项目十复合肥料与复混肥料生产

广西民族师范学院项目十项目十 复合肥料与复混肥料生产复合肥料与复混肥料生产能力目标：能力目标：1 1能依据磷铵生产过程的化学反应特点及磷铵的性质，分析能依据磷铵生产过程的化学反应特点及磷铵的性质，分析磷铵生产条件及控制方案；磷铵生产条件及控制方案；2 2能根据磷铵生产要求的条件设置相应的生产流程，并完成能根据磷铵生产要求的条件设置相应的生产流程，并完成生产条件的控制，并达到产品质量的要求；生产条件的控制，并达到产品质量的要求；3 3能依据复混肥料的生产原理，分析其生产方法和生产过程能依据复混肥料的生产原理，分析其生产方法和生产过程的组织方案；的组织方案；4 4能依据生产原理、方法，分析并处理生产过程中出现的问能依据生产原理、方法，分析并处理生产过程中出现的问题。题。广西民族师范学院一、复合肥料概述一、复合肥料概述 复合肥料是指含有氮、磷、钾三大营养元素中任意两种复合肥料是指含有氮、磷、钾三大营养元素中任意两种或两种以上的肥料，具有营养全面，包装和运输成本低，施或两种以上的肥料，具有营养全面，包装和运输成本低，施肥方便的特点而得到大力发展。复合肥料一般以肥方便的特点而得到大力发展。复合肥料一般以N-PN-P2 2O O5 5-K-K2 2O O的含量来表示其所含有的营养元素的百分含量，若还含有其的含量来表示其所含有的营养元素的百分含量，若还含有其它营养元素，则可接在它营养元素，则可接在K K2 2O O后面标注其含量，并加注括号注后面标注其含量，并加注括号注明该元素的符号。如明该元素的符号。如10-10-10-510-10-10-5（MgOMgO）-0.5-0.5（ZnOZnO）表明该肥）表明该肥料含料含10%N%10%N%、10% P10% P2 2O O5 5、10%K10%K2 2O O、5% MgO5% MgO、0.5% ZnO0.5% ZnO。 复合肥料是用化学加工方法制得的肥料，复合肥料中最复合肥料是用化学加工方法制得的肥料，复合肥料中最具代表性的是磷酸铵、硝酸磷肥和磷酸二氢钾，在此重点介具代表性的是磷酸铵、硝酸磷肥和磷酸二氢钾，在此重点介绍磷酸铵的制备。绍磷酸铵的制备。 广西民族师范学院二、复混肥料概述二、复混肥料概述复复混混肥肥料料是是用用两两种种或或两两种种以以上上基基础础肥肥料料通通过过混混合合等等伴伴有有物物理理或或化化学学反反应应过过程程所所得得到到的的肥肥料料，在在氮氮、磷磷、钾钾三三种种养养分分中中，至至少少有有两两种种标标明明量量的的养养分分，并并且且通通常常由由物物理理方方法法加加工工制制成成颗颗粒粒状状。制制颗颗粒粒状状肥肥料料的的方方法法有有：干干粉粉混混合合造造粒粒、料料浆浆造造粒粒和和熔熔融融造造粒粒等等。制制取取复复混混粒粒状状肥肥料料实实际际是是与与化化肥肥的的二二次次加加工工紧紧密密联联系系的的，二二次次加加工工通通常常是是把把两两种种或或几几种种肥肥料料进进行行混混合合、造造粒粒、干干燥燥、筛筛分分等等简简单单的的再再加加工工，生生产产出出符符合合各各种种要要求求的的复复混混肥肥料料品品种种。依依据据我我国国各各地地土土壤壤类类型型及及土土壤壤肥肥力力的的不不同同，必必须须制制得得各各种种不不同同成成分分的的复复混混肥肥料料。用用作作复复混混肥肥料料的的原原料料有有固固态态、液液态态和和气气态态，依依据据不不同同产产品品的的要要求求，采采用用不不同同的的物物料料进进行组合以制备不同氮、磷、钾配比的复混肥料。在此行组合以制备不同氮、磷、钾配比的复混肥料。在此广西民族师范学院二、复混肥料概述二、复混肥料概述基础上还可以添加硫、镁等中量元素及锌、硼等微量元素，基础上还可以添加硫、镁等中量元素及锌、硼等微量元素，以增加肥效。固态原料有尿素、氯化铵、硝酸铵、磷酸铵、以增加肥效。固态原料有尿素、氯化铵、硝酸铵、磷酸铵、普钙、重钙、钙镁磷肥、氯化钾和硫酸钾等；液态原料有硫普钙、重钙、钙镁磷肥、氯化钾和硫酸钾等；液态原料有硫酸、湿法磷酸等；气态原料有气氨。制造粒状肥料时，有时酸、湿法磷酸等；气态原料有气氨。制造粒状肥料时，有时还要配加粘土等做粘结剂或填料。还要配加粘土等做粘结剂或填料。 复混肥料的品种有很多，其规格也多种多样，产量约占复混肥料的品种有很多，其规格也多种多样，产量约占肥料总量的肥料总量的60%70%60%70%。我国已形成总养分（。我国已形成总养分（N+PN+P2 2O O5 5+K+K2 2O O）大）大于于40%40%的高含量，大于的高含量，大于30%30%的中含量和大于的中含量和大于25%25%或或20%20%的低含的低含量的系列复混肥料。量的系列复混肥料。 广西民族师范学院任务一任务一 磷酸铵的生产磷酸铵的生产 磷酸铵包括磷酸一铵（简称磷酸铵包括磷酸一铵（简称MAPMAP）、磷酸二铵（简称）、磷酸二铵（简称DAP DAP ）和磷酸三铵（简称）和磷酸三铵（简称TPPTPP）三种，是含有氮、磷两种营养元素的）三种，是含有氮、磷两种营养元素的复合肥料。其中复合肥料。其中MAPMAP和和DAP DAP 是复合肥料中最主要的品种。它们是复合肥料中最主要的品种。它们的脱水产物聚磷酸铵的脱水产物聚磷酸铵(APP)(APP)也是磷铵类肥料；尿磷铵、硫磷铵和也是磷铵类肥料；尿磷铵、硫磷铵和硝磷铵是磷铵分别与尿素、硫铵或硝铵形成的复合肥料，它们硝磷铵是磷铵分别与尿素、硫铵或硝铵形成的复合肥料，它们还能与钾盐形成还能与钾盐形成NPKNPK三元复合肥料。三元复合肥料。 纯净的磷酸铵盐是白色的结晶状物质，磷酸一铵最稳定，磷纯净的磷酸铵盐是白色的结晶状物质，磷酸一铵最稳定，磷酸二铵次之，磷酸三铵最不稳定，在常温常压下磷酸三铵即可酸二铵次之，磷酸三铵最不稳定，在常温常压下磷酸三铵即可放出氨而变成磷酸二铵。工业上制得的磷酸铵盐肥料通常是磷放出氨而变成磷酸二铵。工业上制得的磷酸铵盐肥料通常是磷酸一铵和磷酸二铵的混合物，以磷酸一铵为主的称为磷酸一铵酸一铵和磷酸二铵的混合物，以磷酸一铵为主的称为磷酸一铵类肥料（类肥料（12-52-012-52-0），以磷酸二铵为主的称为磷酸二铵类肥料（），以磷酸二铵为主的称为磷酸二铵类肥料（18-18-46-046-0）。）。广西民族师范学院任务一任务一 磷酸铵的生产磷酸铵的生产 磷酸一铵与硫酸铵、硫酸钾、磷酸二氢钾、磷酸一钙和磷磷酸一铵与硫酸铵、硫酸钾、磷酸二氢钾、磷酸一钙和磷酸二钙混合时有较好的相互混合性；磷酸二铵与氯化钾、硫酸酸二钙混合时有较好的相互混合性；磷酸二铵与氯化钾、硫酸铵、硝酸铵、过磷酸钙和重过磷酸钙混合时，所得肥料有较好铵、硝酸铵、过磷酸钙和重过磷酸钙混合时，所得肥料有较好的物理性能的物理性能 。一、磷酸铵生产基本原理一、磷酸铵生产基本原理磷铵生产的化学反应分析磷铵生产的化学反应分析 磷铵是用氨中和磷酸而得到的产物。生产中以料浆的中和磷铵是用氨中和磷酸而得到的产物。生产中以料浆的中和度来控制反应的程度，磷酸第一个氢离子被氨中和时，其中和度来控制反应的程度，磷酸第一个氢离子被氨中和时，其中和度为度为1 1，此时生成磷酸一铵；当中和度为，此时生成磷酸一铵；当中和度为2 2时生成磷酸二铵。料时生成磷酸二铵。料浆中和度实质上是料浆中浆中和度实质上是料浆中NH3NH3和和H3PO4H3PO4的摩尔比。其反应如下的摩尔比。其反应如下所示：所示：广西民族师范学院一、磷酸铵生产基本原理一、磷酸铵生产基本原理磷铵生产的化学反应分析磷铵生产的化学反应分析 NHNH3 3(g)+H(g)+H3 3POPO4 4(l)NH(l)NH4 4H H2 2POPO4 4(s) H(s) H298298=-126kJ=-126kJ 2NH 2NH3 3(g)+H(g)+H3 3POPO4 4(l) (NH(l) (NH4 4) )2 2HPOHPO4 4(s) H(s) H298298=-203kJ=-203kJ以湿法磷酸为原料，则存在以下反应：以湿法磷酸为原料，则存在以下反应： H H2 2SOSO4 4(l)+2NH(l)+2NH3 3(g) (NH(g) (NH4 4) )2 2SOSO4 4(s) H=-265.3kJ(s) H=-265.3kJ H H2 2SiFSiF6 6(l)+2NH(l)+2NH3 3(g) (NH(g) (NH4 4) )2 2SiFSiF6 6(s) H=-184.5kJ(s) H=-184.5kJ CaSO CaSO4 42H2H2 2O + HO + H3 3POPO4 4 + 2NH + 2NH3 3CaHPOCaHPO4 42H2H2 2O + (NHO + (NH4 4) )2 2SOSO4 4 Fe Fe2 2(SO(SO4 4) )3 3(g) + 2H(g) + 2H3 3POPO4 4(l) + 6NH(l) + 6NH3 3(g) 2FePO(g) 2FePO4 4(s) + 3(NH(s) + 3(NH4 4) )2 2SOSO4 4(s) (s) H=-586.5kJ H=-586.5kJ Al Al2 2(SO(SO4 4) )3 3(g) + 2H(g) + 2H3 3POPO4 4(l) + 6NH(l) + 6NH3 3(g) 2AlPO(g) 2AlPO4 4(s) + 3(NH(s) + 3(NH4 4) )2 2SOSO4 4(s) (s) H=-586.5kJ H=-586.5kJMgSOMgSO4 4 + H + H3 3POPO4 4 + 2NH + 2NH3 3 + 3H + 3H2 2O MgHPOO MgHPO4 43H3H2 2O + (NHO + (NH4 4) )2 2SOSO4 4 (pH (pH4) 4)MgSOMgSO4 4 + H + H3 3POPO4 4 + 3NH + 3NH3 3 + 6H + 6H2 2O MgNHO MgNH4 4POPO4 46H6H2 2O + (NHO + (NH4 4) )2 2SOSO4 4 (pH (pH4 4广西民族师范学院一、磷酸铵生产基本原理一、磷酸铵生产基本原理1 1 磷酸铵盐的性质磷酸铵盐的性质 由上述反应可知，磷酸氨化过程放出大量的反应热，在生由上述反应可知，磷酸氨化过程放出大量的反应热，在生产中会蒸去一部分水；另外湿法磷酸带入的杂质在氨化过程中产中会蒸去一部分水；另外湿法磷酸带入的杂质在氨化过程中生成多种复杂的化合物。两者一起作用影响料浆的粘度以及磷生成多种复杂的化合物。两者一起作用影响料浆的粘度以及磷铵产品的组成、物性和铵产品的组成、物性和P P2 2O O5 5的溶解性。的溶解性。 磷酸铵盐的主要性质如表磷酸铵盐的主要性质如表5 5所示。所示。 磷酸一铵热稳定性好，不易吸潮，在水中溶解度大，即使磷酸一铵热稳定性好，不易吸潮，在水中溶解度大，即使加热到加热到100100时，仍能保持稳定。固体磷酸一铵的氨和水蒸气时，仍能保持稳定。固体磷酸一铵的氨和水蒸气平衡压力见表平衡压力见表6 6所示，溶解度见图所示，溶解度见图7 7所示所示二、磷铵生产工艺条件的分析与选择二、磷铵生产工艺条件的分析与选择 广西民族师范学院表表5 5 磷酸铵盐的性质磷酸铵盐的性质项项目目NHNH4 4H H2 2POPO4 4(NH(NH4 4) )2 2HPOHPO4 4(NH(NH4 4) )3 3POPO4 4结结晶形晶形态态N/%N/%P P2 2O O5 5/%/%N:(PN:(P2 2O O5 5) )密度（密度（1919）/( /(/m/m3 3) )CpCp（2525）/J/(mol/J/(molK)K)熔融温度熔融温度/生成生成热热H H298298/ /（ kJ/molkJ/mol）熔解熔解热热H Hsolsol/ /（ kJ/molkJ/mol）熔融熔融热热H Hl l/ /（ kJ/molkJ/mol）临临界相界相对对湿度（湿度（3030）/%/%pHpH（0.1 mol/L0.1 mol/L）溶液）溶液正方晶系正方晶系12.21