一种利用联碱法装置生产长效稳定性、增效氯化铵肥料及制备方法
专利名称：一种利用联碱法装置生产长效稳定性、增效氯化铵肥料及制备方法
技术领域：
本发明涉及生产长效肥料，具体的说是一种利用联碱法装置生产长效稳定性、增效氯化铵肥料及制备方法。
背景技术：
联碱法(又称侯氏制碱法)，是我国著名化学家侯德榜1942年提出的完整的工业制碱(Na2CO3)方法。1961年在大连建成了我国第一座联碱车间，后来经过完善和发展，现在已经成为制碱工业的主要技术支柱和方法。联碱法原料利用率高，其中NaCl的利用率达90%以上，不需石灰石、焦炭(煤)，节约燃料、原料、能源和运输费用，使产品成本大幅下降。不需蒸氨塔、石灰窑，化灰机等大型笨重设备，缩短流程，节省投资，不产生大量废渣废液排放，建厂厂址要求没有氨碱法苛刻。因此到目前为止仍然是制碱工业的主要方法。侯氏制碱法的原理是依据离子反应发牛的原理讲行的，离子反应会向着离子浓度减小的方向讲行。制纯碱(Na2CO3),首先利用NaHCO3在溶液中溶液中溶解度较小制得NaHC03。再利用碳酸氢钠不稳定性分解得到纯碱。在饱和食盐水中通入氨气，形成饱和氨盐水，再向其中通入二氧化碳，第一步是氨气与水和二氧化碳反应生成一分子的碳酸氢铵;第二步是碳酸氢铵与氯化钠反应生成一分子的氯化铵和碳酸氢钠沉淀，碳酸氢钠溶解度较小而沉淀析出。根据NH4Cl在常温时的溶解度比NaCl大，而在低温下却比NaCl溶解度小的原理，在278K 283K(5°C 10°C )时，向母液中加入食盐细粉，而使NH4Cl单独结晶析出。因此联碱法生产的另一产品就是NH4Cl，为白色晶体，理论含N2量为26.2 %，可做氮肥。从工艺上说，联合制碱法制纯碱及氯化铵生产。分为二个过程，第一过程为纯碱生产过程，第二过程为氯化铵生产过程，两个过程构成一个循环。向循环系统中连续加入原料氨、盐(氯化钠)和二氧化碳，同时不断地生产出纯碱和氯化铵产品。制碱过程即第二过程来的母液II吸氨成为 氨母液II，在碳化塔中通入二氧化碳并冷却，是木叶中的氯化钠和铵盐(氨、二氧化碳、水反应)转化成碳酸氢钠和氯化铵，然后将碳酸氢钠结晶滤出，再送入煅烧即成纯碱，滤出的母液成为母液I。其各部总反应式分别为:NH3+NaCl+C02+H20 — NaHCO3 I +NH4Cl (碳化反应)2NaHC03 — NaC03+C02 丨 +H2O 丨(煅烧)氯化铵生产过程是将I过程的母液I吸氨后生成的氨母液I冷却，使之析出氯化铵；接着加入盐，借同离子效应使氯化铵继续析出，然后将结晶氯化铵分离出来，滤出的母液成为母液II，再循环至I过程制碱用。过滤出的湿氯化铵经干燥后送包装。NH4Cl比重1.532，溶解热为16.73kJ/mol，在密闭条件加热至400°C熔化，在空气中加热至100°C时开始升华，337.8°C时分解为NH3和HCl。NH4Cl易吸潮结块，给贮存运输带来一定困难。NH4Cl是一种良好的农用氮肥，特别适用生产复合肥料。目前我国氯化铵产量呈稳定增长态势:2005年603万吨，2006年624万吨，2007年725万吨，2008年860万吨，2009年918万吨。2010年氯化铵产量已接近1000万吨。氯化铵在我国氮肥产量中的比重已由2005年的4%提高到现在的6%以上。氯化铵是铵态氮肥，氯化铵作为普通氮肥氮素不稳定，施入土壤以后，易产生氨挥发和转化为硝态氮而流失，发生强烈的硝化和反硝化作用，造成大量的氮素营养流失，肥效期短，氮素利用率只有15-20%，氮素利用率低，不仅造成了资源和经济的极大浪费，同时也对生态环境造成了污染(水域、大气等)。施用普通氯化铵需多次追肥，这样既浪费肥料资源又增加大量运输与劳动成本，因此市场前景不容乐观。在我国乃至世界各国利用联碱法生产工艺生产纯碱的企业很多，我国的氯化铵几乎全部来自联碱生产，所以，氯化铵的开发利用又直接影响到我国联碱企业的健康发展。纯碱广泛用于建材、轻工、化工、冶金、纺织等工业部门和人们的日常生活中，人们堪称纯碱工业为“化工之母”。因此，开发出长效氯化铵，提高氯化铵的氮素利用率，对于促进我国农业生产、稳定联碱工业、保护生态环境都十分重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用联碱法装置生产长效稳定性、增效氯化铵肥料及制备方法。为实现上述目的，本发明采用的技术方案为一种利用联碱法装置生产长效稳定性、增效氯化铵肥料肥料成分为氯化铵、铵稳定剂和/或增效剂；按重量份数计，其中氯化铵铵稳定剂增效剂=
I O. 001-0. I O. 0001-0. 05 ;氯化铵铵稳定剂=I O. 001-0. I ;其中氯化铵为利用
在联碱法生产纯碱工艺中的副产物氯化铵。所述抑制剂为双氰胺、3，4_ 二甲基吡唑磷酸盐、3，5-二甲基吡唑、3，5-二甲基吡唑磷酸盐、I-甲胺酰基-3-甲基吡唑`、I-甲基吡唑-I羧酰胺、3-甲基吡唑、氮-吡啶(2-氯-6-(三氯甲基)-吡啶)(代号CP，商品名为Ν-Serve)，或4-氯-3-甲基吡唑中的一种或几种。所述增效剂为聚天门冬氨酸(PASP)及其盐。所述增效剂为分子量为6001 100000、结构式如式I的聚天门冬氨酸及其盐，或为分子量2000 6000、结构式如式2的聚天门冬氨酸及其盐。
权利要求
1.一种利用联碱法装置生产长效稳定性、增效氯化铵肥料，其特征在于:肥料成分为氯化铵、铵稳定剂和/或增效剂；按重量份数计，其中氯化铵:铵稳定剂:增效剂=1: 0.001-0.1: 0.0001-0.05 ;氯化铵:铵稳定剂=1: .0.001-0.1 ;其中氯化铵为利用在联碱法生产纯碱工艺中的副产物氯化铵。
2.按权利要求1所述的利用联碱法装置生产长效稳定性、增效氯化铵肥料，其特征在于:所述铵稳定剂为双氰胺、3，4_ 二甲基吡唑磷酸盐、3，5_ 二甲基吡唑、3，5_ 二甲基吡唑磷酸盐、1-甲胺酰基-3-甲基吡唑、1-甲基吡唑-1羧酰胺、3-甲基吡唑、氮-吡啶(2-氯-6-(三氯甲基)-吡啶)或4-氯-3-甲基吡唑中的一种或几种。
3.按权利要求1所述的利用联碱法装置生产长效稳定性、增效氯化铵肥料，其特征在于:所述增效剂为聚天门冬氨酸(PASP)及其盐。
4.按权利要求3所述的利用联碱法装置生产长效稳定性、增效氯化铵肥料，其特征在于:所述增效剂为分子量为:6001 100000、结构式如式I的聚天门冬氨酸及其盐，或为分子量:2000 6000、结构式如式2的聚天门冬氨酸及其盐。
5.一种权利要求1所述的利用联碱法装置生产长效稳定性、增效氯化铵肥料的制备方法，其特征在于:按重量比例在联碱法生产纯碱工艺中的副产物氯化铵中添加铵稳定剂和/或增效剂溶于载体中，通过搅拌泵机械混拌均匀或人工搅拌后，即得到长效稳定性、增效氯化铵肥料。
6.按权利要求5所述的利用联碱法装置生产长效稳定性、增效氯化铵肥料的制备方法，其特征在于:所述载体为甲醛、甲醇、乙醇、乙醚、氯仿、二氯甲烷或四氯化碳。
7.按权利要求5所述的利用联碱法装置生产长效稳定性、增效氯化铵肥料的制备方法，其特征在于:在联碱法生产纯碱工艺中冷析和盐析结晶出来的氯化铵进入分离干燥前与添加铵稳定剂和/或增效剂混合。
全文摘要
本发明涉及生产长效肥料及其制备工艺，具体地说是一种长效稳定性、增效氯化铵肥料及制备方法，在联碱法生产纯碱工艺中冷析和盐析结晶出来的氯化铵进入分离干燥前在系统装置中与添加铵稳定剂和/或增效剂混合。肥料成分包括为氯化铵、铵稳定剂和/或增效剂；按重量份数计，其中氯化铵∶铵稳定剂∶增效剂＝1∶0.001-0.1∶0.0001-0.05；氯化铵∶铵稳定剂＝1∶0.001-0.1；氯化铵为利用在联碱法生产纯碱工艺中的副产物氯化铵。本发明生产长效或稳定性/增效氯化铵肥料，省工序，成本低；质量高、效果稳定，保证长效或稳定/增效氯化铵质地均匀，效果稳定；提高氯化铵中氮素利用率10-20个百分点，减少氯化铵使用量50％以上；氯化铵肥效期从20-30天延长到80-100天，实现一次施肥免追肥。
文档编号C05G3/00GK103073347SQ20111033039
公开日2013年5月1日 申请日期2011年10月26日 优先权日2011年10月26日
发明者李东坡, 武志杰, 于德清 申请人:中国科学院沈阳应用生态研究所
技术领域：
本发明涉及生产长效肥料，具体的说是一种利用联碱法装置生产长效稳定性、增效氯化铵肥料及制备方法。
背景技术：
联碱法(又称侯氏制碱法)，是我国著名化学家侯德榜1942年提出的完整的工业制碱(Na2CO3)方法。1961年在大连建成了我国第一座联碱车间，后来经过完善和发展，现在已经成为制碱工业的主要技术支柱和方法。联碱法原料利用率高，其中NaCl的利用率达90%以上，不需石灰石、焦炭(煤)，节约燃料、原料、能源和运输费用，使产品成本大幅下降。不需蒸氨塔、石灰窑，化灰机等大型笨重设备，缩短流程，节省投资，不产生大量废渣废液排放，建厂厂址要求没有氨碱法苛刻。因此到目前为止仍然是制碱工业的主要方法。侯氏制碱法的原理是依据离子反应发牛的原理讲行的，离子反应会向着离子浓度减小的方向讲行。制纯碱(Na2CO3),首先利用NaHCO3在溶液中溶液中溶解度较小制得NaHC03。再利用碳酸氢钠不稳定性分解得到纯碱。在饱和食盐水中通入氨气，形成饱和氨盐水，再向其中通入二氧化碳，第一步是氨气与水和二氧化碳反应生成一分子的碳酸氢铵;第二步是碳酸氢铵与氯化钠反应生成一分子的氯化铵和碳酸氢钠沉淀，碳酸氢钠溶解度较小而沉淀析出。根据NH4Cl在常温时的溶解度比NaCl大，而在低温下却比NaCl溶解度小的原理，在278K 283K(5°C 10°C )时，向母液中加入食盐细粉，而使NH4Cl单独结晶析出。因此联碱法生产的另一产品就是NH4Cl，为白色晶体，理论含N2量为26.2 %，可做氮肥。从工艺上说，联合制碱法制纯碱及氯化铵生产。分为二个过程，第一过程为纯碱生产过程，第二过程为氯化铵生产过程，两个过程构成一个循环。向循环系统中连续加入原料氨、盐(氯化钠)和二氧化碳，同时不断地生产出纯碱和氯化铵产品。制碱过程即第二过程来的母液II吸氨成为 氨母液II，在碳化塔中通入二氧化碳并冷却，是木叶中的氯化钠和铵盐(氨、二氧化碳、水反应)转化成碳酸氢钠和氯化铵，然后将碳酸氢钠结晶滤出，再送入煅烧即成纯碱，滤出的母液成为母液I。其各部总反应式分别为:NH3+NaCl+C02+H20 — NaHCO3 I +NH4Cl (碳化反应)2NaHC03 — NaC03+C02 丨 +H2O 丨(煅烧)氯化铵生产过程是将I过程的母液I吸氨后生成的氨母液I冷却，使之析出氯化铵；接着加入盐，借同离子效应使氯化铵继续析出，然后将结晶氯化铵分离出来，滤出的母液成为母液II，再循环至I过程制碱用。过滤出的湿氯化铵经干燥后送包装。NH4Cl比重1.532，溶解热为16.73kJ/mol，在密闭条件加热至400°C熔化，在空气中加热至100°C时开始升华，337.8°C时分解为NH3和HCl。NH4Cl易吸潮结块，给贮存运输带来一定困难。NH4Cl是一种良好的农用氮肥，特别适用生产复合肥料。目前我国氯化铵产量呈稳定增长态势:2005年603万吨，2006年624万吨，2007年725万吨，2008年860万吨，2009年918万吨。2010年氯化铵产量已接近1000万吨。氯化铵在我国氮肥产量中的比重已由2005年的4%提高到现在的6%以上。氯化铵是铵态氮肥，氯化铵作为普通氮肥氮素不稳定，施入土壤以后，易产生氨挥发和转化为硝态氮而流失，发生强烈的硝化和反硝化作用，造成大量的氮素营养流失，肥效期短，氮素利用率只有15-20%，氮素利用率低，不仅造成了资源和经济的极大浪费，同时也对生态环境造成了污染(水域、大气等)。施用普通氯化铵需多次追肥，这样既浪费肥料资源又增加大量运输与劳动成本，因此市场前景不容乐观。在我国乃至世界各国利用联碱法生产工艺生产纯碱的企业很多，我国的氯化铵几乎全部来自联碱生产，所以，氯化铵的开发利用又直接影响到我国联碱企业的健康发展。纯碱广泛用于建材、轻工、化工、冶金、纺织等工业部门和人们的日常生活中，人们堪称纯碱工业为“化工之母”。因此，开发出长效氯化铵，提高氯化铵的氮素利用率，对于促进我国农业生产、稳定联碱工业、保护生态环境都十分重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用联碱法装置生产长效稳定性、增效氯化铵肥料及制备方法。为实现上述目的，本发明采用的技术方案为一种利用联碱法装置生产长效稳定性、增效氯化铵肥料肥料成分为氯化铵、铵稳定剂和/或增效剂；按重量份数计，其中氯化铵铵稳定剂增效剂=
I O. 001-0. I O. 0001-0. 05 ;氯化铵铵稳定剂=I O. 001-0. I ;其中氯化铵为利用
在联碱法生产纯碱工艺中的副产物氯化铵。所述抑制剂为双氰胺、3，4_ 二甲基吡唑磷酸盐、3，5-二甲基吡唑、3，5-二甲基吡唑磷酸盐、I-甲胺酰基-3-甲基吡唑`、I-甲基吡唑-I羧酰胺、3-甲基吡唑、氮-吡啶(2-氯-6-(三氯甲基)-吡啶)(代号CP，商品名为Ν-Serve)，或4-氯-3-甲基吡唑中的一种或几种。所述增效剂为聚天门冬氨酸(PASP)及其盐。所述增效剂为分子量为6001 100000、结构式如式I的聚天门冬氨酸及其盐，或为分子量2000 6000、结构式如式2的聚天门冬氨酸及其盐。
权利要求
1.一种利用联碱法装置生产长效稳定性、增效氯化铵肥料，其特征在于:肥料成分为氯化铵、铵稳定剂和/或增效剂；按重量份数计，其中氯化铵:铵稳定剂:增效剂=1: 0.001-0.1: 0.0001-0.05 ;氯化铵:铵稳定剂=1: .0.001-0.1 ;其中氯化铵为利用在联碱法生产纯碱工艺中的副产物氯化铵。
2.按权利要求1所述的利用联碱法装置生产长效稳定性、增效氯化铵肥料，其特征在于:所述铵稳定剂为双氰胺、3，4_ 二甲基吡唑磷酸盐、3，5_ 二甲基吡唑、3，5_ 二甲基吡唑磷酸盐、1-甲胺酰基-3-甲基吡唑、1-甲基吡唑-1羧酰胺、3-甲基吡唑、氮-吡啶(2-氯-6-(三氯甲基)-吡啶)或4-氯-3-甲基吡唑中的一种或几种。
3.按权利要求1所述的利用联碱法装置生产长效稳定性、增效氯化铵肥料，其特征在于:所述增效剂为聚天门冬氨酸(PASP)及其盐。
4.按权利要求3所述的利用联碱法装置生产长效稳定性、增效氯化铵肥料，其特征在于:所述增效剂为分子量为:6001 100000、结构式如式I的聚天门冬氨酸及其盐，或为分子量:2000 6000、结构式如式2的聚天门冬氨酸及其盐。
5.一种权利要求1所述的利用联碱法装置生产长效稳定性、增效氯化铵肥料的制备方法，其特征在于:按重量比例在联碱法生产纯碱工艺中的副产物氯化铵中添加铵稳定剂和/或增效剂溶于载体中，通过搅拌泵机械混拌均匀或人工搅拌后，即得到长效稳定性、增效氯化铵肥料。
6.按权利要求5所述的利用联碱法装置生产长效稳定性、增效氯化铵肥料的制备方法，其特征在于:所述载体为甲醛、甲醇、乙醇、乙醚、氯仿、二氯甲烷或四氯化碳。
7.按权利要求5所述的利用联碱法装置生产长效稳定性、增效氯化铵肥料的制备方法，其特征在于:在联碱法生产纯碱工艺中冷析和盐析结晶出来的氯化铵进入分离干燥前与添加铵稳定剂和/或增效剂混合。
全文摘要
本发明涉及生产长效肥料及其制备工艺，具体地说是一种长效稳定性、增效氯化铵肥料及制备方法，在联碱法生产纯碱工艺中冷析和盐析结晶出来的氯化铵进入分离干燥前在系统装置中与添加铵稳定剂和/或增效剂混合。肥料成分包括为氯化铵、铵稳定剂和/或增效剂；按重量份数计，其中氯化铵∶铵稳定剂∶增效剂＝1∶0.001-0.1∶0.0001-0.05；氯化铵∶铵稳定剂＝1∶0.001-0.1；氯化铵为利用在联碱法生产纯碱工艺中的副产物氯化铵。本发明生产长效或稳定性/增效氯化铵肥料，省工序，成本低；质量高、效果稳定，保证长效或稳定/增效氯化铵质地均匀，效果稳定；提高氯化铵中氮素利用率10-20个百分点，减少氯化铵使用量50％以上；氯化铵肥效期从20-30天延长到80-100天，实现一次施肥免追肥。
文档编号C05G3/00GK103073347SQ20111033039
公开日2013年5月1日 申请日期2011年10月26日 优先权日2011年10月26日
发明者李东坡, 武志杰, 于德清 申请人:中国科学院沈阳应用生态研究所
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