Способ уменьшения слеживаемости аммиачной селитры

 

Изобретение относится к промышленности минеральных удобрений, а именно к производству аммиачной селитры, и может быть использовано для уменьшения слеживаемости аммиачной селитры, пригодной для бестарных перевозок. Целью изобретения является получение продукта, пригодного для бестарных перевозок, улучшение грансостава и формы гранул, а также технологичности процесса. Для уменьшения слеживаемости аммиачной селитры путем введения в плав нитрата аммония добавки сульфата кальция в качестве добавки используют отход производства экстракционной фосфорной кислоты, фосфогипс влажностью 1-6% и размером частиц 10-100 мкм, который вводят в количестве 0,3-0,8% мас.% в плав нитрата аммония при интенсивном перемешивании перед подачей его на гранулятор с одновременной донейтрализацией плава аммиаком с последующей обработкой диспергатором-нафталинсульфонатом (НФ). 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУ6ЛИН (su 4 С 05 С 1/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗО6РЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ 1 ННТ СССР (21) 3805025/23-26 (22) 15.08.84 (46) 23,08.89 ° Бюл. F- 31 (71) Череповецкий филиал Вологодского политехнического института и Череповецкий азотно-туковый завод (72) Н.И.Орловр В.И.Олевский, Н.Е.Жаворонкова, Н.Н.Поляков, Л.В.Кузнецов, Э.Е.Агафонова, А.Ф.Ильченко, Y..È.Куча и В.К.Люскин (53) 631.847 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1129 194, кл. С 05 С 1/02, 1983. (54) СПОСОБ УМЕНЬИЕНИЯ СЛЕЖИВАЕМОСТИ

АММИАЧНОЙ СЕЛИТРЫ (57) Изобретение относится к промышленности минеральных удобрений, а именНо к производству аммиачной селитры, и может быть использовано

Изобретение относится к промьпппенности минеральных удобрений, а именно к производству аммиачной селитры, и может быть использовано для уменьшения слеживаемости аммиачной селитры, пригодной для бестарных перевозок.

Цель изобретения — получение продукта, пригодного для бестарных перевозок, предотвращение забивки грану-, лятора и фильтров, улучшение граиосостава и формы гранул, а также технологичности процесса.

Пример. 500 r 50X-ной азотной кислоты нейтрализуют газообразным аммиаком, полученный ра=твор упарива„„SU„„1502550 А 1 для уменьшения слеживаемости аммиачной селитры, пригодной для бестарных перевозок. Целью изобретения является получение продукта, пригодного для бестарных перевозок, улучшение грансостана и формы гранул, а также технологичности процесса. Для уменьшения слеживаемости аммиачной селитры путем введения в плав нитрата аммония добавки сульфата кальция в качестве до-бавки используют отход производства экстракционной фосфорной кислоты, фосфогипс влажностью 1-6% и размером частиц 10-100 мкм, который вводят в количестве 0,3-0,8 мас.уо в плав нитрата аммония при интенсивном перемешивании перед подачей его на гранулятор с одновременной донейтрализацией плава аммиаком с госледующей обработной аисоергаторон — нафталинсулефенатом (НФ), 2 табл.

Ю ют до концентрации 99,57. В плав нит- ф рата аммония при интенсивном переме- (д шивании добавляют 0,5 мас.X фосфогип- р

ca co средним содержанием влаги 2,8Х и измельченного до размера частиц

20 мкм, одновременно с этим плав донейтралиэовывают аммиаком при рН 6

l0X-ного водного раствора аммиачной селитры. Далее плав направляют на грануляцию, гранулы охлаждают и обра.батывают 407.-ным водным раствором диспергатора (нафталинсульфоната) (НФ) в количестве 0,02 мас,X. Показатели полученной аммиачной селитры следующие: прочность гранул 1028 г/гран.; слеживаемость 0,16 кгс/см .

1502550

Диспергатор НФ представляет собой смесь полимерных соединений раэной молекулярной массы, образующихся при конденсации сульфокислот нафталина с водным раствором формальдегида и с последующей нейтрализацией едким натром или аммиачной водой. Введение в ядро гранулы аммиачной селитры двухвалентного катиона (Са + ) позволяет молекуле анионоактивного ПАВ прочно закрепиться на поверхности гранул за счет образования химической связи.

Интервал эффективного действия 15 добавки фосфогипса в сочетании с диспергатором НФ установлен серией опытов, результаты которых представлены в табл.1. Гранулирование плава амииачной селитры проводят на лабора-20 торном грануляторе в жидкой фазе (гексане), Содержание диспергатора

НФ в селитре составляет 0 05—

0,07 мас ° Испытания образцов на содержание влаги (по Фишеру), проч- 25 ность и слеживаемость проводят по известным методикам.

Иэ табл.1 видно, что эффективное, действие добавки фосфогипса проявля- 30 ется в интервале 0,3-0,8 мас.Х Са804

Относятельно небольшая прочность и существенная слеживаемость продукта для образцов 1-6 может быть объяснена м&лым сОДержанием ДОбаВки фОсфО: З5 гипса, а для образца 5 — еще и высохши влагосодержанием гранул (0,42X), Недостаточная прочность для образца 9 объясняется значительныи содержанием

Влаги В селитре ° ОДнакО В Целом Для 4р аммиачной селитры с добавкой фосфогипса не менее 0,3 мас,X с исходной влажностью 1-6Х характерно низкое влагосодержание гранул: 0,22-0,29Х.

ПреВышение этой Величины прОисходит, 45 в основном, иэ-эа воздействия окружающего воэд;ха с высокой относительной влажностью — более 85Х (образцы

5,9, 11 и 15), а также сочетания таких неблагоприятных факторов> как высокая относительная влажность воздуха и недостаточная сушка фосфогипса - до влвгосодержания более 6Х (образец 9). Устранение избыточной

ВлажнОсти Воздуха легкО дОстигается кондиционированием воздуха, предусматриваемым общими требованиями к складским помещениям аммиачной селитры. Как показали исследования аммиачной селитры с добавкой фосфогипса> именно влажность исходного фосфогипса и относительная влажность воздуха наиболее сильно влияют на содержание влаги в продукте и, соответственно, на слеживаемость и прочность продукта при прочих равных условиях.

Фосфогипс перед подачей в плав высушивают до остаточной влажности

1-б > измельчают до размера частиц

10-100 мкм и затем вводят в плав нитрата аииония при интенсивном перемешивании перед подачей его на гранулятор с одновременной донейтралиэацией плава аммиаком.

Предварительная сушка фосфогипса до остаточной влажности 1-6Х необходима с целью предотвращения внесения влаги в селитру, так как влага ухудшает качество готового продукта. Так, например, при добавке сырого фосфогипса с содержанием 33Х влаги прочность и слеживаемость равны соответственно 801 г/гран, и 0,4 кгс/см, а при добавке предварительно высушен-. ного фосфогипса (до 2,8Х Н О) эти величины равны 832 г/гран. и

0,2 кгс/см . Обезвоживание фосфогяпса до влажности менее 1Х требует существенных затрат, TBK как скорость сушки фосфогипса резко уменьшается при дальнейшем снижении его влажности. Об этом свидетельствуют опыты г> сушке, Так, скорость сушки (при

160 С) при изменении влажности фосфогипса от 6 до 1Х уиеньшается от 0,17 до 0,004 кг/кг-ч. Обезвоживание фосфогипса до влажности 5-6Х не вызывает затруднений и может быть осуществлено в засушливых районах даже под действием солнечных лучей.

После высушивания фосфогипс необходимо измельчить до размера частиц

10-100 мкм для быстрого растворения в плаве и во избежание засорения фильтров, установленных перед грвнулятором, а также отверстий гранулятора. Верхний предел pasMepa частиц (100 мкм) обусловлен тем, что более крупные частицы фосфогипса, с одной стороны, медленно растворяются в плаве аммиачной селитры, а с другой способны забивать фильтр и даже отверстия гранулятора. Нижний предел частиц (10 мки) объясняется резко воэрастающиии энергоэатратаии на

> измельчение фосфогипса, в результате .

5 150255 чего иэмельчение его до размера менее 10 мкм делается экономически невыгодным.

Высушенный и измельченный фосфогипс наиболее целесообразно вводить в плав селитры непосредственно перед грануляцией (после доупарочного аппарата). Вводить добавку перед выпарным или доупарочным аппаратами нецелесообразно ввиду возможного образования

10 отложений сульфата кальция на поверхности теплообменников, Для ускорения растворения фос огипса в плаве и выравнивания градиента концентраций

15 добавки фосфогипс необходимо вводить при интенсивном перемешивании. Донейтрализация плава аммиаком необходима для устранения свободной кислотности фосфогипса с целью повышения рН готовой продукции до регламентируемой величины (не менее 5).

После гранулирования плава с добавкой фосфогипса в грануляторе, охлаждения гранул в башне и в аппарате "кипящий слой" селитру обрабатывают 40Х-ным раствором диспергатора ПФ с целью предотвращения продукта отслеживаемости.

Результаты сопоставительных опытов приведены в табл.2. Содержание влаги в образцах составляет 0,20-0,38 .

В селитре, полученной по известному способу, содержание основного питательного вещества (азота) не достигает нормы ввиду больших добавок (в пределах 3-5 мас.Х) сульфата кальция и йодида калия. В продукте, полученном по предлагаемому способу, содержание азота в пределах нормы, т.е. выше 34 мол.Х благодаря неэначи- 40 тельному раэбавлению плава добавкой фосфогипса.

Показателем пригодности продукта для бестарных перевозок является его способность выгружаться иэ модели 45 самоопрокидывающегося вагона — xonпера после длительного хранения под давлением (имитация нижнего слоя селитры при транспортировке в хоппере). После 7-суточного paaeaas в 50 идентичных условиях селитра, полученная по известному способу, Hs модели хоппера самостоятельно не выгружается из-за потери сыпучести.

Минимальное давление, под которым 55 .происходит истечение селитры из мо дели, составляет 0,40-0,55 кгс/см (табл.3), т,е. в условиях реального вагона самовыгруэка не обеспечивается

0 6 давлением столба вышележащей селитры. имеющего в@личину 0,35 кгс/см . В то же время продукт, полученный по предлагаемому способу, выгружается после хранения самостоятельно или под небольшим избыточным давлением (0,01-0,03 кгс/см ) благодаря сохранению сыпучести ввиду минимальной слеживаемости, Слеживаемость полученной по предлагаемому способу селитры в большинстве случаев понижается до нуля благодаря защите поверхности гранул диспергатором НФ, образующим прочную связь с сульфатом кальция, значительной однородности грансостава и низкой относительной влажности воздуха (менее 68Е) в,период проведения сопоставительных опытов. При этом слеживаемость продукта, полученного по известному способу заметно выше (О:28-1,25 кгс/см ) ввиду отсутствия защитного покрытия гранул иэ микропленки ПАВ, введения в состав селитры иодида калия и неоднородности грансостава, В присутствии катиона К+ и аниона I активность воды в химических системах значительно повышается. Это приводит к увеличению летучести воды и, в данном случае, к образованию "гидратных мостиков" между гранулами и росту слеживаемости, Термостабнльность селитры, полученной по известному н предлагаемому способам, находится на одном уровне, Гранулирование продукта по известному способу осложняется частыми забивками фильтра и отверстий для истечения плава, В то же время при гранулировании по предлагаемому способу забивки отсутствуют.

Для селитры по известному способу форма гранул неправильная, а для селитры по предлагаемому способу большинство гранул имеет строго шарообразную форму, Получение продукта по предлагаемому способу может быть реализовано на промышленном агрегате в обычном режиме и на известных грануляторах. В то же время, удовлетворительное гранулированне плава, содержащего добавки сульфата кальция и иодида калия в значительном количестве (3-5 мас.7), требует подбора специальных условий и типа гранулятора.

1502550 используют фосфогипс — отход производства экстракционной фосфорной кислоты с .влажностью 1-67. и размером частиц 10-100 мкм, который вводят в количестве 0,3-0,8 мас.Х в плав аммиачной селитры при интенсивном перемешивании перед подачей ее на гранулятор с одновременной донейтрализацией плава аммиаком с последующей обработкой гранул диспергаторомнафталинсульфонатом. формула изобретения

Способ уменьшения слеживаемости селитры путем введения в плав добавки сульфата кальция, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью получения продукта, пригодного для бестарных перевозок, улучшения грансостава и формы гранул, а такие улучшения технологичности процесса, в качестве добавки, содержащей сульфат кальция, Таблица1

1 24

0,86

П р и и е ч а н и е, Прочерк указывает на отсутствие испытаний.

2

4

6

8

11

12

13

14

16

17

18

t9

0,10

0,14

0,16

0,22

0,22

0,24

0,28

0,29

0,30

0,31

0,34

0,46

0,48

0,49

0,52

0,55

0,70

0,72

0,80

0,90

617

678

786

5ф9.

853

769

1188

1174

884

1004

1212

105

0,77

0,68

0,89

0,43

0,48

0,41

0,39

0,36

0,37

0,35

0,25

0,23 О, 26

0,30

0,42

0,38

0,33

0,38

0,46

0,25

0,37

0,26

0,22

0,25

0,39

0,26

0,22

0,24

0,29

0,25

2,5 73

1,8 76

3,22 71

2,0 77

4,6 87

5,9 76

5,1 81

5,2 83

6,1 88

5,1 76

2,8 91

5,0 72

4,1 71

1,6 80

1,1 85

1,9 76

2,0 74

3,1 75

4,0 74

2,3 76

1502550

C»l л а л о о

«СЪ Q

О «О а о о

С Ъ о о л о о

ОЪ

О«

Ю" 1

»Ф

f а о ) Ю

1 г л о

1 1

) I

«О л

Ю 1

С»\

«О а

) о

) 1

1 1 л а

1 ° Ю

»

Ю 1

1 1

I 1

С»\ а

) Ю л

С Ъ л о а о х

I 1

1 3

СЧ

С»\

) о

СЧ л о

1 1

I I

СЪ

СЧ а

) Ю

«О

C«I о

1 ) 1 1

1 а о )

1« «

СЪ СЧ сЧ л

° а о

Ф о о о о л о

r л сч

00 СЧ

СО

О Ъ

° - 00

Ъ «СЪ

CO ОЪ (е»

» л

) а

Ю о« а

CJ 30 ID

3» 3 О

Ои 3(Е Ег

41Î Е

Х a ae е ео

333 ХСЪ ф о о г а л о с«Ъ г СО а л

Ю Ъ

С«Ъ м3Г л а а

» с»Ъ л а а

СЧ СЪ

C«I е Р и йл

0Ъ а а

СЪ О

CO «О

CO а а ф т

CO O«

С»Ъ

a . а

С Ъ Ю

Л О

О«й р

«СЪ

C3«)

° « о а а ф

С Ъ

° ° о о сЧ а ° о о

»С а а

О 333, «3 сч о

«О Л

a a

Ф

С Ъ РЪ сЧ «СЪ

С«Ъ С3« а а с Ъ С«3

Ссг С"Ъ

«О CO

Л О а а

С»Ъ С"Ъ о

С Ъ сч л

Я С Ъ о о а к о и

Х 3

4l е Р« щ а (7«

О Л о о

° л о о а ки

Ю

t«3 СЧ

° а

° а

СЪ л о ю

О 00 а а с Ъ

СО а

o o

СЧ а»«

C«I С Ъ

СЪ л а а

0I

0I 5

РйЮ

1 х о

Е а

0I ЕW

333 Х С Ъ л ь а

СЧ ь

3 о с Ъ р съ и

«СЪ «

X о х

3 и л е а 30 х о

СЧ Р а о к

Ъ ф

333 х

СЪ Е

Сг 00

Сч СЧ Q о о о и о р и о

00 СЪ О оъ ф ф

3» ф к ф х х

C3«С»Ъ P о ц

СЪ О О р а ф а

I» . 1 л съ и а а

С«3 СЧ

С«Ъ С»Ъ о о о о

СЧ СЪ -т Л о о о о

i а

Ц е о

3 а

С) о и к и у о х