Технологическая схема производства NPK

Производство состоит из двух технологических линий: агрегат № 1 и агрегат № 2.

Мощность одной технологической линии производства нитроаммофоски составляет 550,0 тыс. тонн в год азофоски в натуре с содержанием питательных веществ N:Р₂О₅:К₂О=16,5:16,5:16,5 (марка NPK MOP 16:16:16).

Общая проектная мощность производства нитроаммофоски - 1100 тыс.тонн в год.

Проектный режим работы производства 300 рабочих дней в году.

Возможен выпуск азофоски бесхлорной NPK (SOP) 15:15:15.

Азофоска - сложное азотно-фосфорно-калийное удобрение, получаемое методом азотно-кислотного разложения природных фосфатов без применения фосфорной и серной кислот с вымораживанием тетрагидрата нитрата кальция.

Солевой состав разных марок азофоски указан в таблице.

 

Наименование	Массовая доля компонентов, %
компонента	Марки азофоски
	16:16:16	22:11:11	23:22:0	25:9:9	NPK(SOP)
Аммиачная селитра NН4NО3	22-30	44-55	55-58	55-60	25-26
Моно- и диаммонийфосфат NН4Н2РО4 и (NН4)2НРО4	20-22,3	13,7-15,7	27-29	11-12,6	-
Моноаммонийфосфат NН4Н2РО4					20-21
Калий хлористый КСL	10,5-16,5	7-11	-	6-9	-
Аммоний хлористый NН4Cl	6,9-11,8	5,2-8	-	4-6,5	-
Калийная селитра КNО3	13-22	10-15	-	6-9	16,5-17,5
Сумма фосфатов кальция СаНРО4 и Са3(РО4) 2	5,5-6,5	3-4	4-7	3-4,5	5,5-6,5
Сульфат калия К2SО4					14-15
Сульфат аммония (NН4)2SО4					12-13
Нерастворимые примеси природного происхождения (песок, кварц, флюорит, сфен, эгирин, эгирин-авгит)	2,5-3,6	2-2,5	3-3,5	1,5-2	2,3-3,3
Другие соли (фосфаты железа, алюминия, магния)	3-5	не более 1	3-5	не более 1	2,8-4,6
Влага	не более 0,4	0,4-0,5	0,3-0,4	0,4-0,5	0,3-0,35

 

Гигроскопическая точка, %:

- при массовой доле воды 0,2 % 49,6

- при массовой доле воды 0,9 % 54,0

 

При получении азофоски бесхлорной NPK (SOP) 15:15:15 используют сульфат калия.

NPK (SOP) представляет собой смесь солей: NН₄NO₃, NH₄H₂PO₄, KNO₃, K₂SO₄, KH₂PO₄, K₂SO₄ ·2 NH₄NO₃.

 

Готовый продукт должен удовлетворять техническим требованиям, указанным в таблице.

 

Наименование показателя	NPK (МОР)	NPK (МОР)	NPK (МОР)	NPK (МОР)
	16:16:16	22:11:11	23:22:0	25:9:9
1 Внешний вид	Гранулированный продукт без посторонних примесей
2 Массовая доля общего азота (N), %	не менее 16	не менее 22	не менее 23	24,5±0,5
3 Массовая доля усвояемых фосфатов в пересчете на пентаоксид фосфора (Р2О5), %, не менее
4 Массовая доля водорастворимых фосфатов в пересчете на пентаоксид фосфора (Р2О5), %, не менее
5 Массовая доля калия в пересчете на оксид калия (К2О), %, не менее			-
6 Массовая доля воды, %, не более	0,7	0,7	0,7	0,7
7 Гранулометрический состав: Массовая доля гранул размером: менее 1 мм, %, не более
от 1 мм до 4 мм, %, не менее
в т.ч. от 2 до 4 мм, %, не менее
менее 6 мм, %
8 Статическая прочность гранул, МПа (кгс/см^2), не менее	6(60)	4(40)	4(40)	4(40)
9 Рассыпчатость, %

 

Карбонат кальция конверсионный должен соответствовать требованиям:

 

	Наименование показателя	норма для марки
		А 1 сорт	А 2 сорт
	1 Внешний вид	Мелкокристаллический сыпучий продукт белого цвета
	2 Массовая доля суммы карбонатов кальция и магния (в пересчете на карбонат кальция), %, не менее
	3 Массовая доля воды, %, не более	1,5	6,0
	4 Массовая доля общего стронция (в пересчете на стронций), %, не более	1,7	1,7
	5 Массовая доля остатка на сите 1 мм, %, не более

 

Раствор конверсионной аммиачной селитры должны соответствовать требованиям:

 

Наименование показателя	норма
1 Массовая доля нитрата аммония (NН4NO3), %	89-93
2 Массовая доля аммиака свободного, %	0,006-0,036
3 Массовая доля кальция растворимого, %, не более	0,02
4 Массовая доля оксида фосфора,%, не более	0,01
5 Массовая доля фторидов, %, не более	0,01
6 Массовая доля кальция нерастворимого, %, не более	0,01

 

Сырье для производства азофоски: апатитовый концентрат, неконцентрированная азотная кислота, аммиак жидкий, калий хлористый (или сильвин), углекислый газ,карбамид, пигмент красный

Железоокисный, кондиционирующие добавки (лиламин, флотигам, СК-ферт и другие, снижающие слеживаемость продукта).

 

Разложение апатитового концентрата азотной кислотой

 

Апатитовый концентрат подается пневмотранспортом из отделения приема, переработки и дозирования апатитового концентрата в расходный бункер.

Запас хранения в бункере рассчитан на 8 часов работы.

Для исключения зависания апатитового концентрата в бункере предусмотрена его аэрация, а также установлены вибраторы.

Запыленный воздух из бункера отсасывается воздуходувкой через циклон и рукавный фильтр, после чего выбрасывается в атмосферу.

Апатитовый концентрат подается из бункера в аппарат для разложения I DС 009.

Азотная кислота с массовой долей не менее 57 % подается из отделения приема и дозирования азотной кислоты. Азотная кислота, поступающая на разложение, разделяется на два потока.

Большая часть (65-70 %) направляется через подогреватель в аппарат разложения I DС 009.

Остальное количество используется для промывки нитрата кальция. В теплообменнике ЕА 007 азотная кислота нагревается насыщенным паром.

В аппарат для разложения I DC 009 подается азотная кислота после подогревателя, а также промывная кислота после промывки кристаллов нитрата кальция на ротационных (барабанных) сдвоенных фильтрах FD 019 А-Е.

Процесс разложения апатитового концентрата азотной кислотой при норме 110 % от стехиометрии проводится в одну стадию в присутствии раствора нитрата аммония концентрацией не более 93 % в количестве 3 -15 % при поддержании концентрации азотной кислоты в зоне реакции от 47,7 % до 55,0 %.

_{азотная кислота, т}

DR= ^{____________________________________} = 1,27-1,29 (110 % от стехиометрии).

^{апатитовый концентрат, т}

Разложение апатитового концентрата азотной кислотой осуществляется непрерывно в двух последовательно установленных аппаратах: аппарате для разложения I DC 009 и аппарате для разложения II DC 010, снабженных мешалками, при температуре 50-70 °С и атмосферном давлении, в основном, по реакции:

 

3Са₃(РО₄)₂ ^. СаF₂ + (20+х)НNO₃ = 6Н₃РО₄ + 10Са(NО₃)₂ + 2НF + хНNО₃ + Q.

 

Аппарат для разложения I DC 009 и аппарат для разложения II DC 010 имеют объем, доста-

 

точный для необходимого времени пребывания компонентов, обеспечивающего максимальную степень разложения апатитового концентрата.

Возможно проведение процесса разложения апатитового концентрата азотной кислотой без подачи в реактор разложения раствора нитрата аммония.

При этом для обеспечения наиболее полного разложения апатитового концентрата и поддержания оптимального режима процесс разложения проводится с избытком азотной кислоты до 120 % от стехиометрии (DR=1,31 –1,33).

При разложении апатитового концентрата азотной кислотой в газовую фазу выделяется незначительное количество фтористого водорода (НF), тетрафторида кремния (SiF₄), а также оксиды азота (NОх) и водяной пар по реакции:

 

4НF + SiО₂ = SiF₄ + Н₂О

SiF₄ + 2НF = Н₂SiF₆

Газы направляются на очистку. Предусмотрена промывка газохода от возможных отложений диоксида кремния (SiО₂), образующихся в результате охлаждения газа и его взаимодействия с водой по реакции:

SiF₄ + 2H₂O = SiO₂ + 4HF

 

Раствор нитрата аммония с концентрацией не более 93 % в аппарат для разложения 1 DC 009 подается из резервуара FА 444 стадии выпарки аммиачной селитры.

Массовый расход (FIСА 009-2) раствора нитрата аммония составляет 3 - 15 % от расхода азотной кислоты (FIC 007-2) и регулируется в зависимости от расхода апатитового концентрата.

При подаче раствора нитрата аммония в реактор разложения выделение окислов азота из раствора разложения в газовую фазу уменьшается на 60-70 %.

При работе стадии разложения без подачи раствора нитрата аммония в аппарат для разложения 1 DC 009 (DR = 1,31-1,33) для уменьшения образования оксидов азота (NOх) при восстановлении азотной кислоты сернистыми соединениями и органическими веществами, которые в незначительных количествах содержатся в апатитовом концентрате, в аппарат для разложения I DC 009

Образование оксидов азота (NОх) и разложение их в результате добавки карбамида происходит по следующим реакциям:

- образование оксидов азота:

4 НNО₃ + 2 С (восстановитель) = 4 НNО₂ + 2 СО₂

4 НNО₂ + С = 4 NО + 2 Н₂О + СО₂

НNО₃ + 2 NО + Н₂О = 3 НNО₂

2 НNО₂ = NО + NO₂ + H₂O

 

- разложение оксидов азота добавкой карбамида:

(NH₂) ₂CO + 2 HNO₂ = 2 N₂ + CO₂ + 3 H₂O

HNO₂ + (NH₂) ₂CO + HNO₃ = N₂ + CO₂ + NH₄NO₃ + H₂O

(NH₂) ₂CO + 2 HNO₃ + Н₂О = 2 NH₄NO₃ + СО₂

Карбамид, непрореагировавший на стадии разложения, гидролизуется во время нейтрализации маточных растворов и их упарки.

Азотнокислотная вытяжка (раствор разложения), содержащая в своем составе фосфорную кислоту, нитрат кальция, свободную азотную кислоту и некоторое количество фтористых соединений (в основном кремнефтористоводородную кислоту Н₂SiF₆) из аппарата разложения II DС 010 самотеком поступает в емкость для питания кристаллизаторов FА 012, снабженную мешалкой, которая является буферной емкостью и имеет объем, достаточный для заполнения двух кристаллизаторов.