硝铵转形生产硝酸钾(NCL农用硝酸钾生产技术)

农用硝酸钾生产技术硝铵产品转换〔生产硝酸钾〕技术〔〕一、性质〔一〕、生产原料的性质1、氯化钾〔KCL〕的性质分之式：KCL，分之量：74.55，理论含钾量：63.17％，农用氯化钾含钾量：60.00％。易溶于水，50℃29％；稍微吸潮，不简洁结块；主要用作钾肥，是钾肥中用量最大、最广、最悠久的品种；也是生产硫酸钾、硝酸钾的原料。2、硝铵〔NHNO〕的性质4分之式：NHNO4 3

380.0435.00％；硝铵易溶于水、易结块；在常温下是稳定的，当在200-270℃时发生分解，分解式：NHNO=NO+2HO；温度高于400℃时快速分解，分解式：4 3 2 2NHNO=N+1/2O+2HO。4 3 2 2〔二〕、生产产品的性质1、硝酸钾〔KNO3

〕的性质硝酸钾是一种重要的无机化工产品和无氯氮、钾二元高品质化肥，属二级氧化剂，为无色透亮斜方或三方品系晶体或白色粉末，比重 〔16℃〕，337-339℃，400℃时分解放出氧气生成亚硝酸钾，连续分子式KNO

，分子量101.11，易溶的水、稀乙醇、甘油，但不溶于无水乙3醇和乙醚，在空气中不易潮解。2、氯化铵〔NHCL〕的性质4氯化铵为本工艺的副产品，分之式：NH

CL，分子量：53.50，含N：424%，K0：3%-4%，是一种氮、钾复合肥，主要用于农肥以及多元，配复混2肥的制作及加工。二、硝酸钾应用1、硝酸钾在农业上的应用农用硝酸钾肥主要用于忌氯经济作物，如烟草、茶叶、瓜果、蔬菜、花卉、甘蔗、咖啡作物等，也可以用于受恶劣气候影响的作物，使其能够快速吸取养分，恢复生长，硝酸钾还常用于季节性作物和冬季作物，特别适用于盐碱地区农作物施肥，可显著提高农作物产量和质量。硝酸钾作为农用化肥施用，具有以下诸多优势：〔〔KON13.50-14.20%，2KO：44.5-45.20%，总有价元素可达60%左右，全部为养分元素，不含其2它有害杂质，对任何农作物都可使用，具有广泛适应性。硝酸钾所含的氮元素为硝基氮，硝基氮能促进钾及其他阳离子的吸取，硝基氮在任何温度下均可向作物快速供给给分，故其适用于冬季作物由于硝酸钾不含其它无效化学成分和盐类，和l

2-Na+等4离子，因此特别适合于对氯离子C-〕盐类的积聚而导致土壤盐渍化板结或因盐类在农作物根部积聚所引起的作物病变。硝酸钾具有易溶解性和无氢释放的特点，在无需增加土地酸性条件下，其有效成分可被植物快速吸取，即使在枯燥的土壤中，其肥效亦不会受到任何影响。硝酸钾适用各种施肥方式，由于本品没有挥发性，故可直接施用于土地表层，而不需复盖，这对生长期作物极为有利。由于其高溶解性特点，本品可以作为抱负的液肥使用，其与氮、磷在协作后可用于滴灌、渠灌及叶面喷施，不仅适用于现代化大农业作业而且可削减用量，降低成本。2、硝酸钾在工业上的应用工业级硝酸钾与农用硝酸钾性能完全全都，其唯一不同表现在纯度上，目前我国尚无农用硝酸钾标准，参照美国标准其含KNO3

量96%，而工业级硝酸钾要求含KNO3

量99.7%〔优级〕，99.4%〔一级〕99%〔合格〕。工业硝酸钾主要用作工业原料，应用于火药、焰火、导火索、火柴、金属焊接助剂，氨催化剂，在医药上用作利尿、发汗剂、凉快剂及生产青霉素钾盐，利福公平药物，还用于玻璃制品，光学玻璃，陶瓷，计算机和彩电玻壳等行业。在食品和机械行业也有肯定应用。三、市场分析1、世界硝酸钾市场需求及推测硝酸钾的生产主要集中在以色列、智利、美国等国家，产量约100万吨，消费也集中在美国、日本、西欧等经济兴旺的国家和地区。例如美80%左右。,估量在今后的几年内，世界农业硝酸钾消费量将会以7%～8%的年均速度递增，世界农用硝酸钾的市场前景较好。2、硝酸钾产品进出口状况由于对硝酸钾的肥效认同较晚，且其价格偏高，所以我国在农业上应用硝酸钾作为肥料是近几年才进展的。我国施用的农用硝酸钾，多数依靠进口。3、国内硝酸钾市场需求推测我国农业级硝酸钾主要靠进口，1997年农业级硝酸钾的消费量约为52/年左右。150050%每年出口创汇1亿美元，近来，烟草出口量虽然不断增加，但由于中国烟草的色度、香气等品质较差，与国外相比有较大差距，所以卖不出价格。而影响烟草质量的主要缘由是含氯偏高，含钾偏少。而硝酸钾就能满足这60kg无氯钾肥〕1500万亩烟草种植面积共需无氯90万吨/年。假设按硝酸钾占无氯钾肥四分之一计算，则全国每年仅25.518045万吨。目前仅有几个直属烟草公司自办的承受复分解工艺的硝酸钾工厂在生产农业级的硝酸钾。但这些厂规模较小生产力量不够稳定。但这只能是权宜之计。所以必需进展民族自己的硝酸钾工业来满足农业的需求。近年来，我国化肥工业进展较快，但不平衡，其中钾肥工业的进展远远不能满足农业生产进展的需要。造成氮、磷、钾施肥比例严峻失调。致使局部地区农作物缺钾而影响产量。为此，我国每年必需从国外大量进口钾肥，尤其是无氯钾肥。硝酸钾是较硫酸钾品质更高的无氯钾肥，目前，国内硝酸钾生产厂家及生产产量有限，远远不能满足国内需求，必需大量从国外进口。据有关资料推测，今后，我国每年无氯钾肥需求量在100万吨以上。副产品氯化钾铵的销售状况也较好。本工程建设符合国家产业政策，它的建成将填补我国大型硝酸钾规模化肥料的空白。依据市场推测和生产进展的需要，今后一段时期进展我国的钾肥，是化肥工业重要方向之一，市场前景良好。四、硝酸钾生产工艺综述1、硝酸钾生产工艺表方法、名称方法、名称原料产品特点硝酸转化法硝酸KCLKNO3盐酸1、设备腐蚀严峻萃取法硝酸KCLKNO3盐酸1、有机溶剂消耗大2、生产本钱高离子交换法硝铵KCLKNO3氯化铵1、蒸发能耗高2、产品质量好硝钠转换法硝酸钠KCLKNO3氯化钠1、原料价格高2、产品质量较差硝铵转换法硝铵KCLKNO3氯化铵1、原料易得2、产品质量一般2、国外工艺生产技术概况、美国西南钾碱技术氯化钾和硝酸在高温下生成硝酸钾和氯化亚硝酰及氯气，硝酸钾—硝酸溶液在酸蒸馏塔里浓缩，使硝酸浓度应所生成的氯化亚硝酰及氯气，在150℃下用硝酸〔＞80%〕氧化成氯和二氧化氮，经分馏分别，液氯作生品，NO65HNO2 3特点:钾碱工艺由于需要使用权用浓硝酸，反响过程中有氯化亚硝酸及王水产生，工艺操作条件苛刻，操作环境恶劣，为防止腐蚀，需用高级防腐材料，因此设备投资费用及设备维护费用高，该工艺仅在美国建了二套，在国际市场上缺乏竞争力，难以在进展中国家推广。流程中产生的氯化亚硝酰、氯、以及盐酸和硝酸的混合物，都具有猛烈的腐蚀性，因此，该工程操作条件苛刻，设备需用钛、康耐尔合金、镍等材料制作，投资费用高。、以色列低温萃取技术〔即IMI流程〕HCl，再从溶液结晶析出硝酸钾，反响在低温进展，可以防止氯化亚硝酰的生成，该法可制得含N：13%，KO：45%的硝酸钾，并副产浓度为22%的盐酸。设备大局部用硬质聚2乙烯制作，低温传热设备用钛材，高温传热设备用石墨制作。特点:IMI工艺是具有竞争力的硝酸钾生产工艺，但该工艺由于用异戊醇做萃取剂，增加了硝酸钾工厂爆炸的危急，且异戊醇依靠进口。最主要的是IMI工艺副产浓度很低的盐酸〔18—22%步建设IMI正常生产。ASTJacobs〔ISEP〕KClHNO3

参加到ESEP0.3MPa常24—3011—12%的盐酸，硝酸钾溶液经浓缩、结晶、离心分别可得纯度很高的KNO3稀盐酸须经浓缩方可得浓度为31%的商品盐酸。

产品，而特点艺经离子交换所得的硝酸钾与盐酸浓度都很低〔硝酸钾：24—30%，盐酸：11—12%〕需经蒸发浓缩方可得到最终产品。承受低压0.3MPa和常温操作，操作条件温顺，工艺设备大都承受石墨、玻璃钢衬里设备，投资较上述两种工艺为低。该工艺投资大，运行费用高。国内已有数家企业拟用该工艺建硝酸钾装置，但最终都未能付诸实施。、智利SQM公司转化法技术SQM硝酸石中含大量的NaNO

NaNO3

KClNaCl首先结晶析出。分别NaCl后的母液再冷却，又析出KNO3

结晶。和贮运问题，产品质量也满足要求。设备大局部用钢衬里及不锈钢材料制造，投资小，工艺流程简洁。其工艺简洁易行，但对没有自然硝石资源的国家，承受价格较贵的硝酸钠做原料生产农用硝酸钾，最终副产品得到氯化钠，经济上难以过关。3、国内工艺技术概况、离子交换法〔复分解〕离子交换硝铵转化法生产原理：利用KCL和NH4NO3混合，经过离子交换机在离心力在作用下生产离子交换，KNO3产品吸附在离子交换柱上，在用水清洗下产品，蒸发浓缩前方得成品 KNO3，交换后的母液加部份NH4NO3，蒸发浓缩后得副产品NH4CL。蒸发是在两道工艺的状况下才能完成。特点：消耗指标高〔5.55t/t，产量低，流程长而简单，其反响在树脂媒介中进展，两种原料均需事先溶解，耗用大量的蒸汽，加料用泵打17—19设备〔交换柱〕浩大且构造简单，同时需进展两次蒸发，蒸发量大，约占产品的4/5，能耗很大，线液浓度低，蒸发时间长。另外离子交换剂价格较贵，洗脱过程中由于NH+穿透，须参加适量的KOH除NH4工艺过程中有废液产出，增加环保投资。〔2、硝铵转化法〔复分解〕

+4硝铵转化法生产原理：利用KCL原料和NH

CL母液加热水反响，经过4真空冷却结晶生成KNO

KNO3

3

NHNO4 3混合，经过蒸发去除一局部水，蒸发浓缩的溶液在冷却结晶，经过分别机分别，得NH

CL产品；母液在用于配料，整过程为闭路循环，在不同的温4度下生产出俩种不同的产品KNO3

和NHCL。4特点：以硝铵为原料与氯化钾反响生产硝酸钾的工艺技术，原料来源易解决，副产品氯化钾铵为一种优良的氮肥〔含少量钾从而降低了生产本钱。蒸汽耗量低〔2.8-3.2t/t，工艺流程短，易于操作，既可生产工业级硝酸钾又可生产农用硝酸钾，敏捷性高。生产系统为闭路循环，无废液排放，有利于环境保护。五、生产工艺概述1、原理KCLNHCLKNO4 3经过分别机分别，得KNO产品；KNO母液加NHNO混合，经过蒸发去出一3 3 4 3局部水，蒸发浓缩的溶液在冷却结晶，经过分别机分别，得NH

CL产品；4母液在用于配料，整过程为闭路循环，在不同的温度下生产出俩种不同的产品KNO3

NHCL。42、化学反响方程式KCL+NHNO=KNO+NHCL4 3 3 43、工艺流程简图硝酸钾生产工艺流程简图4 〔NHNO KCL复分解反响4 KCLKCL配料真空结晶稠厚分别KNO3产品热水水KNO3NH4NO3混合NH4NO3母液NH4CL母液溶解混合NH4CL产品分别稠厚冷却结晶蒸发热水〔NaNO3

KCL复分解反响〕热水热水KCL配料蒸发冷却结晶稠厚分别NaCL产品KCL母液混合热水NaNO3混合母液NaNO3水KNO3产品分别稠厚真空冷却NaNO3配料热水六、操作法1、工艺操作规程2、分析操作规程3、操作人员培训教材七、硝酸钾工艺流程图1、2万吨/年工艺流程〔CAD2023图〕2、5万吨/年工艺流程〔CAD2023图〕3、10/年工艺流程〔CAD2023〕八、理论在实际生产中遇到的问题1、设备选型2、设备腐蚀3、设备尺寸4、泵的选型5、工艺掌握6、工艺平衡7、配管8、本钱与消耗消耗定额和本钱(1吨硝酸钾+0.55吨氯化铵)序号序号工程名称单 位1234 3氯化钾(60%KO)2编织袋(50kg包装计)条单耗〔t/t〕0.890.7631单价118010502单位本钱1050.20798.0062.004蒸汽(1.2MPa)t/t3.249.5158.405电(3,380V)kw.h/t1100.38642.46其它(参考):6人工工资元/t16.31