尿素硝銨水溶肥的工業生產方法
【專利摘要】本發明公開了一種尿素硝銨水溶肥的工業生產方法，其包括：（1）控制硝銨溶液pH值4.0-5.0并與尿素溶液混配（2）冷卻降溫至0-60℃，以質量濃度25%-35%的稀硝酸控制混合溶液的pH值6.5-7.5得UAN成品溶液。本發明在液體硝銨生產過程中，將稀硝酸加入量適當加大，使得液體硝銨的pH值降低至4.0-5.0，再利用該溶液與尿素溶液生產UAN產品時，得到的UAN溶液pH值一般在8.0左右，基本避開了緩沖溶液區域，然后通過UAN產品最終的pH調整，僅僅需要加入較小量的濃度25-35%的稀硝酸即可準確控制產品pH值。本發明通過生產中工藝調整，很容易控制UAN溶液的pH值在6.5-7.5之間。
【專利說明】尿素硝銨水溶肥的工業生產方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及尿素硝銨水溶肥的工業生產方法。
【背景技術】
[0002] 尿素硝銨溶液（Urea Ammonium Nitrate solution)，簡稱UAN溶液，國外也稱為 氮溶液（N solution)，是由尿素、硝銨和水配制而成。UAN溶液是一種穩定、無色、常壓的 液態氮肥，產品pH值要求控制在6. 5-7. 5之間，生產中一般通過加入稀硝酸調節，但工業生 產中UAN產品的pH值不易控制。
[0003] UAN工業生產中尿素溶液來自尿素生產裝置的液體尿素，濃度為70-99%之間，不 同生產方法，濃度和配比不同，尿素溶液pH值一般在10至11之間，呈較強堿性；而硝銨溶 液濃度一般在80-96%之間，PH值一般在5. 5-6. 5之間。兩種溶液混合后的UAN溶液pH值 在8. 5左右，堿性較大，該溶液屬于緩沖溶液，通過加少量酸中和難以達到中性pH值在7. 0 左右的溶液。生產中，一般通過加入過量稀硝酸調節pH值，生產周期較長，稀硝酸加入過 多，產品的水分很容易超過20%的限度標準，且硝酸消耗增加，30%稀硝酸一般加入量為UAN 產品生產量的3-4%，生產成本上升。
[0004] 緩沖溶液指當往某些溶液中加入一定量的酸和堿時，有阻礙溶液pH變化的作用， 稱為緩沖作用，這樣的溶液叫做緩沖溶液。弱酸及其鹽的混合溶液(如醋酸HAc與醋酸鈉 NaAc)，弱堿及其鹽的混合溶液(如氨水NH3 · H20與氯化銨NH4C1)等都是緩沖溶液。在緩 沖溶液中加入少量強酸或強堿，其溶液pH值變化不大，但若加入酸或者堿的量多時，緩沖 溶液就失去了它的緩沖作用。這說明它的緩沖能力是有一定限度的。UAN工業生產中，一般 加入過量的稀硝酸溶液調節pH值。但是濃度較高的硝酸會和尿素反應生產硝酸脲，硝酸脲 做為副產物，不易溶解，不利于植物吸收，且造成產品收率下降，成本上升。在高溫下加入稀 硝酸，硝酸會發生分解反應生產氮氧化物，使得UAN溶液出現淡黃色，對產品質量帶來一定 影響。低溫下加入稀硝酸會生成沉淀物，不利于產品質量控制。UAN溶液的pH控制較為重 要，較低或較高的pH值不符合產品標準，而且對于植物生長有一定傷害。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的在于提供一種能夠避開緩沖溶液區域，從而很容易控制UAN溶液pH 值在6. 5-7. 5之間的尿素硝銨水溶肥的工業生產方法。
[0006] 本發明的尿素硝銨水溶肥的工業生產方法，包括下述步驟： (1) 采用稀硝酸控制硝銨溶液pH值4. 0-5. 0,然后將其加入到UAN配制槽中，同時將尿 素溶液也加入到UAN配制槽中，所述硝銨溶液溫度在140-155°C，尿素溶液溫度在75-85°C; (2) 將硝銨溶液與尿素溶液在UAN配制槽中進行混配，冷卻降溫至0-60°C，以質量濃度 25%-35%的稀硝酸控制混合溶液的pH值6. 5-7. 5得UAN成品溶液。
[0007] 優選的，步驟（1)所述硝銨溶液質量濃度80%-96%，所述尿素溶液質量濃度 60%-99%。最優選的，硝銨溶液質量濃度93-96%為佳，所述尿素溶液質量濃度60%-75%為佳。
[0008] 步驟（1)所述尿素溶液與硝銨溶液的質量比優選為0. 9-1. 5:1。
[0009] 當所述尿素溶液質量濃度73%，硝銨溶液質量濃度95. 5%時，尿素溶液與硝銨溶液 的質量比為1. 05:1為佳。
[0010] 步驟（1)采用質量濃度55%-65%的稀硝酸控制硝銨溶液pH值4. 0-5. 0為佳。
[0011] 步驟（1)所述硝銨溶液溫度在145°C，尿素溶液溫度在80°C為佳。
[0012] 作為優選，步驟（2)以質量濃度30%的稀硝酸控制混合溶液的pH值6. 5-7. 5。
[0013] 步驟（2)冷卻降溫至0-60°C，可加入緩蝕劑，緩釋劑可以采用硫代氰酸銨，以防 止、減緩碳鋼設備的腐蝕，其濃度可控制在150-250ppm左右，即100噸UAN溶液加約20kg 緩蝕劑即可。
[0014] 步驟（1)硝銨溶液pH值不能過低，過低的控制生產可能發生爆炸危險，并且pH值 過低對硝銨產品質量也可能產生不利影響。
[0015] 步驟（2)硝銨溶液與尿素溶液混合后的UAN溶液性質發生變化，該UAN溶液結晶 溫度在〇°c左右。
[0016] 將步驟（2)得到的UAN成品溶液可經冷卻器降溫至50°C以下儲存或外送。
[0017] 本發明將UAN加酸調節分為兩步進行，第一步是硝銨生產的加酸，一般加入生產 用的原料酸，濃度一般為55-65%，稱為前期調節，即將原來生產需要加入的55-65%稀硝 酸稍微加大量，將生產原料硝銨溶液pH值控制在4. 0-5. 0。第二步在UAN配制槽內加入 25-35%的較稀的硝酸，繼續調節pH值，主要是與尿素中的游離氨反應。加入25-35%稀硝酸 的原因是：大于40%的硝酸與尿素反應生產硝酸脲不易溶解，低于20%濃度的硝酸，UAN產 品水分增加，產品質量影響較大，所以選擇25-35%較為合適。在UAN槽內加酸時一般在溫 度降低至60°C以內為最好，可以防止高溫下的硝酸分解。UAN配制槽可設置在線pH監控系 統，用于及時調節和監測，生產時應控制25-35%加酸量，pH達到6. 5的下限應立即停止加 酸，防止加入過量。
[0018] 本發明的獨特性在于兩步調節溶液pH值，第一步原料硝銨盡量控制低的pH值，在 硝銨生產中進行，可以降低UAN溶液配制的后續段的硝酸加入量和水的加入量。兩步加酸 總的硝酸使用量降低，生產成本下降。
[0019] 本發明在液體硝銨生產過程中，將稀硝酸加入量適當加大，使得液體硝銨的pH值 降低至4. 0-5. 0,再利用該溶液與尿素溶液生產UAN產品時，得到的UAN溶液pH值一般在 8. 0左右，基本避開了緩沖溶液區域，然后通過UAN產品最終的pH調整，僅僅需要加入較小 量的濃度25-35%的稀硝酸即可準確控制產品pH值。本發明通過生產中工藝調整，很容易 控制UAN溶液的pH值在6. 5-7. 5之間。
【具體實施方式】
[0020] 下述實施例是對于本
【發明內容】
的進一步說明以作為對本發明技術內容的闡釋，但 本發明的實質內容并不僅限于下述實施例所述，本領域的普通技術人員可以且應當知曉任 何基于本發明實質精神的簡單變化或替換均應屬于本發明所要求的保護范圍。
[0021] 實施例1 配制含氮32%的UAN溶液。來自尿素車間73%的尿素溶液與硝銨車間95. 5%的硝銨溶 液，質量比1. 05:1配比進入UAN配制槽，以60%的稀硝酸調節硝銨溶液pH值4. 23后再與
【權利要求】
1. 尿素硝銨水溶肥的工業生產方法，包括下述步驟： (1) 采用稀硝酸控制硝銨溶液pH值4. 0-5. 0,然后將其加入到UAN配制槽中，同時將尿 素溶液也加入到UAN配制槽中，所述硝銨溶液溫度在140-155°C，尿素溶液溫度在75-95°C; (2) 將硝銨溶液與尿素溶液在UAN配制槽中進行混配，冷卻降溫至0-60°C，以質量濃度 25%-35%的稀硝酸控制混合溶液的pH值6. 5-7. 5得UAN成品溶液。
2. 如權利要求1所述尿素硝銨水溶肥的工業生產方法，其特征在于，步驟（1)所述硝銨 溶液質量濃度80%-96%，所述尿素溶液質量濃度60%-99%。
3. 如權利要求2所述尿素硝銨水溶肥的工業生產方法，其特征在于，所述尿素溶液與 硝銨溶液的質量比為〇. 9-1. 5:1。
4. 如權利要求3所述尿素硝銨水溶肥的工業生產方法，其特征在于，所述尿素溶液質 量濃度73%，硝銨溶液質量濃度95. 5%，且尿素溶液與硝銨溶液的質量比為1. 05:1。
5. 如權利要求1所述尿素硝銨水溶肥的工業生產方法，其特征在于，步驟（1)采用質量 濃度55%-65%的稀硝酸控制硝銨溶液pH值4. 0-5. 0。
6. 如權利要求1所述尿素硝銨水溶肥的工業生產方法，其特征在于，步驟（1)所述硝銨 溶液溫度在145°C，尿素溶液溫度在80°C。
7. 如權利要求1所述尿素硝銨水溶肥的工業生產方法，其特征在于，步驟（2)以質量濃 度30%的稀硝酸控制混合溶液的pH值6. 5-7. 5。
8. 如權利要求1所述尿素硝銨水溶肥的工業生產方法，其特征在于，步驟（2)冷卻降溫 至60°C以下，加入緩蝕劑。
【文檔編號】C05C13/00GK104086234SQ201410292151
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月26日 優先權日:2014年6月26日
【發明者】謝紹穎, 黎軍, 陳方林, 高原, 高峰, 張靜忠 申請人:安徽淮化股份有限公司