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撒可富复合肥生产工艺及其特点 中国 阿拉伯化肥有限公司化工工艺高级工程师王礼龙2009年2月14日 中国 阿拉伯化肥有限公司 撒可富复合肥生产工艺及其特点 主要内容 1中阿公司简介2AZF生产工艺及产品特点3其它复合肥工艺特点4复合肥工艺优缺点比较 中国 阿拉伯化肥有限公司 2 撒可富复合肥生产工艺及其特点 1中阿公司简介公司概况技术实力农化服务 沈兵 中海油化肥板块 崔连豪 复合肥一般概念 中国 阿拉伯化肥有限公司 3 中国 阿拉伯化肥有限公司 中阿公司办公区 4 1中阿公司简介 公司概况 中国 阿拉伯化肥有限公司 管理及研发邓小平同志誉为 南南合作典范 复合肥行业第一品牌 撒可富中国名牌产品 全国驰名商标居同行业首位 为复合肥行业领头羊获国家科技进步二等奖 承担国家任务省级技术中心 博士后工作站质量第一理念 中阿高效管理模式创新农化服务 引领中国施肥变革 装置及生产能力一期 设计生产能力48万吨 达到60万吨二期 设计生产能力60万吨投资 一期5800万美元 二期5077万美元占地 一期150亩 二期275亩产品 14大类 82个品种累计产量 撒可富到2008累计1220万吨技术 法国AZF SACF粒状复合肥技术 发展里程1985 2中 突 科签订合营协议书1991 1中阿公司一期投产1993 1中方总承包 年费用330万美元1998 12一期产量达到72万吨2002 1二期投产 总产能翻番2008 1加入中海油 承包结束 人员构成公司现有员工500人国务院特贴专家3人 教授级高工5人 留学归国人员4名 博士及博士后2人 硕士20余人 1998起全国招聘人才 大学学历占33 中专以上学历者70 40岁以下员工近90 选派十余名管理人员攻读MBA硕士学位2002公司荣获 全国五一劳动奖状 5 1中阿公司简介 技术实力 中国 阿拉伯化肥有限公司 博士后工作站博士后科研工作站设立于2001年12月四批进站博士 2003年8月年南京农业大学一位2005年7月中国农业大学一位2008年10月燕山大学两位在科研工作中 充分发挥了博士后的科研优势 使公司的研发实力得到了进一步的提升 省级技术中心2002年公司获得认定为 建立了集成世界先进工艺路线的复合肥高新技术研发基地中心主要建筑面积867m2 中心固定资产785万元 其中设备总值340万元 通过对外合作和自主创新 已经形成了具备研发 设计 试验 产业化等综合能力的技术创新体系 科研队伍和平台中阿公司通过有效的激励 培养机制 汇集大量人才 在国内同行业中居于领先地位 技术中心总计60人 其中研究生12人 大学本科生41人 高级职称19人 建设有国内复合肥行业首个中试装置复合肥企业首创 农化服务中心 国家研项目开发参与 十一五 国家科技支撑计划项目 新型高效肥料创制 总投资4000万元 研发周期五年 中阿公司主持课题八 高效系列专用复合肥技术集成及产业化 总投资900万元 国拨300万元 企业600万元 现已完成60 2010年完成 6 2001年博士后科研工作站成立 中国 阿拉伯化肥有限公司 7 根据农户生产情况采集土样 基层实验室进行土壤测定 小试后生产销售 农化人员进行指导施肥 信息反馈 提供基层信息 根据信息调整肥料 测土施肥流程 农化中心 提出配方 1中阿公司简介 中国海洋石油总公司化肥板块 四大基地 海南基地内蒙古基地河北基地大峪口基地生产能力 化肥生产能力400万吨 全国最大的化肥生产营运商之一 发展目标 2015年 化肥产能到1000万吨 年 2020年 化肥产能到1500万吨 年 中海石油化学股份有限公司将建设成国内龙头 对中国农业发展具有较大贡献的中国最大化肥生产商 中国 阿拉伯化肥有限公司 9 1中阿公司简介 复合肥一般概念复混肥料有五种常用的分类方法 按化学反应分类 复合肥料掺合肥料按物理状态分类 固体复混肥料液体复混肥料粉状复混肥料溶液复混肥料颗粒状复混肥悬浮液复混肥料造粒法肥料BB肥按养分种类数量分类 氮磷复混肥料NP氮钾复混肥料NK磷钾复混肥料PK氮磷钾复合肥料NPK按总养分浓度分类 高浓度 40 中浓度 30 低浓度 25 三种 按施用范围分类 通用型专用型复混肥料 中国 阿拉伯化肥有限公司 10 1中阿公司简介 复合肥一般概念与单质肥料相比 复混肥料具有独特的优点 一是养分齐全 配比合理 肥效好 二是物理性好 适用于机械化施肥 三是简化施肥 节省农业劳动力 四是效用与功能不断发展进步中 中国 阿拉伯化肥有限公司 11 1中阿公司简介 复合肥一般概念复混肥料生产方法分类当今世界复混肥料生产所使用的工艺类型可分为 1干法掺合工艺2团粒法造粒工艺3料浆法造粒工艺4熔融法造粒工艺5挤压造粒法工艺6液体复合肥料工艺下面主要介绍撒可富工艺及四种主流工艺特点 中国 阿拉伯化肥有限公司 12 撒可富复合肥生产工艺及其特点 2AZF生产工艺及产品特点撒可富复合肥工艺生产流程介绍撒可富工艺技术特点国家科技进步二等奖技术中阿工艺特色 单系列大规模生产撒可富复合肥产品特点撒可富产品贮运特点撒可富产品的改进撒可富技术比较和发展趋势 中国 阿拉伯化肥有限公司 13 中阿公司一期全景 中国 阿拉伯化肥有限公司 14 中阿公司一期60万吨 年生产装置 中国 阿拉伯化肥有限公司 15 中阿公司二期全景 中国 阿拉伯化肥有限公司 16 中阿公司二期60万吨 年生产装置 中国 阿拉伯化肥有限公司 17 2AZF生产工艺及产品特点 AZF双管工艺流程核心部分两根管式反应器 实现NPK DAP生产 中国 阿拉伯化肥有限公司 18 H3PO4 NH3 NH4H2PO4NH4H2PO4 NH3 NH4 2HPO4H2SO4 2NH3 NH4 2SO4 图1NPK生产工艺流程框图 不含固体加料部分 中国 阿拉伯化肥有限公司 19 中阿二期装置先进的洗涤系统 中国 阿拉伯化肥有限公司 20 2AZF生产工艺及产品特点 流程特点 1 中和料浆用以造粒 2 使用高效的管式反应器 节省能量消耗 3 氮源选择面广 4 装置最复杂 流程最长 5 完备的固体原料加料线生产品种最多 切换方便6 自动控制程度高 7 装置规模可以灵活选择 在大规模装置上更具有优势 建厂情况 全球使用AZF工艺装置70个以上总生产能力约1600万吨 实物量 撒可富工艺技术特点 装置投资 建设投资较大 规模达到30万吨 年以上时具有投资优势 AZF系数2 0 国产料浆法1 4 原料特点 使用基本液体原料浓磷酸 硫酸 氨和MAP KCl K2SO4 硝铵或尿素等固体原料 中国 阿拉伯化肥有限公司 21 2AZF生产工艺及产品特点 工艺方面的原因 流程完整 工艺路线长 控制方面 现场控制仪表多中央DCS控制 AZF工艺投资大的原因 环保方面 尾气处理完善 废气达标 两级洗涤 无废水排放 设备方面 关键设备国外引进 使用大量不锈钢材料 中国 阿拉伯化肥有限公司 22 2AZF生产工艺及产品特点 国家科技进步二等奖技术SACF粒状复合肥生产新技术包括 取消干燥机管式反应器 使用磷酸一铵制造NPK复合肥技术管道氨直接进入管式反应器技术颗粒复合肥防伪技术有效降低管式反应器的负荷 实现复合肥生产过程中的物料平衡和热量平衡 使装置生产能力由48万吨 年提高至72万吨 年 这一技术于1998年获得河北省科技进步一等奖1999年获得国家科技进步二等奖 中国 阿拉伯化肥有限公司 23 2AZF生产工艺及产品特点 中阿工艺特色 单系列大规模生产产品质量稳定装置自动化程度高具有规模效应人为影响因素少规范化 标准化生产散装混料和堆存环保设施足相对占地少 中国 阿拉伯化肥有限公司 24 2AZF生产工艺及产品特点 产品品种 可以生产 各种NPK 品种规格齐全 生产困难 尿基超高氮型NPK不能生产 无 产品质量 优点 产品内在质量控制精确不足 产品外观质量不如熔融造粒工艺圆润 中国 阿拉伯化肥有限公司 25 已投放市场的部分 撒可富 产品 中国 阿拉伯化肥有限公司 26 2AZF生产工艺及产品特点 产品特点 1单养分偏差小N P K含量 0 5 国家标准 1 5 2总养分足一般大于等于标定值3含硝态氮大部分产品含硝酸铵NH3NO3含微量元素从造粒机加入微量元素 微量元素分布均匀5标准硫酸钾型NPK使用曼海姆法K2SO4 氯含量低 中国 阿拉伯化肥有限公司 27 2AZF生产工艺及产品特点 产品贮运特点1散装贮存独特的二次均匀混合存放后不易结块2内袋折边缝包不漏气 防吸潮3防伪外包装防止假冒伪劣包装精美结实 中国 阿拉伯化肥有限公司 28 2AZF生产工艺及产品特点 撒可富产品的改进1产品专用化系列化2增加氮素的缓释3含微量元素液体肥4开发新防结块剂5溶解速度和颜色6造粒自控系统7圆形钾肥 中国 阿拉伯化肥有限公司 29 2AZF生产工艺及产品特点 中国 阿拉伯化肥有限公司 30 撒可富复合肥生产工艺及其特点 3其它复合肥工艺特点3 1团粒法工艺及特点团粒法工艺流程和简介团粒法工艺技术特点团粒法复合肥产品特点团粒法技术比较和发展趋势 中国 阿拉伯化肥有限公司 31 3 1团粒法工艺及产品特点 工艺流程图 中国 阿拉伯化肥有限公司 32 团粒法工艺生产线实景 中国 阿拉伯化肥有限公司 33 3 1团粒法工艺及产品特点 工艺流程简介主要特征是无发生化学反应 物理过程为主 团粒法是欧洲发展起来的 称之为 蒸汽造粒法 造粒形式有 回转盘造粒 双轴造粒 转鼓造粒等 在中国使用最广泛的是转鼓造粒方式 蒸汽和水喷洒在造粒物料床上 控制蒸汽和水加入量调整造粒 通蒸汽提高了造粒物料的温度 使造粒过程水分含量较低 通常控制转鼓造粒机出料口处物料的温度在70 95 水分含量在3 7 转鼓造粒法生产复混肥料的优点 1 造粒中可通蒸汽 水分含量低 干燥负荷低 2 在必要时方便在造粒过程中通氨 3 操作人员可以直接观察造粒情况 随时调节 中国 阿拉伯化肥有限公司 34 3 1团粒法工艺及产品特点 流程特点 1 没有化学反应 2 工艺流程较长 3 干线部分与AZF工艺相似 4 氮源选择面广 5 装置规模一般为5 15万吨 年 建厂情况 全国建厂200个以上 总生产能力约1500万吨 实物量 团粒法工艺技术特点 装置投资 以团粒法装置投资为比较基准 建设投资不大 500 3000千万系数1 0 原料特点 原料是单质化肥和MAP 填料除外 可以选用所有氮源 熔融态或固态 中国 阿拉伯化肥有限公司 35 3 1团粒法工艺及产品特点 产品品种 可以生产 各种NPK 品种规格齐全 生产难点 高氮型NPK不能生产 无 产品质量 优点 产品质量控制较稳定 不足 颗粒强度较差 产品容易粉化结块 颗粒内养分混合不够均匀 产品外观较差 中国 阿拉伯化肥有限公司 36 3 1团粒法工艺及产品特点 中国 阿拉伯化肥有限公司 37 撒可富复合肥生产工艺及其特点 3其它复合肥工艺特点3 2脱氯工艺及特点脱氯工艺流程和简介脱氯工艺技术特点脱氯工艺复合肥产品特点脱氯技术比较和发展趋势 中国 阿拉伯化肥有限公司 38 3 2脱氯工艺及产品特点 脱氯工艺的核心反应 KCl H2SO4KHSO4 HCl 核心是低温 能耗低 成本低 设备简单世界通用的硫酸钾生产工艺 曼海姆法1 KCl H2SO4KHSO4 HCl 2 KHSO4 H2SO4K2SO4 HCl 核心是曼海姆炉 高温消耗大量电能 腐蚀厉害 好处是脱氯干净 中国 阿拉伯化肥有限公司 120 140 120 140 500 600 3 2脱氯工艺及产品特点 脱氯工艺流程方框图 中国 阿拉伯化肥有限公司 40 氢钾转化 氯化钾 浓硫酸 HCl吸收 水 稀磷酸 工业盐酸31 混酸槽 稀磷酸 管式反应器 氨 蒸汽 料浆槽 造粒干燥一体机 喷枪 热风500 650 尿素 筛分 冷却 包裹 NPK产品12 18 15 洗涤 破碎 尿素 水 atm 脱氯工艺生产线实景 中国 阿拉伯化肥有限公司 41 3 2脱氯工艺及产品特点 脱氯工艺主要工艺控制指标KCl转化率 82 85 稀磷酸浓度 22 P2O5干燥热风温度 500 650 产品质量 N 13 14 P2O5 16 18 K2O 13 15 Cl 2 5 3 0 工艺流程简介脱氯工艺用氯化钾代替了硫酸钾 减少K生产成本 使用较差磷矿生产的低浓度稀磷酸 减少P生产成本 整个工艺过程可概括为两步 一是将KCl转化为硫酸氢钾 并制成混酸 二是含硫酸氢钾 磷酸等的混酸经氨中和 造粒 干燥 冷却后制得成品规格为12 18 15的粒状硫基NPK复合肥 造粒干燥采用内返料一体机工艺 补氮设备和操作 中国 阿拉伯化肥有限公司 42 3 2脱氯工艺及产品特点 流程特点 1 氯化钾低温转化生成硫酸氢钾 2 氯化氢气体用于生产工业盐酸31 HCl 3 硫酸氢钾与稀磷酸一起中和 4 干燥热风温度高达500 650 5 装置规模较小 一般不超过20万吨 建厂情况 全国建厂60 70个 总生产能力700万吨 实物量 脱氯工艺技术特点 装置投资 建设投资与团粒法相当 系数1 0 原料特点 使用低浓度稀磷酸 高杂质磷矿 只使用氯化钾 中国 阿拉伯化肥有限公司 43 3 2脱氯工艺及产品特点 产品品种 可以生产 硫基NPK 品种规格受限生产困难 N 12 的NPK 高浓度肥不能生产 硝基NPK 氯基NPK 产品质量 优点 外观圆润不足 1 内在质量欠缺 磷矿质量导致 2 产品中残留的氯根偏高3 产品结构单一 不是今后平衡施肥的方向4 销售方向仍然是大田作物 中国 阿拉伯化肥有限公司 44 3 2脱氯工艺及产品特点 中国 阿拉伯化肥有限公司 45 撒可富复合肥生产工艺及其特点 3其它复合肥工艺特点3 3熔融法工艺及特点熔融工艺分类熔融法工艺流程和简介熔融法工艺技术特点熔融法复合肥产品特点熔融法技术比较和发展趋势 中国 阿拉伯化肥有限公司 46 3 3熔融法工艺及产品特点 熔体法造粒工艺是将经熔融并且流动性良好的NPK共熔体喷入冷媒 因表面张力作用形成球状液滴 物料冷却即固化为球形颗粒 三种冷媒 自然空气的称为1塔式造粒 制冷空气的称为2冷冻结晶造粒 液体如矿物油的称为3油冷造粒 从造粒原理上看 以上三种工艺都属于熔体结晶法造粒 中国 阿拉伯化肥有限公司 47 尿素MAP钾盐辅料 造粒塔喷淋造粒工艺使用最早 最广泛的是单一氮肥如尿素和硝铵的喷淋造粒 在20世纪30年代开始使用 挪威海德鲁用于生产硝基复合肥 NPK 3 3熔融法工艺及产品特点 中国 阿拉伯化肥有限公司 48 熔融法工艺生产线实景 中国 阿拉伯化肥有限公司 49 3 3熔融法工艺及产品特点 主要控制参数 原料预热温度 90 固体原料细度 10N 造粒塔 参照尿素造粒塔 不同之处在于塔内壁防腐层和塔径 造粒塔比同等规模的尿素塔直径大 以便造更大的颗粒 10万吨 年能力造粒塔直径12m 塔高70m 20万吨 年能力造粒塔直径15 18m 塔高70 110m造粒塔是投资最大的设备 占装置设备投资的60 以上 中国 阿拉伯化肥有限公司 50 3 3熔融法工艺及产品特点 熔融法工艺缺陷 NPK品种规格严重受制 由于是以尿素熔融液形成共溶体 因此尿素 硝铵 在原料总量中一般达到50 最少不能低于40 几乎都是高氮肥 不能生产氮含量低于15 的品种 磷含量不能高于15 磷越低越好生产 塔式造粒NPK产品的特点是 氮不能低 磷不能高 熔融法工艺不够成熟 开车率较低夏季空气潮湿 吸潮导致无法连续开车 生产操作的稳定性不好 连续性较差 固体物料上高塔困难 必须通过两 三级斗提机接力上塔顶尿素分解 产品缩二脲接近国家规定 1 5 高限值 由于副反应造成尿素的利用率下降 有2 的损失 加入辅料问题 共熔体的必须物增加成本 降低有效含量 中国 阿拉伯化肥有限公司 51 3 3熔融法工艺及产品特点 流程特点 1 没有化学反应 2 所有原料制成熔融态 3 需制作稳定的共熔体 4 原料处理复杂 5 不能同时生产尿基肥和硝基肥 6 单塔装置规模不能超过30万吨 年 建厂情况 全国已建20几个 形成总生产能力300 400万吨 实物量 熔融法工艺技术特点 装置投资 规模小建设投资略大 系数1 1 规模大与团粒法相当 系数1 0 原料特点 原料是单质化肥和MAP 辅料 填料除外 中国 阿拉伯化肥有限公司 52 3 3熔融法工艺及产品特点 产品品种 可以生产 高氮型NPK 品种规格受限制 生产困难 3mm以上颗粒不能生产 高磷型和总养分含量低于40 NPK 产品质量 优点 外观圆润 独特 带孔不易仿造不足 颗粒偏小 缩二脲含量较高颗粒强度偏低 有结块现象产品溶解快 中国 阿拉伯化肥有限公司 53 3 3熔融法工艺及产品特点 中国 阿拉伯化肥有限公司 54 撒可富复合肥生产工艺及其特点 3其它复合肥工艺特点3 4BB肥工艺及特点BB肥简介BB肥工艺流程和技术关键BB肥工艺技术特点BB肥复合肥产品特点BB肥技术比较和发展趋势 中国 阿拉伯化肥有限公司 55 3 4BB肥工艺及产品特点 BB肥简介散装掺混肥料 BulkBlendingFertilizers 简称BB肥 美国为适应大规模农场和高度机械化耕作相结合的农业结构的需要 在二十世纪五十年代后发展起来的 它的特点是把生产 销售和使用三个环节联在一起依托高效的农化服务来保证整个系统的运作 工厂分布在用肥地区 以小规模经营为主 装置生产能力较小 销售半径规定 美国50英里 80km 日本120km 养分偏离规定 美国 10 日本 20 上世纪九十年代有BB肥装置约8000套 BB肥占复混肥料总量的70 一般BB肥装置的开车率低于20 只在用肥季节短时间开车 中国 阿拉伯化肥有限公司 56 3 4BB肥工艺及产品特点 工艺流程图 中国 阿拉伯化肥有限公司 57 中国 阿拉伯化肥有限公司 58 BB肥工艺生产线实景 3 4BB肥工艺及产品特点 生产BB肥的技术关键 关键一 必须遵守化学相容性的规则基础肥料的相容性 必须不发生不利副反应 肥料混合后有些反应使临界相对湿度降低 产品吸潮结块 关键二 必须严格采用粒度匹配的基础肥料控制养分离散的关键 掺混肥料的粒度直接关系到产品的外观 对施肥的作业效率 肥料利用率等都有很大的影响 BB肥工艺的独特优点 1氮 磷 钾配方转换速度快 不存在清仓和废料处置的问题 2能生产出较高浓度的复混肥和高氮复混肥 总养分最高59 氮到25 以上 高浓度使得库存和运输成本低 3生产工艺相对比较简单 出厂产品一般不包装 4原料单质肥存放只在施用前混配 因此产品不容易结块 5在加工生产中基本没有 三废 排放 中国 阿拉伯化肥有限公司 59 3 4BB肥工艺及产品特点 流程特点 1 生产流程最简单 几乎没有三废排放 2 没有造粒过程 只有掺合过程 3 产品更适合散装发售 4 原料利用率最高 几乎没有废料 5 一般没有成品包装和成品贮存 中国例外 6 装置规模一般较小 3 5