尿素硝銨水溶肥的工業(yè)生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種尿素硝銨水溶肥的工業(yè)生產(chǎn)方法，其包括：（1）控制硝銨溶液pH值4.0-5.0并與尿素溶液混配（2）冷卻降溫至0-60℃，以質(zhì)量濃度25%-35%的稀硝酸控制混合溶液的pH值6.5-7.5得UAN成品溶液。本發(fā)明在液體硝銨生產(chǎn)過程中，將稀硝酸加入量適當加大，使得液體硝銨的pH值降低至4.0-5.0，再利用該溶液與尿素溶液生產(chǎn)UAN產(chǎn)品時，得到的UAN溶液pH值一般在8.0左右，基本避開了緩沖溶液區(qū)域，然后通過UAN產(chǎn)品最終的pH調(diào)整，僅僅需要加入較小量的濃度25-35%的稀硝酸即可準確控制產(chǎn)品pH值。本發(fā)明通過生產(chǎn)中工藝調(diào)整，很容易控制UAN溶液的pH值在6.5-7.5之間。
【專利說明】尿素硝銨水溶肥的工業(yè)生產(chǎn)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及尿素硝銨水溶肥的工業(yè)生產(chǎn)方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 尿素硝銨溶液（Urea Ammonium Nitrate solution)，簡稱UAN溶液，國外也稱為 氮溶液（N solution)，是由尿素、硝銨和水配制而成。UAN溶液是一種穩(wěn)定、無色、常壓的 液態(tài)氮肥，產(chǎn)品pH值要求控制在6. 5-7. 5之間，生產(chǎn)中一般通過加入稀硝酸調(diào)節(jié)，但工業(yè)生 產(chǎn)中UAN產(chǎn)品的pH值不易控制。
[0003] UAN工業(yè)生產(chǎn)中尿素溶液來自尿素生產(chǎn)裝置的液體尿素，濃度為70-99%之間，不 同生產(chǎn)方法，濃度和配比不同，尿素溶液pH值一般在10至11之間，呈較強堿性；而硝銨溶 液濃度一般在80-96%之間，PH值一般在5. 5-6. 5之間。兩種溶液混合后的UAN溶液pH值 在8. 5左右，堿性較大，該溶液屬于緩沖溶液，通過加少量酸中和難以達到中性pH值在7. 0 左右的溶液。生產(chǎn)中，一般通過加入過量稀硝酸調(diào)節(jié)pH值，生產(chǎn)周期較長，稀硝酸加入過 多，產(chǎn)品的水分很容易超過20%的限度標準，且硝酸消耗增加，30%稀硝酸一般加入量為UAN 產(chǎn)品生產(chǎn)量的3-4%，生產(chǎn)成本上升。
[0004] 緩沖溶液指當往某些溶液中加入一定量的酸和堿時，有阻礙溶液pH變化的作用， 稱為緩沖作用，這樣的溶液叫做緩沖溶液。弱酸及其鹽的混合溶液(如醋酸HAc與醋酸鈉 NaAc)，弱堿及其鹽的混合溶液(如氨水NH3 · H20與氯化銨NH4C1)等都是緩沖溶液。在緩 沖溶液中加入少量強酸或強堿，其溶液pH值變化不大，但若加入酸或者堿的量多時，緩沖 溶液就失去了它的緩沖作用。這說明它的緩沖能力是有一定限度的。UAN工業(yè)生產(chǎn)中，一般 加入過量的稀硝酸溶液調(diào)節(jié)pH值。但是濃度較高的硝酸會和尿素反應生產(chǎn)硝酸脲，硝酸脲 做為副產(chǎn)物，不易溶解，不利于植物吸收，且造成產(chǎn)品收率下降，成本上升。在高溫下加入稀 硝酸，硝酸會發(fā)生分解反應生產(chǎn)氮氧化物，使得UAN溶液出現(xiàn)淡黃色，對產(chǎn)品質(zhì)量帶來一定 影響。低溫下加入稀硝酸會生成沉淀物，不利于產(chǎn)品質(zhì)量控制。UAN溶液的pH控制較為重 要，較低或較高的pH值不符合產(chǎn)品標準，而且對于植物生長有一定傷害。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種能夠避開緩沖溶液區(qū)域，從而很容易控制UAN溶液pH 值在6. 5-7. 5之間的尿素硝銨水溶肥的工業(yè)生產(chǎn)方法。
[0006] 本發(fā)明的尿素硝銨水溶肥的工業(yè)生產(chǎn)方法，包括下述步驟： (1) 采用稀硝酸控制硝銨溶液pH值4. 0-5. 0,然后將其加入到UAN配制槽中，同時將尿 素溶液也加入到UAN配制槽中，所述硝銨溶液溫度在140-155°C，尿素溶液溫度在75-85°C; (2) 將硝銨溶液與尿素溶液在UAN配制槽中進行混配，冷卻降溫至0-60°C，以質(zhì)量濃度 25%-35%的稀硝酸控制混合溶液的pH值6. 5-7. 5得UAN成品溶液。
[0007] 優(yōu)選的，步驟（1)所述硝銨溶液質(zhì)量濃度80%-96%，所述尿素溶液質(zhì)量濃度 60%-99%。最優(yōu)選的，硝銨溶液質(zhì)量濃度93-96%為佳，所述尿素溶液質(zhì)量濃度60%-75%為佳。
[0008] 步驟（1)所述尿素溶液與硝銨溶液的質(zhì)量比優(yōu)選為0. 9-1. 5:1。
[0009] 當所述尿素溶液質(zhì)量濃度73%，硝銨溶液質(zhì)量濃度95. 5%時，尿素溶液與硝銨溶液 的質(zhì)量比為1. 05:1為佳。
[0010] 步驟（1)采用質(zhì)量濃度55%-65%的稀硝酸控制硝銨溶液pH值4. 0-5. 0為佳。
[0011] 步驟（1)所述硝銨溶液溫度在145°C，尿素溶液溫度在80°C為佳。
[0012] 作為優(yōu)選，步驟（2)以質(zhì)量濃度30%的稀硝酸控制混合溶液的pH值6. 5-7. 5。
[0013] 步驟（2)冷卻降溫至0-60°C，可加入緩蝕劑，緩釋劑可以采用硫代氰酸銨，以防 止、減緩碳鋼設(shè)備的腐蝕，其濃度可控制在150-250ppm左右，即100噸UAN溶液加約20kg 緩蝕劑即可。
[0014] 步驟（1)硝銨溶液pH值不能過低，過低的控制生產(chǎn)可能發(fā)生爆炸危險，并且pH值 過低對硝銨產(chǎn)品質(zhì)量也可能產(chǎn)生不利影響。
[0015] 步驟（2)硝銨溶液與尿素溶液混合后的UAN溶液性質(zhì)發(fā)生變化，該UAN溶液結(jié)晶 溫度在〇°c左右。
[0016] 將步驟（2)得到的UAN成品溶液可經(jīng)冷卻器降溫至50°C以下儲存或外送。
[0017] 本發(fā)明將UAN加酸調(diào)節(jié)分為兩步進行，第一步是硝銨生產(chǎn)的加酸，一般加入生產(chǎn) 用的原料酸，濃度一般為55-65%，稱為前期調(diào)節(jié)，即將原來生產(chǎn)需要加入的55-65%稀硝 酸稍微加大量，將生產(chǎn)原料硝銨溶液pH值控制在4. 0-5. 0。第二步在UAN配制槽內(nèi)加入 25-35%的較稀的硝酸，繼續(xù)調(diào)節(jié)pH值，主要是與尿素中的游離氨反應。加入25-35%稀硝酸 的原因是：大于40%的硝酸與尿素反應生產(chǎn)硝酸脲不易溶解，低于20%濃度的硝酸，UAN產(chǎn) 品水分增加，產(chǎn)品質(zhì)量影響較大，所以選擇25-35%較為合適。在UAN槽內(nèi)加酸時一般在溫 度降低至60°C以內(nèi)為最好，可以防止高溫下的硝酸分解。UAN配制槽可設(shè)置在線pH監(jiān)控系 統(tǒng)，用于及時調(diào)節(jié)和監(jiān)測，生產(chǎn)時應控制25-35%加酸量，pH達到6. 5的下限應立即停止加 酸，防止加入過量。
[0018] 本發(fā)明的獨特性在于兩步調(diào)節(jié)溶液pH值，第一步原料硝銨盡量控制低的pH值，在 硝銨生產(chǎn)中進行，可以降低UAN溶液配制的后續(xù)段的硝酸加入量和水的加入量。兩步加酸 總的硝酸使用量降低，生產(chǎn)成本下降。
[0019] 本發(fā)明在液體硝銨生產(chǎn)過程中，將稀硝酸加入量適當加大，使得液體硝銨的pH值 降低至4. 0-5. 0,再利用該溶液與尿素溶液生產(chǎn)UAN產(chǎn)品時，得到的UAN溶液pH值一般在 8. 0左右，基本避開了緩沖溶液區(qū)域，然后通過UAN產(chǎn)品最終的pH調(diào)整，僅僅需要加入較小 量的濃度25-35%的稀硝酸即可準確控制產(chǎn)品pH值。本發(fā)明通過生產(chǎn)中工藝調(diào)整，很容易 控制UAN溶液的pH值在6. 5-7. 5之間。

【具體實施方式】
[0020] 下述實施例是對于本
【發(fā)明內(nèi)容】
的進一步說明以作為對本發(fā)明技術(shù)內(nèi)容的闡釋，但 本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容并不僅限于下述實施例所述，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以且應當知曉任 何基于本發(fā)明實質(zhì)精神的簡單變化或替換均應屬于本發(fā)明所要求的保護范圍。
[0021] 實施例1 配制含氮32%的UAN溶液。來自尿素車間73%的尿素溶液與硝銨車間95. 5%的硝銨溶 液，質(zhì)量比1. 05:1配比進入UAN配制槽，以60%的稀硝酸調(diào)節(jié)硝銨溶液pH值4. 23后再與
【權(quán)利要求】
1. 尿素硝銨水溶肥的工業(yè)生產(chǎn)方法，包括下述步驟： (1) 采用稀硝酸控制硝銨溶液pH值4. 0-5. 0,然后將其加入到UAN配制槽中，同時將尿 素溶液也加入到UAN配制槽中，所述硝銨溶液溫度在140-155°C，尿素溶液溫度在75-95°C; (2) 將硝銨溶液與尿素溶液在UAN配制槽中進行混配，冷卻降溫至0-60°C，以質(zhì)量濃度 25%-35%的稀硝酸控制混合溶液的pH值6. 5-7. 5得UAN成品溶液。
2. 如權(quán)利要求1所述尿素硝銨水溶肥的工業(yè)生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟（1)所述硝銨 溶液質(zhì)量濃度80%-96%，所述尿素溶液質(zhì)量濃度60%-99%。
3. 如權(quán)利要求2所述尿素硝銨水溶肥的工業(yè)生產(chǎn)方法，其特征在于，所述尿素溶液與 硝銨溶液的質(zhì)量比為〇. 9-1. 5:1。
4. 如權(quán)利要求3所述尿素硝銨水溶肥的工業(yè)生產(chǎn)方法，其特征在于，所述尿素溶液質(zhì) 量濃度73%，硝銨溶液質(zhì)量濃度95. 5%，且尿素溶液與硝銨溶液的質(zhì)量比為1. 05:1。
5. 如權(quán)利要求1所述尿素硝銨水溶肥的工業(yè)生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟（1)采用質(zhì)量 濃度55%-65%的稀硝酸控制硝銨溶液pH值4. 0-5. 0。
6. 如權(quán)利要求1所述尿素硝銨水溶肥的工業(yè)生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟（1)所述硝銨 溶液溫度在145°C，尿素溶液溫度在80°C。
7. 如權(quán)利要求1所述尿素硝銨水溶肥的工業(yè)生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟（2)以質(zhì)量濃 度30%的稀硝酸控制混合溶液的pH值6. 5-7. 5。
8. 如權(quán)利要求1所述尿素硝銨水溶肥的工業(yè)生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟（2)冷卻降溫 至60°C以下，加入緩蝕劑。
【文檔編號】C05C13/00GK104086234SQ201410292151
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月26日
【發(fā)明者】謝紹穎, 黎軍, 陳方林, 高原, 高峰, 張靜忠 申請人:安徽淮化股份有限公司