肥料生产原理与工艺实习

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肥料生产原理与工艺实习



一、实习目的

1、结合课程理论所学让我们熟悉肥料新产品的开发过程，掌握肥料生产中的工艺设计，学会运用新型肥料肥效评价的一般方法

2、了解当前肥料生产中不同工艺的应用现状和特点，达到理论联系实际，提高我们综合运用所学知识进行创新的能力。

3、了解山东的几大肥料公司的生产现状和规模，对以后的学习和就业有大致的了解。

4、通过实验室内业工作掌握包膜控释肥的配方设计及生产工艺。 二、实习时间：

外业2012年4月5日---2012年5月12日 内业2012年6月29日 三、实习人员：

2009级资源与环境专业全体同学 四、指导教师：杜志勇

五、实习历程及地点

1、2012年5月5日：烟台莱阳巨力化肥有限公司

2、2012年5月11日上午：寿光稻田镇利丰农业发展股份有限公司 3、2012年5月11日下午：寿光蔡伦中科肥料有限责任公司 4、2012年5月12日：潍坊昌乐乐多收生物工程有限公司 5、实习内业：作物专用控释肥的生产与肥效评价 六、实习内容 实习外业：

2012.5.5烟台巨力化肥料有限公司 1、莱阳巨力化工厂的尿素生产工艺流程和特点

烟台莱阳巨力化工有限公司

烟台巨力化肥有限公司是以生产合成氨、尿素、甲醇为主要产品的大型民营化工企业，采用高造粒塔塔造粒技术，生产的尿素为小颗粒，含氮量46.2%。

尿素合成工艺较多，当代尿素生产，不论是采用哪种流程，基本由六个工艺单元，即原料供应、尿素的高压合成、含尿素溶液的分离过程、未反应氨和二氧化碳的回收、尿素溶液的浓缩、造粒与产品输送和工艺冷凝液处理。国内中小型厂均采用水溶液全循环法工艺，该法是将尿素合成反应后的物料分段减压，加热使其中未反应的甲胺分解和游离氨解析出来，并逐段将氨冷凝成液氨和将二氧化碳吸收并转化成氨基甲酸铵水溶液，再用泵加压返回合成系统中去循环利用。

尿素生产包括的几个主要工序有：原料气的压缩与净化；尿素的合成；循环回收；尾气吸收与解吸；尿素溶液的蒸发与造粒等。

造粒塔造粒：主要原理是化肥合成时成液态，把液态的化肥通过管道打到顶


上，然后喷出来，下坠过程中，通过空气冷却，自动凝成固体小颗粒。是将温度约140℃的尿素浓度达99.7%的高浓溶液(称尿素融体)送往几十米的高空，通过旋转的喷头的小孔喷洒出来，形成液滴自高空滴落，在下降过程中与自下而上的空气逆流直接接触，受到空气的冷却，融熔体得到凝固并冷却且将少量水分蒸发，待落到地面即成为温度60~70℃、粒度均匀的颗粒尿素产品。

合成过程：NH3和CO2在高压合成塔中进行反应，部分地转化为尿素，接着进入分离、循环回收系统。分离、回收系统按压力分为几个等级，各自形成循环，每一循环包括液相反应物的分解和分离、气相未反应物的吸收和冷凝。含有尿素合成液物流从较高压力流入下一压力等级进行分解分离，直至成为基本不含NH3和CO2的尿素溶液。从各压力等级循环中分出的气态未反应物则通过吸收、冷凝等方式转变为液相，再逐级逆向地从低压送往高压，最后返回合成塔经碳酸丙烯酯高温吸收，再经低压释放后包装上市，碳酸丙烯酯可循环利用。

合成塔操作的主要工艺指标是：压力、温度、进料物料中的氨碳比与水碳比等。

压力：操作压力的选择是以合成塔塔顶物料平衡压力为基准，且高于平衡压力的20％；温度：合成塔温度的选择是以材料耐腐蚀能力作为主要因素来考虑，在加氧的情况下操作温度是185～190℃；氨碳比：氨碳比的选择要考虑循环回收系统设备大小及合成塔最佳温度下的自热平衡，一般氨碳比选择为3．4～4．2； 水碳比：进合成塔水碳比取决于回收甲铵液所带人的水量，水碳比升高，二氧化碳转化。

造粒塔造粒的特点是：造粒塔生产能力大，操作简单，生产费用低。但有其缺点:造粒塔顶排出的气体不可避免地带有一些尿素粉尘和氨气。由于排出空气量大，而且气体携带的粉尘十分纤细，NH3含量极低，难于处理，污染环境。另外，尿素颗粒强度不高，不适于长途散装运输。另外造粒塔不能制出大于2.5mm又有足够强度的颗粒。若想要生产2~8mm的大颗粒尿素可以采用造粒机造粒。 2、潍坊寿光稻田镇利丰公司的肥料生产主要生产工艺

利丰农业发展股份有限公司坐落在中国蔬菜之乡——寿光市稻田镇工业园，于2005年6月投资6亿元建设年产30万吨氨态氮高塔复合肥；30万吨硝硫基高塔复合肥；40万吨氨化造粒复合肥项目。2008年4月1日，由利丰化工股份有限公司投资的年产20万吨硫基氨化造粒复合肥生产项目正式试车成功。

主要产品有高塔造粒高浓度复合肥，蔬菜专用肥、控释肥和冲施肥四大系列共十多个品种，其中主要有“百利丰盛”、“菜乡”、“瑞旺”、“圣德源”四大品牌。

坐落在中国蔬菜之乡——寿光市稻田镇工业园，于2005年6月投资6亿元建设年产30万吨氨态氮高塔复合肥；30万吨硝硫基高塔复合肥；40万吨氨化造粒复合肥项目。公司占地30万平方米，地理位置优越，与323省道潍高路相邻，距济青高速昌乐路口7km，距潍坊铁路货运站20km，昌乐铁路货运站10km，寿光铁路货运站10km，交通运输条件便利。


公司以中国农科院土肥研究所、青岛农业大学、上海化肥研究院为技术依托，坚持“以人为本，科技创新”的管理思想和“做农民放心的事，造农民满意的肥”的经营理念，引进聘用高级经济管理人员20人、大学本科生60人、高级技术人员22人。主要拥有高塔造粒高浓度复合肥、氨化造粒复合肥、各种专用肥、冲施肥和生物有机肥五大系列二十多个品种和“百利丰盛”、“菜乡”、“瑞旺”、“圣德源”、“金福莱”五大品牌。公司先后获得 “山东省消费者满意单位”、“省级守合同重信用企业”和“全国百家农资经销商重点推荐单位”等荣誉称号，生产的“百利丰盛”牌复合肥被评为“中国复合肥质量公认十佳优质放心品牌”。

公司产品在采用国际先进高塔熔融喷淋造粒工艺和氨化双烘双冷工艺的基础上，加入美国进口的新型含有机肽激活因子的金属蛋白酶。由于金属蛋白在复合肥中起到控释、聚合、活化土壤、促进根部生长和降解毒素等作用，更加提升了产品的品质，可提高作物对养分20%的利用率。公司现已与全国25个省市建立了600多个营销网络，产品销往全国25个省、市、自治区。百利大地、丰盛农家，“百利丰盛”这一品牌已深受各地农民欢迎。

目前集团公司计划另外投资1亿元人民币，注册成立新公司“山东金利丰生物科技股份有限公司”，主要经营新型肥料系列产品，公司主打品牌为“金利丰”，现以形成液体冲施肥4大系列、固体冲施肥6大系列，共计30余个品种，产品丰富、全面，可以满足作物生长周期中各阶段的需求。 3、各肥料工艺流程及其特点 （1）高塔造粒

本实用新型公开了一种高塔造粒复合肥生产装置，包括高塔和设置在高塔顶部的造粒机，高塔的底部设有用来称量原料的原料计量称，可以准确称量原料的所需用量，高塔的顶部设有原料仓，原料仓与原料计量称之间设有用来提升原料的原料斗提机，原料仓的下部连接有原料熔融器，尿素或硝铵磷在塔顶熔解，过程中产生的缩二尿、氨气等有害气体通过塔顶风机直接排入高空，原料熔融器的下部管道连接有混合槽，尿素或硝铵磷熔化后直接流入混合槽内，减少了缩二尿、氨气等有害气体的生成，提高了产品的品质，混合槽与造粒机连接，本实用新型既适用于硝基复合肥生产又适用于尿基复合肥生产，可满足不同客户需求。 产品在采用国际先进高塔熔融喷淋造粒工艺和氨化双烘双冷工艺的基础上，又与美国伊利诺州纳米化学公司合作，采用美国目前国际上最先进的技术在氨化造粒的基础上加入美国金属蛋白酶，这种蛋白酶具有长链蛋白质和阴离子表面活性剂的特征，与土壤中的阳离子具有极强的螯合作用。除具有一般复合肥的作用外还有如下特点：一是控制肥料分子的释放速度以达成与植物生长周期中对肥素要求的同步。因为植物对肥素的吸收在离子状态存在时最有效，该复合肥能够维持肥素的离子状态，延长肥料的有效性,提高产品的利用率。二是能有效的把土壤中没有被利用的养分富集起来，让作物进一步吸收，有聚合作用。三是金属蛋白酶有促进根部生长的作用，使之长出更多更长的根和根毛，增加根部的表面积，


提高作物吸收养分的能力，使植物根深叶茂、茁壮成长，从而提高作物的抗病能力，增产增收。四是降解作用。 （2）氨化造粒

氨化造粒复合肥是采用氨化、二次脱氯造粒生产工艺，原理是将氯化钾与硫酸加入反应槽加热并在一定条件下反应，逸出的HCL气体经水吸收后可制得一定浓度的盐酸，生成的硫酸氢钾与稀磷酸混合后形成混酸。将该混酸与合成氨按比例在管式反应器反应，生成复肥料浆直接喷入转鼓造粒机中生成氮、磷、钾一定比例的硫基复合肥。具有造粒均匀、色泽光亮、质量稳定、养分足、易溶解和被作物吸收等特点，特别是作种肥对种子相对安全。适宜各类土壤和小麦、玉米、瓜果、花生、蔬菜、豆类、花卉、果树等多种农作物及经济作物，适用于基肥、种肥、追肥、种肥、冲施。 (3)脲甲醛造粒

脲甲醛工艺具有较强的粘接性能,而且具有较好的光泽,被广泛应用于木材粘接、纸张上光和涂料改性等方面，被广泛运用于国际复合肥料等化工生产中。 工艺采用高配比合成法(尿素与甲醛的摩尔比为1:2左右),游离甲醛含量在5呱以上。主要通过化学合成缓溶性和难溶性的肥料，将肥料直接或间接的以共价或离子的键接到预先形成聚合物，构成一种新型聚合物，如脲甲醛树脂包衣缓释肥料，其养分释放具有缓释和控释的双重功效，脲甲醛树脂包衣缓释复合肥料田间实验表明，在施用等量养分肥料的情况下，脲甲醛树脂包衣缓释肥料可以有效提高氮、磷、钾的利用率，增加农作物的产量及品质。这种的工艺即称为脲甲醛工艺。

4、转鼓喷浆造粒、氨化造粒、高塔造粒的优缺点比较

（1）转鼓喷浆造粒粒度坚硬,肥效比高塔造粒长,不宜流失,易做生长期长的作物基肥使用。缺点是化合时氮素易流失,故有二次加氮的工艺。

（2）氨化造粒是管道喷浆成粒，肥效期介于滚筒和转鼓喷浆之间，利用率优于喷浆，而低于高塔造粒，水溶性不错，颗粒成不规则状,高氮高钾等含量可自由调节，适合配方施肥。

（3）高塔造粒颗粒光滑,中空防伪,含量均衡,NPK更可自由调配,肥效在复肥中最快,易溶解，最适宜做追肥.缺点是在造粒喷浆时,尿液熔融,如果工艺时间流程控制不好,易产生大量的缩二脲,还有就是生产中水分易超标。

2012年5月11日下午：寿光蔡伦中科肥料有限责任公司 5、蔡伦中科利用造纸废弃物生产有机无机复混肥料的现实意义

蔡伦中科有机无机复混肥料采用中科博联专利技术--有氧快速堆肥技术及有益菌、木素磺酸和生化腐植酸三螯合工艺，根据作物需肥特性，利用生化有机物料添加无机营养科学配制而成的一种高效缓释型植物全营养套餐的高科技肥料品种。

1、肥料具有具有培肥地力，提高作物产量，改善作物品质的作用。肥料不板结土壤，价格低廉。


2、面利用造纸废弃物生产肥料，有效地利用了废弃资源，保护环境，与可持续发展道路紧密相连。

3、有机肥丰富的活性物质还可促进作物根际有益微生物的增加和繁殖，由此改善作物根际的生态环境，降低土传病害侵染，提高作物抗性，保证作物持续健壮生长。

2012年5月12日：潍坊昌乐乐多收生物工程有限公司 6、潍坊的“乐多收”公司主要生产肥料产品

公司主要生产的肥料有叶面肥、冲施肥等水溶性肥料。公司主要生产、销售获得农业部登记的含海藻酸水溶肥料[农肥（2004）临字1541号]、微量元素水溶肥料[农肥准字1595号]、大量元素水溶肥料[农肥（2010）临字4574号]、含氨基酸水溶肥料[农肥（2010）临字4364号]、含腐植酸水溶肥料[农肥（2010）临字4575号]以及和世界同步工艺的高端单量元素、特种肥料业务。乐多收生物拥有“马头牌”、“花果护士”、“蓝精灵”、“0536”等著名客户品牌。 7、具体介绍各种肥料

①含海藻酸水溶肥料:产品含有氮、磷、钾以及海藻提取物，主要包括海藻多糖、甜菜碱类、赤霉素、甘露醇、多酚化合物、维生素、钙、硼、锌、铁、碘等微量元素、螯合盐、植物生长调解剂、细胞分裂素等，组成作物生长的完整营养体系，对农作物具有显著的功效。

②微量元素水溶肥料:微量元素含量指铜、铁、锰、锌、硼、钼含量之和。产品应至少包含两种微量元素。含量不低于0.1%（1g/L）的单一微量元素均应计入微量元素含量中。钼元素含量不高于1.0％（10g/L）。

③大量元素水溶肥料:大量元素水溶肥料而言，应该因地制宜设计合理配方，满足作物需求，省肥、提效、省成本。固体水溶肥在选择合适的原料基础上，可以添加促进养分吸收的活化剂，例如添加硝化抑制剂，可以减少铵态氮转化为硝态氮而流失，使养分利用率明显提高。液体水溶肥可以考虑采用液态氮溶液（尿素-硝铵溶液）、聚磷酸铵溶液作原料。 ④含氨基酸水溶肥料:氨基酸肥料是指能够提供各种氨基酸类营养物质的肥料应至少包含两种大量元素，要求单一大量元素最低含量不低于2.0%或20 g/L。钼元素含量不高于0.5 %。

⑤含腐殖酸水溶肥料：腐殖酸钾、腐殖酸钠、尿素、硫酸铵、磷酸一铵、硫酸钾、氯化钾、调节剂，硫酸铜、硫酸锌、硼砂、硫酸亚铁、硫酸锰、钼酸铵、钼酸钠等各种肥料剂型有，粉剂，液剂。

8、该公司在国内水溶性肥料业内的地位和作用

相信随着时间的推移，水溶性肥料会被越来越多的人所接受，但市场上的水溶肥产品种类繁多，功能杂乱，广告宣传五花八门，很难从众多的产品中选出符合自己要求的产品。而乐多收公司在国内水溶性肥料业内有重要的地位和作用。乐多收是中国最大的农用海藻酸制剂企业，专业从事农用海藻酸营养调节剂的研发、生产与销售。公司成立于1998年，控股拥有潍坊邦尼植物营养有限公司、由


其控股的潍坊乐多收农资有限公司在国内31个省（自治区、直辖市）拥有品牌推广市场39个，代理市场120个。截止到2009年9月30日，资产规模超过3500万元人民币，拥有全国第一的农用海藻酸制剂生产和销售规模。公司始终以过硬的产品质量为根本，以市场发展需求为导向，先后开发了三大系列200多个单品，深受国内外广大用户的欢迎，填补了农用海藻酸在国内的多项空白记录，创造了年销2200万袋海藻酸营养调节剂的瞩目佳绩，处于国内行业领军地位。

山东寿光作为全国蔬菜重点生产区，相当于中国水溶肥消费的一个“特区”， 乐多收生物工程有限公司看重它的消费市场，积极投身于水溶肥，做自己的特色产品，大力宣传，并做实验验效果推广产品，销量也逐年提高。如今，水溶肥发展已经有了相当的规模，其使用范围也逐渐由经济作物向大田作物迈进，随着土地集约化扩大，固体肥施用量减少，水溶肥会成为我国农业生产线上不可或缺的风景。

实习内业：

2012年6月29日上午，学校实验室内。一个班级28人，分为两组，我为二组成员，组长为潘军晓。

1、实验名称：作物专用控释肥的生产与肥效评价 实验目的：

（1）熟悉肥料新产品的开发过程 （2）掌握肥料生产中的工艺设计

（3）学会运用新型肥料肥效评价的一般方法

2、实验原理：

参考《植物营养学》的相关知识归纳作物的养分吸收规律，并结合作物的生长环境和土壤养分状况，确定肥料的养分配比，选择合适的生产工艺，生产控释肥料产品，并且对生产的新型肥料产品进行肥效评价。其中，生产工艺的一般工序为选料、混料、造粒、筛分、烘干、包膜等。

3、仪器设备:

试验室能够提供的所有设备，包括沸腾式流化床，转鼓流化床，挤压造粒机、圆盘造粒机、颗粒粉碎机、颗粒整形抛光机、电子天平、台秤、烘箱等。 4、实验材料

实验室能够提供的所有原料，包括尿素，过磷酸钙、磷酸一铵、磷酸二铵、钙镁磷肥、硫酸钾、氯化钾、滑石粉、凹凸棒土、硅藻土、膨润土、高分子树脂、单质硫、磷矿粉、颗粒石灰氮、粉末石灰氮、腐殖酸钠、腐殖酸铵、复硝酚钠、腐熟污泥、腐熟鸡粪、腐熟浒苔等。

根据我们讨论决定的肥料配方，我们需要的原料有：尿素、磷酸二铵、硫酸钾、滑石粉。 5、操作步骤:

（1）确定作物专用控释肥核芯肥料的养分配比。


选用黄瓜专用控释肥，养分配比：10-5-4

（2）依据养分配比结合实验室实际进行配方设计，确定配料计算。

生产3kg肥料所需原料配方为：尿素296.9g磷酸二铵452.2g硫酸钾900g （3）依据配方设计进行原料的粉碎、称量、混合、造粒、筛分、烘干，生产核芯肥料。

混合后，先在转鼓流压床中加1/3的混合物，加少量水，开机转动，成粒后再加料加水，注意加的量，干了不成粒，湿了容易成大块。 （4）个人在组中担当的责任:粉碎、称量样品。 6、实验结果:

制得的肥料颗粒大小均匀，表面光滑，色泽较好，而且水溶性很好，硬度高。

七、实习心得

通过本次实习，我对有机肥、复合肥的生产工艺有了更加深刻的了解，通过外业实习，我认识到现实中的工作环境远比我们想象的要复杂得多，似乎一个非常简单的方程式就可以设计成一个很复杂的工艺流程，所有的问题都要考虑，这是我在书本上学不到的。生活在校园中的我们也许只能从报刊杂志上了解一些字面上的东西，这次实习收获很大，理论学习是业务实战的基础，但实际工作与理论的阐述又是那么的不同，我想应该在有限的大学时光里多多走出校园进入工厂实践，向师傅们学习。 最后感谢这些公司给我们提供这样的实习机会，感谢十多天来老师和同学在学习和生活上对我们的关心和照顾，通过这次实习我也认识到自身的一些不足，会在以后的学习中重点加强和改进。

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