Способ получения нитрата аммония и карбоната кальция
Изобретение относится к производству азотных и комплексных удобрений на основе азотнокислотного разложения природных фосфатов. Цель изобретения - снижение содержания фтора в растворе нитрата аммония и интенсификации процесса конверсии за счет снижения суммарного времени пребывания исходных реагентов в зоне конверсии. Способ получения нитрата аммония и карбоната кальция включает двухстадийную конверсию нитрата кальция с последующим разделением целевых продуктов, причем процесс конверсии нитрата кальция ведут при мольном соотношении нитрата кальция к карбонату аммония на первой стадии, равной 1: /0,8 - 0,95/ в течение 20 мин, на второй стадии - при соотношении 1:(1,05 - 1,1) в течение 2 - 6 мин при температуре процесса конверсии, равной 40 - 54°С. 1 табл.
СОЮЗ СОВЕ ТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕОНИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
1 (21) 4346994/31-26 (? 2) 21. 12.87 (46) 23. 12. 89 Бнтл. Г 47 (, 1) БЕЛОруССКИй тЕХ>нОЛОГИЧЕСК>» ИНсзитут им. С.I4„1(ирова и Государс-венный научно-исследовательс <ий проектный институт азотной прамьн пе 1ности и продуктов арга>1ическаг> си нтсза (72) Г.Ф„Пинаев, A. К. Баглай, Л R. Kn>i виса p, A. М. 1(иста нова, b ..1, I= . уни цкии, Н, >j. Федоров и P. M. Ру кин.(53) 631.98(088.8) (96) Гольд,н в А,Л., Нс васе.пог ф,И., Абрамов О,В., Афанасен1 о Б,I1„ /",и;хстадийный способ коня:1зсии нитрата лальция в карбонат кальцил и нитраз аммония. — Химическая гаомышлеl.ñcòь, 198i.,1 2, с, 96-97. (94) СПОСО ПОЛУТЕНИ> НИТРАТА АННОНИЯ
И КАРБО! "ТА КАЛЬЦИЯ
Изобретение относится к пра; зводству азотных и комплексных удобрений на основе азотнокислотного разлонения природных фосфатов.
Цел изобретения — снижен; е содержания фтора B растворе нитрата,м>нония и интенсификация процесс;. ко>герсии за счет снижения суммарно1 о време>1и пребыванил исходных реагентов 3 зоне конверсии.
II р и м е р jl. Герут 100 г четырехводного нитрата кальция саста: а, г (моль): Са (NO )g 65,>1 (0,4 ) j),, Н110э
3,4 (0,054); РдО > 0,16 (0,0111); Г
SU 1530571 А 1 (51)1 С 01 С I/18 С 01 Г 11/i8
2 (97) 11зобретение относится к производству азотнь1х и комплексных удобренийй на основе а зог нокислот нога р=> зла . женил природных фосфатов. Цель изо
1 рЕт ЕНИ я — СНИЖЕНИЕ СадЕржа Н11я фтара в растворе нитрата аммония и ингенсификация процесса конверсии за счет снижения суммарного времени пребывания исходных реагентов в зоне к-нверсии. Способ получения нитрата аммония и карбоната кальция вкпнзчает двухстадийную конверс>»з нитрез» ка 1ьция с пос> едующим разделением целевых пргдуктоi=., прич< > г,роцесс конверсии нитра гз кальция ведут при малярном соатнош. ->ии нитрата кальция к карбонату аммония l-- а первой с > адин, равном 1: (3,8-0,951„= течение 20 мин на второй стадии при соотношении 1-;
: (1,05-1,1) в течение 2-6 мин пр» температуре процесс . конверсии, ра.-ной 40-54 с. 1 >абл.
0.16(О,О- 121);Н,1 1 304Я(169)на
< гревают до 40 С, ейтрализуют свободну>о азотную кислоту, нагример карГонатом а>лмо>ия, до рН 9,5 и добавляют рас вор ларбоната аммония с содержанием в 100 г сост-., ва, г (моль); ХН., Nl 50 (ii,625); N1i.,1О,8 (0,635), (:п 12,4 (О ?82). НсО 28 6 (1 593) нагретый до 30 С, причем малярное соот. ошение
Са (NOç),, и (NFI1)< СО> равно 1: 0,8 (113,6 г раг твора) . Затем право>1лт реакцию конверсии при умеренном п»вЂ” ремешивани; (число оборотов мешалки
1?0 об/мин) с осаждены ем основн» о
1530571 количества карбоната кальция и всего фтора. Через 20 мин в реакционный сосуд добавляют оставшийся от стехиометрического с 53-ным избытком раствор карбоната аммония, т.е. соотно5 шение реагирующих компонентов Са (NO>1 2 и (NH4)< СО>- равно 1:1,05 (30 г раствора) . По истечении 2 мин карбонат кальция отделяют фильтрованием. Полу10 ченный раствор нитрата аммония содержит 0,0001/, фтора.
Остальные примеры выполнены аналогично примеру и сведены в таблицу °
Обработку раствора нитрата кальция раствором карбоната аммония предлагаемым способом осуществляют в две стадии при 40-54 С на каждой стадии: на первой стадии конверсии при моляр20 ном соотношении нитрата кальция к кар" бонату аммония в смешиваемых растворах 1: (0,8-0,95) в течение 20 мин, а на второй стадии - при соотношении
1: (1,05-1,1) в течение 2-6 мин.
Нижний предел температуры проведения реакции конверсии обусловлен температурой плавления четырехводного нитрата кальция. Верхний предел темературы проведения реакции конверсии обусловлен скоростью перехода фтора из твердой фазы в раствор амми" ачной селитры. При температуре 55 С скорость растворения фторида кальция в растворе нитрата аммония не позволяет получить конечный продукт с кон- З5 центрацией фтора мене 0,0011. Нижний предел времени проведения второй стадии конверсии задается скоростью количественного протекания взаимодействия нитрата кальция с карбона- 40 том аммония, которая согласно наших экспериментальных данных равна 0,51,0 мин, При проведении второй стадии за период времени больше 6 мин в растворе нитрата аммония за счет перехода фтора в жидкую фазу в условиях избытка иона СА> содержание фтор-иона в растворе аммиачной селитры превышает 0,001>. Уменьшение нор" мы расхода карбоната аммония ниже 50
0,8 от стехиометрической на первой ста дии не оказывает заметного влияния на снижение концентрации фтора в полученном растворе аммиачной селитры, но может способствовать получению 55 тонкодисперсного мела, что затрудняет Фильтрацию. Использование на первой стадии карбонатного раствора по норме, превышающей 0,95 от стехиометрического соотношения, не обеспечивает требуемого избытка ионов
+2
Са, которые необходимы для осаждения фторида кальция и тем самым не обеспечит низкого содержания ионов фтора в получаемом растворе нитрата аммония. Время проведения первой стадии обуславливается получением мела заданного качества. При времени менее 20 мин мел может получаться мелкодисперсный и как следствие ухудшение фильтрации. При времени более 20 мин ухудшается количественная характеристика процесса, т.е. производительность.
Для конверсии используется плав четырехводного нитрата кальция, содержащий, : Са 14-16, НМО 2,5-5;
Р О 0,1-0,35;. F 0,1-0,2, и раствор карбоната аммония, содержащий,3:
ИН МО 50, NH 10,8; СО 1?,4. В результате конверсии получается раствор аммиачной селитры с содержанием основного вещества 58-62 и не более
0,001i F.
Предлагаемый способ позволяет понизить содержание фтора до 0,001 в получаемом растворе нитрата аммония против 0,01 в существующем процессе и тем самым в 1О раз снизить загрязнение окружающей среды соединениями фтора, увеличить срок службы выпарного оборудования за счет снижения коррозионной активности раствора нитрата аммония и уменьшения скорости коррозии до приемлемого уровня 0,1 мм в год, а также увеличить интенсивность конверсии и понизить расход энергозатрат.
Формула изобретения
Способ получения нитрата аммония и карбоната кальция путем двухстадийной конверсии нитрата кальция, содержащего фтор, карбонатом аммония с последующим разделением целевых продук" тов, отличающийся тем, что, с целью снижения содержания фтора в растворе нитрата аммония и интенсификации процесса конверсии за счет снижения суммарного времени пребывания исходных реагентов в зоне конверсии, процесс конверсии нитрата кальция ведут при молярном соотношении нитрата кальция к карбонату аммония на первой стадии, равном 1:(0,8-0,95)„
1530571 о в течение 20 мин на второй стадии чение 2-6 мин при температуре процес> о при соотношении 1:(1,05-1,1) в те- са конверсии 40-54 С.
Содержа ни е фтора в получаемом растворе аммиачной селитры,3
Примечание
Соотношение реагирующих компонентов на стадии
Времл проведения процесса на стадии, мин
Температура рео акции, С
При" мер
l0,0001
0,0006
0,0004
0,0009
0,002
1!1,05 20
1:1,05 20
1:1,05 20
1:1,1 20
1: 1,05 20
1:0,8
1:0,95
1:0,8
1:0,88
1:1
47
54
3
Не удовлетворяет требованиям технологии
1:1,05
1:1,05
1:1>05
О, 004
0,007
О, 0004
6 47
7 54
8 40
Мел плохого качества
1:0,75
0,0006
0,0009
1:! >05
1:1,05
9 47
10 54
11 60
То же
0 0015
О >003
0,006
0,0004
0,001
0,0007
0,00001
0,00001
0,0001
E:1,05
1 1,05
12 60
1:1,1
1:1,14
1:1,15
1:1,15
1:1,05
1:1,1
1:1,05
Перерасход раствора карбоната аммония
20
Содержание кальция превышает допустимый предел
20
0,0001
0,0003
0,0005
1:1,05
1:1,1
1:1,05
0,0015
0,004
0,005
0,0001
0,0001
1:1,05
20
1:1,05 г оде ржа ни е кальция превышает допустимый предел
20
0,0001
0,0002
?О
Мел плохого качества
То же
1:1,05
0,0003
0,0005
0,01
1:1,1
1:1,05
Соотно- Суммарное шение по время
tlH
1:1,5
Соотношение по !!!
1:1,02, по СО
1:1,06
13 60
14 40
15 54
16 47
17 40
18 47
19 54
20 40
21 47
22 54
23 40
24 47
25 54
26 40
27 47
28 54
29 40
30 47
3! 54
32 (по известному способуу) 1:0,75
1:0,75
1,087
1:0>95
1:0,8
1: 0,95
1: 0,88
1:0,8
1:0,95
1:0,8
1: 0,88
1:0,8
1: 0,88
1:0,95
1:0,8
1: О,ЯР
E:0>95
1т0,8
1:0,95
1: 0,95
1:0,8
1: 0,88
1:0,95
Температура первой стадии
60-75 С
