Способ охлаждения растворов,полученных при азотнокислотной переработке фосфатов

 

1. СПОССЯВ (ЖЛAЖjаEHИ РАСТВОРОВ, ПОЛУЧЕННЫХ ПРИ АЗОТИрь-КИСЛОТНОЙ ПЕРЕ РАБОТК . ФАТНОГО СЫРЬЯ путем ижектирова жиакого газа и отделения осаака, о я и ч a ю ш и и с я тем, что, с целью интенсификации процесса и сокрашеаия расхода хладагента, ижектирование жидкого газа ьедут совместно со смесью растворов азртной и фосфорной кислот при соо№ошении-/Ы tPjOj .1:2,5-Зс воногенными поверхностно-активныйи .веществами, взятой в количестве 5-15% отвеса охлаждаемых растворов. ; 2, Способ по п, 1, от л ч ч a ю - Щ и и с я тем, что поверхностяо-« ти& ;ныв вещества вводят в количестве О,0110 ,15%.Л 3, Способ по П4 1, о т л.и ч a ю - ш и и с я тем, что в качестве растворов азотной и фосфорной кислот испоиьзу1ЮТ маточный оборотный раствор.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУЬ ЛИК

N

ЕНИЯ

ОПИСАНИЕ ИЗОБЬЕТ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ г " л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью интенсификации процесса и сокрашения расхода хладагента, ижектирование жид:="-. - кого газа ведут совместно со смесью растворов азотной и фосфорной кислот при соойношении, И,Р О® 1.2,5-3с ионогенными поверхностно-активными

,!";--,вешествами, взятой s количестве 5-15%

= - . от веса ахлаждаемых растворов.

81.Д: -,::,:"::, 2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю .;= - :: .","ш и и с я тем, что поверхностно-актив ! ,: .,ные вешества вводят s копичестве 0,01 .

0,15%.

3. Способ по и. 1, о т л.и ч а юАД: :m и и с я тем, что в качестве раство9 ров азотной и фосфорной кислот использу с

,, j Re маточный оборотный раствор.

19 (54)(57) 1. СПОСОБ ОХЛАЖДЕН

РАСТВОРОВ, ПОЛУЧЕННЫХ ПРИ

АЗОТНО КИСЛОТНОЙ ПЕРЕ РАБОТКЕ . ФАТНОГО СЫРЬЯ путем ижектирования жидкого мза и отделения осадка, о т

ИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

re ДЕЛАМ ИЗОВ ЧТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 340432О/23-26 (22) 04.03.82 (46) 07.09.83. Бюц. Ию 33 (72) М, С. Syposa. В. Г. Khsàê, В. Н. Кочетков, B. Н. Ламп, Т. Ф. Абашкина и И. Г. Гришаев (53) 631.893 (088.8) (56) 1. Патент Великобритании % 932215, кл. 111В, 1963, 2.С. Gasps r Ь еп .lug i Тес И, 53, Ж 3, 210 .211 (прототип).

=. „Я0„ „! 03993 А

i.

ЗИ) 05 В 11/06

Ф 103О

Изобретение относится к способу селажцвния аэотнофосфорнокислых раство ров, полученных при разложении фосфата азотной кислотой и используемых цля производства. минеральных уцобрений. . Известей способ охлажцения растворов, полученных при азотно-кислой переработке фосфатного сырья путем непосредственного. контакта,: . охлаждаемой к охлажцающей срец, Охлажцаюший агент, т0 циркулирующий по,замкнутому ц у,. барботирует через слой охлажцаемой жицкости. При минусовых температурах происхоцит вьщеление избыточного нитрата кальция. Образующиеся кристаллы .Оседают на дно аппарата и отделяются.

В качестве охлажцающей жицкости ис пользуют нефть, охлажаенную цо отрица тельных температур, или процукты ее переработки - уайт-спирт 1 g, 20

Недостатком способа является то, что поверхность кристаллов загрязнена нефтепродуктами, которые при переработке осадка перехобтят в продукт, а также то, что циркулирует большое количество 25.

I труцноочишаемых стоков.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ охлажцения растворов, полученных при азотно- .30 кислой переработке фосфатного сырья путем ижектирования жицкого газа и отде- ления осадка. Согласно этому способу в охлажцаемый раствор ижектируют жицкий газ (бутан, фреон) так, чтобы газо«

35 вый поток охлажцал до состояния перенасыщения и перемешивал суспензию, . образующуюся при выпадении кристаллического вещества. Тверцую фазу сепарируют любым доступным спОсобом и OT 4 целяют. Процесс осуществляют в периоцическом или в непрерывном технологическом варианте, причем хлацагент и охлажцаемый раствор циркулируют по замкнутым циклам. Расхоц сжиженного

45 газа на 1 кг/ч готового процукта составляет 0,42-0,45 кг/ч (2$ .

Недостатком способа является длительность процесса (2-5 ч) и большой расход хлацагента, 50

930 2 осацка, в котором ижектирование жидко го газа вецут совместно со смесью раство ров азотной и фосфоттной кислот птти со» отттотпении (ч .р 0 1;2,5-ЭС ионогенными

2 5 .Поверхностно-активными веществами, взятой s количестве 5-15% от веса охлажцаемых растворов.

Отличием способа является то, что ижектирование жицкого газа вецут сов местно с подачей растворов азотной и фосфорной кислот при указанном соот» ношении их в смеси и иогенными поверхностно-активными веществами.

Целесообразно поверхнос гно-активные вещества ввоцить в количестве 0,01

0,1 5%.

Возможно в .качестве растворов азот» ной и фосфорной кислот использовать маточный оборотный раствор.

Введение смеси кислот позволяет избежать резкого зонального переохлажцения и способствует быстрому усреднению температуры в объеме кристаллиэатора. . Это дает возможность рационально ис пользовать хлацагент и сократить процесс Охлажцения. Усреднение ускоряется дополнительной рециркуляцией в системе в связи с образованием слоев жидкости с различной плотностью. Растворы азотной и фосфорной кислот с таким соотношением Й и Р20 5 не оказывают сильного влияния на состав раствора. Введение поверхностно-актизтых веществ препятствует образованию кристаллических зародышей кальция в зоне максимального охлажцения и способствует образованию стабильноГо пересышенного раствора, а следовательно, равномерному перемеши» ванию и охлаждению.

Введение смеси кислот, хотя и незначительно,. изменяет соотношение Й:

Р205 в азотнофосфорнокислом растворе, полученным разложением фосфатного сырья азотной кислотой, поэтому в тех случаях, когда необходимо поддерживать требуемое соотношение N;P205 в маточном растворе в качестве растворителя поверхностно-активных веществ целесо образно использовать часть этого маточ

НОГО pac7Bopaе

Бель изобретения интенсификация процесса и сокращение расхода хлацаген га.

Поставленная цель цостигается тем, что согласно способу охлаждения растворов, полученных при азотно-кислой ттереработке фосфатного сырья путем ттжектирования жидкого газа и отделения

Введение смеси кислот в количестве большем 15% снижает общую производительность установки, возрастает сооэветственно продолжительность процесса и расход сжиженного газа. Введение смеси кисло г в количестве меньшем 5% не обеспечивает требуемого разбавления растворов поверхностно-активных веществ, 10399

0,64

1,5

0,40

1,0

5,0

0,35

8,0

0,5

1,0

0,40

0,56

Концентрация поверхностно-активных 25 веществ в растворе менее 0,01% не влияет на процесс кристаллизации нитра та кальция в зоне переохлажцения. Использование поверхностно-активных веществ в холичестве выше 0,15% неце-. лесообразно, так как ухудшается качесъ во маточного раствора и затрудняется дальнейшее химическое превращение его в миниральные удобрения, а показатели . процесса при этом не изменяются, что

5 проиллюстрировано в табл. 2.

Таблица 2

3 и приводит к зональным переохлаждениям, препятствует усреднению темйературы и, в конечном итоге, влияет на производи тельность процесса и расхоц газа, что .. показано в табл. 1. 5

Таблица 1

30 4

РО- Э 12;4; С +2 8 4» МОз 35 5 с температурой 30 С обрабатывают

40 кг/ч фреона при - 29 С,. Фреон по»ступает через форсунку, в которую одновременно подают 5 кг смеси азотной и фосфорной кислот при соотношении N:Ð Og

=.1:2,5 и 0,084 кг (0,08%) октацецил» амина. Продолжительность процесса 1 ч.

Выделяется 28,9 кг/ч тетрагидрата нит»рата кальция. Соцержание жицкой фазы 9,6%. Маточный раствор составляет 76,1 кг/ч. Степень выделения CeQ равна 75,9%.

Пример 2 . 100 кг/ч азотнофосфорнокислого раствора, содержаше» го,%: РО., 12,4; Са 8,4; NOg 35,5, с температурой 30 С обрабатывают

35 кг/ч фреона при - 29 С. Фреон поступает через форсунху, в которую.одна временно поцают 8 кг смеси азотной и фосфорной кислот при соотношении.N:Р Оу

1:2,7 и 0,086 кг октадециламина. Про должительность процесса 0,5 ч. При ох лаждении выцеляется 30,1 кг/ч тетрагидрата нитрата кальция. Содержание жицкой фазы 4,5%. Маточный раствор составляет 77,9 хг/ч. Степень выдел ния Са0 равна 83,6%.

Пример 3 . 100 кг/ч азотнофосфорнокислого раствора, содержаше» го %: РОУЗ 12 4» С»4 8з4э МО 35>5 с температурой 30 С обрабатывают

40 кг/ч фреона. Фреон поступает через форсунку, в которую одновременно по дают 15 хг смеси азотной и фосфорной кислот при соотношении М:Р С 1:3 и 0,092 кг октадециламина. Продолжи» тельность процесса 1 ч. При охлаждении выделяется 38,4 кг/ч тетрагидрата нит» рата кальция. Содержание жидкой фа» зы 33,3%. Маточный раствор составля ет 76,6 кг/ч. Степень выделения Ccg равна 74,4%.

0,60

0,005

0,01

1,5.3.,0

0,40

0,05

0,75.

0,38

0,08

0,5

0,35

0,15

0,5

0,35.

0,17

0,5

0,35

Пример 1 . 100 кг/ч азотно»: фосфорнокислого раствора, содержаше

45 Пример 4 . 100 кг/ч азотно фосфорнокислого раствора с температурой 30оС обрабатывают 35 кг/ч фреона при -29 С. Фреон поступает через фор сунку, в которую одновременно поца50: ют 8 кг смеси азотной и фосфорной mo» лот при соотношении Й:Р О»1:2,5 и 0,01% октадециламина. Процолжитель» ность процесса 1 ч. При охлаждении выделяется 31,5 кг/ч тетрагидрата нитра-.

55 та кальция. Содержание жицкой фазы 24,4%., Количество маточного раствора рав..на 76,5 кг/ч. Степень вьщеления С40 составляет 69;2%, 39930

Пример 5 . 100 кг/ч азотнофосфорн жислого раствора с темпе рату» рой 30 С обрабатывают 38 кг/ч фре» она при - 29 С. Фреон поступает через о .форсунку, в которую одновременно подают 8 кг смеси азотной и фосфорной «ис лот при соотношении гр:P

П р. и м е р 6 . 100 кг азотно фосфорнокислого раствора с тейперат » рой 30 С обрабатывают 35 кг/ч фрео на при -29 С. Фреон подают через фор о сунку,. в которую одновременно подают 8 кг смеси азотной и фосфорной кислоты при соотношении М :Р Сф1:2,5 и 0,162 кг октадециламина. Продолж жительность процесса 0,8 ч, При ох». лаждении выделяется 31,5 кг/ч тетра б гидрата нитрата кальция. Содержание жидкой фазы 20,3%. Маточный раствор составляет 76,5 кг/ч. Стейень выделе нак СаО. раина 78,0. д П р к м е р 7 . 1 О кг/е состое

sa, содеркнакего,% РОа 12,41

087т8,4т 0 "88,8, с. температтрод 8ОЕО обрабатывают 40 кг/ч фреона при «29 С.

Фреон поступает через форсунку, в кото» ", рую одновременно подают б кг.маточно- ., го раствора„полученного после отделе» ния твердой фазы, и 0,084 октадецил амина. Продолжительность процесса 1 ч.

При охлаждении выделяет 29,1 кгlч тетрагидрата нитрата кальция с влажно стью 10%. Маточный раствор составля вт 78,9 mr/÷. Степень выделения СаО равна 7.6,1%.

Использование предложенного способа позволит сократить продолжйтельность. процесса с 2W ч до 0,5-1 ч и расход хладагента с 0,42-9,48 кг/ч готового продукта до 0,35 -0,4б кг/ч готового продукта.

Составитель Т. Покшина

Редактор В. Иванова . Техред М.Надь, . КорректорА. Тяско .

Заказ 6812/24 Тираж 434, Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5, Раушская йаб., д. ф/5

Филиал ППП Патент,. г.. Ужгород, ул. Проектная, 4