磷铵生产中的中和度控制.docx

磷铵生产中的中和度控制葛祖元(江西贵溪化肥厂 335424)摘要介绍磷铵生产中中和度的概念、影响中和度的因素, 对提高磷铵生产控制水平、提高产品质量有一定参考意义。主题词磷酸铵中和度生产控制中图分类号TQ 442- 141名义中和度和校正中和度磷酸铵是含有磷和氮两种元素的复合肥 料, 由氨中和磷酸制成。 磷酸中有 3 个氢离子, 它们可以依次被氨中和, 生成磷酸一铵N H 4H 2 PO 4 , 磷酸二铵 (N H 4 ) 2H PO 4 和磷酸三 铵 (N H 4 ) 3 PO 4。 氨与磷酸的中和程度以中和度M R 表示:M R = N 的摩尔数 (P 2O 5 的摩尔数×2)即氨与磷酸在发生中和反应时的摩尔比 称为中和度 (M R )。中和度M R 是磷铵生产重要工艺控制 指标之一。铵肥料是以磷酸一铵为主, 还是以磷酸二铵为主, 从而可在很大程度上影响磷铵肥料中 的N 与 P 2O 5 的摩尔比。磷铵类肥料都要求达到一定的氮磷比。如磷酸二铵, 通常取含N 18% , 含 P 2O 5 46% (18 - 46) ; 磷酸一铵, 取含 N 11% , 含 P 2O 552% (11- 52)。 按 (1) 式, 生成的磷酸一铵含N 12. 17% , 含 P 2O 5 61. 71% ; 按 ( 2) 式, 生成 的磷酸二铵含 N 21. 9% , 含 P 2O 5 53. 76% 。 在磷铵生产中, 为了进一步调整控制产品中 的 N 、P 2O 5 含量, 一般以加入硫酸生成硫酸 铵的方式实现。(N H 4 ) 2 SO 4 + Q 3(3)2N H 3 + H 2 SO 4N H 3 与 H 3 PO 4 反应的摩尔比等于 1.时, 首先生成磷酸一铵。0加入的这一部分硫酸与氨反应, 消耗了一部分生产时投入的氨, 氨与磷酸中和的摩 尔比就发生了变化。 所以, 这个中和度只是“名义”上的, 称名义中和度, 简称中和度。 而 因加入硫酸, 发生变化后的中和度称“校正中和度”(M R C )。(1)N H 3 + H 3 PO 4N H 4H 2 PO 4 + Q 1磷酸一铵与氨进一步反应生成磷酸二铵, 当 N H 3 与 H 3 PO 4 摩尔比为 2. 0 时, 全部 磷酸一铵转为磷酸二铵。(N H 4 ) 2H PO 4 + Q 2(2)N H 3 + N H 4H 2 PO 4N 摩尔数—与硫酸反应的N 摩尔数M R C =在工业生产中, 并不是N H 3 与 H 3 PO 4 中和先全部生成磷酸一铵, 再继续中和生成磷 酸二铵。 磷酸铵类肥料实际上是磷酸一铵与磷酸二铵的混合物。 以磷酸一铵为主的肥料 称为一铵类肥料, 以磷酸二铵为主的肥料称 二铵类肥料。控制不同的中和度M R , 即在生产时控 制N H 3、H 3 PO 4 不同的摩尔比投料可决定磷2×P 2O 5 的摩尔数加 入 硫 酸, 磷 铵 类 产 品 含 N 每 增 加0. 1% , 产品中有效 P 2O 5 含量将降低 1% 左 右。M R C 也是磷铵生产控制的重要工艺指 标之一。磷铵类产品生产时, 在设计阶段, 都会确定相应的M R 与M R C 值, 但设计摩尔比只磷 肥 与 复 肥1998 年第 4 期— 29—是指导性的。 在生产中, 必须根据原料组成、尾气排放、结垢、操作经验等加以调节, 才能 取得预期效果, 使生产操作和产品质量趋于 稳定, 但这种调节有一定限度。磷铵生产中加 少量硫酸, 还能起减轻结垢的作用。2 影响磷铵生产中和度的主要因素分析2·1原料磷酸质量的影响 湿法磷酸中含有一系列杂质, 在中和过程中与氨和磷酸发生一些副反应。0. 4N H 4H 2 PO 4 + 0. 6 (N H 4 ) 4H PO 4 + Q 5(5)F e (H 2 PO 4 ) 2 + 1. 6N H 3F eH PO 4 +2. 4N H 4H 2 PO 4 + 0. 6 (N H 4 ) 2H PO 4 + Q 6(6)A l (H 2 PO 4 ) 3 + 3. 2N H 3A lPO 4 +0. 8N H 4H 2 PO 4 + 1. 2 (N H 4 ) 2H PO 4 + Q 7(7)2C aSO 4 + 2H 3 PO 4 + 4N H 32C aH PO 4 + 2 (N H 4 ) 2 SO 4 + Q 8(8)对于上述副反应, 不同资料有不同的表述方式, 实际反应情况是极其复杂的。 下面以某磷酸生产磷酸二铵, 看看磷酸中杂质含量对中和度控制及产品质量可能产生的影响。 磷酸组成见表 1。(N H 4 ) 2 SO 4 + Q 3(3)H 2 SO 4 + 2N H 3nH