提高磷酸二銨水溶磷和氮含量的技術探討

O 杜建波 馮權莉（云天化集團天安化工有限公司 云南昆明 650051昆明理工大學化學工程學院 云南昆明 650051）

提高磷酸二銨水溶磷和氮含量的技術探討

O 杜建波 馮權莉
（云天化集團天安化工有限公司 云南昆明 650051昆明理工大學化學工程學院 云南昆明 650051）

本文針對磷酸二銨產品的水有比不足，氮含量不夠，特以公司一、二期600kt/a磷酸二銨裝置水溶磷和氮含量的不同，從原料礦、酸、及整個過程控制的各個環節進行分析；以使產品水溶磷和氮含量都得到提高。

水溶磷；氮含量；反應；控制

當前，由于原料磷礦資源的供給質量下降，濕法磷酸質量逐漸下滑，在原料酸質下降的同時為使磷酸二銨的內外在質量符合國家質量管理部門對產品質量等級的要求，各生產廠家采取了一系列措施力求確保產品的內外在質量滿足國標優等品的同時，最大限度的降低企業的生產成本，使企業在磷肥市場的競爭中獲得較好的經濟效益。由于本公司一、二期600kt/a磷酸二銨裝置產品的外觀質量一直存在差異；通過在二期磷酸二銨裝置取消預中和改用雙管反后，產品外觀質量基本一致。但隨著生產原料酸質的變差，一、二期產品內在質量在使用同一原料磷酸生產時，產品內在指標氮含量、水溶磷的差異在不斷加大；通過全年的實踐、不斷的分析總結，剖析其影響DAP氮含量和水溶磷的原因所在。

一、生產所用原料酸、產品情況，綜述存在的差異性及問題所在

公司一期磷酸二銨裝置采用的是預中和+管式反應器混合工藝，二期磷酸二銨裝置采用的是單工藝雙管反；其余工藝流程各控制節點基本相似；一二期所用的原料磷酸相同，特將全年原料陳列如下，并對其不同點進行分析；

表1 全年原料磷酸質量

4 46.91 2.57 1.632 0.9 1.78 1.74 0.094 0.055 3.4 5 46.72 2.72 1.648 0.82 1.95 1.79 0.097 0.058 3.64 6 47.03 2.75 1.65 0.84 1.82 2.06 0.101 0.058 3.81 7 46.79 2.87 1.648 0.8 1.91 2.12 0.103 0.061 3.74 8 46.24 3.12 1.646 0.79 1.83 2.59 0.113 0.067 3.61

全年用酸情況可以明晰，酸中含固量逐漸上升，倍半氧化物含量急劇上升，特別是鎂含量有較大提升，MER值也從0．1逐漸上升到0．115，酸質不斷下降。

二、磷酸二銨水溶磷和氮含量降低的主要原因

1.磷礦、磷酸中倍半氧化物、雜質含量的集聚上升是主要原因之一

為降低生產成本公司濕法磷酸生產用礦被迫以中低品位的二類礦為主，而這些礦的雜質含量又相對較高，濕法磷酸中的雜質含量也同時升高，尤其是濕法磷酸中的金屬離子，這些雜質基本上來自磷礦，磷礦中Fe3+、Al3+約75%～90%進入磷酸中，而Mg2+幾乎全部進入磷酸中，這些雜質在濕法磷酸與氨的中和反應過程中可能發生下面一些反應：

上述反應生成了所不希望的枸溶性和不溶性磷的化合物，從而使磷酸二銨中水溶性P2O5含量降低，氮含量也相應的減少；它與有效P2O5含量的比值變小而達不到優等品水有比≥87%指標，氮含量≥17．5%；進而雜質還會降低磷酸二銨中N與P2O5的質量比。

2．所用的生產工藝也是主要原因之一

由于生產過程中一、二期分別采用預中和+管式反應氨化流程、管式反應器氨化流程。一期由于所用預中和反應槽液位相對較高，停留時間較長，促使磷酸中的雜質在中和反應過程中易產生水不溶復合物而導致產品中的水溶磷降低；二期所用雙管式反應器由于緩沖性很小，磷酸和氨在反應管中能充分混合，但酸氨的配比人為因素很大；物料在反應管中的停留時間極短，通常在1秒左右，反應時間短，來不及形成水不溶磷酸鹽化合物，故產品的水溶磷含量較高，但產品中氮含量相對不穩定。

3.生產過程控制也會對產品中水溶磷和氮含量產生影響

由于一、二期磷酸二銨生產實際，在過程控制中停車廢液、硫氨液的使用，對管式反應槽比重的控制、中和槽中和度、比重的控制的波動也會影響產品的水溶磷和氮含量的穩定。

三、提高磷酸二銨水溶磷和氮含量的幾點思路

1.使用品質較好的磷礦

為滿足公司長期發展的需要，盡量按比例混配高中低磷礦；對原料磷礦進行脫除雜質的技術研究或直接興建脫鎂的新工藝；從根本上降低礦、酸中的Fe3+、Al3+、Mg2+含量，減少磷酸在氨化過程中枸溶性化合物的生成，從而提高產品中的水溶磷和氮含量。

2.對濕法磷酸進行適當的凈化或物理沉降處理，以保證磷酸質量合格

對濕法磷酸進行適當凈化處理的目的在于有效降低酸中的Ca2+、Fe3+、Al3+、Mg2+含量，從公司的實際考慮，濕法酸罐區保持高位，避免單槽同進同出，增加相應的沉降時間。并且應根據產品的規格確定原料酸的底線指標，近年公司的生產實踐表明：磷酸中雜質含量比：（Fe2O3%+Al2O3%+MgO%+MnO2%）/P2O5%應小于0．096，Mg2+小于1．85%、Al3+小于1．8%、含固量小于2．5%時才能保證生產出國標優等品。

四、通過采取以上措施后，產品水溶磷和氮含量都得到了有效的提高。

表2 一、二期生產磷銨所用原料磷酸

（g/cm3） Fe2O3（%） Al2O3（%）其一期采取以上措施，仍采用混合工藝；二期仍采用雙管反，在采取以上措施的同時，系統在保證產品總養分的前提下添加尿素；其兩個月的生產數據如下：

表3 采取措施后一二期磷銨裝置產品質量

在原料酸質不斷下降，通過調整過程控制、中間過程管控，并針對裝置間存在的差異性，采取了以上提及的特殊的過程調控手段，最終兩個月的生產實際，取得了較好的效果。

五、結論

通過逐年來工藝技術人員不斷的生產實踐總結，在原料酸質不斷下降的情況下，通過細化配礦、延長磷酸沉降時間、酸槽高位溢流、優化穩定工藝指標、加強工藝人員生產過程的管控等；最終一期DAP裝置產品的水溶磷和二期DAP裝置產品氮含量均得到了顯著提高，一、二期產品內外在質量基本得以保持一致，產品質量得到了有效保障；為公司提質增效、破困革新開了先河，今后我們仍將鞏固已取得的成果，并不斷摸索和繼續做好精細化質量管理，共同維護公司的品牌形象。

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Improve the diammonium phosphate water soluble phosphorus and nitrogen content of technology

Du Jianbo Feng Quanli
(yun group tianan chemical co., LTD,Yunnan Kunming ,650051 kunming university of science and technology institute of chemical engineering,Yunnan Kunming ,650051)

this article in view of the water has less than diammonium phosphate products, the nitrogen content is not enough, to company a, the second phase of 600 kt/a dap devices of different water soluble phosphorus and nitrogen content, from raw material mining, acid, and the entire process control of each link are analyzed; To make the product water soluble phosphorus and nitrogen content were improved.

water soluble phosphorus；Nitrogen content；Response；control

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