Способ получения бесхлорных комплексных NPK-удобрений и соляной кислоты

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕСХЛОРНЫХ КОМПЛЕКСНЫХ УДОБРЕНИЙ И СОЛЯНОЙ КИСЛОТЫ(57) 1. Способ получения бесхлорных комплексных -удобрений и соляной кислоты, включающий конверсию хлористого калия раствором серной кислоты при массовом отношении 1,07-1,15 и температуре 115-130 С десорбцию образовавшегося хлористого водорода паровоздушной смесью, циркулирующей по замкнутому контуру, объединяющему стадию десорбции со стадией конверсии разделение обесхлоренной пульпы на гидросульфат калия и маточный раствор плавление гидросульфата калия нейтрализацию расплавленного гидросульфата калия фосфорной кислотой и жидким или газообразным аммиаком гранулирование целевого продукта в присутствии нейтрализующих магнийсодержащих добавок. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что конверсию ведут при перемешивании паровоздушной смесью,циркулирующей по замкнутому контуру. 3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что выделение гидросульфата калия из обесхлоренной пульпы проводят кристаллизацией при 36-38 С, а его расплав получают с помощью острого пара при 92100 С. 4. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что маточный раствор нагревают паровоздушной смесью, выходящей со стадии конверсии, и возвращают его на эту стадию. 5. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что часть обесхлоренной пульпы направляют на стадию нейтрализации. 6. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что гранулирование проводят в барабанегрануляторе. Изобретение относится к области производства минеральных удобрений, в частности, бесхлорных комплексных удобрений типа , которые находят применение в сельском хозяйстве в качестве высокоэффективных фосфорно-азотно-калиевых удобрений. 4735 1 Основой для получения бесхлорных комплексных удобрений типаявляется сульфат калия, способы получения которого можно разделить на две группы способы, основанные на переработке полиминеральных сульфатно-калийных руд галургическими, флотационными или комбинированными методами,способы, основанные на конверсии хлорида калия с помощью серной кислоты или сульфатных солей натрия, магния, аммония, кальция и др. При сульфатном способе конверсии основная масса хлормагниевых и хлорнатриевых щелоков или глинистых шламов подвергается подземному захоронению либо сбрасывается в естественные котловины. Таким образом, проблема утилизации отходов является основным сдерживающим фактором развития способов сульфатной конверсии. Среди используемых конверсионных методов к безотходным можно отнести лишь способ сернокислотной конверсии. Однако этот способ также не свободен от недостатков, к которым можно отнести сильную агрессивность среды, необходимость многоступенчатой очистки получаемого хлористого водорода, высокую энергоемкость процесса 2, 3, 4, 5. Наиболее близким к заявляемому является способ получения бесхлорных комплексных удобрений и соляной кислоты, заключающийся в жидкофазной конверсии хлорида калия и серной кислоты с последующей нейтрализацией гидросульфата калия магнезиальным и фосфатным сырьем и получением целевых продуктов в виде бесхлорного - или РК-удобрения и технической соляной кислоты 1. Процесс конверсии протекает при следующих параметрах мольное соотношение серной кислоты к хлористому калию составляет 1.25-1.30, температура в реакционной зоне - 110-115 . Кристаллизация гидросульфата калия проходит с 4-х ступенчатым понижением температуры 75-90, 48-50, 32-34, 25 . Затем осадок гидросульфата калия промывают водой, фильтруют и с остаточной влажностью 35-45 направляют на смешение с каустическим магнезитом и далее смесь с влажностью 17-20 подвергают сушке. Описанному способу присущи следующие недостатки сложность аппаратурного оформления за счет использования трехкорпусной вакуум-кристаллизационной установки энергоемкость процесса, обусловленная необходимостью сушки обладающей высокой влажностью смеси гидросульфата калия с магний-фосфорсодержащими компонентами получение конечного продукта в виде порошка. Задача настоящего изобретения заключается в упрощении способа получения бесхлорных комплексных удобрений и соляной кислоты, обеспечивающего снижение энергозатрат и улучшение товарного вида готовой продукции. Поставленная задача решается предлагаемым способом получения комплексных бесхлорных -удобрений и соляной кислоты, включающем конверсию хлористого калия раствором серной кислоты при массовом отношении 1.07-1.15 и температуре 115-130 , десорбцию образовавшегося хлористого водорода паровоздушной смесью, циркулирующей по замкнутому контуру, объединяющему стадию десорбции со стадией конверсии, разделение обесхлореннойпульпы на гидросульфат калия и маточный раствор, плавление гидросульфата калия, нейтрализацию расплавленного гидросульфата калия фосфорной кислотой и жидким или газообразным аммиаком и гранулирование целевого продукта в присутствии нейтрализующих магнийсодержащих добавок. В предпочтительном варианте осуществления изобретения используют следующие приемы конверсию ведут при перемешивании паровоздушной смесью, циркулирующей по замкнутому контуру выделение гидросульфата калия из обесхлоренной пульпы проводят кристаллизацией при 36-38 , а его расплав получают с помощью острого пара при 92-100 маточный раствор нагревают паровоздушной смесью, выходящей со стадии конверсии, и возвращают его на эту стадию часть обесхлоренной пульпы направляют на стадию нейтрализации гранулирование проводят в барабане-грануляторе. Протекаемая реакция описывается следующим уравнением 244. При этом газообразный хлористый водород поглощается водой с получением технической соляной кислоты. Парогазовая смесь, содержащая соляную кислоту, циркулирует по замкнутому кругу с выделением продукционной соляной кислоты. Для получения соляной кислоты необходимой концентрации соотношение Н 2 ОНС 1 в парогазовой смеси регулируется общим содержанием воды в циркулирующих растворах или соотношением 242. Гидросульфат калия выводится из реакционной смеси кристаллизацией. За счет охлаждения реакционной массы оборотной водой в кристаллизаторе температура поддерживается в интервале 36-38 , в результате чего 70-75 мас.гидросульфата калия выпадает в виде крупных кристаллов. Кристаллы отделяют от маточного раствора, промывают водой и плавят с помощью острого пара при температуре 92-100 , предпочтительно при 92-95 . Маточный раствор и промывные воды дозируют в реактор-десорбер после предварительного подогрева в барботажных теплообменниках. В трубчатый реактор 2 4735 1 наряду с плавом гидросульфата калия подают фосфорную кислоту с концентрацией 40-5025, абсорбционные растворы, жидкий или газообразный аммиак. Магнезит и другие добавки подают в гранулятор. Происходит нейтрализация гидросульфата калия диаммонийфосфатом (фосфорной кислотой и жидким или газообразным аммиаком), магнезитом или доломитом и целевой продукт получают в виде бесхлорного -удобрения по следующей схеме 24(4)424(4)2442. Производство бесхлорных комплексных удобрений в соответствии с заявляемым способом бессточное,твердые отходы отсутствуют. Заявляемый способ получения бесхлорных комплексных удобрений и соляной кислоты позволяет упростить известный способ за счет исключения вакуум-кристаллизации в трехкорпусной установке и значительно сократить энергозатраты за счет того, что в сушильный барабан подается смесь гидросульфата калия и магнийфосфорсодержащих компонентов с влажностью до 5 . Кроме того, предлагаемый способ позволяет получать гранулированный целевой продукт благодаря возможности использования трубчатого реактора и барабанагранулятора. Для лучшего понимания сущности заявляемого изобретения описываются предпочтительные примеры конкретного осуществления способа, не ограничивающие объема изобретения. Пример 1. 1490 кг хлористого калия (95 мас. ) дозируют в реактор-десорбер, туда же одновременно в нижнюю зону подают 1960 кг/час моногидрата серной кислоты и вместе с маточным раствором 294 кг/час моногидрата серной кислоты. За счет теплоты разбавления серной кислоты и вводимого водяного пара температуру в зоне реакции поддерживают 115-130 . Время пребывания в секционном каскаде реакторов составляет 60 мин. Десорбцию хлористого водорода в газовую фазу осуществляют паровоздушной смесью, циркулирующей по замкнутому контуру. 730 кг/час выделяющегося в процессе реакции хлористого водорода поглощается в абсорбционной установке с получением 1921 кг/час 38 -ной соляной кислоты. Реакционная масса из последней секции реактора перетекает в кристаллизатор, температура в котором поддерживается в интервале 36-38 за счет охлаждения реакционной массы оборотной водой. 70-75 мас.гидросульфата калия выпадает в виде крупных кристаллов Пульпа гидросульфата калия с помощью эрлифтного подъемника поднимается в отстойник-фильтр, где происходит отделение кристаллов от маточного раствора. Из раствора гидросульфата калия в кристаллизаторе выделяется 2040 кг/час твердого гидросульфата калия, который направляют на плавление, а маточный раствор, содержащий 680 кг/час гидросульфата калия, 294 кг/час свободной серной кислоты и 225 кг/час воды, возвращается через барботажный теплообменник в реактор-десорбер. Далее кристаллы гидросульфата калия промывают водой и подают в плавилку. В плавилке кристаллы плавят с помощью острого пара при температуре 92-95 и с помощью парового эжектора нагнетают в трубчатый реактор. В трубчатый реактор подают также 40-50 (25) фосфорную кислоту, 25-100 раствор аммиака. Магнезит и другие добавки подают в гранулятор под струю продуктов нейтрализации, выходящих из трубчатого реактора. Смесь за счет протекания экзотермической реакции разогревается и сушится до остаточной влажности 5 . Далее смесь направляют на грануляцию и сушку до остаточной влажности 1 . В зависимости от вводимых нейтрализующих добавок (магнезит, фосфоритная мука, обожженный и полуобожженный доломит и др.) получают гранулированные бесхлорные комплексные -удобрения, соответствующие по качеству и грансоставу действующим ГОСТам и ТУ. В качестве второго товарного продукта получают 38 раствор соляной кислоты. Источники информации 1. Хутсудинов В.А. и др. Химическая промышленность. 1991. - С. 600-602. 2.3726660 А, 1973. 3. 3600153 А, 1971. 4.3326796 , 1984. 5.0007132 , 1980. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.