Спосіб одночасного отримання концентрованої азотної кислоти та поліпшеної кальцієвої селітри

Спосіб одночасного отримання концентрованої азотної кислоти та поліпшеної кальцієвої селітри, що включає дистиляцію розчинів неконцентрованої азотної кислоти за присутності концентрованого розчину нітрату кальцію з виве 3 Недоліком відомого способу є нейтралізація всієї кількості кислого розведеного розчину нітрату кальцію, який виводиться після концентрування НАК, вапняним молоком, що спричинює внесення надлишку води у весь об'єм розчину, зокрема і в ту частини розчину, що виводиться на гранулювання, для видалення якої, витрачаються енергоресурси. Крім того отриманий розчин кальцієвої селітри (КС) містить тільки Cа(NO3)2, що, при його подачі на гранулювання, затрудняє цю операцію, а кінцевий продукт -КС містить найнижчу (можливу) кількість зв'язаного азоту. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення способу одночасного отримання концентрованої азотної кислоти та поліпшеної кальцієвої селітри шляхом зміни послідовності технологічних процесів та технологічних параметрів і використання аміаку, як нейтралізуючого агента, що призведе до зменшення кількісті води в розчині і, як наслідок, зменшить енергетичні витрати та дасть можливість поліпшити умови експлуатації обладнання, якість кальцієвої селітри та скоротити кількість відходів. Поставлена задача вирішується тим, що в способі одночасного отримання концентрованої азотної кислоти та поліпшеної кальцієвої селітри, що включає дистиляцію розчинів неконцентрованої азотної кислоти за присутності концентрованого розчину нітрату кальцію з виведенням парів концентрованої азотної кислоти і кислого розведеного розчину нітрату кальцію, наступну його обробку нейтралізуючим агентом, концентрування розчину нітрату кальцію та наступне повернення отриманого концентрованого розчину нітрату кальцію на дистиляцію, згідно корисної моделі, частину кислого розведеного розчину нітрату кальцію, яка необхідна для одержання продукційної кальцієвої селітри, нейтралізують газоподібним аміаком із одержанням розчину концентрації 73,5 - 75,2 % Ca(NO3)2 і 3 - 10 % NH4NO3 та виводять як готовий продукт або подають на гранулювання, а іншу частину нейтралізують вапняним молоком, фільтрують, а потім концентрують та повертають на дистиляцію неконцентрованої азотної кислоти. При нейтралізації частини розчину, яка виводиться із загального потоку аміаком, в розчин не тільки не вноситься надлишок води, але й не утворюється реакційна вода, завдяки чому не виникає потреби у випарюванні води з нейтралізованого розчину, як наслідок зменшуються енергетичні витрати в цілому. При використанні газоподібного аміаку також збільшується кількість зв'язаного азоту, внаслідок утворення в розчині нітрату амонію, що позитивно впливає на процес гранулювання та поліпшення якості продукційної кальцієвої селітри. Отримання такого продукту є вигідним при його використанні не тільки, як добрива, але й у приготуванні емульсій вибухових речовин. Суттєвими відмінностями корисної моделі, що заявляється, у порівнянні з прототипом є: - обробка газоподібним аміаком частини кислого розведеного розчину нітрату кальцію, яка 60827 4 необхідна для одержання продукційної кальцієвої селітри; - отримання після нейтралізації аміаком розчину концентрацією 73,5-75,2 % Ca(NO3)2 та 3-10 % NH4NO3 та виведення його як продукційної кальцієвої селітри поліпшеної якості; - отримання після нейтралізації вапняним молоком розчину концентрації 67,6-74,1 % Cа(NО3)2 з наступним його концентруванням та використанням для концентрування НАК. На фіг. представлена схема установки для здійснення запропонованого способу одночасного отримання концентрованої азотної кислоти та поліпшеної кальцієвої селітри. Установка включає колонний апарат екстрактивної дистиляції 1, кипятильник 2, холодильникконденсатор-дефлегматор 3, реакторнейтралізатор 4, фільтр 5, випарний апарат 6, холодильник-конденсатор 7, реактор-нейтралізатор аміачний 8, промивник 9. Заявлений спосіб здійснюють таким чином. Неконцентровану азотну кислоту (НАК) концентрацією 55 - 58 % HNO3 подають на одну з тарілок в нижню частину колони 1. Розчин кальцієвої селітри концентрацією 83 - 85 % Ca(NO3)2 (PKC83) також подають в нижню частину колони 1 вище за введення НАК. Розчин нітрату кальцію з водою і азотною кислотою з куба колони спрямовують в кип'ятильник 2, де він кипить з виділенням парів, збагачених HNO3. Пари, піднімаючись вгору, контактують на тарілках колони 1 з нітратом кальцію і далі збагачуються HNO3. Пари КАК виводять Із верху колони 1, конденсують в холодильникуконденсаторІ-дефлегматорі 3 з відведенням продукційної КАК на склад. Частину відпрацьованого розведеного розчину нітрату кальцію із вмістом 75 - 78 % Ca(NO3)2 і до 5,2 % HNO3 (кислий РКС) подають у реакторнейтралізатор 4, куди також подають вапняне молоко (ВМ) до повної нейтралізації HNO3. Звільнений від HNO3 РКС очищають від нерозчинних домішок на фільтрі 5. Далі частину РКС подають у випарний апарат 6 та концентрують до 83 - 85 % і подають в колону 1. Сокову пару (СП), отриману в процесі концентрування РКС, конденсують в холодильнику-конденсаторі 7. Отриманий конденсат сокової пари (КСП) направляють на гасіння негашеного вапна (приготування вапняного молока), а надлишок у виробництво НАК. Другу частину подають у аміачний реактор-нейтралізатор 8, де нейтралізують кислий розведений розчин КС, газоподібним аміаком. Одержаний розчин, що містить 73,5-75,2 % Ca(NO3)2 та 3-10 % NH4NO3 виводять як готовий продукт або передають на гранулювання. Надлишок аміаку, що виходить з реактора-нейтралізатора 8, промивають НАК в промивнику 9, розчин кальцієвої селітри збагачений амоній нітратом направляють в реакторнейтрал і затор 8, де збільшується концентрація NH4NO3. В таблиці наведені результати практичної реалізації способу, що заявляється. 5 60827 6 Таблиця Порівняння показників способу одночасного отримання концентрованої азотної кислоти та поліпшеної кальцієвої селітри Кислотність Концентрація Конденсат кубового вапняного сокової розчину, % молока, % пари, кг № 1 (прототип) 2 3 4 5 6 7 2,85 2,0 2,85 4,2 2,85 4,2 5,2 33,1 17,84 33,1 33,1 17,84 17,84 17,84 923,1 706,8 974,6 1453 953 1410,8 2128,2 Таким чином, пропонований спосіб одночасного отримання концентрованої азотної кислоти та поліпшеної кальцієвої селітри вирішують поставлену технічну задачу, забезпечуючи - зменшення енергетичних витрат; - збільшення швидкості кристалізації селітри у 1,5-2 рази; - скорочується кількість води та відходів шламу, що утворюються при приготуванні вапняного молока; - можливість контролювати за режимом обробки газоподібним аміаком; - можливість отримання продукційної поліпшеної кальцієвої селітри з підвищеним вмістом зв'язаного азоту. Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Маса нерозКальцієва селітра прочинних речо- Кількість дукт, кг вин, що вно- аміаку, кг Ca(NO3)2 Н2О NH4NO3 ситься, кг 11,4 – 546,6 191,0 – 12,5 4,77 437,9 146,7 22,3 10,8 7,5 481,2 167 35,3 20 15,5 662,2 243,7 72,4 20 7,5 481,2 167 35,3 37,1 15,5 662,2 243,7 72,4 54,7 29,9 749,4 285,6 102,6 Практичне виконання способу здійснювали згідно представленій на фіг. 1 технологічній схемі, де: Підписне Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601