Способ получения жидких азотных удобрений

Способ получения жидких азотных удобрений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к технологии получения минеральных удобрений, может быть использовано в азотной промышленности для получения жидких удобрений и позволяет интенсифицировать процесс при создании возможности точной корректировки. Сначала смешивают горячие водные растворы карбамида и аммиачной селитры с последующим ее охлаждением до 20-60°С, часть полученной смеси используют в качестве корректировочных растворов, а в оставшуюся часть вводят воду. Водный раствор карбамида используют концентрации 67-73 мас.% при 70-120°С, а водный раствор аммиачной селитры - концентрации 78-88% при 80-150°С. Предложенный способ позволяет интенсифицировать процесс за счет уменьшения в 1,5-2 раза времени, затрачиваемого на приготовление партии товарного продукта. При этом точность корректировки состава удобрения по содержанию общего азота повышается с 28,0±0,4 до 28,0±0,3%. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК.(Ц1)5 С 05 С .13/00

1

Ъ.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

) ю ° t" >

k =

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬЩЯ 4

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4491987/23-26 (22) 10.10.88 (46) 15,11.90. Бюл. Ф 42 (71) Государственный научно-исследовательский и проектный институт азотной промышленности и продуктов органического синтеза (72) А. В. Шафрановский, M. С. Старшинов, В. М. Олевский, М. Л. Ферд и В. Ф. Цветков (53) 631.84(088.8) (56) Шафрановский А. В. Курнаковская В. В. О целесообразности корректировки ТУ на жидкие удобрения марки

КАС. - Экспресс-информация "Отечественный производственный опыт". Сер.

Азотная промышленность. M./НИИТЭХИМ, 1986, вып. 1, с. 4. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖИДКИХ АЗОТНЬИ . УДОБРЕНИЙ . (57) Изобретение относится к технологии получения минеральных удобрений может быть использовано в азотной

Изобретение относится к технологии минеральных удобрений и может быть использовано в азотной промышленности для получения жицких удобрений.

Целью изобретения является интен-, сификация процесса при создании возможности точной корректировки.

Согласно изобретению, сначала смешивают водные растворы одинарных удобрений с образованием смеси, затем к последней добавляют воду с образо, ванием готовой смеси, корректировоч„„SU„„1606503 д 1 промышленности для получения жидких удобрений и позволяет интенсифицировать процесс при создании возможности точной корректировки. Сначала смешивают горячие водные растворы карбамида и аммиачной селитры с последующим

Ф ее охлаждением до 20-60 С, часть полученной смеси используют в качестве корректировочных растворов, а в оставшуюся часть вводят воду. Водный раствор карбамида используют конценто рации 67-73 мас.% при 70-120 С, а водный раствор аммиачной селитры— концентрации 78-88% при 80-150 С.

Предложенный способ позволяет интенсифицировать процесс за счет уменьшения в 1,5-2 раза времени, затрачиваемого на приготовление партии товарного продукта. При этом точность корректировки состава удобрения по соР держанию общего азота повышается с

28,0+0,4 до 28,0ф0,3%. 1 s.ï. ф-лы °

2 ип. ные растворы вводят в готовую смесь при 20-60 С, при этом в качестве корректировочных растворов используют смесь одинарных удобрений, охлажденную до 20-60 С.

Соотношение масс готовой смеси и добавляемого к ней при корректировке корректировочного раствора определяют расчетом по формуле,1 6Г)6503 где k — отношение массы концентрата к массе готовой смеси, л равно максимальному значению иэ ряда значений, вычисленных по уравнениям. 10 (i 1,2,...n) ti

Х, - Х11 л сюмл- l xli

1-Л и С„ х„

1-( 20 й, равно минимальному значению иэ : ряда значений, вычисленных по уравйе-. ниям

ХЕ1 - ХЛ1 сМл, - х,; ":Т

a t> п х, -. х

1=4 число всех одинарных азот ных удобрений в многокомпонентном жидком азотном удобрении; концентрация i-го бдинарного азотного удобрения в 4 готовой смеси;

- концентрация i-ro одинарного азотного удобрения в концентрате; соответственно минимально 45 и максимально допустимые концентрации i-ro одинарного азотного удобрения в продукте; минимально и максимально 50 допустимые суммарные кон центрации всех одинарных азотных удобрений в продукте ° где и

X LIMN, И Х МОВЫ "

Э с мнй с Мц„е

На фиг. 1 приведена принципиальная схема установки для реализации пред лагаемого способа; на фиг. 2 - графи» ческая иллюстрация метода расчета массового соотношения, в котором смешивается корректировочный раствор с готовой смесью.

Смеситель 1 (фиг. 1) предназначен для смешения только водных растворов отдельных одинарных азотных удобрений с образованием смеси. Смеситель 2 служит для смешения ее с водой и добавления в смесь при необходимости небольших количеств аммиака (до 0 1

0,5 мас. % в смеси) и/или ингибитора коррозии, например фосфатов аммония (до 0,2% в пересчете на Р 06). Холодильник 3 предусмотрен для охлаждения готовой смеси, а холодильник 4для охлаждения смеси горячих водных растворов одинарных азотных удобрений (до введения в нее воды) до 200

60 С. Корректировочные резервуары 5 установлены для накопления готовой смесй, а также для коррекции ее со1 ., става перед отгрузкой на склад или потребителю в качестве готового продукта. При этом резервуары 5 поочеред но выполняют взаимно дополняющие функции: когда в одном из них осуществляется накопление и коррекция готовой смеси, готовый продукт из другого отrðóæàåòñÿ на склад.

Сборник 6 расположен после холодильника 4 и служит для накопления ох лажденной смеси одинарных удобрений, используемой в качестве корректировочного раствора, добавляемого в резерву ар 5 с готовой смесью.

В сборнике 7 накапливается вода, используемая для приготовления смеси в смесителе 2 и для корректировки готовой смеси в резервуаре 5, если в ней окажется недостаток воды.

Установка работает следующим образом.

Пусть, необходимо приготовить двухкомпонентное жидкое азотное удобрение на основе карбамида и аммиачной селит ,Qbl Водный раствор карбамида концент-,, рацией 67-73 Mac.% при 70-120 С и водный раствор аммиачной селитры кон,центрацией 78-88% при 80-150 С непрерывно подают на смешение s смеситель 11 Большая часть поЛученной смеси по», ступает в другой смеситель 2, где ее непрерывно разбавляют водой до нужной кондиции. Здесь готовая смесь подще,,лачивается аммиаком, в нее добавляют ингибитор коррозии - фосфаты аммония.

Жидкое азотное удобрение двухкомпо5 16065 нентное азотное удобрение на основе карбамида и аммиачной селитры, содержащее также О, 1-0,5 мас.Х свободного аммиака и около 0,2/ фосфатов, охлаждается далее до 30-50 С в холодильнио 5 ке 3 и перетекает в сборник 5, снабженный перемешивающими устройствами, где сначала происходит накопление готовой смеси.

Меньшая часть смеси одинарных удобрений до введения в нее воды отводися через холодильник 4 в сборник 6 корректировочного раствора, будучи ох лажденной до 20-60 С. »5

После накопления готовой смеси в одном резервуаре 5 ее подачу переключают на другой резервуар 5, который к этому моменту освобоядается от готового продукта. Измеряют состав готовой 20 смеси в резервуаре 5, устанавливают выходит ли отклонение действительного состава смеси от номинального за допустимые рамки. При необходимости осуще-. ствляют корректировку, в процессе ко- 25 торой сумму концентраций карбамида и аммиачной селитры в готовой смеси доI водят до заданных значений. Это осу, щестВляется периодической. подачей. в резервуар 5 необходимого количества смеси одинарных удобрений из сборника

6 (если в смеси содержится избыток воды) либо воды из сборника 7 (если ощущается ее недостаток). После пере . мешивания в резервуаре 5 получают це- 3 левой продукт. Его начинают подавать на склад. В это время на режим корректировки переключают другой резервуар 5.

Пример. Необходимо получить 40 жидкое азотное удобрение марки КАС-28, содержащее кроме воды 30,5 1,0Х карбамида (первый компонент, i = 1) и 40,0 + 1,0 аммиачной селитры (второй компонент, 1 = 2). При этом сумма 45 концентраций карбамида и аммиачной селитры должна составлять 70,5 + 0,5Х.

Таким образом имеем (в вышеприведен« ных обозначениях): т.е. она в 2 раза меньше.

На фиг. 2 область допустимых значений концентраций одинарных азотных удобрений в смеси согласно условию имеет вид шестиугольника abcdef. Любой точке, находящейся в указанной области, соответствует содержание атомов азота в продукте, не выходящее из интервала 27,93 - 28,51Х.

В результате смешения в массовом соотношении 0,92:1 72Х-ного водного раствора карбамида с температурой

90 С и 87 -ного водного раствора ам»» о миачной селитры с температурой 120 С получилась смесь, содержащая х »

= 37,1 . карбамида и х = 44,8Х аммиачной селитры (см. точку 2 на фиг. 2).

Часть ее после охлаждения в холодильнике 4 до 20-60 С была отобрана в сборник 6 для использования в качестве корректировочного раствора. Большая часть смеси одинарных удобрений пошла на смешение с водой в смесителе

2. После охлаждения в холодильнике 3 до 30 С готовая смесь поступала в резервуар 5. Через некоторое время там накопилось 52 т готовой смеси, содержащей х»„ = 30,2 карбамида и х =

=39,6Х аммиачной селитры (ом. точку 1 на фиг. 2).

При соблюдении требований на содержание в готовой смеси каждого одинарного азотного удобрения в отдельности (>»»„< g х»» z х „,„„)> т. е.

29в5 < 30 2 (31э5 и х»ч »»„ х » 4 (х»„ак(, т.е. 39,0 < 39,6 (41,0), не выполняется условие на суммарную концентрацию карбамида и аммиачной селитры с = х»» + х.»о = 30 2 + 39,6

= 69,8, которая не вошла s заданный интервал 70-71.

Таким образом, действительный состав готовой смеси недопустимо отклоняется от ее номинального состава, и ее состав необходимо корректировать, Нужно найти количество g корректировочного раствора, которое следует добавить к G = 52 т готовой смеси, чтобы состав продукта удовлетворял заданным техническим условиям. Для

55 п=2; х еим = 29 » 5 ; х» акс» = 31,5Хэ

Э 9 х»»,gag = 39,0; х»,а„с = 41,0Х;

3 ) с сии = 70%в с макс. = 71 .

При этом нормированные разности между максимальными и минимальными допустимыми значениями концентраций отдельных компонентов составляют

03

6 хм кс< x „„> = 2 ; хикс х щ,= 2 .

Ндрмированная разность между максимальным и минимальным допустимыми значениями суммы концентраций компонентов в продукте составляет смак с сии э

7 1606503

I. этого достаточно определить k g/G4

Вычисляем ряд значений и . с ш, - x,;

19.4 1 л

Х9, - Х ;

1"- (1=4

Из вычисленных значений t выбираем наименьшее . С = 0,0992 (т.е, точку N) °

Затем определяем

70- (xy +x

1О

70 - (30 2 +-39 6) = 0,0578 I5 (т.е. делим отрезок MN пополам и находим точку 0 состава готового продукта), 20

= 0,0613;

g = kG = 0,0613 52 3,18.

Таким образом к 52 т готовой смеси нУжно добавить 3,18 r концентрата.

Состав готового продукта (точка 0 на фиг.. 2) после корректировки можно

30 вычислить по формуле

35 При п = 2 найдем x0 = хи +

+ t (хе — х4 ) = 30,2 + 0,0578 (37,130,2) = 30,6; хое х49 + t (хдд— хщ) = 39,6 + 0,0578 (44,8 - 39,6)

39,9, т.е. в готовом продукте кон40 центрация карбамида составит 30 6Х, а аммиачной селитры - 39,9Х.

Аналогично осуществляется корректировка состава готовой смеси,содержащей более двух различных одинарных

° азотных удобрений, например трехкомпонентного жидкого азотного удобрения (n = 3), содержащего кроме воды 25 «+

+ 1X карбамида (i = 1)9 35 g 1X аммиачной селитры (i 2) и 12 + 1X сульфата аммония (i = 3) при условии, что суммарная концентрация всех трех одинарных азотных удобрений в продукте должна составлять 72 0953.

55 Применение предлагаемого способа, позволяет интенсифицировать процесс приготовления многокомпонентного жид кого азотного удобрения за счет умень»

t2

ХМа94а < ХЦ

xpt xu

37,1 — 30,2 са

3с ц - хе (37,1 + 44,8) - (30,2 + 39,6) .

0,2

0,0165 (см. точку М на фиг. 2);

Ы=В

"1 хх х - х 37

„0 7

0,1014 (точка К), †." Я Ю х44 — x<9 44,8 + 39,6

0 6

" - .2 — = - 0,1154 (точка L) Из вычисленных значений t выбира, ем наибольшее. t 0,0165 (т.е. вы бираем точку М на фиг. 2).

Далее вычисляем ряд значений t,: е с99ас- х 9

ы

9 ф

* — - " 0 0992 (точка N)

1 2

12,1

-6- 9- 0,1884 (точка 0);

1 3

«1,4

= 0,2692 (точка Р). х + t 0,0169.+ 0 0992

2 2

g 078

1 t 1 090578 хе-, x«+ t (хе, " х4 (1 = 1,2,...,n).

1606503

1О шения времени и количества операций, затрачиваемых на корректировку состава готовой смеси.

Предложенный способ получения жид- .5 ких азотных удобрений по сравнению с прототипом позволяет интенсифицировать процесс за счет уменьшения в 1,52 раза времени, затрачиваемого на приготовление партии товарного продук-10 та. При этом точность корректировки состава удобрения по содержанию общего азота повышается с 28,0 + 0,4 (прототип) до 28,0 «+ +О,ЗЖ.

Формула из о брет ения

1, Способ получения жидких азотных удобрений, включающий смешение горячих водных растворов карбамида, аммиачной селитры и вд ы, охлаждение образовавшейся смеси до 20-60 С, ввео дение корректировочных растворов до достижения заданного содержания азота в удобрениях, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью интенси-, фикации процесса при создании возможности точной корректировки, растворы карбамида и аммиачной селитры предва« рительно смешивают и в полученную, смесь растворов вводят воду, а в качестве корректировочных растворов используют предварительно полученную смесь, охлажденную до 20-60 С. д

2. Способпоп. 1 о тлича; ю щ и Й с я тем, что.водный раствор; карбамида используют с концентрацией

6773 мас.Х при 70-120 С, а водный раствор аммиачной селитры с концентрацией 78-88Х при .80-150 С.

1606503

43

3 фЯ

97

Зд

29 30 И Ж 33 Я Ю5 Зб 37 .,М Ю ФО 41

Собер>кайуе юарбаиуда (кас, %), Х

Фиа 2

Составитель Т. Докшина

Редактор Т. Лазоренко Техред М.Ходанич Корректор Н.Король

Заказ 3527

Тираж 380

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета ло изооретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101