赵__东—半水物法湿法磷酸生产中返淡磷酸工艺流程优化与实践.doc

湿法磷酸生产中返淡磷酸控制方法的改进赵 东，詹光健，马永强（贵州川恒化工有限责任公司，贵州 福泉 550500）摘 要：针对湿法磷酸生产工艺中传统返回萃取反应槽淡磷酸的流程存在控制点多、控制参数不易调节稳定、流程复杂等问题，对此段工艺流程进行改造，实现单点调节控制，保证了湿法磷酸装置稳定长周期运行，改进的控制方法在实际运行中收到满意的效果。关键词：湿法磷酸；返淡磷酸；工艺流程；单点调节控制；长周期+稳定运行中图分类号：tq 126.35 文献标识码：b 文章编号：10091904(2012)040000021概述贵州川恒化工有限责任公司现有一套70 kt/a二水法湿法磷酸装置和一套150 kt/a半水法湿法磷酸装置，其中二水法湿法磷酸装置属于同心圆单槽多桨二水物流程，建于上世纪90年代，完全是传统的手动控制生产装置；半水法湿法磷酸装置属于我公司自行研发的多槽单桨半水物法流程，建成于2010年，为符合公司未来发展理念的需要，本装置在设计时就全部确定为分散控制系统管理生产，即dcs控制系统。然而由于半水湿法磷酸工艺生产的是w(p2o5)=42%45%的磷酸、反应料浆温度控制在96103 ，有大量的硫酸钙和钾、钠、铁、铝、镁等氟硅酸盐溶解于液相中，随着温度的变化，这些溶解的热敏性杂质就会在设备和管道中析出形成结垢，当这些结垢物附着在设备和管道上的仪表检测器中，就会造成测量值与真实值的偏差，从而使dcs控制系统产生错误判断，影响生产系统的正常运行。同时，现有的湿法磷酸生产进入萃取反应槽返淡磷酸的量和浓度波动较大，操作控制困难，无法完全实现集散型仪表管理生产。以减少dcs仪表数量、降低dcs控制难度为目标，我们对返回萃取反应槽淡磷酸的控制方法进行了优化改进，把返酸系统的dcs控制点数从之前的4个减少为1个，并减少了之前的现场操作人员1个。经过将近1年时间的运行，收到满意的效果，并将其成功复制到二水法湿法磷酸系统，大大简化了生产操作。经过我公司技术团队的努力，湿法磷酸系统实现了稳定长周期的运行，其综合经济效益可观。本文就我公司返回萃取反应槽淡磷酸的控制方法的优化改进进行阐述。2传统返淡磷酸控制流程在现有各种工艺类型的湿法磷酸生产装置中，为了尽可能提高整体磷收率，都必须对过滤渣进行13次甚至4次逆流洗涤，以回收过滤渣中的磷，并且为了洗涤液不影响产品磷酸的浓度，通常都将过滤分离时的初滤液、部分滤液酸、一洗液一起混合后作为返淡磷酸，进入到萃取反应槽中循环，以保证产品磷酸的浓度不被降低。但在实际生产中，传统的控制方法不能使初滤液的量与滤液酸的量保持稳定，因为现有的过滤分离设备在排出初滤液与从滤液酸中分出部分滤液酸时，均不能稳定控制和计量，而且过滤分离设备在运行中本身就存在一定的不稳定因素，所以无法实现进入萃取反应槽返淡磷酸的量和浓度的稳定控制，以致于生产波动较大。采用传统返淡磷酸控制方法，我公司半水湿法磷酸装置中初期的返淡磷酸收集槽中需要控制初滤液的量、滤液酸进入返淡磷酸中的量、滤液酸沉降槽产出成品磷酸的量和滤液酸沉降槽分出稠浆进入返淡磷酸中的量4个dcs控制参数，由于过滤设备自身的因素，从滤液酸中分出进入返淡磷酸中滤液酸的量不易实现计量控制，动所以一般在此处设置1个现场操作人员，辅助以手控制方式保持返淡磷酸量和浓度趋于稳定。传统返淡磷酸流程工艺流程见图1。萃取反应槽成品磷酸过滤、洗涤返淡磷酸收集槽滤液酸沉降槽初滤液磷矿返淡磷酸滤液一洗液滤液磷石膏一洗水硫酸二洗水三洗清水沉降稠浆图1 传统返淡磷酸流程工艺流程示意3 改造后返淡磷酸控制流程图2 所示为改造后返淡磷酸控制流程工艺流程。把萃取反应料浆过滤分离出的初滤液和滤液酸全部送到滤液酸沉降槽，通过控制合格成品磷酸的量，沉降槽分离出的稠浆和剩余的酸液全部进入返淡磷酸中，这样的好处是只需要控制成品磷酸的量，就能稳定控制进入返淡磷酸收集槽中的初滤液和滤液酸的量，既保证了返淡磷酸的浓度和量的稳定，也容易实现集散型仪表管理生产。只需要1个dcs控制参数的操作，远远优于传统方法中有4个dcs控制参数的操作；操作得到简化的同时，还减少了3个仪表设备及其运行费用与维护费用；而且也取消了从滤液酸中分出进入返淡磷酸中滤液酸的量的现场操作人员，节省了生产人工成本。使用此优化后的返淡磷酸控制方法，每年为我公司半水湿法磷酸装置的直接运行投入至少减少5万元，综合经济效益更高。三洗清水二洗水硫酸一洗水磷矿磷石膏过滤、洗涤萃取反应槽初滤液滤液返淡磷酸一洗液沉降稠浆滤液酸沉降槽返淡磷酸收集槽成品磷酸图2 改造后返淡磷酸控制流程工艺流程示意4 结束语此改进的返淡磷酸控制方法在我公司150 kt/a半水法湿法磷酸装置中应用成功以后，我们将其复制到我公司70 kt/a二水湿法磷酸装置中去，只需要把分离设备初滤液封管道接进滤液酸收集槽中，即可按改进后的工艺线路进行操作。经过一段时间的运行实践考察，返淡磷酸的操作比以前简单，取消人为控制从分离设备处进入返淡磷酸收集槽中的滤液酸量，减少现场操作人员1人；而且滤液酸沉降槽下面的稠浆输送泵处于连续稳定运行状态，不再像未改进之前需要频繁启停，设备故障率得到降低，人工操作量减