饲料级粒状磷酸二氢钙装置技术改造

方竹堃，何宾宾，牛司江

（云南磷化集团有限公司，云南 昆明 650600）

饲料级磷酸二氢钙（MCP）是一种高效、优良的磷酸盐类饲料添加剂，用于给水产动物和禽畜补充磷、钙等矿物质营养元素，具有含磷量高、水溶性好、吸收率高的特点，是目前生物学效价最高的一种饲料级磷酸钙盐［1-3］。2017年我国饲料级磷酸二氢钙产量在82万t左右。由于国家产业政策的限制，饲料级磷酸氢钙（DCP）逐渐退出市场，将会为饲料级磷酸二氢钙让出更多的市场。尽管目前整个行业存在一定的产能过剩，但是随着在禽畜幼崽饲料领域应用增多以及生产技术进一步改进，饲料级磷酸二氢钙还会进一步发展［4］。

云南磷化集团有限公司（以下简称公司）的饲料级磷酸钙装置2010年建设时设计产能为50万t/a，包含25 万t/a DCP/磷 酸 二 钙（MDCP）、15 万t/a MDCP/MCP 2条直接法生产线和1条10万t/a MCP料浆法生产线。

1 料浆法MCP生产存在的问题

料浆法MCP 的生产工艺：将脱氟磷酸和钙乳液按比例添加到反应槽中进行反应；生成的反应料浆用高压柱塞泵送到喷雾干燥塔顶部的雾化喷头中，经雾化后喷出，下落过程中与底部进入的热空气进行逆流换热；干燥后的粉料从喷雾干燥塔底部用耙子卸到皮带机上输送出来，再用装载机转运到熟化库中进行堆存熟化；熟化后烘干、筛分，筛下物作为产品包装，筛上物进入破碎后再循环。

10 万t/a MCP 生产线由于自主开发生产技术软件包存在缺陷，在试生产过程中，虽然通过业主、设计方、总包方等共同努力，打通了工艺流程，生产出合格的粉状MCP产品，但装置生产能力未达到设计要求，不具备72 h性能考核条件。

10 万t/a MCP 生产线存在的主要问题：（1）干燥塔生产能力未达到设计要求，正常日产能只能达90～100 t，年产能3 万t；（2）干燥塔出口物料经熟化后，水分未达设计要求，须占用15 万t/a 生产线进行二次干燥才能生产出合格产品，造成2条生产线不能独立生产，在进行MCP二次干燥时，15万t/a生产线只能停车，影响了装置产能的正常发挥。

2 技改目标

50 万t/a 饲料级磷酸钙装置10 万t/a MCP 料浆法生产线，未能达到设计要求，需要对装置进行必要的技改。技改拟达到的目标如下。

（1）彻底解决15 万t/a、10 万t/a 2 条生产线不能独立生产的问题，释放2条生产线的独立产能，进一步降低产品生产成本。

（2）将饲料级磷酸钙装置产量从33 万t/a 提升到43 万t/a，随着市场开拓、培育及生产技术经验的积累，通过对3 条生产线进一步挖潜改造最终装置产量将达到50 万t/a，与上游磷酸产量较好匹配。

（3）调整“835”（80 万t/a 硫黄制硫酸、30 万t/a湿法磷酸及净化、50 万t/a 饲料级磷酸钙）项目装置产品结构，新增粉状MDCP 产品。能在新建7万t/a MCP 生产线上灵活切换生产粒状/粉状MCP，产量达到7万t/a；也能切换生产粒状/粉状MDCP产品，产量达到10万t/a。

3 技改工艺方案、特点

3.1 技改工艺方案

2017年根据公司安排及市场需求，结合50万t/a饲料级磷酸钙装置特点，利用25 万t/a、15 万t/a2条生产线，采用直接法工艺试生产出粒状MCP 产品。生产实践证明，这2条生产线都能生产出质量满足市场要求的粒状MCP 产品，装置运行较为稳定，2017年共生产2万多吨粒状MCP。在生产粒状MCP时，15万t/a生产线产量为180～200 t/d，25万t/a 生产线产量为360 ～ 400 t/d，由于生产时间较短，装置生产技术控制水平还有待提高。

设计单位根据公司50 万t/a 饲料级磷酸钙装置生产运行状况、生产经验及料浆法MCP 生产主要存在问题等，先后提出料浆法和直接法两套不同的工艺改造方案。

采用直接法生产粒状MCP 每生产1 t 产品需干燥420 kg 水，采用料浆法生产MCP 每生产1 t 产品需干燥980 kg 水，可得出采用直接法生产MCP 比料浆法产品煤耗低120～130 kg/t。

分析2017 年生产统计数据得出，直接法工艺生产的MCP 产品水溶性磷占比较料浆法工艺生产的MCP 产品高，游离酸含量也相应偏低，这说明采用直接法工艺对原料磷酸的适应性较好，可适当降低对原料磷酸MER值的要求。

通过对料浆法和直接法在工艺成熟度、产品质量、产品能耗、装置产品适应性、排污、投资、施工期间对生产的影响等方面的优缺点进行全面对比，确定采用直接法工艺生产MCP。

详细技改措施：利用现有25 万t/a DCP/MDCP装置的碳酸钙乳液槽和配酸槽，新增磷酸泵、碳酸钙乳液泵、预混器、反应槽、造粒机、干燥机、破碎机、筛分机、冷却机、包装机以及配套的返料、收尘、尾洗等物料输送设备管线。工艺路线如图1所示。

图1 直接法MCP生产工艺路线

3.2 技改项目特点

本技改方案是在充分总结公司现有装置生产经验的基础上提出的，具有完全自主知识产权；充分利用10万t/a、15万t/a装置现有厂房及设备（不需新建厂房），项目实施过程中不影响现有装置正常生产。采用直接法生产粒状MCP，不需要料浆反应结晶槽和喷雾干燥塔，生产过程不需要熟化，节省了喷雾塔、熟化库等的占地空间。新工艺流程短，不需要二次造粒和二次烘干，降低了产品能耗，提高了产品产量。技改设备总投入低，生产操作简单，容易控制，装置产能高。

改造后饲料级磷酸钙装置各生产线产能见表1。项目建成后可生产粒状、粉状MCP，也可根据市场需求生产粒状、粉状MDCP。

表1 改造后饲料级磷酸钙装置各生产线产能

4 经济效益分析

“835”项目预计总投资206 000 万元，项目投入生产后，由于装置折旧、人工工资、期间费用等固定费用较高，如装置不能在短期内达产达标，会使装置产品没有市场竞争力，不利于公司生产经营发展。2017 年公司“835”装置共生产了MDCP 16.94 万t 和MCP 3.55 万t，装置折旧、人工工资、期间费用3 项费用摊销为：MDCP 754.68 元/t，MCP 802.97 元/t，由于“835”项目装置产能未能较好发挥，产品成本较高，造成公司严重亏损。

技改后，随着各套装置逐渐正常运行，饲料级磷酸钙产量上升，电、水和煤的消耗比技改前明显下降。技改后每月产品平均产量增加了13 100 t，每吨产品能耗成本降低5.2 元，装置折旧、人工工资、期间费用3 项费用摊销平均每吨下降210 元。综合后每吨产品费用降低215.2 元，每年按生产10个月计算，技改后每年可多生产产品13.1 万t，全年可减少支出2 819.12万元，为企业创造较好的经济效益。

通过近3年的市场开拓和培育，公司已培育出较多产品的市场客户，技改前“835”项目装置产能及产品结构难以满足市场客户需求。通过直接法粒状MCP 生产装置技改后，一方面提升了装置饲料级磷酸钙产能，在生产经营中可尽量少销售低附加值的磷酸产品，多生产高附加值MDCP/MCP 产品；另一面增加了粉状MDCP产品，可更好地服务市场客户，提升装置经济效益。