Спосіб отримання аміачної селітри

Реферат: UA 83913 U UA 83913 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до хімічної промисловості, зокрема виробництва аміачної селітри, а також інших виробництв, які використовують глибоке упарювання розчинів з досушуванням газовим теплоносієм у випарних апаратах. Відомі способи отримання аміачної селітри [1, 2, 3], що включають нейтралізацію азотної кислоти газоподібним аміаком з утворенням сокової пари і водяного розчину нітрату амонію, упарювання отриманого розчину, доупарювання упареного розчину до висококонцентрованого плаву з утворенням парогазової суміші після випаровування, грануляцію одержаного плаву в грануляційній башті, очистку пароповітряної суміші після упарювання і грануляції в скрубері слабким розчином нітрату амонію, а очищене повітря викидається в довкілля. Суттєвим недоліком відомих способів є забруднення довкілля, обумовлене низьким ступенем очищення (60-80 %) відпрацьованого повітря в апаратах мокрого очищення. Найбільш близьким до запропонованого способу є спосіб одержання гранульованої аміачної селітри [4], що включає нейтралізацію азотної кислоти газоподібним аміаком з утворенням сокової пари і водного розчину нітрату амонію, упарювання отриманого розчину; доупарювання упареного розчину до висококонцентрованого плаву з використанням гріючої пари і газового теплоносія (нагрітого повітря), контактуючого з плавом; грануляцію отриманого плаву в грануляційній башті; охолодження отриманих гранул в киплячому шарі; очистку і охолодження пароповітряної суміші. Цей спосіб вибрано як найближчий аналог. В наведеному найближчому аналогу новим є те, що очищення та охолодження пароповітряної суміші здійснюється в паропромивній колоні з трьома зонами зрошення, після чого очищене повітря знову направляється на використання як охолоджуючого агента для охолодження гранул в грануляційній башті та киплячому шарі, що теоретично дає змогу створювати замкнений цикл по повітрю і ліквідувати викиди в довкілля, але для здійснення такого способу необхідні великі витрати теплової енергії на охолодження і нагрівання циркулюючих потоків повітря. Так для нагрівання і охолодження повітря, що 3 подається в доупарювачі типової установки (15000-20000 м /год.), необхідна теплова потужність 900×2=1800 кВт. Крім того повітря, охолоджене контактуванням з водяним розчином, має відносну вологість 100 %, що не підходить для охолодження гігроскопічних гранул аміачної селітри. В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення способу одержання аміачної селітри, внаслідок ліквідації пароповітряних викидів з доупарювачів випарних установок в довкілля і зменшення витрат теплової енергії на доупарювання розчину нітрату амонію до плаву з концентрацією сухих речовин 99,97÷99,98 %. Поставлена задача вирішується тим, що як газовий теплоносій використовують водяну пару, перегріту до температури, вищої максимальної температури плаву (180÷200 °C), переміщують перегріту пару по поверхні плаву в зоні випаровування і підтримують температуру суміші парів на виході із зони випаровування вищою від температури їх насичення за тиску парової суміші. Об'єми сокових парів, що виділяються в результаті випарювання та випаровування води в доупарювачі, конденсують в конденсаторі, а решту пари, що використовується як теплоносій, догрівають до вихідної температури і знову направляють в доупарювач, таким чином цикл замикається. В замкнутому циклі циркулює перегріта пара, енергія якої витрачається на випаровування води з висококонцентрованого розчину, витрати енергії на охолодження і нагрівання повітряного теплоносія, аналогічно з найближчим аналогом, відсутні. Конденсат вторинної (сокової) пари використовується в технології. Викиди в довкілля відсутні. Здійснення способу описується в прикладі. Приклад Азотну кислоту і газоподібний аміак подають в реактор-нейтралізатор, де при температурі 140-150 °C і абсолютному тиску 0,13 МПа відбувається реакція нейтралізації з утворенням "сокової" пари і водяного розчину, що містить 72÷75 % нітрату амонію. Отриманий розчин упарюють до концентрації 97÷98 %. Упарений розчин направляють в доупарюючий плівковий випарний апарат, в міжтрубний простір якого подають насичену пару з тиском до 1,6 МПа, а в трубний простір подають перегріту до температури 180-200 °C пару під абсолютним тиском до 0,11 МПа, яка з достатньою швидкість переміщається в трубках доупарювача, контактує з плівкою плаву, висушує вологу з поверхні плівки плаву, віддаючи їй тепло на випаровування вологи. Отриманий плав з концентрацією 99,97÷99,98 % нітрату амонію при температурі 170-180 °C подають на грануляцію в грануляційну башту, а отримані гранули направляють в киплячий шар для охолодження. Охолоджені гранули направляють на пакування. Суміш перегрітої пари і вторинної (сокової) пари з температурою 150-170 °C з домішками пилу нітрату амонію, аміаку і 1 UA 83913 U 5 10 15 вторинної пари із доупарювального апарата направляють об'єм вторинної пари в конденсатор, а решту перегрітої пари подають вентилятором (димососом) через підігрівач, де вона нагрівається до температури 180-200 °C, в випарні трубки доупарювача, цикл циркуляції перегрітої пари замикається. При цьому шкідливі викиди в довкілля відсутні, крім того економиться значна кількість теплової енергії в результаті відсутності охолодження та нагрівання повітряного теплоносія для повернення його в замкнутий цикл, як вказано в найближчому аналогу. Таким чином, в пропонованому способі застосуванням як теплоносія перегрітої водяної пари забезпечується переведення виробництва аміачної селітри на замкнутий цикл по теплоносію, що виключає викиди шкідливих речовин і пари в довкілля і зменшує витрати теплової енергії. Джерела інформації: 1. А.С. СССР № 470509, С1/00, 1973. 2. Технология аммиачной селитры / под ред. В.М. Олевского. - М.: Химия, 1978. - с. 132-134. 3. А.С. СССР № 1647001, С05С 1/02, 1989. (13) 7 4. Патент RU 2147554 С1/ МПК С01С 1/18, С05С 1/02, 2000. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 Спосіб отримання аміачної селітри, що включає нейтралізацію азотної кислоти газоподібним аміаком з утворенням сокової пари і водного розчину нітрату амонію; упарювання отриманого розчину; доупарювання упареного розчину до висококонцентрованого плаву з використанням газового теплоносія; грануляцію отриманого плаву в грануляційній башті; охолодження отриманих гранул в киплячому шарі, який відрізняється тим, що як газовий теплоносій використовують водяну пару, перегріту до температури, вищої максимальної температури плаву (180÷200 °C), переміщують перегріту пару по поверхні плаву в зоні випаровування і підтримують температуру суміші парів на виході із зони випаровування вищою від температури їх насичення за тиску парової суміші. Комп’ютерна верстка С. Чулій Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2