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1、第二章 工艺说明书 2.1 概述 2.1.1 产品规模和规格 年操作日    330天/年  24小时/天  生产方式    连续生产  生产能力    15万吨/年  产品规格    磷酸一铵（55%）：总养分（TN+AP2O5）含量≥55%，总氮（TN）≥10%，有效磷（以P205）≥44%，水溶性磷百分率（WP205/AP205）≥75%，水分≤2%。粒状产品粒度（1～4mm）≥80%。 2.1.2 工艺方案叙述 考虑到目前优质磷矿逐渐减少，湿法磷酸中杂质太高，不适合用浓磷酸（P2O5质量分数一般在50～54%）通入管式反应器和气氨直接生产，国内生产磷酸一铵的方法主要是

2、中和料浆浓缩法[9]，此工艺在浓缩时，加热器管壁结垢不太严重，容易清洗，而浓缩有害杂质含量高的磷酸，则在加热器管壁形成坚硬致密、难清除的不溶性垢层，磷酸中杂质含量越高，越容易堵塞加热器列管。采用双效蒸发，能够减少蒸汽耗量[10]，设备投资少，能耗低[11]，经济效益显著。 2.2 装置设计说明 2.2.1 工艺原理 磷酸的三个氢离子可依次被氨中和生成磷酸一铵、磷酸二铵和磷酸三铵：H3PO4(液)+NH3（汽）=NH4H2PO4(固)  ΔH298=—126KJH3PO4(液)+2NH3（汽）=（NH4）2HPO4(固)  ΔH298=—203KJH3PO4(液)+3NH3（汽

3、）=（NH4）3PO4(固)  ΔH298=—256KJ  纯磷酸与氨中和是瞬间即可完成的快速反应，过程速率取决于气氨分子扩散进入磷 酸的传质速率。因此，凡能够强化这一传质过程的手段，均可加快中和过程的速度。用列管式反应器进行磷酸氨化，就可使中和过程缩短到1秒。 2.2.2 工艺流程说明     现运用中和料浆浓缩法生产磷酸一铵，在中和浓缩工段主要有两个工序，即氨中和和中和料浆浓缩；本次设计中，液氨在氨预热器中经过一定温度的循环水预热气化后，通入中和反应器与湿法磷酸中和，中和后的料浆由泵输送到Ⅱ效加热器，再进入Ⅱ效利用Ⅰ效二次蒸汽、氨中和蒸发的水蒸汽在负压下，通过循环泵进行闪

4、蒸，Ⅱ效二次蒸汽进入大气冷凝器，冷凝水进凉水塔进行冷却，不凝性气体被真空泵抽出，以保证Ⅱ效一定的真空度。闪蒸之后的料浆由过料泵输送到Ⅰ效加热器，再进入Ⅰ效利用新鲜蒸汽继续脱水，最终将含水量合格的料浆送往干燥塔进行干燥。 2.2.3 主要设备选型说明 ⑴ 考虑到氨中和时，传质传热过程快，停留时间短，生产强度大，氨损失小，选用快速氨化蒸发器，该设备具有结构简化，安装紧凑，节省动力，以及可以利用蒸发器出来的二次蒸汽等优点。 ⑵ 换热器考虑到料浆有一定腐蚀性，且为了保证料浆在管内有较高的流速，故选用壳径较小的列管式换热器。 ⑶ 采用单效蒸发时，从溶液中蒸发出一千克水需要一千多克的加热

5、蒸汽。采用多效蒸发则可大大节省蒸汽。随着效数增多，推动力逐渐减少，节约的蒸汽量也逐渐减少，而设备投资却始终随效数成比例地增加，因此，考虑到设备投资费用和操作费用，一般采用双效蒸发，经济效益较好。 2.2.4 化工原材料规格及用量 ⑴ 进入中和反应器气氨的温度30℃，磷酸的温度60℃，料浆温度82℃。 ⑵ 新鲜蒸汽压力0.30MPa（表压），查蒸汽表得饱和蒸汽温度为143℃。 ⑶ Ⅱ效真空度为-0.05MPa，Ⅰ效闪蒸室压力0.05MPa（表压）。 ⑷ 出Ⅱ效料浆含水量为43%，出Ⅰ效料浆含水量为25%。 ⑸ 中和度1.05 。⑹ 磷酸全分析如下：P2O5－20%；MgO－1.

6、65%；SO3－2.3%；Fe2O3－1.2%；Al2O3－0.8%；F－1.65% 。  第三章 湿法磷酸的氨中和 3.1 磷酸铵体系的性质 3.1.1 固体磷酸铵的物化性质 磷酸铵系的正磷酸盐的主要性质见表3-1 表3-1 磷酸铵盐的性质  项目 NH4H2PO4 (NH4)2HPO4 (NH4)3PO4 结晶形态 正方晶系单斜晶系 斜方晶系 含N% 12.2 21.2 28.6 含P2O5% 61.8 53.8 48.3 N：P2O5 1:5.1 1:2.5 1:1.7 密度(19℃),kg/m3 1803 1619 — 热容(25℃)，kJ/mol·K 0.1424 

7、0.1821 0.2301 熔融温度，℃ 190.5 分解 分解 生成热，kJ/mol 1451 1574 1673 熔融热，kJ/mol 35.6 — — 临界相对湿度，%(30℃) 91.6 82.5 — 0.1mol/L溶液PH值 4.4 8.0  9.0 （一）磷酸一铵 磷酸一铵热稳定性好，不易吸潮，它在水中溶液度大，是物理性质优良的肥料。即使把一铵加热到100℃，也难察觉分解放出氨。大约要在200℃左右才会有NH3和H2O气放出：               200～400℃   (NH4)n