復(fù)合肥利用尿液直接生產(chǎn)緩釋氮鉀肥試驗總結(jié)

王 攀，宋肖盼， 劉銳杰， 郭存彪

(河南心連心化肥有限公司，河南 新鄉(xiāng) 453731)

復(fù)合肥利用尿液直接生產(chǎn)緩釋氮鉀肥試驗總結(jié)

王 攀，宋肖盼， 劉銳杰， 郭存彪

(河南心連心化肥有限公司，河南新鄉(xiāng)453731)

介紹了利用熔融尿液在復(fù)合肥高塔生產(chǎn)氮鉀緩釋肥料的方法，主要從工藝流程、系統(tǒng)溫度和添加氯化鉀對產(chǎn)品縮二脲的影響方面闡述了高塔生產(chǎn)氮鉀控失尿素可行性，并分析了影響因素及相應(yīng)的改進(jìn)措施。

高塔；氮鉀肥；縮二脲；改進(jìn)措施

據(jù)統(tǒng)計，全世界缺乏微量元素的土壤面積達(dá)25億公頃，中科院對我國土壤微量元素鋅、硼、錳、鉬、銅、鐵的含量進(jìn)行了調(diào)查，結(jié)果表明，我國大部分地區(qū)都存在不同程度的微量元素缺乏，針對性的施用中、微量元素肥料，不僅可充分發(fā)揮中、微量元素肥料的經(jīng)濟(jì)效益，而且也可作為提高中、低產(chǎn)量的有效措施。

河南心連心化肥有限公司擁有尿素260萬噸、復(fù)合肥125萬噸、甲醇30萬噸的年生產(chǎn)能力，其中生產(chǎn)復(fù)合肥所用的高塔距離最近的尿素生產(chǎn)裝置約650米，如何在保證縮二脲合格的情況下，直接利用尿素廠的濃度為99%的尿液，生產(chǎn)出一種高氮的緩釋肥料，是一個難題，也是一個挑戰(zhàn)。

1 試驗原料

氯化鉀：鹽酸鹽的一種，白色結(jié)晶或結(jié)晶性粉末，易溶于水和甘油，難溶于醇，不溶于醚和丙酮。味極咸，無臭無毒，密度為1.984g/cm,熔點770℃，加熱到150℃時即能升華，有吸濕性，易結(jié)塊。1g氯化鉀溶于2.8ml水，在水中的溶解度隨溫度的升高而迅速增加，與鈉鹽常起復(fù)分解反應(yīng)而生成新的鉀鹽。尿液：99.8%濃度的尿液，溫度130～140℃。

2 試驗流程

通過計算管道的阻力損失，以及對比在不同溫度下縮二脲的增長速率，我們制定了一種方案，在造粒塔處設(shè)置一個攪拌槽，由尿素廠熔融泵出來的尿液與氯化鉀一起在混合槽內(nèi)攪拌均勻，然后再利用一臺高壓泵，將混有氯化鉀的尿液，送往復(fù)合肥高塔的一級槽和二級槽，在一、二級槽里加入相應(yīng)的控失劑和微量元素，然后進(jìn)行造粒，造粒后的產(chǎn)品經(jīng)篩分后直接進(jìn)行包裝。

圖1 高塔生產(chǎn)氮鉀控失肥流程圖

2.1 溫度的影響

尿素中的縮二脲的生成率與溫度成正比，尿液溫度越高，縮二脲生成越快。尤其是尿素蒸發(fā)系統(tǒng)尿液濃度高，氨分壓低，為縮二脲的生成提供了有利的條件。二分公司在往復(fù)合肥輸送的尿液的過程中，尿液溫度始終保持在130℃以內(nèi)，流量整體為13m3/h左右波動，具體數(shù)據(jù)如表1。

表1 試驗溫度記錄表

通過以上數(shù)據(jù)表明，氯化鉀的加入使得熔融尿液在124℃的情況下依然能夠保持不結(jié)晶，這給降低縮二脲的生成速率創(chuàng)造了良好的條件。

2.2 停留時間的影響

尿素中縮二脲的含量與其在裝置中的停留時間成正比，通過提高裝置的生產(chǎn)負(fù)荷，可以降低尿素的停留時間，從而減少產(chǎn)品中縮二脲的生成。正常的尿液流程是，熔融尿液先進(jìn)入到復(fù)合肥高塔的一級槽，然后再進(jìn)入二級槽，本次試驗直接將尿液引入到二級槽，減少的停留時間，縮二脲的分析數(shù)據(jù)見表2。

表2 二級槽縮二脲含量

通過表1表2數(shù)據(jù)分析可知，甩掉一級槽后，尿素廠司到達(dá)復(fù)合肥高塔尿液的縮二脲在經(jīng)歷了650m的管道后仍然小于1.2%，滿足緩釋氮鉀肥的生產(chǎn)，此外，由于尿素廠到復(fù)合肥管線距離較長，為防止尿液結(jié)晶堵塞，管線保溫溫度一般較高，適當(dāng)降低溫度也有利于減少縮二脲的含量。

2.3 含氯化鉀尿液分析

添加氯化鉀含量至8%后，系統(tǒng)達(dá)到工藝要求，分析數(shù)據(jù)如表1～表5所示；停止添加氯化鉀分析數(shù)據(jù)如表6～表8所示。

表3 添加氯化鉀后系統(tǒng)成分分析

通過表3可以看出，添加氯化鉀之后，序號1-5的樣品，二級槽處縮二脲在0.95～1.02之間，平均值為0.98。停止添加氯化鉀之后，序號6-8的樣品，二級槽處縮二脲逐漸上升，最高達(dá)到1.17，再次充分證明添加氯化鉀能夠降低尿液的結(jié)晶點，有助于減少縮二脲的生成。

3 成品分析

對生產(chǎn)試驗過程中進(jìn)行連續(xù)取樣分析，每10分鐘取樣一次，分析結(jié)果如4。

表4 成品分析數(shù)據(jù)

注：1)序號1-4樣品氯化鉀添加量為8%的分析數(shù)據(jù)，序號5樣品為停止添加氯化鉀后分析數(shù)據(jù)。

從表4分析數(shù)據(jù)看出，利用尿素廠的濃度為99%的尿液在經(jīng)過650米的長距離輸送后，生產(chǎn)出來的高濃度的氮鉀肥依然能夠?qū)⒖s二脲控制在可控范圍內(nèi)。

4 總結(jié)

經(jīng)過本次試驗及產(chǎn)品的分析結(jié)果我們得出以下結(jié)論：

(1)對于同時擁有尿素生產(chǎn)線的復(fù)合肥企業(yè)來說，利用復(fù)合肥的高塔來生產(chǎn)高氮的緩釋氮鉀肥是可行的。

(2)加入氯化鉀以后能夠改變尿液的結(jié)晶溫度，使得99%的尿液在126℃下不結(jié)晶。本文所述試驗的成功，對同行在遠(yuǎn)距離輸送高濃度尿液且保持縮二脲增長緩慢方向給出新的技術(shù)見解，使得公司的新產(chǎn)品又有了新的突破。

(本文文獻(xiàn)格式：王攀，宋肖盼，劉銳杰，等.復(fù)合肥利用尿液直接生產(chǎn)緩釋氮鉀肥試驗總結(jié)[J].山東化工，2017，46(16)：147，150.)

TQ444

：A

：1008-021X(2017)16-0147-01

2017-06-01

王 攀(1985—)，工程師，從事氮肥新產(chǎn)品的研究與開發(fā)。