Спосіб одержання концентрованого розчину нітрату амонію

Изобретение относится к способу получения концентрированных растворов нитрата аммония при нейтрализации азотной кислоты аммиаком. Целью изобретения является снижение потерь азота. Поставленная цель достигается описываемым способом получения концентрированного раствора нитрата аммония, включающим нейтрализацию азотной кислоты аммиаком в горизонтальном трубчатом реакторе при общем расходе азотной кислоты и аммиака более 150 кг/ч*см 2 или при общем расходе азотной кислоты и аммиака менее 150 кг/ч*см 2, осуществляя возврат реакционного раствора на нейтрализацию в объемном соотношении между возвращаемым и образующимся при нейтрализации растворами, равном (1 5): 1. Трубчатый реактор представляет собой отрезок трубы сравнительно небольшого диаметра без насадки внутри, соотношение между длиной и диаметром, как правило, не меньше 50. По способу в соответствии с настоящим изобретением нейтрализация азотной кислоты аммиаком осуществляется с или без циркудяции концентрированного раствора нитрата аммония в зависимости от общего расхода реагентов. Так, при общем расходе реагентов, соответствующем производительности менее 150 кг/ч*см 2, в результате реакции образуется аэрозоль капелек или твердых микрочастиц, что приводит к возникновению значительного облака дыма или тумана, из которого очень трудно, если вообще возможно, выделить целевой продукт, Было установлено, что в том случае, если концентрированную азотную кислоту вводить вместе с аммиаком в поток возвращаемого в реактор раствора нитрата аммония, то продукт, выходящий из трубчатого реактора, представляет собой легко разделяемую смесь капелек раствора нитрата аммония и пара. Азотную кислоту вводят в нитрат аммония, количество которого (по объему) в 1-5 раз превышает объем раствора нитрата аммония, образующегося в результате реакции. Чем меньше расход реагентов, тем больше количество возвращаемого нитрата аммония. Если расход реагентов таков, что производительность установки превышает 150 кг/ч*м 2, то необходимость циркуляции раствора нитрата аммония отпадает, поскольку туман в этих усло виях уже не образуется. Следует однако отметить, что на начальной стадии предпочтительно вводить в реактор некоторое количество раствора нитрата аммония. Дело в том, что открытие вентиля в этот период происходит не мгновенно, а продолжается в течение примерно десяти секунд, и за это время образуется большое количество тумана. Кроме того, желательно иметь устройство для циркуляции раствора нитрата аммония, с помощью которого можно было бы по мере необходимости регулировать общий расход реагентов. Предлагаемый в соответствии с настоящим изобретением способ может быть осуществлен в следующей установке: основное отличие этой установки состоит в том, что она включает по меньшей мере, трубчатый реактор с питателями для введения реагентов (НNО3 и NH3), по меньшей мере, сепаратор для отделения пара от продукта реакции (концентрированного водного раствора нитрата аммония) и, при желании, средства для возврата части продукта реакции в трубчатый реактор. В этом случае тр убчатый реактор снабжен средствами для подачи в него возвращаемого раствора. Ниже с помощью прилагаемого схематического рисунка приводится более подробное описание характеристик и преимуществ настоящего изобретения. На одном из концов трубчатого реактора 1 имеется три питателя для подачи в него NН3, НNО3 и возвращаемого раствора NH4NO3. Для создания турбулентного потока эти питатели предпочтительно являются составными. Из другого конца трубчатого реактора выходит концентрированный раствор нитрата аммония, который подается в сепаратор 2. Из нижней части сепаратора 2 выходит концентрированный раствор нитрата аммония и поступает в сборник. Часть этого раствора после нейтрализации Н, подаваемого по питательному трубопроводу 3, может возвращаться в реактор. Сборник 4 может подогреваться с помощью погружного нагревателя 5, для того, чтобы раствор оставался в жидком состоянии при остановке установки. Из верхней части сепаратора отводится пар в направлении стрелки. Конденсирующаяся вода выводится из установки в бак 6. Перед вводом в реактор 1 NН3 и HNO3 подогреваются в теплообменниках 7,8. Количество аммиака, добавляемого в сборник 4, зависит от кислотности получаемого раствора аммония, которая, в свою очередь, является функцией расхода НNО3. Избыток НNО3 необходим для того, чтобы выходящий из реактора продукт был кислым. Тем самим, предотвращаются потери NН3. Предлагаемый в соответствии с настоящим изобретением способ имеет следующие преимущества: - небольшие капитальные затраты, вследствие простоты конструкции и малого диаметра реактора. - очень небольшая инерция установки, так как количества циркулирующе го раствора нитрата аммония малы. - уменьшение опасности коррозионного воздействия кислого раствора нитрата аммония, так как количества циркулирующего раствора малы. Предлагаемое изобретение иллюстрируется нижеследующими примерами. Пример 1 (сравнительный). В трубчатый реактор с диаметром 15мм (сечение 1,766 см) подавали (часовой расход): 157 л 57,5%-ной азотной кислоты, 33,5 кг газообразного аммиака при температуре 20°С. Общий расход реагентов составил 88,1 кг/ч*см. В результате образовывался плотный туман. Опыт прекращали через несколько минут. Потери нитрата аммония составляли около 40%. Пример 2. В установку, схема которой изображена на прилагаемом чертеже с таким же трубчатым реактором, как и в случае примера 1, подавали (часовой расход): 218,4 л 57,5% азотной кислоты при 20°С, 46 кг газообразного аммиака при температуре 60°С, 1000 кг возвратного 92% раствора нитрата аммония при 150°С. Общий расход реагентов составил 122,3 кг/ч*см. степень рецикла 4,6. Производительность такой установки составляла 1230 кг/ч 91,2% раствора нитрата аммония при 140°С. Общие потери азота составляли 5,8% от всего количества азота, вводимого с HNО3 и NН3. Пример 3. В такую же установку, как и в случае примера 2, подавали (часовой расход): 373 л 57,5% азотной кислоты при 20°C, 76,8 л газообразного аммиака при 80°С, 700 кг возвратного 92% раствора нитрата аммония при 150°С, в который вводили при 1.2 кг NH 3. Общий расход реагентов составил 207,9 кг/ч-см, степени рецикла 1,9. Производительность установки при работе в таком режиме составляла 1120 кг/ч слабокислого (концентрация свободной HNO3 составляла 6 г/л раствора 92,4% раствора нитрата аммония с температурой 155°С. Общие потери азота составляли до 0,15 %, Пример 4. В такую же установку, как и в случае примера 2 подавали (часовой расход):480 л 57,5% азотной кислоты, подогретой до 45°С. 97,5% газообразного аммиака при 58°С. Производительность установки при работе в таком режиме составляла 518 кг/ч слабокислого 88,3% раствора нитрата аммония с температурой 148°С, Общие потери азота составляли до 0,6%. Таким образом, изобретение позволяет снизить потери азота с 40 до 0,15-5,8%.