專利名稱：一種尿素硝酸銨溶液的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化肥領(lǐng)域，尤其涉及一種尿素硝酸銨溶液的制備方法。
背景技術(shù)：
化肥是重要的農(nóng)用生產(chǎn)資料之一，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有重要的地位，它對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)持續(xù)穩(wěn)定增產(chǎn)和提高國(guó)民生產(chǎn)總值都起著重要的作用?；手饕獮镹、P、K及復(fù)混肥，還有微量元素肥料等，如尿素、硫酸銨、硝酸銨、氯化銨、過磷酸鈣、鈣鎂磷肥、磷酸二氫鉀和農(nóng)業(yè)用碳酸氫銨，補(bǔ)充農(nóng)作物生長(zhǎng)需要的大量元素和微量元素，增加農(nóng)業(yè)循環(huán)中養(yǎng)分的含量。其中N肥占著重要的作用，含有作物營(yíng)養(yǎng)元素氮的化肥。元素氮對(duì)作物生長(zhǎng)起著非常重要的作用，它是植物體內(nèi)氨基酸的組成部分、是構(gòu)成蛋白質(zhì)的成分，也是植物進(jìn)行光合作用起決定作用的葉綠素的組成部分。氮還能幫助作物分殖，施用氮肥不僅能提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量，還能提高農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量?？勺龅实挠心蛩?， 氨水，銨鹽如碳酸氫銨，氯化銨，硝酸銨。一些復(fù)合肥如磷酸銨(磷酸二氫銨和磷酸氫二銨的混合物)，硝酸鉀也可做氮肥。20世紀(jì)以來，氮化肥的生產(chǎn)一直居于舉足輕重的地位。這主要是由于世界土壤的平均氮肥力不高，氮素不易在土壤中積累，而現(xiàn)代集約農(nóng)業(yè)又促使土壤有機(jī)質(zhì)與氮的過多損耗，在多數(shù)條件下單位氮素的增產(chǎn)量高于磷、鉀養(yǎng)分?；试谵r(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本(物資費(fèi)用加入工費(fèi)用)中占25%以上，占全部物資費(fèi)用(種子、肥料、農(nóng)藥、機(jī)械作業(yè)、排灌等費(fèi)用)的 50%左右，國(guó)家、地方和農(nóng)民都為此付出了很大的代價(jià)。目前，中國(guó)化肥的利用率不高，當(dāng)季氮肥利用率僅為35%。據(jù)聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織的資料顯示，1980年至2002年中國(guó)的化肥用量增長(zhǎng)了 61%，而糧食產(chǎn)量只增加了 31%。 肥料利用率偏低一直是中國(guó)農(nóng)業(yè)施肥中存在的問題。提高氮肥的利用率對(duì)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)等均具有重要意義?；手荒蛩厥且环N高濃度氮肥，固體氮中含氮最高的肥料，屬中性速效肥料，也可用于生產(chǎn)多種復(fù)合肥料，能促進(jìn)細(xì)胞的分裂和生長(zhǎng)，使枝葉長(zhǎng)得繁茂。適用于一切作物和所有土壤，在土壤中不殘留任何有害物質(zhì)，長(zhǎng)期施用沒有不良影響。尿素是有機(jī)態(tài)氮肥，經(jīng)過土壤中的脲酶作用，水解成碳酸銨或碳酸氫銨后，才能被作物吸收利用。尿素在轉(zhuǎn)化前是分子態(tài)的，不能被土壤吸附，應(yīng)防止隨水流失；轉(zhuǎn)化后形成的氨也易揮發(fā)，所以尿素也要深施覆土。尿素可用作基肥和追肥，旱水田均能施用。但尿素在土壤中轉(zhuǎn)化可積累大量的銨離子，會(huì)導(dǎo)致PH升高2-3個(gè)單位，再加上尿素本身含有一定數(shù)量的縮二脲，其濃度在500ppm 時(shí)，便會(huì)對(duì)作物幼根和幼芽起抑制作用，因此尿素不易用作種肥。硝酸銨也是作物生長(zhǎng)過程中提供N的一種化肥，在土壤中不留殘物，均能被作物吸收，是生理中性肥料。長(zhǎng)期使用會(huì)對(duì)土壤造成酸化、板結(jié)等不良影響。硝酸銨硝銨適用的土壤和作物范圍廣，但最適于旱地和旱作物對(duì)煙、棉、菜等經(jīng)濟(jì)作物尤其適用。對(duì)水稻一般用作中、晚期追肥，效果也好，若做基肥，其肥效比其他氮肥低。
提供一種氮含量濃度高，作物利用率高，并且在生產(chǎn)上降低成本、節(jié)約能源保護(hù)環(huán)境的氮肥料是目前市場(chǎng)的需要。
發(fā)明內(nèi)容
為解決以上的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種尿素硝酸銨溶液的制備方法，其特征在于包括如下步驟
(1)硝酸銨的合成準(zhǔn)備液氨和硝酸溶液原料，將液氨經(jīng)過液氨蒸發(fā)器氣化后與硝酸溶液在第一中和器中進(jìn)行中和反應(yīng)生成硝酸銨，調(diào)節(jié)PH值至4. 5-6. 5，氨氣硝酸=1 1. 1-1.2(注此比例為摩爾比)；
液氨氣化后進(jìn)入中和器的混合管，硝酸也進(jìn)入混合管，兩組分混合后劇烈反應(yīng)生成硝酸銨。反應(yīng)式如下
HN03 + NH3 ？ NH4N03
(2)氣液分離生成的硝酸銨和反應(yīng)中剩余的氨氣進(jìn)入第一中和器的分離段分離，硝酸銨進(jìn)入第二中和器，氨氣進(jìn)入洗滌系統(tǒng)洗滌回收；
(3)尿素溶液的準(zhǔn)備準(zhǔn)備所需尿素溶液原料；
(4)尿素硝酸銨溶液的生成
將硝酸銨尿素=1 :1.23-1.33放在第二中和器中反應(yīng)，調(diào)節(jié)PH值至6. 8-7. 5，生成尿素硝酸銨溶液；；
(5)冷卻貯存將生成的尿素硝酸銨溶液在尿素硝酸銨溶液洗滌冷卻器冷卻到 :35-45°C，輸出貯存；
(6)尾氣洗滌凈化將第二中和器中產(chǎn)生的尾氣進(jìn)入洗滌系統(tǒng)洗滌回收；
(7)尾氣冷凝過濾將在洗滌系統(tǒng)中洗滌后的尾氣在冷凝器中冷凝，過濾后尾氣排入大氣，冷凝尾液經(jīng)過冷凝液貯槽和冷凝液處理系統(tǒng)達(dá)到環(huán)保要求(硝銨含量< 100PPM)排放。經(jīng)洗滌后的尾中仍有少量夾帶的硝銨及硝酸氣，該氣體在冷凝器冷凝后僅含微量的硝銨，大部分為惰氣經(jīng)過濾后排入大氣。在本發(fā)明中，步驟(3 )中的尿素溶液原料可直接從尿素顆粒生產(chǎn)裝置中獲得，尿素硝酸銨生產(chǎn)裝置與尿素顆粒生產(chǎn)裝置結(jié)合。本發(fā)明的改進(jìn)步驟(2)中硝酸銨進(jìn)入第二中和器同時(shí)加入少量硝酸溶液進(jìn)第二中和器，與來自尿素裝置的尿液中仍帶有部分NH3中和反應(yīng)生成硝酸銨，硝酸銨與步驟(5)中生成的尿素硝酸銨溶液一起冷卻并輸出貯存。尿素硝酸銨溶液兼有尿基和硝基化肥的特點(diǎn)，具有氮含量較高、結(jié)晶溫度低、貯存運(yùn)輸方便、施肥方法簡(jiǎn)單、腐蝕性小的特點(diǎn)。本發(fā)明的制備方法采用兩段反應(yīng)方式，即液氨氣化與硝酸中和反應(yīng)生成硝銨，硝銨與尿素溶液混合反應(yīng)生產(chǎn)尿素硝銨溶液。將尿素硝銨生產(chǎn)裝置與尿素顆粒生產(chǎn)裝置結(jié)合，在生產(chǎn)尿素顆粒的同時(shí)可聯(lián)產(chǎn)尿素硝銨，兩個(gè)裝置的產(chǎn)量比有彈性，操作靈活，流程簡(jiǎn)單，投資較省，消耗低，生產(chǎn)成本低，負(fù)荷調(diào)整便利，能充分適應(yīng)市場(chǎng)需求。尿素硝銨生產(chǎn)過程中的尾氣排放采用冷凝液吸收工藝，減少排放，節(jié)能環(huán)保。
圖1為本發(fā)明尿素硝酸銨裝置與尿素裝置聯(lián)產(chǎn)示意2為本發(fā)明的工藝流程圖
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
將來自合成氨裝置13的液氨經(jīng)過液氨蒸發(fā)器1氣化后與硝酸裝置14來的硝酸溶液在第一中和器2中進(jìn)行中和反應(yīng)生成硝酸銨，調(diào)節(jié)PH值至5，氨氣硝酸=1 1. 2 ；生成的硝酸銨和反應(yīng)中剩余的氨氣進(jìn)入第一中和器2的分離段分離，硝酸銨進(jìn)入第二中和器3，氨氣進(jìn)入洗滌系統(tǒng)4洗滌回收；準(zhǔn)備從尿素生產(chǎn)裝置12來的所需尿素溶液原料；將硝酸銨尿素 =1 1.23放在第二中和器(3)中反應(yīng)，調(diào)節(jié)PH值至6.8，生成尿素硝酸銨溶液；將生成的尿素硝酸銨溶液在尿素硝酸銨溶液洗滌冷卻器8冷卻到35 ,輸出11 ；然后將第二中和器3中產(chǎn)生的尾氣進(jìn)入洗滌系統(tǒng)洗滌回收；將在洗滌系統(tǒng)4中洗滌后的尾氣在冷凝器5中冷凝，過濾后尾氣排入大氣，冷凝尾液經(jīng)過冷凝液貯槽9和冷凝液處理系統(tǒng)10達(dá)到環(huán)保要求即硝銨含量為100PPM排放。實(shí)施例2
將來自合成氨裝置的液氨經(jīng)過液氨蒸發(fā)器1氣化后與硝酸裝置來的硝酸溶液在第一中和器2中進(jìn)行中和反應(yīng)生成硝酸銨，調(diào)節(jié)PH值至6，氨氣硝酸=1 1. 1 ；生成的硝酸銨和反應(yīng)中剩余的氨氣進(jìn)入第一中和器2的分離段分離，硝酸銨進(jìn)入第二中和器3，氨氣進(jìn)入洗滌系統(tǒng)4洗滌回收；準(zhǔn)備所需尿素溶液原料；將硝酸銨尿素=1 1. 33放在第二中和器(3) 中反應(yīng)，調(diào)節(jié)PH值至7. 5，生成尿素硝酸銨溶液；將生成的尿素硝酸銨溶液在尿素硝酸銨溶液洗滌冷卻器8冷卻到45°C，貯存11 ；然后將第二中和器3中產(chǎn)生的尾氣進(jìn)入洗滌系統(tǒng)洗滌回收；將在洗滌系統(tǒng)4中洗滌后的尾氣在冷凝器5中冷凝，過濾后尾氣排入大氣，冷凝尾液經(jīng)過冷凝液貯槽9和冷凝液處理系統(tǒng)10達(dá)到環(huán)保要求即硝銨含量95PPM排放。實(shí)例3
將來自合成氨裝置的液氨經(jīng)過液氨蒸發(fā)器1氣化后與硝酸裝置來的硝酸溶液在第一中和器2中進(jìn)行中和反應(yīng)生成硝酸銨，調(diào)節(jié)PH值至5. 5，氨氣硝酸=1 1. 15 ；生成的硝酸銨和反應(yīng)中剩余的氨氣進(jìn)入第一中和器2的分離段分離，硝酸銨進(jìn)入第二中和器3，氨氣進(jìn)入洗滌系統(tǒng)4洗滌回收；準(zhǔn)備所需尿素溶液原料；將硝酸銨尿素=1 1. 28放在第二中和器(3)中反應(yīng)，調(diào)節(jié)PH值至7，生成尿素硝酸銨溶液；將生成的尿素硝酸銨溶液在尿素硝酸銨溶液洗滌冷卻器8冷卻到40°C，貯存11 ；然后將第二中和器3中產(chǎn)生的尾氣進(jìn)入洗滌系統(tǒng)洗滌回收；將在洗滌系統(tǒng)4中洗滌后的尾氣在冷凝器5中冷凝，過濾后尾氣排入大氣，冷凝尾液經(jīng)過冷凝液貯槽9和冷凝液處理系統(tǒng)10達(dá)到環(huán)保要求即硝銨含量90PPM排放。制備過程中主要消耗指標(biāo)
尿素硝銨溶液消耗(以每噸尿素硝銨溶液產(chǎn)品計(jì))
權(quán)利要求
1.一種尿素硝酸銨溶液的制備方法，其特征在于包括如下步驟(1)硝酸銨的合成準(zhǔn)備液氨和硝酸溶液原料，將液氨經(jīng)過液氨蒸發(fā)器(1)氣化后與硝酸溶液在第一中和器(2)中進(jìn)行中和反應(yīng)生成硝酸銨，調(diào)節(jié)PH值至4. 5-6. 5，氨氣硝酸 =1 1. 1-1. 2 ；(2)氣液分離生成的硝酸銨和反應(yīng)中剩余的氨氣進(jìn)入第一中和器(2)的分離段分離， 硝酸銨進(jìn)入第二中和器(3)，氨氣進(jìn)入洗滌系統(tǒng)(4)洗滌回收；(3)尿素溶液的準(zhǔn)備準(zhǔn)備所需尿素溶液原料及用量；(4)尿素硝酸銨溶液的生成將硝酸銨尿素=1 :1.23-1.33放在第二中和器(3)中反應(yīng)，調(diào)節(jié)PH值至6. 8-7. 5，生成尿素硝酸銨溶液；；(5)冷卻貯存將生成的尿素硝酸銨溶液在尿素硝酸銨溶液洗滌冷卻器(8)中冷卻到 35-45 ,輸出或貯存(11)；(6)尾氣洗滌凈化將第一、二中和器(2，3)中產(chǎn)生的尾氣進(jìn)入洗滌系統(tǒng)(4)洗滌回收；(7)尾氣冷凝過濾將在洗滌系統(tǒng)(4)中洗滌后的尾氣在冷凝器(5)中冷凝，在尾氣放空槽(6)過濾后尾氣排入大氣，冷凝尾液經(jīng)過冷凝液貯槽(9)和冷凝液處理系統(tǒng)(10)達(dá)到硝銨含量彡100PPM排放。
2.如權(quán)利要求1所述的尿素硝酸銨溶液的制備方法，其特征在于步驟(3)中的尿素溶液原料可直接從尿素顆粒生產(chǎn)裝置(12)中獲得。
3.如權(quán)利要求2所述的尿素硝酸銨溶液的制備方法，其特征在于尿素硝酸銨生產(chǎn)裝置(12)與尿素顆粒生產(chǎn)裝置結(jié)合。
4.如權(quán)利要求1所述的尿素硝酸銨溶液的制備方法，其特征在于步驟(2)中硝酸銨進(jìn)入第二中和器(3)同時(shí)加入少量硝酸溶液進(jìn)第二中和器(3)，與來自尿素裝置(12)的尿液中仍帶有部分NH3中和反應(yīng)生成硝酸銨。
5.如權(quán)利要求4所述的尿素硝酸銨溶液的制備方法，其特征在于硝酸銨與步驟(5)中生成的尿素硝酸銨溶液一起冷卻并輸出或貯存(11)。
全文摘要
本發(fā)明屬于化肥領(lǐng)域，尤其涉及一種尿素硝酸銨溶液的制備方法。其特征在于包括如下步驟(1)硝酸銨的合成將液氨經(jīng)過液氨蒸發(fā)器氣化后與硝酸溶液在第一中和器中進(jìn)行中和反應(yīng)生成硝酸銨；(2)氣液分離生成的硝酸銨和反應(yīng)中剩余的氨氣進(jìn)入第一中和器的分離段分離；(3)尿素溶液的準(zhǔn)備；(4)尿素硝酸銨溶液的生成將硝酸銨和尿素放在第二中和器中反應(yīng)，生成尿素硝酸銨溶液；(5)冷卻貯存將生成的尿素硝酸銨溶液冷卻，輸出貯存；(6)尾氣洗滌凈化及(7)尾氣冷凝過濾。本發(fā)明操作靈活，流程簡(jiǎn)單，投資較省，消耗低，生產(chǎn)成本低，負(fù)荷調(diào)整便利，能充分適應(yīng)市場(chǎng)需求；減少排放，節(jié)能環(huán)保。
文檔編號(hào)C05C13/00GK102515877SQ201110428540
公開日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月20日
發(fā)明者許斌, 鄧敏, 郭和剛, 鄢家祥 申請(qǐng)人:中國(guó)成達(dá)工程有限公司