известьсодержащее азотно-серное удобрение и способ его получения

Формула изобретения

1. Удобрение, содержащее массовую долю сульфата аммония, массовую долю нитрата аммония и массовую долю, включающую в себя известь и/или карбонат и/или гидрокарбонат магния и/или кальция, отличающееся тем, что массовая доля, включающая в себя известь и/или карбонат и/или гидрокарбонат магния и/или кальция, составляет, по меньшей мере, от 10 до 20 мас.%, и массовая доля сульфата аммония 30-50 мас.% удобрения.

2. Удобрение по п.1, отличающееся тем, что массовая доля, включающая в себя известь и/или карбонат и/или гидрокарбонат магния и/или кальция, составляет 8-20 мас.%.

3. Удобрение по п.1, отличающееся тем, что массовая доля сульфата аммония составляет 5-85 мас.%.

4. Удобрение по п.1, отличающееся тем, что оно содержит дополнительные добавки, такие как магний, нитрат кальция, цинк, железо, алюминий и/или фосфаты в общем количестве менее 5 мас.%.

5. Удобрение по п.1, отличающееся тем, что использована доломитовая известь.

6. Удобрение по п.1, отличающееся тем, что в нем содержится растворимая соль магния.

7. Удобрение по п.6, отличающееся тем, что массовая доля растворимой соли магния в виде оксида магния составляет 1-4 мас.%.

8. Удобрение по п.1, отличающееся тем, что массовая доля нитрата аммония составляет 5-55 мас.%.

9. Удобрение по п.1, отличающееся тем, что массовая доля нитрата аммония составляет 35-45 мас.%.

10. Удобрение по п.1, отличающееся тем, что оно содержит нитрат аммония и сульфат аммония в виде двойной соли 2NH₄NO₃·(NH₄) ₂SO₄.

11. Удобрение по п.1, отличающееся тем, что оно содержит известь от реакции нитрата кальция с карбонатом аммония в нитрофосфатной установке.

12. Удобрение, по меньшей мере, по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что содержание всего азота составляет 20-30 мас.%, аммонийного азота 10-25 мас.%, нитратного азота 5-10 мас.%, водорастворимой серы 3-20 мас.%, извести и/или карбоната и/или гидрокарбоната магния и/или кальция 1,5-25 мас.% по отношению к общей массе удобрения.

13. Способ получения удобрения по одному из пп.1-12, отличающийся тем, что расплав или раствор нитрата аммония и сульфата аммония смешивают в смесительном устройстве с известью и/или карбонатом и/или гидрокарбонатом магния и/или кальция, а затем за счет гранулирования известьсодержащей суспензии получают удобрение.

14. Способ по п.13, отличающийся тем, что перед добавлением извести расплав или раствор нитрата аммония и сульфата аммония нейтрализуют.

15. Способ по п.14, отличающийся тем, что для нейтрализации используют аммиак.

16. Способ по п.14, отличающийся тем, что для нейтрализации используют известь.

17. Способ по п.13, отличающийся тем, что расплав нитрата аммония и сульфата аммония представляет собой двойную соль, которую получают за счет нейтрализации серной кислоты аммиаком в присутствии нитрата аммония.

18. Способ по п.13, отличающийся тем, что реакцию проводят в диапазоне pH-значений 1-7.

19. Способ по п.13, отличающийся тем, что реакцию проводят в диапазоне рН-значений 2-6.

20. Способ по п.13, отличающийся тем, что используют образующуюся в нитрофосфатном процессе известь.

21. Способ по п.13, отличающийся тем, что он интегрирован в установку для непрерывного получения комплексного удобрения нитрофосфатным способом.

22. Способ по п.13, отличающийся тем, что известь вводят в расплав нитрата аммония и сульфата аммония в два этапа, причем одну часть извести добавляют в смесителе, а другую часть - на последующем этапе в грануляторе.

23. Способ по п.13, отличающийся тем, что всю известь загружают в гранулятор за один этап.

24. Способ по п.13, отличающийся тем, что расплав нитрата аммония и сульфата аммония имеет температуру 140-160°C.

25. Способ по п.13, отличающийся тем, что массовое отношение нитрата аммония к сульфату аммония в расплаве или растворе нитрата аммония и сульфата аммония составляет 40-60:60-40.

26. Способ по п.13, отличающийся тем, что расплав или раствор нитрата аммония и сульфата аммония содержит долю воды 4-10 мас.%.

27. Способ по п.13, отличающийся тем, что известь и твердый сульфат аммония вводят в расплав нитрата аммония и удобрение формуют за счет сжатия между двумя вращающимися валками.

28. Способ по п.13, отличающийся тем, что гранулирование известьсодержащей суспензии осуществляют за счет распыления на грануляционную постель во вращающемся барабане.

29. Гранула, содержащая удобрение по одному из пп.1-12, причем состав удобрения в каждой грануле в среднем одинаков.

30. Гранула по п.29, отличающаяся тем, что она имеет равномерно круглую форму.

31. Гранула по п.29 или 30, отличающаяся тем, что она находится в смеси гранул с распределением по величине 2-3%>5 мм; 8-12% 4-5 мм; 15-19% 3,55-4 мм; 20-24% 3,15-3,55 мм; 25-28% 2-3,15 мм; 0,05-0,2% 1-2 мм; 0%<1 мм.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области удобрений.

Для своего роста растениям требуются помимо воды, диоксида углерода и солнечного света также основные питательные вещества: азот, калий и фосфор, а также вторичные питательные вещества и микроэлементы. Также сера является жизненно необходимым вторичным питательным веществом, прежде всего, для синтеза протеина растениями, которое потребляется ими предпочтительно в виде сульфата как через корни, так и через листья.

В последние один-два десятилетия в отдельных регионах наблюдается обеднение серой земель сельскохозяйственного назначения. Оно вызвано уменьшением серных выбросов вследствие возросшего обессеривания дымовых газов и снижения содержания серы в топливах. За счет мероприятий по поддержке чистоты воздуха внесение серы из атмосферы уменьшилось со 100 кг/га в 80-е годы до примерно 6 кг/га. Потребление серы растениями должно дополняться ее внесением за счет целенаправленного использования удобрений.

Спрос на серосодержащие удобрения, в частности простые азотные удобрения с серой, постоянно растет. Сера и азот действуют в растении сообща. Это видно из содержания азота и серы в растительной массе. При оптимальном питании соотношение азота к сере составляет, по меньшей мере, 10:1. Если это соотношение изменяется не в пользу содержания серы, то из-за ее недостатка придется считаться со снижением урожайности и качества урожая. Вместе с урожаем в зависимости от культуры с поля выносится 10 кг азота и, как правило, также 1-4 кг серы.

Одной возможностью получения содержащих серу простых азотных удобрений является получение сульфат-нитрата аммония, смеси из двойных солей состава 1-3 NH₄NO ₃*(NH₄)₂SO₄ и избыточного сульфата аммония. Такой сульфат-нитрат аммония является солью одного слабого основания и двух сильных кислот и вызывает тем самым в водном растворе слабокислую реакцию. Ниже «аммоний» означает ион аммония. Сульфат-нитрат аммония состоит, следовательно, в основном из солей нитрата и сульфата аммония в различном кристаллическом виде.

Для получения сульфат-нитрата аммония существуют различные способы. Их обзор приведен в Kirk Othmer Encyclodedia of Chemical Technology", 3. Auflage, Volumen 10, 1980, стр.49.

В принципе, способы получения сульфат-нитрата аммония можно разделить на три группы.

Первая группа включает в себя способы, основанные на нейтрализации серной и азотной кислот аммиаком и гранулировании возникающего расплава сульфат-нитрата аммония. Эти способы описаны в GB 798690 (1958 г.), GB 1049782 (1963 г.) и US 2762699 (1957 г.).

Вторая группа включает в себя способы получения сульфат-нитрата аммония, основанные на расплавлении солей сульфата и нитрата аммония. В большинстве случаев в расплав нитрата аммония вводится твердый сульфат аммония и перерабатывается в гранулированное удобрение. Эти способы описаны, например, в ЕР 159580 (2005 г.) и GB 1005166 (1965 г., BASF).

Третья группа основана на получении перенасыщенной смеси нитрата и сульфата аммония и его гранулировании на сухом продукте цикла, обычно в барабанном или червячном грануляторе. Такие способы описаны, например, в GB 1259778 (1972 г., Fisonds Ltd.) и US 3635691 (1972 г.).

Сульфат-нитрат аммония менее гигроскопичен, чем нитрат аммония, однако из-за других реакций склонен к спеканию при хранении. В литературе, например в DE 972197 или GB 1259778, описан ввод добавок, таких как соли железа или алюминия, для улучшения свойств продукта.

Важным недостатком сульфат-нитрата аммония при применении на поле являются его кислые свойства в водном растворе, которые при длительном применении приводят к снижению плодородия почвы вследствие вымывания минералов и изменения ее биологии. Если сульфат-нитрат аммония применяется в течение длительного времени, а почва недостаточно известкуется, то ее кислотность повышается. В результате ухудшаются химические свойства почвы. Вследствие постоянного снижения pH-значения почвы за счет процесса трансформации аммиачного азота из нитритной формы в нитратную известкование почвы становится все важнее.

Поэтому желательно найти простой способ, который позволил бы комбинировать кислый сульфат-нитрат аммония с известью. За счет своей щелочной реакции в растворе известь компенсирует снижение pH-значения. Такой способ должен позволить получить пригодное для внесения на поле известьсодержащее азотно-серное удобрение.

Эта задача решается посредством известьсодержащего удобрения сульфат-нитрата аммония и способа его получения в соответствии с независимыми пунктами формулы.

Объектом изобретения является способ получения содержащего карбонат или гидрокарбонат извести/или кальция и/или магния азотно-серного удобрения, отличающийся тем, что получают расплав или раствор сульфат-нитрата аммония, смешивают в смесительном устройстве с известью или соответствующими солями кальция или магния и за счет гранулирования суспензии получают удобрение.

Способ отличается тем, что расплав или раствор сульфат-нитрата аммония может быть получен описанным выше способом получения сульфат-нитрата аммония, а затем за счет добавления извести или доломита (доломитовая известь) его перерабатывают в азотно-серное удобрение. При этом реакцию проводят в диапазоне pH-значений 1-7, предпочтительно, в диапазоне pH-значений 2-6.

Полученное таким способом удобрение также является объектом данного изобретения. Добавка извести или доломита может осуществляться в традиционных смесительных аппаратах, например в котле с мешалкой. Предпочтительным образом добавка извести или доломита осуществляется в два этапа, причем одна часть извести добавляется в смесительный аппарат, а другая позднее - в гранулятор. Однако можно также загрузить в гранулятор всю известь. Это предпочтительно, в частности, тогда, когда речь идет о червячном грануляторе.

Полученный согласно изобретению продукт может гранулироваться в традиционных грануляторах, таких как барабанные или червячные грануляторы, и легко использоваться в установке для получения сульфат-нитрата аммония или в производственном комплексе для производства других удобрений, например в нитрофосфатной установке.

Расплав или раствор сульфат-нитрата аммония может быть получен любым способом. Важно, однако, чтобы он имел температуру, при которой смесь можно было бы еще формовать и могло бы происходить гранулирование. Это, как правило, температуры 140-160°C. Соотношение нитрата и сульфата аммония в расплаве или растворе сульфат-нитрата аммония должно составлять 40:60-60:40 для образования нужной двойной соли.

Если невозможно получить расплав или раствор сульфат-нитрата аммония с приведенными свойствами, то часть нитрата или сульфата аммония можно также позднее загрузить в смеситель или непосредственно в гранулятор, например, одновременно с известью, чтобы получить нужное содержащие питательных веществ в продукте. Это может быть также предпочтительным, поскольку при меньшей доле нитрата аммония в расплаве двойные соли 2NH₄NO₃*(NH₄)₂ SO₄ могут образовываться быстрее.

Предпочтительно, если расплав или раствор сульфат-нитрата аммония содержит долю воды 4-10 мас.%, чтобы он, с одной стороны, мог хорошо смешиваться с известью, а с другой стороны, возникающую известьсодержащую суспензию можно было гранулировать в традиционных грануляторах без ввода большого количества энергии.

Также предпочтительно, если расплав или раствор сульфат-нитрата аммония имеет высокую температуру, в частности 140-160°C, чтобы при добавлении извести или доломита известьсодержащая суспензия не остывала. Температур выше 180°C следует избегать, поскольку при этих температурах уже возможно термическое разложение нитрата аммония.

Также предпочтительно, если в расплаве или растворе сульфат-нитрата аммония уже содержатся, при необходимости, требуемые добавки, такие как железо или алюминий, которые обеспечивают хорошие складские свойства готового удобрения.

Особенно предпочтительно, если расплав сульфат-нитрата аммония является расплавом двойной соли, который получают за счет нейтрализации серной кислоты аммиаком в присутствии нитрата аммония. Предпочтительным образом полученные соли аммония представляют собой двойную соль 2NH₄NO₃*(NH₄)₂SO ₄. Если реакция образования двойной соли протекает только на складе, то на складе же может произойти затвердение азотно-серного удобрения.

Поскольку pH-значение расплава или раствора сульфат-нитрата аммония в большинстве случаев низкое, перед добавлением извести требуется нейтрализация этого расплава или раствора. Нейтрализация может осуществляться, например, за счет добавления аммиака.

Однако можно также нейтрализовать расплав или раствор сульфат-нитрата аммония частью извести. Таким образом, в известь содержащей суспензии образует гипс, в то время как диоксид углерода удаляется.

В способах получения расплавов сульфат-нитрата аммония, исходящих из твердых сульфата и нитрата аммония, существует возможность ввода доли извести и доломита в расплав нитрата аммония вместе с твердым сульфатом аммония. В этом случае предпочтительно, если удобрение формуется за счет сжатия между вращающимися валками.

В качестве извести может быть использован любой источник извести, однако особенно предпочтительно, если используется известь, образующаяся в нитрофосфатном процессе. В одном особенно предпочтительном варианте способ интегрирован в установку для непрерывного производства комплексных удобрений нитрофосфатным методом. Обычно с нитрофосфатной установкой связана установка для получения известково-аммиачной селитры. Одна может быть комбинирована с установкой для производства известьсодержащего азотно-серного удобрения. Продукты известково-аммиачная селитра и известьсодержащее азотно-серное удобрение производятся предпочтительно попеременно на одной и той же установке. Таким образом, можно простым способом производить известьсодержащее азотно-серное удобрение в качестве побочного продукта комплексного удобрения. Установка для производства известково-аммиачной селитры содержит обычно гранулятор, который может быть использован для гранулирования известьсодержащего азотно-серного удобрения. Вместо чистого карбоната кальция можно использовать также доломитовую известь. Она содержит помимо карбоната кальция также карбонаты магния. Ниже термины «известь», «карбонат кальция» и «доломит» или «доломитовая известь» являются взаимозаменяемыми, если только речь не идет явно о свойствах доломитовой извести в отношении содержания в ней магния. Содержание извести или карбоната кальция или доломитовой извести в предложенном удобрении указано в массовых процентах, если это не специфицировано иначе. Обычно для этого в готовом удобрении содержание кальция (Ca²⁺) и магния (Mg²⁺) определяется аналитически посредством комплексометрии и рассчитывается как карбонат кальция и карбонат магния соответственно. Если карбонат кальция содержит дополнительные, менее значительные компоненты, например соли магния, то доля этого компонента должна быть рассчитана так, как если бы он состоял только из карбоната кальция, т.е. массовая доля этого менее значительного компонента вычитается. Если, например, 100 кг предложенного удобрения содержит 10% минерала карбонат кальция, который, в свою очередь, содержит 10% растворимой соли магния, то массовое содержание карбоната кальция в удобрении составляла бы 9%. Предложенное азотно-серное удобрение содержит 5-55 масс.% нитрата аммония, предпочтительно, 35-45 масс.%, по меньшей мере, 1,5 мас.% извести для повышения надежности при транспортировке и хранении удобрения. Оно содержит предпочтительным образом 5-20% извести, в частности 10-16%. Таким образом, уменьшаются оцениваемые как негативные кислые свойства сульфат-нитрата аммония и одновременно достигается высокое содержание питательных веществ азота и серы.

Вместо чистого карбоната кальция можно использовать также доломитовую известь, так что удобрение содержит долю магния в виде карбонатов. Предпочтительным является количество магния 2-4%. В присутствии кальция магний оказывает благоприятное влияние на pH-значение почвы и гумусообразование. Магний может добавляться также в виде оксида.

Далее предложенное азотно-серное удобрение содержит 5-85 мас.% сульфата аммония. Предпочтительным образом оно содержит 30-50 мас.% сульфата аммония в соответствии с долей серы в конечном продукте 7-12%. Таким образом, в удобрение помимо сульфата аммония и извести вводится достаточно нитрата аммония, и достигается высокая доля азота в удобрении. Кроме того, за счет нитрата аммония азот вводится в виде быстро доступного растениям нитратного азота.

Гранулирование предложенного известьсодержащего азотно-серного удобрения осуществляется в обычных в установке для производства удобрений грануляторах, например в барабанном или шнековом грануляторе.

Однако особенно предпочтительным является гранулирование за счет распыления на грануляционную постель во вращающемся барабане. При этом температура обратного продукта составляет предпочтительно 100-150°C, а температура затора удобрения - 145-160°C. Если разность температур обратного продукта и затора удобрения слишком велика, то в результате быстрого охлаждения расплава это может привести к нежелательному кристаллообразованию.

Полученный таким образом сульфат-нитрат аммония (ASS) с содержанием извести (СаСО₃) до 25% оказывает на почву меньшее раскисляющее действие, чем традиционные удобрения на ASS-основе, и предоставляет в то же время кальций. Так, где кальций отсутствует, отсутствует в большинстве случаев также известь. Внесение кислого сульфат-нитрата аммония без буферного действия за счет извести может увеличить при этом нехватку кальция, поскольку кислые ASS-удобрения при - 187,5 кг CaO на 100 кг N сильно поглощают известь.

Основой финансовой оценки компонентов основного действия в удобрениях является формула известкового (лучше щелочного) показателя Sluijsmans (1970). Эта формула гласит: Е (кг CaO/100 кг удобрения) - 1,0×СаО+1,4×MgO+0,6×K ₂O+0,9×Na₂O-(0,4×P₂O ₅+0,7×SO₃+0,8×Cl+1,0×N). В нижеследующей таблице приведены щелочные показатели для некоторых азотно-серных удобрений:

	кг CaO/100 кг удобрения кг CaO/100 кг N
Сульфат-нитрат аммония (ASS 26N+13S)	-48,75	-187,5
Предложенное удобрение с формулой 24N+9S	-38,1	-158,7
Предложенное удобрение с формулой 22N+8S	-23,3	-106,1

При внесении извести в уже удобренные ASS-удобрениями почвы, напротив, возникает опасность выгазовывания азота в результате неконтролируемого повышения pH-значений, поскольку карбонат кальция за счет своего щелочного действия депротонирует соли аммония частично в летучий аммиак.

По сравнению с этим предложенное удобрение имеет то преимущество, что доли соли аммония и карбоната кальция согласованы между собой настолько, что это минимизирует выгазовывание аммиака и тем самым потерю доступного для растения азота. Поэтому карбонат кальция особенно хорошо подходит в качестве добавки извести к ASS. Кроме того, за счет одновременного внесения известковых и азотно-серных удобрений повышается эффективность работы фермера.

Желаемое в предложенном удобрении соотношение азота и серы 1:4-1:2 оптимально соответствует потребности растения в питательных веществах, поскольку, как уже сказано выше, из-за тесного взаимодействия азота и серы в растении культурам в течение всего периода роста должно быть доступно достаточно азота в усваиваемом виде. Нехватка серы приводит в том числе к недостаточному усвоению азота растением и вследствие этого к снижению качества и урожайности.

Кроме того, в предложенном удобрении азот содержится как в виде аммонийного, так и нитратного азота.

По сравнению с внесением так называемых азотно-серных удобрений на основе нитрата аммония и гипса (удобрения типа «нитрат аммония с серой», например 24N+6S) предложенное удобрение имеет то преимущество, что сера содержится не в виде труднорастворимого гипса, а в виде доступного растениям сульфата аммония. Гипс (CaSO ₄×2H₂O), растворимость которого в воде невелика (2,02 г/л при 18°C, Römpp Chemie Lexikon), классифицируется как медленно действующее серное удобрение. Гипсосодержащее зерно удобрения типа «нитрат аммония с серой» остается лежать на поле, следовательно, долго, так что сера практически недоступна растениям. Сульфат аммония, напротив, хорошо растворяется в воде, благодаря чему питательный элемент сера в виде анионов сульфата может быть быстро усвоен растением.

Тем не менее, предложенное удобрение при таком же высоком содержании азота (24 мас.%) и при возможном содержании 3-20 мас.% извести содержит до 6% больше серы. Также с точки зрения безопасности предложенное удобрение обладает преимуществами по сравнению с другими азотно-серными удобрениями, такими как сульфат-нитрат аммония. Нитрат аммония классифицируется как опасный для транспортировки продукт, поскольку он склонен к самопроизвольному термическому разложению. Известно, что добавление примерно 10% карбоната кальция оказывает сильнофлегматизирующий эффект и тем самым снижает взрывоопасность, например, известково-аммиачной селитры примерно на 12% по сравнению с взрывоопасностью чистого нитрата аммония. Поскольку продукт сульфат-нитрат аммония имеет низкое pH-значение, он также классифицируется как критический, если содержание нитратов в удобрении превышает определенное значение. Поэтому добавление 4-16 мас.% извести существенно повышает безопасность производства и транспортировки. Удобрение содержит также известь от реакции нитрата кальция с карбонатом аммония в нитрофосфатной установке. Также с точки зрения технологии предложенный способ выгодно отличается от способа производства удобрений типа «нитрат аммония с серой». Если бы в производственном комплексе с традиционной установкой для получения нитро-фосфата производился нитрат аммония с серой (24N+6S), то возникающий нитрат кальция пришлось бы преобразовывать серной кислотой в сульфат кальция и выпускать возникающий в производственном комплексе CO₂ в атмосферу. Баланс CO₂ был бы значительно повышен. Предпочтительным образом нитрат кальция, возникающий в качестве побочного продукта в производственном комплексе для производства азотно-фосфорно-калийных удобрений нитрофосфатным способом, можно использовать в предложенном способе. Нитрат кальция преобразуется с CO₂ (побочный продукт NH₃-установки на месте) в карбонат кальция.

Производство известьсодержащего азотно-серного удобрения улучшает баланс CO₂. В то же время эффективность этого серного удобрения в растениеводстве выше, чем имеющихся в настоящее время на рынке.

Согласно одному варианту осуществления изобретения, создано удобрение, которое содержит по отношению к его общей массе: - всего азота 20-30%, преимущественно 22-26%, предпочтительно 23-25%; - аммонийный азот 10-25%, преимущественно 15-20%, предпочтительно 16-18%; - нитратный азот 5-10%, преимущественно 6-8%; - водорастворимые серные соединения, предпочтительно сульфаты, с массовой долей 3-20%, преимущественно 7-16%, предпочтительно 8-10% по отношению к содержанию элементарной серы; - известь, и/или карбонат и/или гидрокарбонат магния и/или кальций в виде карбоната кальция 1,5-25%, преимущественно 8-20%, предпочтительно 12-16%.

Кроме того, оно может содержать также дополнительные добавки, такие как магний, нитрат кальция, цинк, железо, алюминий и/или фосфаты в общем количестве менее 5 мас.%. которые улучшают складируемость и повышают агрохимическую эффективность конечного продукта. Удобрение используется предпочтительно в виде зерен или гранул, причем зерна имеют равномерную круглую форму. При этом состав удобрения в каждом зерне, в среднем, одинаков. Это обеспечивает равномерное распределение компонентов удобрения на поле, что не обеспечивалось бы при смешивании компонентов в разных зернах. Распределение гранул по величине составляет предпочтительно 2-3%>5 мм; 8-12% 4-5 мм; 15-19% 3,55-4 мм; 20-24% 3,15-3,55 мм; 25-28% 2-3,15 мм; 0,05-0,2% 1-2 мм; 0%<1 мм, предпочтительно 2,5%>5 мм; 9,9% 4-5 мм; 17,3% 3,55-4 мм; 21,2% 3,15-3,55 мм; 26,1% 2-3,15 мм; 0,1% 1-2 мм; 0%<1 мм при содержании воды в их составе 0,19%-0,36%.

Описание чертежей

Фиг.1 показывает получение известьсодержащего азотно-серного удобрения на установке для производства комплексного удобрения производительностью около 500 т/сут в производственном комплексе с установкой для получения нитрофосфата и установкой для получения известково-аммиачной селитры.

Фиг.2 показывает производственный комплекс с установкой для получения нитрофосфата и установкой для производства комплексного удобрения (NPK), а также с установкой для получения известково-аммиачной селитры (KAS). Возникающий во время нитрофосфатного процесса раствор нитрата аммония с кальцием превращается в установке для превращения известковой селитры (KSU) в известь и раствор нитрат аммония. Оба служат в качестве сырья для получения известково-аммиачной селитры.

Фиг.3 показывает, как в этом производственном комплексе без сложных мероприятий по переоборудованию может осуществляться производство известьсодержащего азотно-серного удобрения.

На фиг.1 показано производство предложенного удобрения. Отправной точкой является ввод азотной кислоты и природного фосфата в процесс Одда. Горизонтальная блок-схема показывает исходя из процесса Одда получение классического NPK-удобрения (азотно-фосфорно-калийного) за счет аммонизации аммиаком и серной кислотой и последующего дозирования твердых веществ, при котором за счет добавления хлорида калия вводится калийный компонент.

Точно также возникающий в процессе Одда нитрат кальция может быть отведен в установку для превращения известковой селитры (вертикальный процесс). За счет добавления диоксида углерода и аммиака и последующей концентрации нитрата аммония в результате выпаривания можно получить известково-аммиачную селитру (KAS).

Однако точно также, добавив дополнительную линию, можно в возникшую в KSU-реакторе смесь из карбоната кальция и нитрата аммония ввести за счет добавления аммиака и серной кислоты серный компонент, который после опционального добавления твердого вещества дает предложенное удобрение (средняя блок-схема на фиг.1).

Эта конфигурация позволяет использовать традиционную установку без добавления дополнительного реактора и имеющиеся грануляторы.

На фиг.2 изображена традиционная конфигурация установки для получения NPK- и KAS-удобрений.

На фиг.3 изображена конфигурация установки из фиг.2 для получения предложенного удобрения за счет добавления дополнительного реактора, в котором возникающий в KAS-линии нитрат аммония и возникающая в процессе Одда известь вводятся в дополнительный реактор, в котором за счет нейтрализации серной кислоты аммиаком отдельно получают компонент сульфат аммония.

Также при такой конфигурации используются предпочтительно имеющиеся в установке грануляторы.

Примеры

Пример 1. Получение затора известьсодержащего азотно-серного удобрения из нитрата и сульфата аммония, а также гранулирование затора в известьсодержащее азотно-серное удобрение в лабораторном масштабе

Материал: нитрат аммония, сульфат аммония, известь из нитрофосфатного процесса, вода.

Проведение: массовые доли нитрата и сульфата аммония в соотношении 1:9 смешивали с небольшим количеством воды и расплавляли на песочной бане. Затем на 100 г возникшего расплава сульфат-нитрат аммония добавляли 18 г влажной извести (из нитрофосфатной установки; около 6% воды, 0,5% P₂O₅) и смесь хорошо перемешивали.

Образовавшийся вязкий затор известьсодержащего азотно-серного удобрения гранулировали в лабораторной машине, а затем классифицировали.

Полученный гранулят известьсодержащего азотно-серного удобрения содержал 23,6% азота, из них 15, 4% аммонийного азота, 0,36% воды и 8,9% серы. Это соответствует содержанию около 17% извести.

Пример 2. Получение затора известьсодержащего азотно-серного удобрения из раствора нитрата аммония, серной кислоты, аммиака и доломитной извести, а также гранулирование затора в известьсодержащее азотно-серное удобрение в промышленном масштабе на установке для производства комплексных удобрений (фиг.1)

Сырье: 65%-ный раствор нитрата аммония, 96%-ная серная кислота, газообразный аммиак, доломитовая известь.

Проведение: в установке для производства комплексных удобрений в аммонизаторе смешивали 7,85 м³/ч раствора нитрата аммония и 3,82 м³/ч воды с 2,75 м³ /ч серной кислоты и нейтрализовали аммиаком в несколько этапов примерно при 115°C. Образовавшийся раствор сульфат-нитрат аммония смешивали затем с 2,42 т/ч доломитовой извести и добавками, такими как сульфат железа. Затор известьсодержащего азотно-серного удобрения формовали в сферодайзере в равномерный круглый гранулят. Полученный продукт, т.е. известьсодержащее азотно-серное удобрение имело следующий состав: 25,7% азота, из них 15,5% аммонийного азота, 7,7% серы, 0,19% воды, 2,09% оксида магния.

Ситовый анализ показал следующий результат: 2,5%>5 мм; 9,9% 4-5 мм; 17,3% 3,55-4 мм; 21,2% 3,15-3,55 мм; 26,1% 2-3,15 мм, 0,1% 1-2 мм; 0%<1 мм.

Пример 3. Интеграция производства известьсодержащего азотно-серного удобрения в KAS-установку на примере производственного комплекса с нитрофосфатной установкой (фиг.2 и 3)

Производство известьсодержащего азотно-серного удобрения может быть интегрировано в этот комплекс без больших мероприятий по переоборудованию. Для получения такого удобрения предвключается агрегат для получения расплава или раствора сульфат-нитрата аммония, например с использованием серной кислоты и аммиака. Затем исходя из полученного расплава/раствора сульфат-нитрата аммония и извести из нитрофосфатного процесса получают предложенное удобрение. Для получения известково-аммиачной селитры и предложенного удобрения могут использоваться те же агрегаты для гранулирования, сушки, классификации и т.д.; при определенных условиях требуются лишь модификации.