从相图出发浅谈硝酸钾生产的工艺问题模板.doc
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1、从相图出发浅谈硝酸钾生产工艺问题学号: 姓名:余平高摘 要 文章依据硝酸钾生产中实际情况,利用K+ 、NH /Cl+ 、NO - H2O四元水盐体系相图,计算了硝酸钾生产中各过程理论值,分析了硝酸钾生产工艺问题,并提出了具体方法。关键词: 相图分析; 硝酸钾; 温度; 方法1 序言硝酸钾是一个双元高端化肥,含氮13.5%,钾45%,养分总含量为60%左右,适适用于多种粮食作物及蔬菜、棉花、瓜果、烟草等经济作物,可提升作物抗旱、抗寒、抗病性能,近几年来,因为无氯钾肥在农业上施用量不停增加,作为优质无氯钾肥硝酸钾产品市场需求也在不停扩大,硝酸钾已成为中国化工行业热点投资项目。柳州 化 工 股份投资
2、了一套硝酸钾生产装置,年设计能力为1万口a。其工艺原理是利用氯化钾和硝酸钱为原料复分解循环法生产农用硝酸钾。同时副产农用氯化按,依据相关资料,硝酸钾生产三步循环法节能降耗,控制操作较为简单,故企业采取三步循环法生产,其工艺步骤图用方框图图1所表示,其工艺步骤关键包含KN03冷却结晶和NH4Cl蒸发结晶两个过程。 说明 : 二 次滤液和KCI、NH4N03、H20按一定百分比溶解后得到二次母液硝酸钾冷却结晶采取真空冷却结晶器蒸汽抽真空降温方法进行。析出硝酸钾后母液为一次母液,进人NH4Cl蒸发结晶系统,NH4CI蒸发结晶采取一效,二效蒸发器循环蒸发到一定浓度后从一效取出,进NH4Cl冷却搅拌装置
3、冷却至60。析出NH4Cl后得到二次滤液。 2 问题提出 中国部分工厂自2 0 5年 9月份投产以来,产量低,每个班仅为It一Zt产量,远远达不到设计能力,而且产品质量很不稳定。硝酸钾产品K20含量不够,氯根高,氯化钱质量有时连续不合格,氯化铰含凡0多,达成ro%一20%,含氮量低,总氮含量低于2.5%,而且生产一定时间后,氯化钱稠厚器晶浆细,氯化钱离心机根本分离不出来,造成母液成份很差,没法开下去,不得不停止投料,重新调整母液。初步分析一次母液,二次母液组成未控制好,尤其是钾离子浓度未控制好。为此,依据实际情况,对K+ 、NH /Cl+ 、NO - H2O四元水盐体系相图进行了分析,确定各母
4、液理论组成。据相关资料介绍,三步循环法中,KNO3冷却应冷却到0,所得产量多。不过考虑到实际情况,本套装置硝酸钾在真空冷却结晶器里冷却0所需时间为3.sh,而且冷却到0过程中,已经有大量结晶析出品,真空泵不易打量,反而效果不好。而且耗蒸汽多,实际生产中,我们选硝酸钾冷却至20,约2.sh。每个班可生产2槽,每槽st产量,基础上达成年设计生产能力。步骤示意图图2。 3 生产过程相图分析依据选 定 工艺步骤及温度,在相图上表示为A*B*C神A母液循环过程(见图3)。A点 为 加 入氯化钾,硝酸钱后二次母液组成(干基)从上海化工研究院发表论文氯化钾一硝酸钱氯分解法制硝酸钾生产技术开发来看,要求A点组
5、成KCI:NH4N03(摩尔比)=0.4:0.6水丫(KCI+NH4N03)=4.23在相图上对应A点x钾二0.4,Y氯二0.4 经计算 , A点溶液组成为(以100g溶液含多少摩尔离子表示):K+=0 .4 x39=15.6,NH4+=18xo.6=10.8,Cl-=0.4x35.5=14.2,N03-=62x0.6=37.2H20=18x4.2=76.14 , K += 0. 4/(15.6+10.8+14.2+37.2+76.14)=0.26mol/100g溶液同理 :CI- = 0. 26mol/ 100g溶液,NO= 0. 39mol/100g溶液NH + =0 .39mol/l00
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