一种磷酸二铵的制备方法 【技术领域】
本发明涉及一种磷酸二铵的制备方法。
背景技术
磷铵作为一种高浓度高效复合肥，逐渐成为化肥行业最主要的肥料类型。在世界磷资源日益紧张的情况下，发展低能耗、低污染的磷铵制备技术的优点日益凸显。现在国内外主要的磷酸二铵(DAP)生产工艺有预中和槽+管式反应器-转鼓氨化粒化流程、双管反应器流程、预中和槽-管式反应器串联流程、预中和-浓缩-管式反应器料浆法流程等。
湖北大峪口化工有限责任公司的NPK装置是由东华工程公司进行设计的56万吨TSP装置改造为50万吨NPK生产装置。在56万吨TSP装置改造为50万吨NPK或35万吨DAP工程中，根据TSP装置的设计情况综合分析，若采用预中和槽+管式反应器-转鼓氨化粒化流程、双管反应器流程、预中和槽-管式反应器串联流程，改造难度大、投资费用高，另外使用湖北矿生产DAP国内无成熟经验；采用单管反应器流程，考察黄麦岭磷化工集团公司等使用该种反应器的厂家，使用成功率较低、不易达到设计负荷，使得能耗高、产品外观不美观，从而使得生产成本高、产品使用性能差。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种磷酸二铵的制备方法。
本发明所提供的磷酸二铵的制备方法，包括如下步骤：
1)将反应原料磷酸总质量40％-60％的磷酸和反应原料氨总质量70％-90％的氨加入造粒机的管式反应器中进行中和反应，生成磷铵料浆；
2)将步骤1)制备的磷铵料浆喷入转鼓氨化造粒机，接着在所述转鼓氨化造粒机的料床内通入剩余的反应原料氨，使所述磷铵料浆进一步氨化到中和度为1.7-1.9，并在氨化的同时进行造粒，生成固体湿物料和造粒尾气；将所述固体湿物料进行干燥，即得到所述磷酸二铵；
步骤2)得到的造粒尾气进入尾气洗涤系统并在所述尾气洗涤系统中加入剩余的反应原料磷酸(占反应原料磷酸总量40％-60％)和硫酸，吸收尾气中的氨，控制所述尾气洗涤系统中洗涤液的中和度为1.3-1.5，最后将所述洗涤液送至步骤1)的管式反应器中参与所述中和反应。
其中，步骤1)中所述反应的反应温度为180-200℃，反应压力为0.5-0.6MPa。
本发明中所选用的磷酸浓度范围宽，生产磷酸二铵(DAP)时对磷酸质量要求低、杂质要求也低。当w(P2O5)＞40％，含固量＜3.0％，就能满足生产优等品DAP的需要。本发明中所使用的氨可为气氨或液氨，这样可使供氨系统的设备简化。
本发明将上述步骤2)中的洗涤系统作为酸、氨一级反应的反应器降低了步骤1)中管式反应器的生产负荷，将步骤1)管式反应器中的反应作为二级酸、氨反应，将步骤2)的造粒机中进行的反应作为三级酸、氨反应。采用上述三级反应，使本发明的方法在满足产品质量要求甚至提高产品质量的前提下，提高了装置的产能。
本发明所提供的制备磷酸二铵的新方法具有以下特点：
(1)磷酸和氨快速反应、反应时间短，由于快速反应因而枸溶性磷酸盐生成少，故产品中水溶磷含量高；(2)本制备方法中的全部反应热进入造粒工序，能充分利用反应热来蒸发水分，因而系统能耗低，反应热利用较好，总能耗比预中和槽-转鼓氨化粒化机流程低；(3)该方法的适应性大，生产灵活性大，不同浓度、杂质的磷酸，可分别生产相应品级的NPK或MAP或DAP，只需要使用管式反应器；(4)无预中和槽以及料浆泵送系统，使流程简化，清理检修工作大为减少；(5)造粒物料容易控制在合适的含水量和温度范围内，操作方便稳定；(6)干燥能耗低，流程最短，系统设备规格小而投资省，生产成本低；(7)生产DAP时料浆中和度为1.7～1.9，氨逸出率在10％～18％，能够由洗涤系统高效回收；(8)操作简便灵敏，允许流量中断或波动；(9)固体物料流程及尾气除尘系统与其他工艺相同；(10)尾气洗涤采用双文一塔工艺，操作方便，避免了予中和槽容易堵塞的问题，清理和检修工作量大大减少；(11)该方法生产的DAP产品含氮高(含氮量不低于18％)，外观好，强度高，水分低。
【附图说明】
图1为本发明提供的生产磷酸二铵的工艺流程图。
【具体实施方式】
下面通过具体实施例对本发明的方法进行说明，但本发明并不局限于此。下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
实施例1、生产磷酸二铵的方法
本实施例按照图1所示的工艺流程图进行制备，步骤如下：
1)将反应原料磷酸总质量54％的磷酸(20吨)含P2O5＞40％的化肥级工业湿法磷酸以及反应原料氨总质量78％-90％的氨(10吨)纯度为99.95％的液氨加入造粒机的管式反应器中进行快速中和反应，生成磷铵料浆；
2)将步骤1)制备的磷铵料浆由管式反应器喷嘴喷入转鼓氨化造粒机，接着通过造粒机内设的通氨轴向料床内通入1～3吨液氨，使所述磷铵料浆进一步氨化到中合度1.7～1.9，并在氨化的同时进行造粒，造粒的温度为80～100℃，生成固体湿物料和造粒尾气；
产生地造粒尾气进入尾气洗涤系统并在所述尾气洗涤系统中加入17吨磷酸(含P2O5＞40％)和硫酸，吸收尾气中的氨，控制所述尾气洗涤系统中洗涤液的中和度为1.3-1.5，最后将所述洗涤液送至步骤1)的管式反应器中参与所述中和反应。
出造粒机的固体湿物料含水6％，进入干燥机在85℃下进行干燥，即得到磷酸二铵。该实施例制备的磷酸二铵的有效磷含量(以P2O5计)为46％，水溶性磷含量为43％，总氮(N)含量为18％，水分含量1.5％。
从干燥机出来的物料经过筛分，合格粒子通过流化床冷却后进入包裹筒着色，然后散装库存或直接包装。造粒尾气、干燥尾气、冷却尾气和除尘尾气分别进入多级洗涤系统进行洗涤，达到标准后通过大烟囱排空。