硝铵转形生产硝酸钾(NaCL农用硝酸钾生产技术) (2).doc

农用硝酸钾生产技术
硝铵产品转换(生产硝酸钾)技术
( 复 分 解 法 )
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℃在水中溶解度为29%;轻微吸潮,不容易结块;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(NH4NO3)的性质
分之式:NH4NO3,分子量:80.04,是无色结晶;含氮量:35.00%;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:NH4NO3=N2O+2H2O;温度高于400℃时迅速分解,分解式:NH4NO3=N2+1/2O+2H2O。
(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,为无色透明斜方或三方品系晶体或白色粉末,比重2.109(16℃),熔点337-339℃,在400℃时分解放出氧气生成亚硝酸钾,继续加热则生成氧化钾。硝酸钾与易燃物,有机物接触碰撞时引起燃烧爆炸,并放出有毒的刺激性气体,与碳或硫一起加热时,能发出强光并激烈燃烧,分子式KNO3,分子量101.11,易溶的水、稀乙醇、甘油,但不溶于无水乙醇和乙醚,在空气中不易潮解。
2、氯化铵(NH4CL)的性质
氯化铵为本工艺的副产品,分之式:NH4CL,分子量:53.50,含N:24%,K20:3%-4%,是一种氮、钾复合肥,主要用于农肥以及多元,配复混肥的制作及加工。
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,使其能够迅速吸收养分,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:
(1)硝酸钾是高品质氮(N)钾(K2O)二元复合肥,其含N:13.50-14.20%,K2O:44.5-45.20%,总有价元素可达60%左右,全部为营养元素,不含其它有害杂质,对任何农作物都可使用,具有广泛适应性。
(2)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收,硝基氮在任何温度下均可向作物迅速提供养分,故其适用于冬季作物
(3)由于硝酸钾不含其它无效化学成分和盐类,和Cl-,SO42-,Na+等离子,因此特别适合于对氯离子(Cl-)敏感的作物,同时不会在土壤中因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。
(4)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迅速吸收,即使在干燥的土壤中,其肥效亦不会受到任何影响。
(5)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,本品可以作为理想的液肥使用,其与氮、磷在配合后可用于滴灌、渠灌及叶面喷施,不仅适用于现代化大农业作业而且可减少用量,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一致,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、清凉剂及生产青霉素钾盐,利福平等药物,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一定应用。
三、市场分析
1、世界硝酸钾市场需求及预测
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、西欧等经济发达的国家和地区。例如美国用于农业生产中硝酸钾占世界硝酸钾总消费量的80%左右。
由于发展中国家如中国、巴西等对硝酸钾的需求增长较快,预计在今后的几年内,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、硝酸钾产品进出口情况
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发展的。我国施用的农用硝酸钾,多数依赖进口。
3、国内硝酸钾市场需求预测
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5万吨,我国工业级硝酸钾消费量在没有新的市场开发之前,基本维持在2万吨 / 年左右。
我国农用硝酸钾大都在烟草种植上施用。我国烟草种植面积约为1500万亩,烟草产量约占世界总产量的50%左右,烟草行业是国家的利税大户,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原因是含氯偏高,含钾偏少。而硝酸钾就能满足这样的要求。若按每亩烟草耕地需无氯钾肥60kg(巴西种植烟草每亩耕地最低施肥量为60kg无氯钾肥)计,则全国1500万亩烟草种植面积共需无氯钾肥90万吨/年。如果按硝酸钾占无氯钾肥四分之一计算,则全国每年仅烟草就需要硝酸钾25.5万吨,以全国每年需无氯钾肥180万吨计,则需要硝酸钾45万吨。目前仅有几个直属烟草公司自办的采用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能力不够稳定。我国的硝酸钾工业不能满足农业的需求。因此,依赖进口的局面还要维持。但这只能是权宜之计。所以必须发展民族自己的硝酸钾工业来满足农业的需求。
近年来,我国化肥工业发展较快,但不平衡,其中钾肥工业的发展远远不能满足农业生产发展的需要。造成氮、磷、钾施肥比例严重失调。致使部分地区农作物缺钾而影响产量。为此,我国每年必须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,必须大量从国外进口。据有关资料预测,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。本项目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。根据市场预测和生产发展的需要,今后一段时期发展我国的钾肥,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
原料
产品
特点
硝酸转化法
硝酸
KCL
KNO3
盐酸
1、设备腐蚀严重
2、投资大3、生产成本低
萃取法
硝酸
KCL
KNO3
盐酸
1、有机溶剂消耗大
2、生产成本高
离子交换法
硝铵
KCL
KNO3
氯化铵
1、蒸发能耗高
2、产品质量好
硝钠转换法
硝酸钠
KCL
KNO3
氯化钠
1、原料价格高
2、产品质量较差
硝铵转换法
硝铵
KCL
KNO3
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
(1)、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,经分馏分离,液氯作生品,NO2用空气氧化成65%的HNO3,返回处理氯化钾。
特点:钾碱工艺由于需要使用权用浓硝酸,反应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