趙東—半水物法濕法磷酸生產(chǎn)中返淡磷酸工藝流程優(yōu)化與實(shí)踐

1、濕法磷酸生產(chǎn)中返淡磷酸控制方法的改進(jìn)趙 東，詹光健，馬永強(qiáng)（貴州川恒化工有限責(zé)任公司，貴州 福泉 550500）摘 要：針對(duì)濕法磷酸生產(chǎn)工藝中傳統(tǒng)返回萃取反應(yīng)槽淡磷酸的流程存在控制點(diǎn)多、控制參數(shù)不易調(diào)節(jié)穩(wěn)定、流程復(fù)雜等問(wèn)題，對(duì)此段工藝流程進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)調(diào)節(jié)控制，保證了濕法磷酸裝置穩(wěn)定長(zhǎng)周期運(yùn)行，改進(jìn)的控制方法在實(shí)際運(yùn)行中收到滿意的效果。關(guān)鍵詞：濕法磷酸；返淡磷酸；工藝流程；單點(diǎn)調(diào)節(jié)控制；長(zhǎng)周期+穩(wěn)定運(yùn)行中圖分類號(hào)：tq 126.35 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：b 文章編號(hào)：10091904(2012)040000021概述貴州川恒化工有限責(zé)任公司現(xiàn)有一套70 kt/a二水法濕法磷酸裝置和一套150 kt

2、/a半水法濕法磷酸裝置，其中二水法濕法磷酸裝置屬于同心圓單槽多槳二水物流程，建于上世紀(jì)90年代，完全是傳統(tǒng)的手動(dòng)控制生產(chǎn)裝置；半水法濕法磷酸裝置屬于我公司自行研發(fā)的多槽單槳半水物法流程，建成于2010年，為符合公司未來(lái)發(fā)展理念的需要，本裝置在設(shè)計(jì)時(shí)就全部確定為分散控制系統(tǒng)管理生產(chǎn)，即dcs控制系統(tǒng)。然而由于半水濕法磷酸工藝生產(chǎn)的是w(p2o5)=42%45%的磷酸、反應(yīng)料漿溫度控制在96103 ，有大量的硫酸鈣和鉀、鈉、鐵、鋁、鎂等氟硅酸鹽溶解于液相中，隨著溫度的變化，這些溶解的熱敏性雜質(zhì)就會(huì)在設(shè)備和管道中析出形成結(jié)垢，當(dāng)這些結(jié)垢物附著在設(shè)備和管道上的儀表檢測(cè)器中，就會(huì)造成測(cè)量值與真實(shí)值的偏差

3、，從而使dcs控制系統(tǒng)產(chǎn)生錯(cuò)誤判斷，影響生產(chǎn)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。同時(shí)，現(xiàn)有的濕法磷酸生產(chǎn)進(jìn)入萃取反應(yīng)槽返淡磷酸的量和濃度波動(dòng)較大，操作控制困難，無(wú)法完全實(shí)現(xiàn)集散型儀表管理生產(chǎn)。以減少dcs儀表數(shù)量、降低dcs控制難度為目標(biāo)，我們對(duì)返回萃取反應(yīng)槽淡磷酸的控制方法進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)，把返酸系統(tǒng)的dcs控制點(diǎn)數(shù)從之前的4個(gè)減少為1個(gè)，并減少了之前的現(xiàn)場(chǎng)操作人員1個(gè)。經(jīng)過(guò)將近1年時(shí)間的運(yùn)行，收到滿意的效果，并將其成功復(fù)制到二水法濕法磷酸系統(tǒng)，大大簡(jiǎn)化了生產(chǎn)操作。經(jīng)過(guò)我公司技術(shù)團(tuán)隊(duì)的努力，濕法磷酸系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定長(zhǎng)周期的運(yùn)行，其綜合經(jīng)濟(jì)效益可觀。本文就我公司返回萃取反應(yīng)槽淡磷酸的控制方法的優(yōu)化改進(jìn)進(jìn)行闡述。2傳統(tǒng)

4、返淡磷酸控制流程在現(xiàn)有各種工藝類型的濕法磷酸生產(chǎn)裝置中，為了盡可能提高整體磷收率，都必須對(duì)過(guò)濾渣進(jìn)行13次甚至4次逆流洗滌，以回收過(guò)濾渣中的磷，并且為了洗滌液不影響產(chǎn)品磷酸的濃度，通常都將過(guò)濾分離時(shí)的初濾液、部分濾液酸、一洗液一起混合后作為返淡磷酸，進(jìn)入到萃取反應(yīng)槽中循環(huán)，以保證產(chǎn)品磷酸的濃度不被降低。但在實(shí)際生產(chǎn)中，傳統(tǒng)的控制方法不能使初濾液的量與濾液酸的量保持穩(wěn)定，因?yàn)楝F(xiàn)有的過(guò)濾分離設(shè)備在排出初濾液與從濾液酸中分出部分濾液酸時(shí)，均不能穩(wěn)定控制和計(jì)量，而且過(guò)濾分離設(shè)備在運(yùn)行中本身就存在一定的不穩(wěn)定因素，所以無(wú)法實(shí)現(xiàn)進(jìn)入萃取反應(yīng)槽返淡磷酸的量和濃度的穩(wěn)定控制，以致于生產(chǎn)波動(dòng)較大。采用傳統(tǒng)返淡磷

5、酸控制方法，我公司半水濕法磷酸裝置中初期的返淡磷酸收集槽中需要控制初濾液的量、濾液酸進(jìn)入返淡磷酸中的量、濾液酸沉降槽產(chǎn)出成品磷酸的量和濾液酸沉降槽分出稠漿進(jìn)入返淡磷酸中的量4個(gè)dcs控制參數(shù)，由于過(guò)濾設(shè)備自身的因素，從濾液酸中分出進(jìn)入返淡磷酸中濾液酸的量不易實(shí)現(xiàn)計(jì)量控制，動(dòng)所以一般在此處設(shè)置1個(gè)現(xiàn)場(chǎng)操作人員，輔助以手控制方式保持返淡磷酸量和濃度趨于穩(wěn)定。傳統(tǒng)返淡磷酸流程工藝流程見(jiàn)圖1。萃取反應(yīng)槽成品磷酸過(guò)濾、洗滌返淡磷酸收集槽濾液酸沉降槽初濾液磷礦返淡磷酸濾液一洗液濾液磷石膏一洗水硫酸二洗水三洗清水沉降稠漿圖1 傳統(tǒng)返淡磷酸流程工藝流程示意3 改造后返淡磷酸控制流程圖2 所示為改造后返淡磷酸控

6、制流程工藝流程。把萃取反應(yīng)料漿過(guò)濾分離出的初濾液和濾液酸全部送到濾液酸沉降槽，通過(guò)控制合格成品磷酸的量，沉降槽分離出的稠漿和剩余的酸液全部進(jìn)入返淡磷酸中，這樣的好處是只需要控制成品磷酸的量，就能穩(wěn)定控制進(jìn)入返淡磷酸收集槽中的初濾液和濾液酸的量，既保證了返淡磷酸的濃度和量的穩(wěn)定，也容易實(shí)現(xiàn)集散型儀表管理生產(chǎn)。只需要1個(gè)dcs控制參數(shù)的操作，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)方法中有4個(gè)dcs控制參數(shù)的操作；操作得到簡(jiǎn)化的同時(shí)，還減少了3個(gè)儀表設(shè)備及其運(yùn)行費(fèi)用與維護(hù)費(fèi)用；而且也取消了從濾液酸中分出進(jìn)入返淡磷酸中濾液酸的量的現(xiàn)場(chǎng)操作人員，節(jié)省了生產(chǎn)人工成本。使用此優(yōu)化后的返淡磷酸控制方法，每年為我公司半水濕法磷酸裝置的直

7、接運(yùn)行投入至少減少5萬(wàn)元，綜合經(jīng)濟(jì)效益更高。三洗清水二洗水硫酸一洗水磷礦磷石膏過(guò)濾、洗滌萃取反應(yīng)槽初濾液濾液返淡磷酸一洗液沉降稠漿濾液酸沉降槽返淡磷酸收集槽成品磷酸圖2 改造后返淡磷酸控制流程工藝流程示意4 結(jié)束語(yǔ)此改進(jìn)的返淡磷酸控制方法在我公司150 kt/a半水法濕法磷酸裝置中應(yīng)用成功以后，我們將其復(fù)制到我公司70 kt/a二水濕法磷酸裝置中去，只需要把分離設(shè)備初濾液封管道接進(jìn)濾液酸收集槽中，即可按改進(jìn)后的工藝線路進(jìn)行操作。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行實(shí)踐考察，返淡磷酸的操作比以前簡(jiǎn)單，取消人為控制從分離設(shè)備處進(jìn)入返淡磷酸收集槽中的濾液酸量，減少現(xiàn)場(chǎng)操作人員1人；而且濾液酸沉降槽下面的稠漿輸送泵處于連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，不再像未改進(jìn)之前需要頻繁啟停，設(shè)備故障率得到降低，人工操作量減