外環(huán)流氨化反應工藝改造

肥與復影2010年1月·36·Phosphate Compound Fertilizer第25卷第1期外環(huán)流氨化反應工藝改造王加速(安徽六國化工股份有限公司,安徽銅陵244000)[摘要]六國化工礦酸二銨生產(chǎn)裝置采用外環(huán)流氯化反應器,隨著(zhù)生產(chǎn)負荷提升,碎礦品質(zhì)下降,導致外環(huán)流經(jīng)常結垢,產(chǎn)品養分波動(dòng),影響系統穗定操作。在分析料漿不同含水量的情況下剪切速率對料漿黏度彩響的基礎上,提出在外環(huán)流氨化流程中,增加料漿循環(huán)泵,并將2個(gè)加氡管之間距離由600mm增至190mm,從而增加了料漿在管內的流速,強化料漿的攪拌混合,增加料漿剪切應力,達到降低料漿黏度和反應器內不再結塊的目的.提高了開(kāi)車(chē)率,取得良好的效果。[關(guān)鍵詞]磷酸二銨;外環(huán)流氯化反應器;技術(shù)改造[中圖分類(lèi)號]TQ4214[文獻標識碼]A[文章編號]1007-6220(2010)01-0036-02Transformation of external circulating ammoniation reaction processWANG Jia-suLiuguo Chemical Co, Lid, Tongling, Anhui 244000, China)Abstract With the increasing production load and the declining phosphate rock quality, some troublesincluding the scaling in the external circulating ammoniation reactor of DAP production plant and thectuation of product nutrient, influence operating system stability in Liuguo Chemicals Co, Ltd. Based onanalysis on the slurry water content and the impact of shear rate on slurry viscosity, the measures areproposed such as adding a slurry cireulating pump, changing the distance both adding ammonia tubes from600 mm to 1 900 mm in extermal circulating ammoniation reaction process, which result in increasing the slurryvelocity in the pipe, strengthening the slurry stirring, increasing slurry shear stress and reducing slurryviscosity, for no caking in reactor, finally the driving rate is improved, and good results are achievedKey words: diammonium phosphate( DAP ) extermal circulating ammoniation reactor; technical transformation六國化工股份有限公司外環(huán)流氨化反應器原來(lái)酸氨化到一定pH值或磷銨料漿濃縮到一定濃度是無(wú)外加動(dòng)力反應器,利用反應器氨化上升管和閃后,就呈現出非牛頓流體性質(zhì),這時(shí)料漿黏度隨剪蒸下降管中物料的表觀(guān)密度差實(shí)現物料循環(huán)流動(dòng)。切速率變化。如用旋轉黏度計測定黏度,則測得的在磷酸二銨生產(chǎn)中,外環(huán)流反應器內的物料循環(huán)質(zhì)黏度值將隨轉速改變,料漿黏度通常隨轉筒轉速增量比一般在15:1左右。在無(wú)機械攪拌的情況下,反高而降低,顯示出假塑性流體的性質(zhì)。這時(shí)其流變應器內物料流動(dòng)混合狀況接近于全混流模型。反應性可用冪律方程來(lái)描述:r=KD器內物料混合較好,湍動(dòng)劇烈,氣泡分散,傳質(zhì)面式中r—剪切應力,N/m2;積大,反應速率快,因而反應時(shí)間短(2~7min),設D—剪切速率,s;備體積小,占地面積少,投資省,操作簡(jiǎn)便、穩定。K—稠度系數,Pa·s;流動(dòng)指數。但隨著(zhù)生產(chǎn)負荷提升,磷礦品質(zhì)下降,雜質(zhì)含量增對假塑性流體,又可以定義一個(gè)表觀(guān)黏度多,導致外環(huán)流反應器經(jīng)常結垢,產(chǎn)品養分波動(dòng),L=T/D=KDI影響系統穩定操作。為此,對料漿性質(zhì)進(jìn)行了研究假塑性流體的n<1。當n=1時(shí)即為牛頓流體并對氨化工藝加以改造,最終取得良好的效果。這時(shí)物性研究中國煤化工在一定剪切速率料漿含水量、剪切應力與其黏度的關(guān)系:濕法CNMH刁速率下可能變成磷酸的氨化料漿,特別是濃縮料漿的黏度,對料漿收稿日期]2009-07-02濃縮生產(chǎn)磷銨的工藝至關(guān)重要。當未濃縮的濕法磷事磷酸二銨生產(chǎn)與研究。Eml:ah1983046803@126cm2010年第25卷第1期王加速外環(huán)流氨化反應工藝改造37·頓流體。隨剪切速率的增高而降低,過(guò)此范圍黏度不再隨剪圖1是開(kāi)陽(yáng)礦制的濕法磷酸通氨中和到pH值切速率改變,又恢復牛頓流體性質(zhì)。這一流變性質(zhì)=5.0,再于80℃用旋轉黏度計測得的流變曲線(xiàn)。的變化表明,在相對靜止或攪動(dòng)不太強烈的條件從圖1可以看出,w(H40)大于4%的料漿其流下,料漿中的固體粒子形成了絮凝網(wǎng)狀結構。隨著(zhù)變曲線(xiàn)為通過(guò)坐標原點(diǎn)的直線(xiàn),顯示出牛頓流體性剪切速率的增大,剪切應力隨之增大(見(jiàn)圖3),質(zhì);當料漿含水量減少后,在一定剪切速率范圍內絮凝網(wǎng)狀結構為剪切應力所拆散,黏度隨之降低,出現假塑性流體性質(zhì),流變曲線(xiàn)出現彎曲段,過(guò)此如果完全拆散,黏度就不再改變。根據這一特性范圍又出現直線(xiàn)段,顯示牛頓流體性質(zhì)。圖2為磷可用加強機械攪拌或加大料漿在循環(huán)管中的流速來(lái)酸氨化料漿表觀(guān)黏度與剪切速率的關(guān)系。從圖2也減小料漿黏度?；谶@一認識,對原外環(huán)流氨化反可以看出,在一定剪切速率范圍內,料漿表觀(guān)黏度應器實(shí)施了如下改造。漿acH,料漿cH70000200400600800100010141822263.0D141.822263剪切速率DM圖1開(kāi)陽(yáng)磷礦濕法磷酸氫化料漿圖2濕法磷酸氯化料漿表觀(guān)黏度與圖3濕法磷酸氯化料漿剪切應力與流變曲線(xiàn)剪切速率的關(guān)系剪切速率的關(guān)系外環(huán)流氨化反應流程改造此料漿黏度急劇增大,形成結塊,影響系統生產(chǎn)。21改造前的外環(huán)流反應器流程(見(jiàn)圖4)22外環(huán)流氨化反應器的改造這套外環(huán)流氨化反應裝置在建成投產(chǎn)之初,生改造后的外環(huán)流氨化反應器流程如圖5所示,在外環(huán)流氨化反應器的循環(huán)管上增設了1臺循環(huán)1氨化反應器泵,泵的性能參數為流量1000m3/h、揚程15m,2料漿緩沖槽電機功率45kW,轉速1470r/min3料漿泵4濃酸管線(xiàn)1氨化反應器5氨臂線(xiàn)2料漿緩沖槽6氨管線(xiàn)3料漿泵尾氣管線(xiàn)攪拌槳55氨管線(xiàn)6氨管線(xiàn)7尾氣管線(xiàn)圖4改逵前的外環(huán)流氯化反應流程二8攪拌槳產(chǎn)負荷適當,并且磷酸質(zhì)量較好,基本可以正常操9料漿循環(huán)泵作,體現其無(wú)動(dòng)力反應的優(yōu)越性。但是隨著(zhù)系統負荷由原設計能力為12萬(wàn)t/a,提高到18萬(wàn)t/a磷礦P2O3品位下降,雜質(zhì)含量升高,使氨化料漿圖5改造后的外環(huán)流氡化反應流程流動(dòng)性變差,外環(huán)流氨化反應器逐漸出現料漿結外環(huán)流反應器循環(huán)管內的流速由014m3/s增塊,堵塞管道,養分波動(dòng),甚至養分不合格的現加到098m3/s,強化了料漿在循環(huán)管內的攪拌象。經(jīng)常需要停車(chē)處理,每次停車(chē)至少2h左右,混合,奶二背此打低了料漿黏度。把既影響系統開(kāi)車(chē)率,又增加了操作工的勞動(dòng)強度。2個(gè)中國煤化上mm增加到1900分析原因,主要是氨化料漿物性變差后,其非mmCNMHG,當氨與磷酸反牛頓假塑性流變曲線(xiàn)范圍擴大,依靠無(wú)動(dòng)力自然循應時(shí),瞬間放出大量熱,產(chǎn)生大量的氣、液泡,形環(huán)產(chǎn)生的剪切應力已不能破壞其絮凝網(wǎng)狀結構,因(下轉第40頁(yè)2010年褲肥與復肥第25卷第1期自溜槽、料漿分布器改碳鋼襯硫化橡膠后,已醛(環(huán)酚)樹(shù)脂與石墨粉配制而成,這樣的膠泥抗正常使用2年。滲性強,耐酸性能好,配料中稀釋劑宜用乙醇,可3)磷酸料漿泵的葉輪及蝸殼材質(zhì)改用Cr30,提髙抗滲性。事實(shí)表明,只要嚴格把握好材料的選使用壽命達12個(gè)月,大大減少維修工作量;粗磷配及質(zhì)量,嚴格施工質(zhì)量和使用要求,這方案是可酸因固含量比磷酸料漿少,磨損量也少,同時(shí)考慮靠的,比采用4mm預硫化丁基橡膠、槽壁部立襯經(jīng)濟原因,泵材質(zhì)沒(méi)變,結構問(wèn)題與生產(chǎn)廠(chǎng)協(xié)商后單層石墨磚(113mm)、槽底部襯雙層石墨磚的方作了改進(jìn),使用壽命提高到3~4個(gè)月,仍不太理案(有部頒標準)可減少費用60萬(wàn)元。想,今后將逐步更新為Cr30。2)脫氟槽、磷酸儲槽內襯8層玻璃鋼方案。4)粗磷酸管改用復合聚丙烯(PP+FRP)管由于玻璃鋼可做耐磨層或防滲層,現場(chǎng)施工一般手道后,基本不需清理,減少了工作量。當然用聚乙糊成型,施工時(shí)采取富樹(shù)脂層,做到鼓泡排氣、貼烯(PE)也不錯,這里主要考慮到用PP可焊接,實(shí)。黏結劑選用耐熱耐蝕的不飽和樹(shù)脂,使用維護便于安裝布置。該類(lèi)管材裝在室外時(shí),須外護玻璃時(shí)注意防火,防止硬塊進(jìn)入,效果也很好。鋼,否則使用1年左右就會(huì )老化開(kāi)裂。3)萃取槽攪拌槳,因更換方便,不影響生5其他使用經(jīng)驗產(chǎn),采用碳鋼襯硫化橡膠。合成橡膠雖耐磨性差1)萃取槽內防腐具體施工工藝:機械打磨處些,但耐腐蝕性能穩定,采用加熱硫化技術(shù)(硫化理砼表面層→涂刷環(huán)氧底漆2道→局部刮環(huán)氧膠泥橡膠)后,可以使橡膠與基體牢牢地緊貼。該攪拌找平→連續法襯環(huán)酚玻璃布(80.2mm)3層→刮槳原預計只能用半年,實(shí)際能用1年左右,而價(jià)格環(huán)酚樹(shù)脂膠泥1層→酚醛樹(shù)脂膠泥襯石墨板(δ10僅是不銹鋼制作件的1/5。mm)1層→樹(shù)脂液浸漬石墨板1道→刮環(huán)酚樹(shù)脂膠6結語(yǔ)泥1層→酚醛樹(shù)脂膠泥襯石墨板(810mm)1層→磷酸生產(chǎn)中耐腐材料國產(chǎn)化已基本解決,故只樹(shù)脂液浸漬石墨板1道→修補及刮酚醛樹(shù)脂膠泥2要結合工藝具體條件,綜合考慮設備的可靠性和經(jīng)層→涂刷酚醛樹(shù)脂面膠2道(每道間隔8h)→整體濟性,有選擇地采用各種材料,可以達到技術(shù)經(jīng)濟質(zhì)量檢查、修補→最終質(zhì)量檢查合格后自然養護的最優(yōu)化。10d后可以使用。其中由于萃取槽底部磨損嚴重,另增加耐蝕耐磨層(以石英砂作填料的X42樹(shù)脂[參考文獻]砼(δ20mm)1層、以石墨塊作填料的ⅹ42樹(shù)脂砼[1]南京化學(xué)工業(yè)公司磷肥廠(chǎng)萃取磷酸和磷酸銨的生產(chǎn)[M]北(820mm)1層。石墨板采用表面無(wú)油、脂、浮灰京:燃料化學(xué)工業(yè)出版社,1974:303.[2]江善襄磷酸磷肥和復肥混肥料[M]北京:化學(xué)工業(yè)出版社及水的質(zhì)量分數<10%的透性石墨板;黏結劑是酚1999:129e●?！?。?！ぁ??！??！恪?。o·o?！?。?！??！?。?！??！?。。?！ぁ??！?。?！??！恪?。a·。?！??！?。?！??！?。?！ば摹?。?！??！??！d·。?！ぁぁ?。4。。。。?！瘛?4。0·。0·。0●00●。?！?上接第37頁(yè))度減輕,開(kāi)車(chē)率提高。成阻力。增大氨噴嘴間距離后,減少了大量氨與磷3)設備穩定運行,節約了維修費用酸的瞬間反應,因此減小了由此形成的阻力,也增3總結加了管內流速,有利于減小料漿假塑性黏度。由于濕法磷酸的氨化料漿,特別是濃縮料漿的黏度料漿黏度降低,使得外環(huán)流反應器內不再結塊,使對磷酸氨化反應生產(chǎn)磷銨工藝至關(guān)重要。料漿黏度料漿由原來(lái)假塑性流體的性質(zhì)變成牛頓流體性過(guò)大,料漿在反應管道內容易生成絮凝網(wǎng)狀物結塊,質(zhì)堵塞管道影響開(kāi)車(chē)率,并對料漿的輸送和造粒不利23改造后的效果可以通過(guò)強化攪拌混合,或加大料漿在加熱管中流1)料漿反應充分,料漿反應溫度波動(dòng)幅度比速來(lái)減小料漿黏度,使料漿在更高的剪切速率下由較小,在108~115℃之間,料漿中和度控制在原來(lái)中國煤化工體性質(zhì)。1.50~1.65之間,養分比較穩定,工藝指標容易控制,質(zhì)量合格率提高了5%。CNMHG2)料漿流動(dòng)性比較好,外環(huán)流氨化反應器內[1]江善襄磷酸、騙肥和復混肥料[M北京化學(xué)工業(yè)出版社不再結塊,每月可減少清理時(shí)間8h左右,勞動(dòng)強