一步法化学合成尿基氮磷钾复合肥新技术制造技术

一步法化学合成尿基氮磷钾复合肥新技术，属化肥工业技术领域。解决的技术问题：用最简单的一步法（简称“ＵＳＰＫ”流程）工艺方法，解决了氮、磷、钾等三种主要元素物料直接通过化学反应方式合成出尿基氮磷钾复合肥料的关键技术问题。“ＵＳＰＫ”工艺技术的主要化学反应式如图：主要技术特征和用途：１．技术特征：一步法“ＵＳＰＫ”工艺技术是在“ＵＳＰ”工艺技术的基础上，引入表面活性剂ＡＳ或渗透剂ＢＸ后，利用其优良的渗透性能和发泡性质，促使“ＵＳＰＫ”反应体系易于同化化成和结晶的化学原理，从而达到更进一步简化了设备、节省投资和降低能耗为主要技术特征。２．用途：农业用化肥。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一步法化学合成尿基氮磷钾复合肥新技术一、专利技术所属
：属化肥工业
二、现有技术状况：据化学工业出版社应用化学与“三农”读物出版中心，于2000年9月出版发行[京]新登字039号的“复混肥和功能性肥料生产新工艺及应用技术丛书”第一分册《生产工艺技术》中第181页和第233～240页的书中介绍获知：尿素-过磷酸钙工艺最初是由法国巴黎采矿学院研究部开发的，后由法国格朗德-帕罗瓦斯/AZF公司于1994年进一步开发了尿素-过磷酸钙流程(该流程简称：USP流程)。该工艺先是在实验室规模作小试研究，进一步在：100kg/h的中试装置里开发，然后投入到工业化生产规模：15吨/小时的厂内示范，运行状况良好。该工艺的显著优点：1.新工艺无废液排放，磷矿中带入的氟全部进入产品中，基本无氟废气逸出，去除了原有普钙生产的氟盐加工工序，改善了环境。2.新工艺直接用浓硫酸，不象生产普钙要把浓硫酸稀释到70％～75％，粉状尿素过磷酸钙产品含水为3％～4％，而传统的普钙产品含水为：10％～12％，故新工艺节能，若将粉状尿素过磷酸钙造粒，则单位P2O5可节省40％的干燥能耗。3.尿素过磷酸钙产品的原料(硫酸、磷矿、尿素)费用低，较之用尿素、磷酸、硫酸铵、氨来生产“20～10”规格的复肥费用要低10％～30％。4.可以利用现有的过磷酸钙或重钙生产装置和生产经验。5.粉状尿素过磷酸钙可以作为复合肥料厂生产氮磷或氮磷钾复混肥的原料。上海化工研究院针对中国磷矿的特点，研究开发了适合于国内原料的尿素过磷酸钙生产工艺。于1999年报道了一种以“料浆法工艺一步法生产颗粒尿素氮磷钾复合肥的新技术“。该技术的主要优点：1.尿基氮磷钾复合肥新工艺，针对我国目前主要的两个磷肥品种普钙和钙镁磷肥，最大的氮肥品种尿素，通过有机结合，一步法生产的新型粒状复合肥料产品，符合肥料发展的方向。2.尿基氮磷复合肥和尿基氮磷钾复合肥料属于新的肥料品种，它的物理性质较好，产品达到复混肥国标GB15063～94的要求。产品中氮素的主要组为四尿素硫酸钙，因此，可以有效地控制尿素的释放，提高了化肥的利用率，增加了肥效。产品中水溶性磷、枸溶性磷比例适宜，即可提供作物特定的生长周期中对磷元素的大量需求，又能满足作物全生长过程中对磷元素的持续需要，兼具化肥速效性与农家肥持久性的特点。3.尿基氮磷钾复合肥新工艺无三废排放，工艺过程中基本无氟废气逸出，生产和操作环境好，属清洁生产工艺，除此之外，颗粒产品不易结块，便于储存、运输，并可满足机械化施肥的要求。4.产品富含作物生长必需的钙、镁、硫、硅等中量元素，并可根据土壤、作物、气候等条件或客户要求添加硼、铜、钼、锌等微量元素能全面维持土壤养份均-->衡保持作物良好生长的特点。5.该工艺适应性强，装置通用性好，即可以按料浆法生产，也可以按团粒法生产复合肥产品。专利技术申请人就上述“料浆法工艺一步法生产颗粒尿素氮磷钾复合肥新技术”中“氮、磷、钾”三种主要元素物料体系在复合肥的生产工艺过程(步骤)而言，认为：应分为两步：第一步：是将颗粒尿素溶解到硫酸中形成一种酸性硫酸脲溶液后，去分解磷矿粉，粉-液经混合反应后生成二元(氮磷)体系作物料浆，其化学反应式为：式中：a+b＝1上述工艺过程与法国格朗德-帕罗瓦斯/AZF公司于1994年开发成功的“USP”流程工艺
技术实现思路
基本雷同，无多大创新之处。第二步：钾元素物料是在料浆造粒过程中按体系总养份规格要求，计量后添加进去达到增加一种主要营养元素肥料的目的，显然同国内重多复混肥厂在生产各种规格的复合肥品种时所采用的方式一样，属混配形式，而不同于第一步中氮磷两种元素物料是直接通过化学反应形式合成制取的。三、专利技术的目的：在促进我国大力推进先进科技生产力的转化及发展大道中，全力贡献出自己微不足道之专利技术的同时，努力使自身在各个方面也同步得到一定的提高和发展为目的。四、专利技术的内容：1、生产工艺过程：将225kg±1kg、89％±1％的H2SO4经高位计量罐放入带夹套保温加热层的敞口罐(Φ2200×800)式混合化成器中，通蒸汽加热，当化成器中H2SO4溶液加热到：50℃±5℃时(夹套温度严格控制在：85-90℃之间)，启动搅拌(搅拌线速：3-5M/S)后，将430kg±1kg尿素在2-3min内投入化成器中，搅均溶解后，控制尿基液(硫酸脲溶液)温度在75℃-80℃时，将330kg±1kg磷矿粉(通过：1.0-0.5mm筛网)均匀地投入化成器中，同时将夹套保温层的温度迅速升至100℃-102℃(蒸汽表压约：P≤0.045MPa)完毕后，搅拌反应(此时应增大搅拌线速在：5-7M/S使之更有利于充分搅匀和加快物料的反应)2-3min后，投加50％的R·SO3Na(或C18H23SO3Na)溶液15-20kg(投加量为反应物总量的0.2％-1.2％)搅匀后，再迅速均匀地将100kg±1kg粉状K2SO4(通过1.5-2.0mm筛网)投入化成器中，搅匀(2-3min即可)，投料和搅拌结束后，开始进入固化化成，时间45-50min内化成结束后出料……。制得外观为浅黄色疏松结晶状的细颗粒尿基氮磷钾三元复合肥。工艺过程要点：在物料反应后期的整个固化化成中，必须严格控制物料的反应温度在100℃±2℃之间，这样不仅有利于物料加快反应，特别是对提高磷矿粉有效磷的转化率非常重要，而且还有利于在工艺规定的固化化成时间内排出大量(约物料中2.5％-3.5％)的水份；另一方面，可防止温度偏高(105℃以上时)导致反应物中的养份物质发生退化、分解及破坏体系本处于良好的结晶固化化成状态。-->采用上述“USPK”工艺技术生产出来的尿基氮磷钾复合肥，当天采样分析鲜肥的总养份含量：NPK≥31.5，其中N≥19.5％、P2O5≥7.5％、K2O≥4.6％、水份≤2.5％；颗粒度1.0-2.8mm粒径的占其总肥料量的55％左右，无需造粒干燥。余下的45-50％细颗粒(0.5-0.25mm)因具有松软和低水份含量的特点和自身粘度好，不需添加其它粘接助剂，可直接挤压造粒包装入库。2、原辅辅材料规格要求：1)H2SO4：工业级93％-98％的商品酸，注：需加水配制成89％±1％的稀H2SO42)CO(NH2)2：农用级N≥46.3％、H2O≤1％3)Ca3(PO4)2：(贵州开阳产)P2O5≥33％、H2O≤2％粉状，细度80-100目。4)R·SO3Na(或C18H23SO3Na)：(日化)工业级需加水配制成50％-70％的稀溶液。5)K2SO4：农用级K2O≥50％、H2O≤2％粉状。注：该项专利技术使用的Ca3(PO4)2(磷矿粉)是贵州开阳县金钟镇产的黄白色磷矿粉。若生产时改用成都什仿矿、云南尖山矿、云南江川矿、湖北宜昌矿或江苏锦屏矿时，其H2SO4的用量、浓度及投矿粉时，尿基溶液需要控制的温度值、搅拌强度和时间等工艺参数，均需作出相应的调整。五、该项专利技术与现有技术相比较具有的优点和积极效果专利技术人开发成功的一步法“USPK”工艺合成尿基氮、磷、钾复合肥新技术是在法国格朗德-帕罗瓦斯/AZF公司和上海化工研究院先后开发成功的尿基-过磷酸钙简称(“USP”流程)新工艺技术的基础上，通过一年多的反复实验和重大改进后，于2002年2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一步法化学合成“ＵＳＰＫ”复合肥工艺技术是在“ＵＳＰ”复合肥工艺技术的基础上，引入表面活性剂ＡＳ或渗透ＢＸ后，利用其优良的渗透性能和发泡性质，促使“ＵＳＰＫ”反应体系易于固化化成和结晶的化学原理为主要技术特征。

【技术特征摘要】
一步法化学合成“USPK”复合肥工艺技术是在“USP”复合肥工艺技术的基础上，引入表面活性剂AS或渗透B...

【专利技术属性】
技术研发人员：田绍明，
申请(专利权)人：田绍明，
类型：发明
国别省市：85[中国|重庆]