磷酸装置

关键词： 装置 质量

磷酸装置（精选五篇）

磷酸装置 篇1

1 GMAP生产原理

与磷酸二铵生产原理一样,磷酸和氨发生中和反应,生成多种化合物,产物可为磷酸一铵、磷酸二铵甚至磷酸三铵。在中和反应过程中,随着参加反应的氨与磷酸的物质的量比不同,反应得到的料浆中MAP与DAP所占的比例也不同,料浆的物性参数也随之不同。因此,为了配制符合生产工艺要求的料浆,氨与磷酸的物质的量比MR( 简称中和度) 是十分重要的工艺控制参数。 另一方面,由于湿法磷酸中含有Fe3 +、Al3 +、 Mg2 +、Ca O、F－、SO42 －等杂质,在氨中和过程中, 这些杂质将生成多种复杂化合物,与产品共存,这些复杂化合物会严重影响料浆及磷铵产品的组成和性质。主要化学反应方程式如下:

2 DAP装置生产GMAP的工艺路线

我公司60万t/a DAP装置,所采用的是目前世界上较为成熟的管式反应器加预中和反应器的混合工艺来生产DAP,用来生产GMAP亦属于较为先进的工艺装备,在工艺路线及设备上稍做改进,对系统各个操作单元的氨酸比进行调整,控制造粒机出口及最终产品的中和度便可生产出合格的GMAP。

2. 1改进前工艺路线状况

公司二期60万t/a DAP装置采用双管反生产工艺技术,装置分以下生产工序: 主控工序、洗涤工序、造粒工序、沸腾炉工序。

2. 2改进原因及改进内容

由于双管反工艺技术生产的GMAP粒子强度过大,破碎机长时间过负荷运行,造成生产能力过低。而采用预中和方法,通过对预中和中和度和料浆密度的控制,在造粒过程中可降低粒子的强度从而有效提高破碎机破碎效力,最终保证装置的生产能力。采用双管反生产GMAP时,装置喷浆量为( 35 + 15 ) m3/ h,只能达到生产能力的80% 左右。所以在生产GMAP过程中将工艺路线改为预中和+ 管反生产工艺路线。

2. 3工艺路线改进后运行效果

生产GMAP时,将工艺路线改为预中和+ 管反生产工艺路线,装置喷浆量为( 42 + 25) m3/ h, 装置生产能力可达85 ~ 90 t/h,装置负荷能力超过100% ,生产出来的GMAP质量亦能满足要求。

3工艺指标的优化及选择

3. 1工艺指标的优化

3. 1. 1中和度

在磷铵生产过程中,中和度的控制直接影响到磷铵产品的组成、P2O5的水溶率、生产过程中的氨损失、氟逸出率及料浆粘度等,是中和过程中最重要的控制指标。一般中和度大于1. 0时,料浆中开始有DAP产生,而中和度小于1. 0的情况下,料浆中只有MAP。根据溶解度曲线,当中和度为1. 0时,磷酸和氨的反应物在体系中的溶解度最小,料浆粘度较大,因此无论是预中和还是管式反应器,生产中应避免中和度在1. 0时操作,以防止出现较高粘度的料浆,造成料浆输送困难或堵塞容器和管道。用常压预中和反应器生产时, 中和度一般控制在0. 7 ~ 0. 8左右,用管式反应器生产时,由于其反应温度较高,使料浆粘度有所降低,中和度可适当提高,一般控制在0. 75 ~ 0. 85左右; 为保证生产能力的最大化,在保障粒子强度及产品内在质量的同时,必须保障造粒机内液相量最低,所以,要求造粒机内的中和度要尽可能趋近于1. 0,正常生产情况下一般造粒机出口中和度控制在1. 03 ~ 1. 08。

3. 1. 2料浆温度和料浆密度

正常生产情况下,料浆密度和料浆温度及中和度都是有密切联系的几个指标,较高的料浆密度必定配有较高的料浆温度及相应的中和度,一般情况下,料浆密度和料浆粘度成正比,即密度越高,粘度越大,而料浆温度在一定范围内和粘度则成反比,即温度越高,粘度越小。在造粒过程中, 保持较高的料浆温度是保证料浆有较好输送条件的基础,也有利于降低干燥负荷,所以其可调性相对较小,而料浆密度则可根据造粒过程的成粒情况,视需要作相应调整。在GMAP生产中,由于反应热偏低,产品水分指标控制较难,通常采取适当提高喷浆比重和干燥温度来实现; 而喷浆比重的提高,对造粒机的成粒和管式反应器的堵塞造成较大影响,对操作控制要求较高。通常情况下, 磷酸与氨中和生成的反应热,无论是预中和还是管式反应器,除了保证料浆温度达到要求外,还要蒸发掉料浆中的一部分水分。在较高温度下既可防止固体磷铵析出,同时又保障了中和料浆有较好的流动性和相对较高的料浆密度,从而保证较高的生产效率。

预中和槽料浆温度控制为95 ~ 110 ℃,密度控制为1 550 ~ 1 630 kg /m3;

管式反应器料浆温度控制为120 ~ 135 ℃,密度控制为1 570 ~ 1 650 kg /m3。

3. 1. 3料浆停留时间

为了避免副反应发生,料浆停留时间应尽可能短,管式反应器内料浆的停留时间在1 ~ 2s。 为了使预中和槽的操作稳定,需要保持反应器有一定的缓冲容积,一般预中和液位控制在40% ~ 60% ,预中和反应料浆停留时间为30 ~ 40 min左右。为了尽可能降低反应过程的时间,尽量减少不可溶物的生成,减少热损失,同时提高生产效率,在实际生产中适当提高管式反应器的喷浆量是非常必要的。根据装置的设计能力,改生产GMAP后,管式反应器和预中和的喷浆量可暂以( 40 + 20) m3/ h为基准。

3. 1. 4返料比

液相量是一个综合性非常强的非定量指标, 无论是喷浆量的大小,造粒中和度的高低,返料量的多少,以及返料温度和造粒温度等都对其产生影响。由于其是非定量指标,所以,在操作过程中只能通过对其相关的指标进行认真分析,提高对造粒物料液相量的预见性,并根据造粒机出口物料的干湿程度对其进行调整。例如,根据造粒机出口物料的干湿程度,要提高液相量,则适当增加喷浆量或降低料浆比重,亦可降低或增加造粒中和度,和适量减少返料量,反之,要降低液相量,则适当降低喷浆量或提高料浆比重,亦可提高或减小造粒中和度( 使其趋近于1. 0) ,适量增加返料量,其中喷浆量和造粒中和度调整的速度最快、最明显、最直接。液相量控制的好坏,是造粒的核心内容,从经验看,确保造粒机出口物料不潮湿,粒子不过分粘结,但是粉尘量相对要少,是判断液量控制好坏的标准。在实际操作过程中,要尽可能将造粒机出口物料中和度控制在1. 0左右; 返料比控制在5∶1左右。

3. 1. 5管式反应器与预中和喷浆比值

为了尽可能降低反应过程的时间,尽量减少不可溶物的生成,减少热损失,同时提高生产效率,在实际生产中适当提高管式反应器的喷浆量是非常必要的。根据装置的设计能力,改生产GMAP后,管式反应器和预中和的喷浆量可暂以( 40 + 20) m3/ h为基准,即2∶ 1的比例。

3. 2主要工艺控制条件的确定

3. 2. 1氨化造粒及干燥过程工艺条件的选择

和DAP生产一样,生产过程中将达到一定中和度的磷铵料浆和管式反应器料浆,喷射到造粒机内物料床上,与循环返料充分混合,借附聚及涂布作用,在物料床上通过物料的滚动形成一定粒度的颗粒物料,同时在物料床层内通过通氨继续中和产品中游离酸至需要的中和度,并借助反应热进一步蒸发掉一部分水分; 在干燥机内,固体物料与热气流并流干燥,经干燥达到水分含量要求的物料自干燥机排出,一部分经筛分、冷却、包装出厂,另一部分( 大部分) 经破碎后返回造粒机作为循环返料; 造粒机、干燥机、冷却机及设备通风等排出的气体进入洗涤系统,除去NH3、氟、尘后达标排放; 干燥机采用燃煤产生气体加热,它有一套完整的自控回路,控制其进、出口气体温度。影响造粒和干燥系统的主要指标有: 液相量、喷浆量、造粒中和度、返料比、干燥机进出口气体温度等。

干燥机进出口气体温度是产品水分控制的第一要素,同时影响返料温度,再而影响造粒过程的液相量。干燥机进口气体温度的控制必须充分考虑磷铵的化学和物理特性,进口温度控制过高,会导致局部物料过热、结块,氨逸出。对造粒而言, 由于造粒过程不可避免产生结块物料,局部过热后其结垢的强度会大幅增加,不易在筒体的转动下形成颗粒,再加上部份被烧结的物料,使系统内块状物料大量增加,经破碎机后,形成片状物和粉尘,造成返料质量下降,影响产品粒度和外观,并可能形成系统物料恶性循环。由于磷酸一铵的物理和化学特性,干燥机进口温度可适当提高到400 ~ 500 ℃ 。而干燥机出口气体温度则要考虑产品水分含量、物料温度及气体中水蒸气的露点等。根据装置的实际情况,控制在82 ~ 110 ℃ 即可。

3. 2. 2洗涤过程工艺条件的选择

生产GMAP时,由于预中和槽及造粒干燥过程氨和磷酸的中和度较生产DAP要低得多,所以, 生产GMAP系统的氨逸出量要比生产DAP时要少得多,最终导致洗涤系统中和度的下降,产生结晶的概率降低,从而改善了整个洗涤系统的操作条件。根据其他公司生产经验,结合我公司实际情况,中和造粒尾气洗涤器的氮磷物质的量比控制为0. 2 ~ 0. 4,干燥尾气洗涤器的氮磷物质的量比控制可在0. 4以下; 洗涤塔、冷却塔洗涤液的p H值为4 ~ 5; 造粒气液分离器洗涤液密度控制为1 550 ~ 1 650 kg / m3。系统工艺指标调整对比见表1。

3. 2. 3原料湿法磷酸的质量指标

湿法磷酸质量是保证系统稳定运行及控制产品粒度的最基础的指标,磷酸中的杂质含量不但影响GMAP的质量,同时更直接影响整个造粒过程。 生产GMAP时,湿法磷酸质量控制指标见表2。

4优化工艺条件下装置运行效果

生产GMAP时,将工艺路线改为预中和+ 管反生产工艺路线,装置喷浆量为( 40 + 20) m3/ h,装置生产能力可达85 ~90 t/h,装置负荷能力超过100%, 所生产出来的GMAP产品质量亦能满足要求。

优化工艺条件下料浆密度及中和度指标见表3,湿法磷酸质量指标见表4,GMAP产品质量见表5。

w/%

生产日期为2014年7月

2014年7月,一期60万t / a DAP装置有29批次GMAP产品出厂,质量合格率为100% 。

5结论及建议

1) 通过对装置的局部工艺路线进行适当改进、并对相关工艺指标进行系统性调整,可以用DAP生产装置生产粒状GMAP;

2)GMAP生产对湿法磷酸指标要求为:w(P2O5)≥48.0%、w(Fe2O3)≤1.31%、w(A12O3)≤1.77%、w(Mg O)≤1.40%、w(含固量)≤2.5%、MER值≤0.09;

3) GMAP生产时,主要工艺指标控制范围: 料浆中和度控制在0. 7 ~ 0. 85、密度控制在1 550 ~ 1 620 kg / cm3;

4) 原料磷酸P2O5含量对装置运行的稳定和产品质量会产生重大影响,故生产GMAP时对原料磷酸P2O5含量的合理定位至关重要。建议磷酸P2O5质量分数控制在48. 5% ;

5) 目前DAP装置大多所采用滚筒式破碎机,该类型设备生产能力相对较低,但破碎后产品粒度相对规则。生产过程中由于GMAP粒子强度较高, 如果长期生产GMAP,可选择链锤式破碎机为系统物料破碎设备,可大幅提高生产能力; 但是,选择链锤式破碎机要综合考虑破碎机能力和产品粒度规整程度之间的平衡;

6 ) 磷酸中Fe2O3、Al2O3、Mg O 、SO3、固相物含量是影响造粒工况、产品质量和装置稳定运行的又一重要因素,实际生产过程中,以上因素会通过杂质系数( MER值) 和料浆密度反应出来,建议生产过程中严格控制MER≤0. 09、料浆密度≤1 630 kg/m3。

摘要：通过对磷酸二铵装置生产粒状磷酸一铵的技术进行探讨,采用预中和+管式反应器生产工艺路线,并对相关工艺指标进行系统性调整,可以用磷酸二铵生产装置生产粒状磷酸一铵。对工艺指标的优化进行了论述,确定了主要工艺控制条件。

磷酸浓缩装置设备改造的应用实践 篇2

1.1 背景及方案简述

目前, 在磷酸浓缩装置中常用的大气冷凝器的分水装置是由均匀布置在设备内部的3层分液锥, 2层集液锥构成, 因该设备必须内衬天然橡胶等硫化胶板作为内部防腐层, 而焊接在设备内部的分液锥和集液锥结构复杂, 作支撑用的型材多, 锥板与设备筒体焊接有一定的倾斜角, 拐角多, 给设备防腐衬胶造成困难, 在这些阴阳角, 拐点处由于喷砂困难, 不能彻底除锈, 衬胶硫化后往往易形成鼓包、裂纹、破裂等缺陷, 在设备投运后运行时间不长就会出现这些部位腐蚀的问题, 停车维修也不能彻底解决, 同时这种结构分水装置分水不均匀, 对真空度的提高也有影响, 给生产带来不利影响。

为了克服因分水装置防腐缺陷对设备腐蚀和分水效果不佳的不足, 采用如下的技术方案:一种新型浓缩系统大气冷凝器分水器, 包括:冷凝器筒体, 在冷凝器筒体底部加工8个法兰接口, 所述法兰接口两两相对, 四根钢管穿过8个法兰接口设置, 四根钢管呈井字架, 钢管上固定分液板, 分液板上均匀设置通孔。所述钢管与法兰接口之间衬胶密封。所述钢管穿过法兰盖, 法兰盖与钢管焊接, 再用法兰盖与法兰联接。所述钢管与分液板通过U型螺栓固定。所述分液板为拼接结构。

本方案提的筒体部分衬胶没有了内件的衬胶, 只有8个法兰接口衬胶, 消除了衬胶隐患, 钢管和法兰盖采用不锈钢材质, 克服了支撑结构腐蚀的可能性, 也解决了与外部法兰之间的密封问题, 取消设备内3个分液锥2个集液锥及支撑结构, 这样设备内部没有阴阳角等难防腐的部位, 分水板上圆孔均匀分布, 使流进塔的循环水均匀, 与气体接触面增大, 冷凝效果改善, 明显提高了系统真空度。本例通过材料选择、分水内件改造、内件固定方式改造解决了设备防腐, 使用维护, 故障检修难题, 明显改善了工艺要求。

1.2 附图说明

图示为本方案改造后的结构示意图。

2 浓缩系统除沫器改造应用

2.1 背景及方案简述

在磷酸浓缩装置中除沫器的气体出口管是由一件直径较大 (一般为1800mm) , 长度较长 (一般为6060mm) 的管子焊接在除沫器顶部椭圆封头上组成的, 因该设备内部要求全部衬天然橡胶作为防腐层, 所以这件管道内外均要衬胶, 目前存在的主要问题是在实际生产中这件接管因在接管和封头的焊接处是阴角, 容易发生防腐质量问题, 以及生产中气体直接吹在接管上, 对接管有冲击, 使该接管极易损坏、腐蚀, 腐蚀后因接管和设备顶部是焊接联接, 无法将接管拆除, 若要更新就要将接管从设备上割下来, 重新制作安装, 然后衬胶、硫化, 非常麻烦。而且接管口径大, 长度长, 维修周期长, 对生产影响较大。

为了克服因分水装置防腐缺陷对设备腐蚀效果不佳的不足, 本例采用如下的技术方案:浓缩系统除沫器的气体出口管, 包括:出口管管体, 出口管管体顶部增加一件比气体接管直径大的底部法兰, 将接管焊接在顶部法兰上, 顶部法兰内径与接管直径一致, 外径与设备封头底部法兰直径一致。所述底部法兰比气体接管直径大100mm至200mm。底部法兰与顶部法兰之间设有筋板, 筋板上打有安装孔。所述出口管内衬天然橡胶。

本例气体出口接管制作完成后, 在硫化缸中进行衬胶硫化, 硫化质量非常好, 而除沫器筒体部分取消了内件结构的衬胶, 消除了衬胶隐患, 本体硫化后质量也很好, 吊装时将气体出口接管吊入除沫器, 用螺栓将法兰紧固就完成了安装, 拆卸时卸掉联接螺栓, 就可将接管方便的吊出。本实用新型解决了衬胶易破损的问题, 也解决了接管维修难的问题, 最终保持了设备长周期稳定运行。

2.2 附图说明

图示为本例改造后使用结构示意图。

该两项改造技术已成功实施完成, 投入运行, 取得了较好的效果。本改造工艺合理、技术先进、安全可靠, 适用性和可操作性强, 主要适用于磷复肥行业浓缩装置设备的改造, 为设备的维护提供了便利, 解决了长期困扰的难题。在同行业同工程施工范围内, 处于国内领先水平, 有较好的借鉴作用。

参考文献

[1]周大军, 揭嘉.化工工艺制图.北京:化学工业出版社, 2005.6.

[2]张允湘.磷肥及复合肥工艺学.北京:化学工业出版社, 2008.1.

[3]谭天恩等编著.化工原理.北京:化学工业出版社, 1990.6.

磷酸装置 篇3

130 kt/a磷酸装置原设计投矿量平均60 m3/h,2010年挖潜装置产能,投矿量达到平均64 m3/h,装置产能达到140 kt/a,萃取料浆温度由79℃提高到82℃。由于萃取槽采用空气冷却方式,带入尾气洗涤系统的热量增加,加之尾气洗涤系统各循环洗涤泵、置换泵能力均未改变,最终导致洗涤液温度上升,最高可达75℃,洗涤效率下降,系统结垢随之加快,洗涤塔喷管、喷头极易堵塞,尾气风机叶轮磨损、腐蚀加剧,尾气洗涤系统运行周期由原15天缩短至6天,严重影响装置的稳定运行。因此,2011年针对如何提高尾气洗涤系统洗涤效率进行技术改进,使尾气洗涤系统运转周期提高到50天,本文就130 kt/a磷酸装置萃取尾气洗涤技术的改进介绍如下。

1尾气洗涤系统存在的主要问题

1)尾气洗涤水量不足,塔喷面积小,效果差。

第一、二尾气洗涤塔循环泵能力均为220 m3/h,喷淋方式采用8组DN80防堵喷头分多角度喷淋。

经检修时观察发现,第一氟洗塔喷头多数被硅胶等物质堵死,喷淋效果差,塔内积料多。

2)萃取槽与第一尾气洗涤塔间气相管道结垢快,垢层可达20

cm。由于此段管道无洗涤,且尾气温度最高,堵塞非常严重,造成气路不畅通。

3)尾气洗涤水新鲜水补入量不足,置换量小,洗涤液质量差。

补入尾气洗涤系统的回水量较小,约50～60 m3/h,洗涤后的置换液用于滤饼洗涤水。由于尾气洗涤系统渣坝回水使用及置换量小,洗涤液温度高,固体颗粒含量高,洗涤效率低。

4)风机进口气液分离器老化、变形,除沫效果差,风机带液严重。

风机进口气液分离设备为立方体结构,内部均布隔板,来达到气液分离的目的。但由于采用PP、PVC材质,内部隔板易老化变形,分离效果差,风机带液严重,叶轮腐蚀快,运行一周需对风机叶轮进行清理。

5)洗涤塔液位控制不稳定,泵流量波动大,影响洗涤效率。

在风机作用下,洗涤塔内处于负压状态,液位计传感器膜片长时间受此影响而产生变形,导致显示失真。

2提高尾气洗涤系统洗涤效率的措施

2.1提升第一氟洗塔循环泵能力

为了减少硅胶等物质在塔壁、喷头、喷管等位

置积聚,将第一尾气洗涤塔循环泵能力提升至650 m3/h,喷淋喷头改为8组DN150防堵喷头。改造后管道流速达到1.7 m/s,同时喷头喷口扩大,喷淋面积增大,硅胶等物质不易附着,运行一周期(按过滤运行周期18天计),塔内基本无积料,喷头内干净无结垢。

2.2应用管道洗涤技术提升洗涤效果

与传统的文丘里洗涤相比,管道洗涤的洗涤效率低,但文丘里器喉管部位直径小,在文丘里洗涤的过程中,高速流动的高温气体和液体充分混合时会迅速降温,又加剧了硅胶的结晶析出,很容易堵塞气体通道,影响洗涤效果。因此,采用300HFP-ZK-960-38型工程塑料泵作为管道洗涤泵,管道喷淋采用9组DN150防堵喷头,分三层多角度喷淋洗涤方式,通过增大喷淋密度来提高洗涤效率。改造后,洗涤效率明显提高,管壁无垢层,喷头无堵塞,且管道洗涤结构简单,拆检方便,效果比较理想。

2.3风机进口增设高效气液分离设备

经第一尾气洗涤塔洗涤后的尾气含有的液、固相物质较多,很容易造成风机叶轮带液、粘结、腐蚀,影响风机的动平衡,导致风机易振动、结垢快、寿命短。此次改造在风机进口设置⌀2 600×4 300 mm玻璃钢旋风分离器,可有效补集尾气中的液、固颗粒。改造后,风机带液现象消除,粘结现象也不严重,运行非常平稳。

2.4整体改造尾气风机

由于原尾气风机风量小,转速高,故障率高,维护难度大,且萃取槽料浆温度通过风机进口风门开度来调节,操作繁琐、精度低。风机长时间高转速运行也增加了风机故障频率,缩短了风机的使用寿命。改造后风机整体更换为9-31-12C型叶轮单流道风机,并增加变频调速器,取消风机进口风门,风机最大出口风量由50 000 m3/h提高到75 000 m3/h,转速由1250 r/min降至980 r/min,电机功率由220 kW降至90 kW,叶轮的平均使用寿命由18天延长到60天,料浆温度的控制也更加简便、有效。

2.5改善循环洗涤液质量

公司渣坝返回系统的回水量为210～240 m3/h,温度为室温。为合理利用此部分回水,改造时将系统使用的全部渣坝回水首先补入尾气洗涤系统使用,循环洗涤后再由泵输送至滤布洗涤水槽、滤饼洗涤水槽及过滤机渣斗,实现回水的二次利用。改造后,洗涤液温度下降约10℃,运行半年置换水泵出口管道仅2 mm结垢,洗涤液质量明显改善,洗涤效率得到提升。

2.6改造第一尾气洗涤塔液位计

根据连通器的原理,将⌀400PP管封底后做成简易敞口容器,并与第一尾气洗涤塔底部联通,最后将单法兰液位计安装在此敞口容器上。改造后,彻底解决了液位计膜片受负压影响而变形的问题,液位计显示真实,液位控制非常平稳。

3改造后效果

改造前后尾气洗涤系统各点温度监测数据见表1。

通过表1可以看出:改造后洗涤液温度得到有效控制,洗涤效率提高,烟囱出口气体温度下降约10℃,现场环境得到显著改善。

改造完成后,洗涤塔、气相管道、风机叶轮等堵塞状况得到大幅改善,喷淋喷头不再发生堵塞,洗涤效率提升,系统运行稳定,清理强度显著下降,尾气系统运行周期可达50天。

摘要：对130 kt/a磷酸装置萃取尾气洗涤系统存在的问题进行了分析,通过采用管道洗涤,增加旋风分离器,提高循环洗涤水量,提高渣坝回水补入与取出量等措施,显著提升尾气洗涤系统洗涤效率。

关键词：湿法磷酸,萃取尾气,洗涤

参考文献

磷酸装置 篇4

工业级磷酸一铵是磷系阻燃剂, 具有良好的防火性能。因为哈龙灭火剂对大气层的臭氧具有破坏性, 国际上已经禁止使用。而工业级磷酸一铵是很好的磷系阻燃剂, 而且对大气层的臭氧没有破坏作用, 随着对灭火剂技术和环保要求的进一步提高, 作为代替卤代烷首选物质之一的工业级磷酸一铵灭火剂的需求量会越来越大。工业级磷酸一铵还可以进一步提纯, 得到饲料等级产品, 作为反刍动物的饲料添加剂。

我国工业级磷酸一铵生产几乎都是以热法磷酸为原料, 但该生产工艺能耗大, 生产成本高。以湿法磷酸代替热法磷酸生产工业级磷酸一铵, 将对提升传统磷铵装置的技术含量, 加大湿法磷酸深加工力度, 提高经济效益有重要意义。四川龙蟒集团是集磷化工、钛化工、生物化工和钒钛磁铁矿综合开发利用为一体的大型民营企业集团。作为公司“硫-磷-钛”绿色产业链中的一环, 四川龙蟒公司德阳基地配套有70万t/a肥料级磷酸一铵。

2 工业级磷酸一铵的生产工艺流程

由于湿法磷酸中含有较多杂质, 因此它的中和反应要比纯磷酸复杂得多。磷酸中的杂质在中和过程中生成一系列复杂化合物, 呈胶状物质, 影响料浆的物性。以下是湿法磷酸的氨中和过程中可能发生的一些反应:

经过中和反应后, 湿法磷酸中的大量杂质生成固相物, 经沉降分离后所得的清液经过两效蒸发浓缩后进入真空结晶器结晶, 结晶料浆经离心分离后经流化干燥后得到工业级磷酸一铵。分离出的含固相稠浆及离心母液进入肥料级磷酸一铵浓缩系统。其主要工艺流程如图1所示。

3 生产装置运行情况

2011年10kt/a工业级磷酸一铵装置投产后, 系统产能受磷矿品质影响较大, 在磷矿品制较好时, 曾达到5t/h的产能。由于震后磷矿品质不稳定, 所生产的萃取磷酸杂质含量较高, 并且磷酸浓度偏低, 浓缩能力不足, 故对产能有很大影响。并且装置所用真空结晶器采用下装式搅拌, 密封问题不易解决, 导致设备开车率不足。现在经过对装置进行技改, 装置产能扩大到20kt/a。

4 结束语

随着磷矿资源日渐枯竭, 采用低品位磷矿必将是未来趋势。通过选矿, 提高磷矿品位, 降低杂质后采用肥料级磷酸一铵联产工业级磷酸一铵的方法, 是采用湿法磷酸生产工业级磷酸一铵的可行方法。在保证肥料级磷酸一铵产品质量的情况下, 调节工业级磷酸一铵的产量。采用此法生产出的工业级磷酸一铵与采用热法磷酸及通过湿法净化生产的工业级磷酸一铵相比, 具有较大的成本优势。

摘要：对肥料级磷铵料浆分离净化后生产工业级磷酸一铵的工艺进行简要分析, 并将该工艺应用于实际生产, 取得了较好的经济效益。

关键词：肥料级磷铵料浆,净化,工业级磷酸一铵

参考文献

[1]张林锋.固液反萃湿法磷酸法生产磷铵的工艺研究[D].武汉工程大学, 2010.

磷酸装置 篇5

1 钢骨架PE复合管管道布置设计

(1) 钢骨架PE复合管的管道包括薄壁管和普通管, 具有电容套筒连接和法兰连接两种连接方法。电容连接的管端形式分为薄壁管电容连接管锥口、普通管电容连接管端锥口以及普通管电容连接管端平口;法兰连接的管材接头分为薄壁管型和普通管Ⅰ型与Ⅱ型。

(2) 输送含有固体颗粒或料浆的介质时, 为使拆卸和清理更加方便, 流量计、调节阀和管端连接设备管口采用法兰连接的方式, 管件可结合实际加工成各种组合形式。

(3) 管廊上使用法兰连接进行介质的长距离输送, 选用定长管, 从而使管子和法兰的焊缝减少, 同时使电容套筒和泄露点的数量减少。

(4) 针对部分角度的弯头缺乏匹配的标准件, 在进行设计时需要避免使用这些弯头。因为材料比较特殊, 特殊角度的弯头区别于金属弯头, 应采用特殊的加工方法。可以选择标准三通和金属管的异径三通, 减少不必要的管道开孔。支管的管径通常是主管的一半, 钢骨架PE复合管具有较多的选择, 选择的过程中需要参考厂家的资料。

(5) 因为电容套筒长度较长, 在管道布置的过程中, 若管件不能采用直连的方式, 需要在中间增加直管段, 应符合最小直管段的标准, 特别是泵进口和储罐之间的高差和最小直管段要求不符时, 可以选用45度角弯头。若泵前距离不符合标准, 则可将储罐的基础高度提高或者将低泵的的高度降低。

(6) 钢骨架PE复合管相比于金属管道, 膨胀系数高出2 倍以上, 却是PE管的20%, 所以相比于金属管, 钢骨架PE复合管的跨度更小, 要求管道支架的分布需要更为集中。管廊上物料的长距离直线输送, 需要结合管道的操作温度, 每隔一定的间距对膨胀节进行增加, 达到位移量吸收的目的。将固定支架设置在两个膨胀节之间, 其余作为导向支架, 使管道位移的方向为膨胀节方向。

2 钢骨架PE复合管管道材料的统计

(1) 钢骨架PE复合管和管件上的法兰和活套法兰相似, 组成部分包括法兰盘以及翻边短管, 区别在于金属管道的管件与翻边采用现场组焊的方式, 然而钢骨架PE复合管中部分管件已经具有法兰接头, 两个半圆对开环和法兰环一同组成了法兰。如此一来, 法兰盘与法兰接头的数量不以成套的形式出现。材料统计的过程中, 单独统计法兰的数量, 从而使材料的清理更加方便。

(2) 现阶段管道设计基本上采用三维模型来进行, 螺栓的长度计算:

式中, L为螺栓的长度, ΔC为法兰厚度正偏差;C为法兰厚度;m为螺母最大厚度;S为对焊环厚度;T1 为螺柱最小伸出长度;P为紧固件倒角端长度;T为垫片厚度;n为螺柱负偏差。需要注意的是, 钢骨架PE复合管的法兰盘和法兰短管的厚度均大于金属法兰的厚度, 在输入时需要仔细核对厂家的资料, 并且如果法兰存在喷塑, 需将长度增加5~10毫米。

3 钢骨架PE复合管管道的验收

现阶段钢骨架PE复合管的无损检测技术仍然有待改进, 主要采用气密性试验和强度试验进行管道的检测。按照石油化工非金属管道工程的相关规范, 采用设计压力1.5 倍的试验压力开展水压试验, 同时对温度因素进行考虑。建议选择空气进行泄漏性试验, 在建设单位批准的情况下即可将泄漏性试验结合装置试车一起进行。也有规定指出:应采用设计压力1.25倍的静水压力开展强度试验。在试验通过后, 降低试验压力至设计压力开展严密性试验, 保持4小时稳定的压力, 如果各部分均不存在泄漏, 那么试验通过。结合实际试压情况, 针对部分管道设计压力较大的情况, 试验过程中可采用设计压力1.5 倍的试验压力, 焊接处出现泄漏的问题较多, 但是在实际使用中却比较正常。 根据比较结果得出, 管道和管件采用HG3691 - 2012/HG3690 - 2012 标准时, 应采用SY6769.2 - 2012的规定开展管道压力试验。因为HG3691 - 2012/HG3690 - 2012在SY6769.2 - 2012 都被引用, 并且针对性更强, 和现场实况也更加相符。

4 结语

总之, 钢骨架PE复合管比较特殊, 在设计和应用的过程中和塑料管与金属管的区别较大, 因此需要对其特性和实况进行充分了解, 才能有效提高钢骨架PE复合管布置的科学性、经济性与合理性, 使磷酸装置运行的稳定性与安全性得到保障。

参考文献

[1]陈国富.新型PVC/FRP/PE复合管的成型工艺及外压承载能力有限元分析[D].北京化工大学, 2012.06.01.

[2]郭鹏飞.新型PE/钢复合管在矿山中的应用及其粘弹有限元分析[D].北京化工大学, 2012.06.01.