ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Производство жидкого полифосфата аммония из "Химия и технология полифосфатов" Для этого способа производства полифосфата аммония может быть использована фосфорная кислота любой концентрации. Выбор концентрации решается условиями и методами подвода тепла реакциоцний системе. Принципиально возможны следующие ва рианты этого способа аммонизация разбавленной фосфорной кислоты с последующим выпариванием пульпы и образованием плава полифосфата аммония аммонизация упаренной фосфорной кислоты. [c.124] Обычно используют кислоту, содержащую 54—58% Р2О5. Этот вариант наиболее изучен как в лабораторном, так и в полузавод-ском масштабе. Нейтрализацию кислоты ведут газообразным аммиаком, что позволяет получить более высокую температуру в зоне реакции. [c.124] При взаимодействии ортофосфорной кислоты и аммиака в области температур 180—260°С одновременно протекают процессы нейтрализации и дегидратации ортофосфата аммония. В равновесных условиях основными факторами, влияющими на протекание указанных реакций, являются температуру в зоне реагирующих веществ и соотношение подаваемых компонентов. [c.124] При постоянном расходе и концентрации кислоты степень полимеризации пропорциональна температуре в зоне реакции (рис. 1У-27). Схема установки для производства полифосфата аммония из упаренной ортофосфорной кислоты и аммиака показана на рис. 1У-28. [c.126] Время пребывания реагентов в зоне реакции, мин . . [c.128] Как было показано в разделе Термическая устойчивость , про-цесс дегидратации моноаммонийфосфата протекает с выделением паров воды. При их удалении из зоны взаимодействия аммиака и кислоты реакция дегидратации смещается вправо, при этом содержание полифосфатов увеличивается. Этот принцип используют для увеличения степени полимеризации. С этой целые в реактор вводят инертный газ, например воздух или азот [143], что способствует выводу из реактора паров воды и увеличению степени полимеризации. Так, при температуре 210°С и концентрации кислоты 52,2% степень полимеризации составляет 30% (см. выше). При 190 °С и подаче воздуха и аммиака в равных соотношениях по массе (по 14 кг каждого компонента) коэффициент полимеризации увеличивается на 20% и составляет 50% [143]. [c.128] Цилиндрические аппараты с мешалками, один из которых показан на рис. IV-12, мало интенсивны. Как уже отмечалось выше, время, необходимое для нейтрализации в них полифосфорной кислоты, составляет 2—2,5 ч. В настоящее время разработаны нейтрализаторы вертикального типа для нейтрализации ортофосфорной кислоты. Эти аппараты более интенсивны за счет того, что благодаря небольшому объему и высокой скорости аммиака, поступающего в зону реакции, процесс нейтрализации значительно ускоряется. Эти аппараты можно использовать также для нейтрализации полифосфорной кислоты. [c.128] На рис. IV-29 показан реактор для нейтрализации упаренной ортофосфорной кислоты [144], разработанный фирмой Юнайтед Стейтс стил корп. (США). Кислоту подают через щтуцер 7, аммиак через штуцер 9. Через штуцер 8 вводят пар для обеспечения необходимой температуры в реакционной трубе 1. Для создания необходимой скорости потоков а.штарат снабжен трубой Вентури 10. [c.128] На рис. 1У-30 показан скоростной нейтрализатор-испаритель (САИ), а на рис. 1У-31 — прямоточный реактор, разработанные в НИУИФ. [c.129] Опыт эксплуатации аппарата этого типа показал, что в результате большой вязкости плава и снижения скорости течения в циркуляционной трубе происходит кристаллизация плава, что приводит к, остановке работы. Для устранения этих недостатков был разработан прямоточный аппарат, устройство которого показано на рис. 1У-31. Отличие этого аппарата от описанного вьппе состоит в том, что он не имеет циркуляционной трубы, что упрощает его конструкцию и технологический процесс нейтрализации. [c.129] Кислоту подают через штуцер 1, аммиак —через щтуцер 2. Благодаря тому, что аммиак и кислота поступают в одну зону, взаимодействие происходит очень быстро. Однако реакция заканчивается в реакционной трубе 16 Для регулирования температуры по высоте реакционной трубы через штуцер 3 подают охлаждающую воду в рубашку 18, а в рубашку 15 через штуцер 14 подают пар высокого давления (980 кПа). [c.129] Плав отделяют от паров воды в сепараторе 10. [c.129] Парогазовая смесь проходит через брызгоотделитель 9 и через трубу 8 выводится из аппарата. Плав по трубе 12 поступает на дальнейшую переработку. Уровень в сепараторе регулируют вентилем 11, а наблюдение за уровнем ведут через смотровое окно 7. Для уменьшения фонтанирования реакционной массы в реакционной трубе установлена сетка с живым сечением 85%. Опорожняют реактор через штуцер 20, который снабжен вентилем 19. Для нейтрализации полифосфорной кислоты в аппарат предусмотрена подача охлаждающей воды через штуцер 21. Аппарат изготовлен из той же стали, что и САИ. [c.129] На гранулирование в аппарат КС плав подается пневматической форсункой, в которую он поступает самотеком по обогреваемому трубопроводу. Внешний диа.метр сопла форсунки 18, внутренний 16 мм. Распыление ведут горячим (165— 1 80 °С) воздухом в слой гранулированного материала. Под слой гранул воздуходувкой подают холодный воздух для псевдоожижения и охлаждения. Таким образом в аппарате КС совмещены операции гранулирования и охлаждения. Основные показатели двух вариантов режима работы гранулятора КС приведены на стр. 131. [c.129] Расход сжатого воздуха для распыла, м ч Температура сжатого воздуха, °С. . . [c.131] Помимо ретура на режим гранулирования влияет степень полимеризации продукта, от которой зависит также время отвердевания полифосфата аммония. При степени полимеризации более 50% время отвердевания резко увеличивается (рис. IV-35) и превышает продолжительность технологического цикла. Состав готового продукта соответствует составу плава, приведенного на стр. 128. [c.132] Эти реакции определяют экзотермичность процесса. Реакции дегидратации ортофосфата и других фосфатов аммония (см. стр. 49—50) являются эндотермическими. Тепла, выделяющегося при протекании реакций I и II, не хватает для удаления свободной воды, присутствующей в фосфорной кислоте, и для нротекания эндотермических реакций дегидратации фосфатов аммония. Поэтому в процесс необходимо вводить дополнительное количество теп-да. Обычно это делают путем подогрева кислоты и аммиака до необходимой температуры. [c.134] Вернуться к основной статье