磷酸铵的工艺

一、 产品相关知识磷酸铵是含氮、磷两种主要营养元素的高浓度复合肥料，也是生产高浓度复混肥料的基础肥料，在生产过程中按一定配比添加不同的营养元素可制造成适合各种农作物的专用肥料。纯净的磷酸铵是白色结晶状物质，是重要的工业产品。它有三种：即磷酸三铵［〔NH4〕3PO4］,磷酸二铵［〔NH4〕2HPO4］和磷酸一铵［〔NH4〕H2PO4］。磷酸三铵极不稳定，常温下极易分解放出氨气变成磷酸二铵，磷酸二铵较三铵稳定，仅在70°C以上才缓慢分解，放出氨气变成磷酸一铵，磷酸一铵加热到130C才开始分解，放出氨气变成焦磷酸(H4P2O7)、焦磷酸铵及偏磷酸铵，130-400C生成(NH4)n-xHxPnO3n+1•>400C生成(NH4P03)n。磷酸二铵是含氮磷两种营养成分的复合肥。呈灰白色或深灰色颗粒，比重1.619，易溶于水，不溶于乙醇。有一定吸湿性，在潮湿空气中易分解，挥发出氨变成磷酸二氢铵。水溶液呈弱碱性，pH8.0。磷酸二铵是一种高浓度的速效肥料，适用于各种作物和土壤，特别适用于喜铵需磷的作物，作基肥或追肥均可，宜深施。二、安全教育入厂前的安全教育课，我们学习了我国自建国以来的安全方针。1949-1983：生产必须安全，安全为了生产1984-2004：安全第一，预防为主;2005 今：安全第一，预防为主，综合治理；陕化复合肥厂的安全方针是:安全第一，预防为主，综合治理，高效发展。安全教育课上我们了解到了我国工业发展的脚步与我国关注生产安全，关注员工福利的逐步重视。学习了基本点灭火设备及防护设备的使用，基本掌握了火场逃生的基本方法。了解了发生工伤及职业病的判断及处理方法，教会我们以后工作之后如何更好的维护自己的合法权益及利用法律武器来维护和保障自己的权益。安全教育课上我们了解到了陕化复合肥厂的俩个危险源及在工作中的凭票证开动闭合机器以及这种管理的必要性。经过授课老师的讲解我们大致了解了复合肥厂的生产流程及各种机器设备的构造及工作原理。了解到了在工业行业中安全发展的必然趋势及职工、企业、监管部门、及群众在安全生产中的各个不同角色及相互督导相互反馈相互获益的工作机制。在为期十天的参观实习中，我们主要就是就是在复肥厂了解学习从磷酸矿石到磷酸已经磷酸到磷酸二铵的整个生产过程及其生产工艺设备。在老师和工人师傅的帮助和指导下,对于一些平常理论的东西，有了感性的认识，认识到了化工知识的转变为化工生产乃至社会财富的整个过程，认识到了工业反应器中进行的化学反应，其既不是实验室化学试验的再现，也不是化学反应的简单放大，而是经过将实验室研究成果的产业化才一步步到工厂生产；由复肥厂在当地的建址及硫酸车间的停产外购，我们更加深刻的了解到了经济效益对于一个企业的重要性；感觉受益匪浅。这对我们以后的学习和工作有很大的帮助,我在此感谢学院的领导和老师能给我们这样一次学习的机会,也感谢老师和各位工人师傅的的悉心指导。三、 实习内容(一)磷铵车间工艺流程图

生产原理氨与湿法磷酸反应生成各种含氮化合物．随氨中和磷酸的程度，主要生成三种化合物：磷酸—铵(MAP)、磷酸二铵(DAP闲硫酸铵：NH4+H3PO4---TNH4H2PO4+反应热当氨加入磷酸时上述反应即刻发生，当NH4与H3PO4的分子比(称坐中和度)等于1.0时，H3PO4全部生成MIAP，没有游离H3PO4存在.进一步中和MAP时，生成MAP与DAP混合料浆，中和度为1.5时DAP和MAP各占50%，再进一步中和，生成DAP。NH3+NH4H2PO4-一T(NH4)2HPO4+反应热磷酸中的游离硫酸与氨反应生成硫酸铵2NH3+H2SO4——T(NH4)2SO4+反应热上述每个反应都释放出大量的热量将蒸发磷酸所带水份中的一部分。磷酸首先加入尾气吸收系统吸牧尾气中的氨与粉尘。磷酸的中和度达0.6以下，被送入中和槽继续与氨反应生成料浆(料浆中和度1.5---1.6，料浆含水量20~25%，温度110--135°C)。制备好的中和料浆由料浆泵送入氨化粒化器内与干燥的磷铵返料混合造粒。返抖吸收料浆的过量水分.料浆涂覆在返料颗粒表面固化成粒。气氨加入氨化粒化器将料浆进一步氨化至中和度1.8一1.9(取决于磷酸中杂质的实际含量).氮化反应使部分水分水分蒸发，促进了料浆固化，出口磷铵物料含水量3.4—4.3%。氨化粒化器制得的磷铵颗粒由干燥机进一步干燥至含水量2.0%以下，干燥介质是热风炉燃煤产生的热空气，干燥颗粒经过筛分，部分C2—4mm颗粒作为成品经包裹冷却后送去包装，大于4mm的粒子经过破碎与小于2mm细粒和部分C2—4mm颗粒作为返料返回氨化粒化器以满足生产连续进行所需的返料量。工艺过程磷铵装置的主要工艺过程为氨蒸发中和着色造粒干燥筛分破碎、返料包裹成品冷却、包装含氨尾气处理工艺指标(磷铵蒸发)气氨压力：(0.75---0.85)Mpa液氨压力：(0.9---1.2)MPa蒸发器液位：1号(450---600)mm 2号(600---1000)mm3号(600---1000)mm热水温度：(60---90)C工艺指标(磷铵中造岗)料浆中和度：1.45---1.60中和槽温度：(110---135)C中和槽液位：(1.4---1.6)m工艺指标(磷铵吸收)磷酸循环量：100---150m2/h磷酸比重：1.44---1.48循环酸中和度：(485)：W0.6循环酸槽液位：445(0.85---1.2m) 435(1.60---1.80m)428电流：200-260A; 433电流：200---360A工艺指标（磷铵热风炉）干燥机进口温度W600°C炉膛压力（-10----30）Pa工艺指标（磷铵成品）空气压力：0.55Mpa<P<0.65Mpa袋重： 50.2±0.2Kg干燥机出口温度：70---95C正常煤层厚度：80---100mm包装机油位：1/3---2/3（二）磷酸车间工艺流程图生产原理(1)磷酸性质：磷酸为中强三元酸，具有酸的一切通性，当加热至浆状时可侵蚀石英，纯磷酸在空气中易潮解，在工业生产中，常常用P2O5含量来表示磷酸的浓度，而不用H3PO4的含量来表示，磷酸的溶解热随着稀释倍数的增加而增大。(1molH3PO4在1mol水中的溶解热为7.285J/mol,而在100mol水中则增大为22.046J/mol)。湿法磷酸生产的理论基础硫酸分解磷矿生成磷酸溶液和难溶性的硫酸钙结晶，总反应化学方程式为：Ca5F(PO4)3+5H2SO4+5nH2O=3H3PO4+5CaSO4.nH2O/+HF实际上，反应是分两步进行的。第一步，磷矿和生产系统返回的返酸(稀磷酸)进行预分解反应，防止了磷矿与浓硫酸直接反应，避免包裹现象的发生：Ca5F(PO4)3+7H3PO4=5Ca(H2PO4)2+HF第二步，磷酸一钙料浆与稍过量的硫酸反应Ca(H2PO4)2+H2SO4+nH2O=CaSO4.nH2O+2H3PO4磷酸生产流程主流程：磷矿石的湿法研磨(磨矿)一反应成品(浓酸罐区)一浓缩一稀酸罐区一过滤副流程：1、反应过程中的尾气处理2、浓缩过程中的尾气处理即氟硅酸的回收关键控制点反应条件的选择①料浆温度(73-80°C)磷酸浓度(24%P2O5)料浆含固量(36%)液相SO3浓度(24-40g/l)过滤条件的选择①滤饼厚度(30-50mm)②洗水温度(60C)③真空度(23kp)浓缩条件的选择：①磷酸浓度、温度(48-50%/80-85°C)蒸发室真空度(9kp)低压蒸汽压力、温度(1.2-2.3kg/cm2120-135C)(5)主要工艺指标磷石膏中水溶磷 <0.6%稀酸浓度 ±24%浓酸浓度 三48%氟硅酸浓度 ±12%反应槽4#室温度 73-83C反应料浆液相SO3含量24-40g/l反应料浆含固量 30-36%滤液密度 1.265-1.32g/ml酸加热器出口温度(一段)W82C酸加热器出口温度(二段)<85C石膏再浆槽料浆含固量 <28%3.主要过程(1)选矿“磷矿石”：磷矿石是生产磷酸的主要原料之一，它的主要成分是氟磷酸钙，其化学式通常写为Ca5F(PO4)3。磷矿的品位我国习惯以P2O5的百分含量计，故此，磷矿石中含有多种有害杂质，影响了磷酸正产生产，其中影响较大的通常是铁、铝、镁三种，其次是碳酸盐、有机物等。“硫酸”：生产磷酸的主要原料之一，采用的均为外购98%的浓硫酸。“相关絮凝剂及阻垢剂”：由于磷酸生产过程中存在不易沉淀的颗粒悬浮物，为保证过滤效果，通常加入适量的絮凝剂保证沉降效果，在浓缩过程常伴随大量氟硅酸盐的结垢，加入阻垢剂以延长设备使用周期，提高设备使用效率。(2)破碎硫酸与磷矿的化学反应是液固反应，固体的比表面积愈大，与液体接触面愈大，反应就愈迅速，当其他条件不变得情况下，颗粒的溶解时间与颗粒的直径成正比，因此，用于湿法磷酸生产的磷矿有足够的粒度要求，采用一台棒磨机、一台球磨机(加入工艺水)进行湿法研磨破碎流程示意图⑶造浆磨机：常用磨机为湿式格子型或中心卸料型球磨机。为了节约金属消耗量，近年来广泛推广使用橡胶衬板代替钢衬板，效果良好。筛浆机：磨机在排浆时，为了排除杂物，通常在磨机出口处加筛。常用的有振动筛和带驱动装置的摇摆筛。矿浆储槽用以调节矿浆水分和贮存矿浆。贮槽内配有搅拌浆，以保证矿浆成分均匀。矿浆泵;目前，比较普遍使用的矿浆泵是砂泵和往复隔膜泵。砂泵虽然结构简单，但泄露和磨损叫严重，不能自己调节流量且不适合于输送高浓度的搅拌浆。隔膜泵密封性好、流量稳定并可以调节、维修量小、开车率高、运转功率小，可用于运输高、低浓度的矿浆，但结构复杂。⑷萃取岗位任务：按比例投入矿浆和硫酸，控制冷却系统和尾气系统的运行，制取合格的料浆。此过程分为磷矿的酸分解过程与硫酸钙的结晶过程。磷矿被硫酸分解的反应过程是一个液、固相反应，其反应速率主要与反应温度、氢离子浓度、矿粒的有效面积和液膜的扩散等因素有关。因此提高反应温度与氢离子浓度，提高矿粉细度以增大矿粒的有效面积、提高搅拌强度以增大矿粒表面的扩散速度，这些均可强化反应过程并提高磷矿的分解速度。湿法磷酸生产对硫酸钙的结晶一般有两个明确的要求：①晶型稳定，在生产过程中不会发生任何晶型的转变，以保证生产操作的正常进行②结晶粗大、整齐而均匀、具有良好的过滤和洗涤性能。⑸过滤岗位任务：将石膏与酸液分离，滤液进酸槽，石膏去渣场。过滤是分离悬浮液中固体微粒的有效方法，过滤过程中滤布表面上生成了一层形状不规则的固体微粒层，名为滤饼。在微粒之间是无数的毛细通道。当滤饼一旦在滤布表面开始形成以后，就起着过滤介质的作用。随着料浆的加入，固体颗粒不断沉积，增加了滤饼层的厚度，同时液体则从滤饼层中的毛细管中不断地穿透过去。液体通过毛细通道是的流动始终是呈流线型的。⑹浓缩即将生产的稀磷酸浓缩为符合生产需求的浓磷.浓缩流程图：

.磷酸原料工艺流程图

2.磷酸过滤流程图冲盘小泵 ►过滤一次冲盘 ►冲盘大泵V一洗V 稠浆泵W 一次冲盘1F一洗槽 ►萃取槽3磷酸浓缩流程图实习心得我实习中学到了很多在课堂中没学到的知识，是我的专业知识面有了