專利名稱：一種尿素硝酸銨溶液的制備方法
技術領域：
本發明屬于化肥領域，尤其涉及一種尿素硝酸銨溶液的制備方法。
背景技術：
化肥是重要的農用生產資料之一，在經濟發展中占有重要的地位，它對農業生產持續穩定增產和提高國民生產總值都起著重要的作用。化肥主要為N、P、K及復混肥，還有微量元素肥料等，如尿素、硫酸銨、硝酸銨、氯化銨、過磷酸鈣、鈣鎂磷肥、磷酸二氫鉀和農業用碳酸氫銨，補充農作物生長需要的大量元素和微量元素，增加農業循環中養分的含量。其中N肥占著重要的作用，含有作物營養元素氮的化肥。元素氮對作物生長起著非常重要的作用，它是植物體內氨基酸的組成部分、是構成蛋白質的成分，也是植物進行光合作用起決定作用的葉綠素的組成部分。氮還能幫助作物分殖，施用氮肥不僅能提高農產品的產量，還能提高農產品的質量。可做氮肥的有尿素， 氨水，銨鹽如碳酸氫銨，氯化銨，硝酸銨。一些復合肥如磷酸銨(磷酸二氫銨和磷酸氫二銨的混合物)，硝酸鉀也可做氮肥。20世紀以來，氮化肥的生產一直居于舉足輕重的地位。這主要是由于世界土壤的平均氮肥力不高，氮素不易在土壤中積累，而現代集約農業又促使土壤有機質與氮的過多損耗，在多數條件下單位氮素的增產量高于磷、鉀養分。化肥在農業生產成本(物資費用加入工費用)中占25%以上，占全部物資費用(種子、肥料、農藥、機械作業、排灌等費用)的 50%左右，國家、地方和農民都為此付出了很大的代價。目前，中國化肥的利用率不高，當季氮肥利用率僅為35%。據聯合國糧食及農業組織的資料顯示，1980年至2002年中國的化肥用量增長了 61%，而糧食產量只增加了 31%。 肥料利用率偏低一直是中國農業施肥中存在的問題。提高氮肥的利用率對農業的可持續發展和環境保護等均具有重要意義。化肥之一尿素是一種高濃度氮肥，固體氮中含氮最高的肥料，屬中性速效肥料，也可用于生產多種復合肥料，能促進細胞的分裂和生長，使枝葉長得繁茂。適用于一切作物和所有土壤，在土壤中不殘留任何有害物質，長期施用沒有不良影響。尿素是有機態氮肥，經過土壤中的脲酶作用，水解成碳酸銨或碳酸氫銨后，才能被作物吸收利用。尿素在轉化前是分子態的，不能被土壤吸附，應防止隨水流失；轉化后形成的氨也易揮發，所以尿素也要深施覆土。尿素可用作基肥和追肥，旱水田均能施用。但尿素在土壤中轉化可積累大量的銨離子，會導致PH升高2-3個單位，再加上尿素本身含有一定數量的縮二脲，其濃度在500ppm 時，便會對作物幼根和幼芽起抑制作用，因此尿素不易用作種肥。硝酸銨也是作物生長過程中提供N的一種化肥，在土壤中不留殘物，均能被作物吸收，是生理中性肥料。長期使用會對土壤造成酸化、板結等不良影響。硝酸銨硝銨適用的土壤和作物范圍廣，但最適于旱地和旱作物對煙、棉、菜等經濟作物尤其適用。對水稻一般用作中、晚期追肥，效果也好，若做基肥，其肥效比其他氮肥低。
提供一種氮含量濃度高，作物利用率高，并且在生產上降低成本、節約能源保護環境的氮肥料是目前市場的需要。
發明內容
為解決以上的技術問題，本發明提供一種尿素硝酸銨溶液的制備方法，其特征在于包括如下步驟
(1)硝酸銨的合成準備液氨和硝酸溶液原料，將液氨經過液氨蒸發器氣化后與硝酸溶液在第一中和器中進行中和反應生成硝酸銨，調節PH值至4. 5-6. 5，氨氣硝酸=1 1. 1-1.2(注此比例為摩爾比)；
液氨氣化后進入中和器的混合管，硝酸也進入混合管，兩組分混合后劇烈反應生成硝酸銨。反應式如下
HN03 + NH3 ？ NH4N03
(2)氣液分離生成的硝酸銨和反應中剩余的氨氣進入第一中和器的分離段分離，硝酸銨進入第二中和器，氨氣進入洗滌系統洗滌回收；
(3)尿素溶液的準備準備所需尿素溶液原料；
(4)尿素硝酸銨溶液的生成
將硝酸銨尿素=1 :1.23-1.33放在第二中和器中反應，調節PH值至6. 8-7. 5，生成尿素硝酸銨溶液；；
(5)冷卻貯存將生成的尿素硝酸銨溶液在尿素硝酸銨溶液洗滌冷卻器冷卻到 :35-45°C，輸出貯存；
(6)尾氣洗滌凈化將第二中和器中產生的尾氣進入洗滌系統洗滌回收；
(7)尾氣冷凝過濾將在洗滌系統中洗滌后的尾氣在冷凝器中冷凝，過濾后尾氣排入大氣，冷凝尾液經過冷凝液貯槽和冷凝液處理系統達到環保要求(硝銨含量< 100PPM)排放。經洗滌后的尾中仍有少量夾帶的硝銨及硝酸氣，該氣體在冷凝器冷凝后僅含微量的硝銨，大部分為惰氣經過濾后排入大氣。在本發明中，步驟(3 )中的尿素溶液原料可直接從尿素顆粒生產裝置中獲得，尿素硝酸銨生產裝置與尿素顆粒生產裝置結合。本發明的改進步驟(2)中硝酸銨進入第二中和器同時加入少量硝酸溶液進第二中和器，與來自尿素裝置的尿液中仍帶有部分NH3中和反應生成硝酸銨，硝酸銨與步驟(5)中生成的尿素硝酸銨溶液一起冷卻并輸出貯存。尿素硝酸銨溶液兼有尿基和硝基化肥的特點，具有氮含量較高、結晶溫度低、貯存運輸方便、施肥方法簡單、腐蝕性小的特點。本發明的制備方法采用兩段反應方式，即液氨氣化與硝酸中和反應生成硝銨，硝銨與尿素溶液混合反應生產尿素硝銨溶液。將尿素硝銨生產裝置與尿素顆粒生產裝置結合，在生產尿素顆粒的同時可聯產尿素硝銨，兩個裝置的產量比有彈性，操作靈活，流程簡單，投資較省，消耗低，生產成本低，負荷調整便利，能充分適應市場需求。尿素硝銨生產過程中的尾氣排放采用冷凝液吸收工藝，減少排放，節能環保。
圖1為本發明尿素硝酸銨裝置與尿素裝置聯產示意2為本發明的工藝流程圖
具體實施例方式實施例1
將來自合成氨裝置13的液氨經過液氨蒸發器1氣化后與硝酸裝置14來的硝酸溶液在第一中和器2中進行中和反應生成硝酸銨，調節PH值至5，氨氣硝酸=1 1. 2 ；生成的硝酸銨和反應中剩余的氨氣進入第一中和器2的分離段分離，硝酸銨進入第二中和器3，氨氣進入洗滌系統4洗滌回收；準備從尿素生產裝置12來的所需尿素溶液原料；將硝酸銨尿素 =1 1.23放在第二中和器(3)中反應，調節PH值至6.8，生成尿素硝酸銨溶液；將生成的尿素硝酸銨溶液在尿素硝酸銨溶液洗滌冷卻器8冷卻到35 ,輸出11 ；然后將第二中和器3中產生的尾氣進入洗滌系統洗滌回收；將在洗滌系統4中洗滌后的尾氣在冷凝器5中冷凝，過濾后尾氣排入大氣，冷凝尾液經過冷凝液貯槽9和冷凝液處理系統10達到環保要求即硝銨含量為100PPM排放。實施例2
將來自合成氨裝置的液氨經過液氨蒸發器1氣化后與硝酸裝置來的硝酸溶液在第一中和器2中進行中和反應生成硝酸銨，調節PH值至6，氨氣硝酸=1 1. 1 ；生成的硝酸銨和反應中剩余的氨氣進入第一中和器2的分離段分離，硝酸銨進入第二中和器3，氨氣進入洗滌系統4洗滌回收；準備所需尿素溶液原料；將硝酸銨尿素=1 1. 33放在第二中和器(3) 中反應，調節PH值至7. 5，生成尿素硝酸銨溶液；將生成的尿素硝酸銨溶液在尿素硝酸銨溶液洗滌冷卻器8冷卻到45°C，貯存11 ；然后將第二中和器3中產生的尾氣進入洗滌系統洗滌回收；將在洗滌系統4中洗滌后的尾氣在冷凝器5中冷凝，過濾后尾氣排入大氣，冷凝尾液經過冷凝液貯槽9和冷凝液處理系統10達到環保要求即硝銨含量95PPM排放。實例3
將來自合成氨裝置的液氨經過液氨蒸發器1氣化后與硝酸裝置來的硝酸溶液在第一中和器2中進行中和反應生成硝酸銨，調節PH值至5. 5，氨氣硝酸=1 1. 15 ；生成的硝酸銨和反應中剩余的氨氣進入第一中和器2的分離段分離，硝酸銨進入第二中和器3，氨氣進入洗滌系統4洗滌回收；準備所需尿素溶液原料；將硝酸銨尿素=1 1. 28放在第二中和器(3)中反應，調節PH值至7，生成尿素硝酸銨溶液；將生成的尿素硝酸銨溶液在尿素硝酸銨溶液洗滌冷卻器8冷卻到40°C，貯存11 ；然后將第二中和器3中產生的尾氣進入洗滌系統洗滌回收；將在洗滌系統4中洗滌后的尾氣在冷凝器5中冷凝，過濾后尾氣排入大氣，冷凝尾液經過冷凝液貯槽9和冷凝液處理系統10達到環保要求即硝銨含量90PPM排放。制備過程中主要消耗指標
尿素硝銨溶液消耗(以每噸尿素硝銨溶液產品計)
權利要求
1.一種尿素硝酸銨溶液的制備方法，其特征在于包括如下步驟(1)硝酸銨的合成準備液氨和硝酸溶液原料，將液氨經過液氨蒸發器(1)氣化后與硝酸溶液在第一中和器(2)中進行中和反應生成硝酸銨，調節PH值至4. 5-6. 5，氨氣硝酸 =1 1. 1-1. 2 ；(2)氣液分離生成的硝酸銨和反應中剩余的氨氣進入第一中和器(2)的分離段分離， 硝酸銨進入第二中和器(3)，氨氣進入洗滌系統(4)洗滌回收；(3)尿素溶液的準備準備所需尿素溶液原料及用量；(4)尿素硝酸銨溶液的生成將硝酸銨尿素=1 :1.23-1.33放在第二中和器(3)中反應，調節PH值至6. 8-7. 5，生成尿素硝酸銨溶液；；(5)冷卻貯存將生成的尿素硝酸銨溶液在尿素硝酸銨溶液洗滌冷卻器(8)中冷卻到 35-45 ,輸出或貯存(11)；(6)尾氣洗滌凈化將第一、二中和器(2，3)中產生的尾氣進入洗滌系統(4)洗滌回收；(7)尾氣冷凝過濾將在洗滌系統(4)中洗滌后的尾氣在冷凝器(5)中冷凝，在尾氣放空槽(6)過濾后尾氣排入大氣，冷凝尾液經過冷凝液貯槽(9)和冷凝液處理系統(10)達到硝銨含量彡100PPM排放。
2.如權利要求1所述的尿素硝酸銨溶液的制備方法，其特征在于步驟(3)中的尿素溶液原料可直接從尿素顆粒生產裝置(12)中獲得。
3.如權利要求2所述的尿素硝酸銨溶液的制備方法，其特征在于尿素硝酸銨生產裝置(12)與尿素顆粒生產裝置結合。
4.如權利要求1所述的尿素硝酸銨溶液的制備方法，其特征在于步驟(2)中硝酸銨進入第二中和器(3)同時加入少量硝酸溶液進第二中和器(3)，與來自尿素裝置(12)的尿液中仍帶有部分NH3中和反應生成硝酸銨。
5.如權利要求4所述的尿素硝酸銨溶液的制備方法，其特征在于硝酸銨與步驟(5)中生成的尿素硝酸銨溶液一起冷卻并輸出或貯存(11)。
全文摘要
本發明屬于化肥領域，尤其涉及一種尿素硝酸銨溶液的制備方法。其特征在于包括如下步驟(1)硝酸銨的合成將液氨經過液氨蒸發器氣化后與硝酸溶液在第一中和器中進行中和反應生成硝酸銨；(2)氣液分離生成的硝酸銨和反應中剩余的氨氣進入第一中和器的分離段分離；(3)尿素溶液的準備；(4)尿素硝酸銨溶液的生成將硝酸銨和尿素放在第二中和器中反應，生成尿素硝酸銨溶液；(5)冷卻貯存將生成的尿素硝酸銨溶液冷卻，輸出貯存；(6)尾氣洗滌凈化及(7)尾氣冷凝過濾。本發明操作靈活，流程簡單，投資較省，消耗低，生產成本低，負荷調整便利，能充分適應市場需求；減少排放，節能環保。
文檔編號C05C13/00GK102515877SQ201110428540
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月20日 優先權日2011年12月20日
發明者許斌, 鄧敏, 郭和剛, 鄢家祥 申請人:中國成達工程有限公司