王 攀，宋肖盼， 劉銳杰， 郭存彪

(河南心連心化肥有限公司，河南 新鄉(xiāng) 453731)

復合肥利用尿液直接生產(chǎn)緩釋氮鉀肥試驗總結(jié)

王 攀，宋肖盼， 劉銳杰， 郭存彪

(河南心連心化肥有限公司，河南新鄉(xiāng)453731)

介紹了利用熔融尿液在復合肥高塔生產(chǎn)氮鉀緩釋肥料的方法，主要從工藝流程、系統(tǒng)溫度和添加氯化鉀對產(chǎn)品縮二脲的影響方面闡述了高塔生產(chǎn)氮鉀控失尿素可行性，并分析了影響因素及相應的改進措施。

高塔；氮鉀肥；縮二脲；改進措施

據(jù)統(tǒng)計，全世界缺乏微量元素的土壤面積達25億公頃，中科院對我國土壤微量元素鋅、硼、錳、鉬、銅、鐵的含量進行了調(diào)查，結(jié)果表明，我國大部分地區(qū)都存在不同程度的微量元素缺乏，針對性的施用中、微量元素肥料，不僅可充分發(fā)揮中、微量元素肥料的經(jīng)濟效益，而且也可作為提高中、低產(chǎn)量的有效措施。

河南心連心化肥有限公司擁有尿素260萬噸、復合肥125萬噸、甲醇30萬噸的年生產(chǎn)能力，其中生產(chǎn)復合肥所用的高塔距離最近的尿素生產(chǎn)裝置約650米，如何在保證縮二脲合格的情況下，直接利用尿素廠的濃度為99%的尿液，生產(chǎn)出一種高氮的緩釋肥料，是一個難題，也是一個挑戰(zhàn)。

1 試驗原料

氯化鉀：鹽酸鹽的一種，白色結(jié)晶或結(jié)晶性粉末，易溶于水和甘油，難溶于醇，不溶于醚和丙酮。味極咸，無臭無毒，密度為1.984g/cm,熔點770℃，加熱到150℃時即能升華，有吸濕性，易結(jié)塊。1g氯化鉀溶于2.8ml水，在水中的溶解度隨溫度的升高而迅速增加，與鈉鹽常起復分解反應而生成新的鉀鹽。尿液：99.8%濃度的尿液，溫度130～140℃。

2 試驗流程

通過計算管道的阻力損失，以及對比在不同溫度下縮二脲的增長速率，我們制定了一種方案，在造粒塔處設置一個攪拌槽，由尿素廠熔融泵出來的尿液與氯化鉀一起在混合槽內(nèi)攪拌均勻，然后再利用一臺高壓泵，將混有氯化鉀的尿液，送往復合肥高塔的一級槽和二級槽，在一、二級槽里加入相應的控失劑和微量元素，然后進行造粒，造粒后的產(chǎn)品經(jīng)篩分后直接進行包裝。

圖1 高塔生產(chǎn)氮鉀控失肥流程圖

2.1 溫度的影響

尿素中的縮二脲的生成率與溫度成正比，尿液溫度越高，縮二脲生成越快。尤其是尿素蒸發(fā)系統(tǒng)尿液濃度高，氨分壓低，為縮二脲的生成提供了有利的條件。二分公司在往復合肥輸送的尿液的過程中，尿液溫度始終保持在130℃以內(nèi)，流量整體為13m3/h左右波動，具體數(shù)據(jù)如表1。

表1 試驗溫度記錄表

通過以上數(shù)據(jù)表明，氯化鉀的加入使得熔融尿液在124℃的情況下依然能夠保持不結(jié)晶，這給降低縮二脲的生成速率創(chuàng)造了良好的條件。

2.2 停留時間的影響

尿素中縮二脲的含量與其在裝置中的停留時間成正比，通過提高裝置的生產(chǎn)負荷，可以降低尿素的停留時間，從而減少產(chǎn)品中縮二脲的生成。正常的尿液流程是，熔融尿液先進入到復合肥高塔的一級槽，然后再進入二級槽，本次試驗直接將尿液引入到二級槽，減少的停留時間，縮二脲的分析數(shù)據(jù)見表2。

表2 二級槽縮二脲含量

通過表1表2數(shù)據(jù)分析可知，甩掉一級槽后，尿素廠司到達復合肥高塔尿液的縮二脲在經(jīng)歷了650m的管道后仍然小于1.2%，滿足緩釋氮鉀肥的生產(chǎn)，此外，由于尿素廠到復合肥管線距離較長，為防止尿液結(jié)晶堵塞，管線保溫溫度一般較高，適當降低溫度也有利于減少縮二脲的含量。

2.3 含氯化鉀尿液分析

添加氯化鉀含量至8%后，系統(tǒng)達到工藝要求，分析數(shù)據(jù)如表1～表5所示；停止添加氯化鉀分析數(shù)據(jù)如表6～表8所示。

表3 添加氯化鉀后系統(tǒng)成分分析

通過表3可以看出，添加氯化鉀之后，序號1-5的樣品，二級槽處縮二脲在0.95～1.02之間，平均值為0.98。停止添加氯化鉀之后，序號6-8的樣品，二級槽處縮二脲逐漸上升，最高達到1.17，再次充分證明添加氯化鉀能夠降低尿液的結(jié)晶點，有助于減少縮二脲的生成。

3 成品分析

對生產(chǎn)試驗過程中進行連續(xù)取樣分析，每10分鐘取樣一次，分析結(jié)果如4。

表4 成品分析數(shù)據(jù)

注：1)序號1-4樣品氯化鉀添加量為8%的分析數(shù)據(jù)，序號5樣品為停止添加氯化鉀后分析數(shù)據(jù)。

從表4分析數(shù)據(jù)看出，利用尿素廠的濃度為99%的尿液在經(jīng)過650米的長距離輸送后，生產(chǎn)出來的高濃度的氮鉀肥依然能夠?qū)⒖s二脲控制在可控范圍內(nèi)。

4 總結(jié)

經(jīng)過本次試驗及產(chǎn)品的分析結(jié)果我們得出以下結(jié)論：

(1)對于同時擁有尿素生產(chǎn)線的復合肥企業(yè)來說，利用復合肥的高塔來生產(chǎn)高氮的緩釋氮鉀肥是可行的。

(2)加入氯化鉀以后能夠改變尿液的結(jié)晶溫度，使得99%的尿液在126℃下不結(jié)晶。本文所述試驗的成功，對同行在遠距離輸送高濃度尿液且保持縮二脲增長緩慢方向給出新的技術(shù)見解，使得公司的新產(chǎn)品又有了新的突破。

(本文文獻格式：王攀，宋肖盼，劉銳杰，等.復合肥利用尿液直接生產(chǎn)緩釋氮鉀肥試驗總結(jié)[J].山東化工，2017，46(16)：147，150.)

TQ444

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：1008-021X(2017)16-0147-01

2017-06-01

王 攀(1985—)，工程師，從事氮肥新產(chǎn)品的研究與開發(fā)。