Спосіб одержання аміачної селітри

1. Спосіб одержання аміачної селітри, що включає нейтралізацію слабкої азотної кислоти газоподібним аміаком з використанням тепла нейтралізації, стадію упарювання для концентрування компонентів, які вилучають, з виділенням сокової пари, доупарювання плаву аміачної селітри, грануляцію, охолодження і сушіння готового продукту, конденсацію вихідної з випарних і доупарювальних апаратів сокової пари шляхом охолодження до 130 °С, очищення й утилізацію конденсату сокової пари, який відрізняється тим, що конденсат сокової пари одержання аміачної селітри додатково прохолоджують, після чого фільтрують через мембрани зворотноосмотичної установки при тиску 22,5 МПа, одержаний пермеат з вмістом азотних сполук до 50 мг/л направляють на технологічні потреби підприємства, а виділений концентрат подають на стадію випарювання в барботажну колону концентрування, з кубової частини якої C2 2 (19) 1 3 82572 стосуванням різних реагентів - органічних і неорганічних, котрі часто стають компонентами високомінералізованих стічних вод, для очищення яких з метою оздоровлення навколишнього середовища, витрачаються значні засоби. В екологічних і економічних відносинах найбільш прогресивної є розробка безвідхідних технологій одержання цільового продукту. Відомий спосіб одержання аміачної селітри, шляхом нейтралізації слабкої азотної кислоти газоподібним аміаком з використанням тепла нейтралізації, розпарювання вихідних розчинів для концентрування компонентів, що вилучаються, з використанням тепла нейтралізації з виділенням сокової пари, дорозпарювання плаву аміачної селітри, конденсації вихідного з випарних і доупарювальних апаратів сокової пари шляхом його охолодження, очищення й утилізації. У залежності від концентрації розчинів аміачної селітри (нітриту амонію NH4NO3), що утворяться в використовуваче теплоти нейтралізації (ВТН), застосовують різні системи випарювання. Конструкції випарних апаратів, застосовуваних на окремих ступінях, те хнологічні параметри і схеми богатостадійного виробництва аміачної селітри описані в роботах [1. Клевке В.А., Поляков Н.Н., Арсеньєва А.З. Те хнологія азотних добрив. М.: Держхімвидав, 1963р, с 30], [2. Мініович М.А. Виробництво аміачної селітри. М.: Хімія, 1974 р, 240 с]. Загальним для всіх систем є наявність стадій упарювання і доупарювання з одержанням сокової пари, у процесі яких плав аміачної селітри концентрується до 99,7-99,8% NH4NO3, прохолоджується, гранулюєтся і суши ться готовий продукт. Випарні і доупарювальні апарати являють собою кожухотр убну конструкцію, у якій здійснюється теплообмін між стікаючим у виді тонкої плівки розчином селітри, що обігрівається парою з міжтрубного простору, і рухається в противотіке гарячим повітрям. Нижче труб, для більш глибокого упарювання, розміщають концентраційні тарілки. Недоліком процесів упарювання і доупарювання в перерахованих апаратах є втрата цільового продукту з конденсатом сокової пари (КСП) і утворення великого обсягу стічних вод. З розчину, що випарюється, в паровому просторі випарних апаратів спостерігається віднесення часток рідини з цільовим продуктом (у виді тумана, окремих крапель або піни), у результаті механічного захоплення часток рідини паром. Віднесення приводить до втрати продукту, розчиненого в краплях розчину. Відпрацьований КСП направляють на біохімічне очищення (БХО), що вимагає великих витрат електроенергії на перекачування і реагентів (метилового спирту) для проведення процесів нітрифікації і денітрифікації. Відомий спосіб одержання аміачної селітри, що включає в себе стадію нейтралізації слабкої азотної кислоти аміаком, утворення розчину нітрату амонію, що для одержання твердого продукту випарюють, концентруючи компоненти, що вилучаються, використовуючи сокову пару, що утворилася для подальшого випарювання розчину від 7580 до 95-99% NH4NO3 у вакуум-апаратах. Процес нейтралізації здійснюється в апаратах, 4 у яких тепло реакції частково використовується для випарювання води з розчину аміачної селітри в ИТН, де одночасно з нейтралізацією відбувається кипіння і упарювання розчину, одержують висококонцентрований розчин і плав нітрату амонію. [3. М.Є. Позин, Технологія мінеральних добрив, Ленінград «Хімія», Ленінградське відділення, 1989р. с 224-228]. Недоліком способу з застосуванням ИТН є втрати цільового продукту кислоти й аміачної селітри що нісся із соковою парою, підвищена собівартість аміачної селітри, її недовиробіток. У зоні сепарації ВТН сокова пара відокремлюється від киплячого розчину селітри і надходить у вер хню частину апарата, у промивну зону на очищення від аміаку, бризів розчину селітри і парів азотної кислоти HNO3. Очищення сокової пари залежить від стабільності дозування азотної кислоти й аміаку в реакційну частину апарата ВТН і зрошення тарілок промивної частини апарата. На виході з апарата ВТН сокова пара містить 2-4г/л NH4NO3 і 1-3г/л HNO3. Розчин селітри з донейтралізатора з концентрацією 88-92% NH4NO3, що містить 0,1-0,5г/л вільного NH3, випарюють у комбінованому випарному апараті до концентрації 99,0-99,5%. У нижньої тарілчастої масообмінної частини апарата, за рахунок продувки розчину повітрям відбувається подальше концентрування плаву до 99,7-99,8% NH4NO3. Пароповітряна суміш, що виходить з апарата, забруднена бризами розчину селітри і її аерозолю, а також аміаком і соковою парою. Зміст NH4NO3 у пароповітряній суміші, що виходить з апарата, досягає 6-10г/м 3, а аміаку 3-5г/м 3. Найбільш близьким до способу, що заявляється, і промислово застосовним є спосіб одержання аміачної селітри основне виробництво якої складається в нейтралізації слабкої азотної кислоти газоподібним аміаком з використанням тепла нейтралізації, у упарюванні для концентрування компонентів, що ви тягаються, з виділенням сокової пари, доупарювання плаву аміачної селітри до масової частки не менш 99,5%, грануляції, охолодження, упакування готового продукту. [4. Довідник азотчика, видання 2-е, М., Хімія, 1987р, с 164169].- прототип. При виробництві аміачної селітри утвориться 90м 3/годину конденсату сокової пари (КСП), у якому утримується до 2,0г/л азоту амонійного і до 4,0г/л нітратів. Частина КСП використовується для зрошення колон абсорбції агрегатів слабкої азотної кислоти, іншу частин у направляють на біохімічне очищення (БХО), у процесі якої його змішують з іншими виробничими стоками і зливовими водами, піддають процесам нітрифікації і денітрифікації, очищають до встановлених норм і повертають на підприємство для підживлення водооборотних циклів. Недоліком відомого способу є: - утрата цільового продукту з віднесенням часток компонентів з розчину, що випарюється, разом із соковою парою; - додаткові витрати зв'язані з подачею КСП на БХО і його очищенням: у КСП, що надходить на БХО, знаходиться до 50% всіх азотоутримуючих 5 82572 забруднень у загальному обсязі стічних вод. Очищення стоків від азоту вимагає великих витрат електроенергії і метанолу при проведенні процесів нітрифікації і денітрифікації. - збільшене споживання хімочищеної або частково демінералізованої води і витрати на її підготовку, зв'язані з заповненням витрати КСП, відведеного на біохімічне очищення; - обмежена можливість утилізації КСП через високу концентрацію домішок у біохімічно очищеної воді (NO3 - 70мг/л, NO 2 - 6, NH 4 - 0,5мг/л); - утрати кислоти і селітри, за рахунок зменшення вироблення продукту, зв'язані з відновленням у зоні денітрифікації БХО азотоутримуючих домішок до азоту і води; - підвищена витрата метанолу на БХО, поданий як джерело органіки, що легкоокисляється, для проведення процесу денітрифікації; - нераціональне використання тепла КСП (130°С) при подачі його на біохімічне очищення; - низька надійність і ефективність роботи абсорбційних колон по виробництву ви хідної сировини: слабкої азотної кислоти на концерні, для зрошення яких використовують підігрітий конденсат сокової пари, що містить домішки, у т.ч. хлориди. Зміст хлоридів в абсорбційній колоні строго регламентується. При зрошення колон КСП хлориди, що утримуються в ньому, з'єднуються з азотом, утворити нітрохлориди. Кількість нітрохлоридів не повинна перевищува ти 500мг/л. При їхньому перевищенні встановлених норм страждає надійність тарілок, (с'ідається матеріал в абсорбційній колоні). Щоб запобігти нагромадження хлоридів, змушені виводити розчин з верхніх тарілок абсорбційної колони для утилізації солей, при цьому страждає якість отриманої азотної кислоти (знижується її концентрація). Збільшуються витрати на переробку розчину. Для створення екологічно чистих систем у хімічній промисловості використовують безреагентний мембранний метод очищення стічних вод зворотний осмос. На Україні зроблені спроби використовувати мембранні методи очищення стічних вод з високою концентрацією азоту і компонентів виробництва. Ближче усього до рішення проблем азотної промисловості підійшли фахі вці Інституту «Хімтехнологія» (м. Северодонецьк), ними проведені дослідження з використання мембранних методів по очищенню слічних вод виробництва азотних добрив, що містять високі концентрації азотних компонентів [4. Фізико-хімічні методи знешкодження стічних вод, Хімічна Промисловість України, 2000р., №1-2, с. 95]. При цьому використовують триступінчасту схему очищення КСП. Однак, при рішенні проблеми утилізації конденсату сокової пари навіть при такій схемі очищення не досягли бажаних результатів. У результаті очищення отримано пермеата з досить високим змістом NH4NO3 - до 0,15г/л, через що отриманий пермеат і концентрат не знайшли застосування в технологічному процесі одержання добрив. Для утилізації пермеата в схемі підживлення котлів застосовують його додаткове доочищення до відповідних норм, використовуючи іонообмінні установки, експлуата 6 ція яких зв'язана з високою вартістю використовуваних хімікатів, а також з їх здатністю забруднювати навколишнє середовище. Задачею дійсного винаходу є створення екологічно чистого способу одержання аміачної селітри без скидання азотоутримуючи х стічних вод у замкнуту систему водопостачання концерну, утилізація очищеного КСП, збільшення вироблення цільового продукту, зниження його собівартості. Поставлена задача вирішується тим, що в способі одержання аміачної селітри, основне виробництво якої складається в нейтралізації слабкої азотної кислоти газоподібним аміаком з використанням тепла нейтралізації, який включає стадії упарювання для концентрування компонентів, що вилучаються, з виділенням сокової пари, доупарювання плаву аміачної селітри, грануляції, охолодження і сушіння готового продукту, конденсації вихідної з випарних і доупарювальних апаратів сокової пари шляхом охолодження до 130°С, очищення і утилізації конденсату сокової пари, відповідно до винаходу, конденсат сокової пари основного виробництва аміачної селітри додатково прохолоджують, після чого фільтрують через мембрани зворотноосмотичної установки при тиску 2-2,5МПа, отриманий пермеат зі змістом азотних з'єднань до 50мг/л направляють на технологічні потреби підприємства, виділений концентрат подають на стадію упарювання в барботажну колону концентрування, з кубової частини якої концентрат КСП подають у циркуляційний контур для підігріву в поверхневому теплообміннику за рахунок тепла конденсації сокових парів, що надходять у теплообмінник з випарних апаратів основного виробництва аміачної селітри і повертають у конденсаційну колону для нагрівання атмосферного повітря, що подається знизу у вер х у зазначеній колоні, насичений вологою гаряче повітря після сатурації виводять в атмосферу, концентрат КСП, що залишився, зі змістом аміачної селітри до 3% направляють на випарювання в існуючу схему основного виробництва аміачної селітри або іншим споживачам, наприклад в схему одержання карбамідо-амиачної суміші; охолоджений у поверхневому теплообміннику конденсат сокової пари перед фільтрацією на зворотноосмотичної установці додатково прохолоджують у дво х східчастих холодильниках, використовуючи на першій ступіні охолодження у якості хладоагента хімочищену воду з температурою 25-30°С, що подається на живлення котлів по виробництву пари тиском 1,3МПа, на другій ступіні охолодження в якості хладоагента, використовують оборотну воду з температурою не більш 28°С, що надходить на градирні, відведене тепло при охолодженні КСП у циркуляційному контурі утилізують при підготовці до використання концентрату, виділеного на зворотноосмотичній установці в основному виробництві аміачної селітри, отриманий пермеат використовують для живлення котлів-утилізаторів по виробництву пари тиском 1,3МПа, та/або на зрошення абсорбційних колон агрегатів виробництва слабкої азотної кислоти, при зниженні продуктивності зворотноосмотичної установки роблять очищення мембран шляхом циркуляції через них ми 7 82572 ючих кислих і лужних розчинів. Запропонований спосіб дозволяє: вирішити такі задачі: - зменшення споживання прісної води: хімочіщеної або частково демінералізованої за рахунок повторного використання очищеної води для технологічних нестатків: пермеат після очищення КСП використовують як живильну воду для живлення котлів-утилізаторів по виробництву пари тиском 1,3МПа, що знизить витрати, зв'язані з підготовкою води і її заповненням; - підвищення надійності й ефективності роботи абсорбційних колон по виробництву азотної кислоти за рахунок зрошення колон отриманим пермеатом, що підвищить концентрацію зробленої азотної кислоти; - створення безвідхідної технології: концентрат направляють на колону концентрування з метою подальшого застосування в складі вихідної сировини при виробництві аміачної селітри; - запобігання скидання солей у замкнуту систему водопостачання завдяки їхньому концентруванню на зворотноосмотичної установці, виділенню з отриманого концентрату і використання (утилізації) у те хнологічному процесі одержання цільового продукту; - зниження собівартості біологічного очищення стічних вод підприємства; - зменшення загального солевмісту в замкнутій системі водопостачання підприємства за рахунок зниження азотоутримуючих з'єднань у його водоймищах. Переваги запропонованого методу також складаються в невисоких витратах, простоті і компактності установок, їхньої повної автоматизації. Вибір робочого тиску в зазначених межах для проведення процесу відділення солей на мембранах здійснювався на підставі забезпечення розрахункової продуктивності мембран. Згодом, навіть при оптимальних умовах, продуктивність зворотноосмотичних мембран у міру їхнього забруднення повільно, але знижується. При забрудненні мембранних елементів потрібне більший тиск для очищення того самого кількості води. Недовиробіток пермеата компенсують ростом робочого тиску до 2,5МПа (з умови збереження продуктивності установки по пермеату постійним). В міру подальшого забруднення мембран компенсація недовиробітку пермеата шляхом підвищення робочого тиску в установці понад 2,5МПа стає неефективної через невиправдане збільшення енерговитрат. При зниженні продуктивності зворотноосмотичної установки на 15% терміново потрібно її висновок на промивання мембран. Охолодження КСП від основного виробництва аміачної селітри у поверхневому теплообміннику циркуляційного контуру від температури 130°С до 90°С, дозволить підігріти концентрат до 70-75°С, передавши отримане тепло атмосферному повітрю в конденсаційній колоні, використовуючи відведене тепло конденсату для підготовки до використання (для концентрування) концентрату після зворотноосмотичної установки в основному виробництві аміачної селітри. Додаткове охолодження конденсату сокової 8 пари в двох східчастих холодильниках, що працюють у послідовному режимі, дозволяє знизити його температуру з 90°С до 30°С і забезпечити надійну, безпечну роботу полімерних мембран зворотноосмотичної установки, розрахованих на роботу в невисокому температурному режимі (не вище 40°С). Використання на першій ступіні охолодження КСП у якості холодоагента хімочіщеної або частково демінералізованої води (ЧДВ) з температурою 25-30°С, що надходить на живлення котлівутилізаторів по виробництву пари тиском 1,3МПа, дозволить раціонально використовувати тепло технологічних потоків, утилізувати тепло КСП що відводиться, підігріти живильну воду (ЧДВ), знизивши витрату пари для підігріву хімочіщеної води, підвищити ефективність очищення води в деаераторах від розчиненого в їй кисню. Використання другої ступіні додаткового охолодження КСП оборотною водою з температурою не більш 28°С забезпечує відсутнє теплознімання з потоку КСП на 1 ступіні охолодження, знижує його температуру до 35°С, створивши тим самим умови для безпечної роботи зворотноосмотичних мембран. Оборотна вода є найбільше доступним джерелом для зниження температури технологічних потоків до розрахункової величини. На фігурі представлена принципова схема одержання аміачної селітри. Схема містить у собі основне виробництво аміачної селітри 1, збірник конденсату сокової пари 2, поверхневий теплообмінник 3, охолоджувачі 4, 5, ємність для збору охолодженого КСП 6, насос 7 подачі КСП на механічні фільтри 8 мембранної зворотноосмотичної установки 9, лінію видачі пермеата 10 на технологічні нестатки концерну і на зрошення абсорбційних колон 11, лінію подачі концентрату 12 у барботажну колону концентрування 13, вентилятор 14 для подачі в колону 13 атмосферного повітря, контур циркуляції концентрату КСП 15, що включає насос 16 для подачі концентрату з кубової частини колони 13 у теплообмінник 3, лінію подачі концентрату, що залишився, 17 на упарювання в існуючу схему одержання аміачної селітри в основному виробництві 1 або іншим споживачам 18 (одержання карбомідоаміачної суміші (КАС), вузол подачі хімреагентів: лінії дозування антискаланта 19 і азотної кислоти 20, а також лугу 21 у потік КСП перед механічними фільтрами 8 і азотної кислоти 22. Спосіб здійснюєшся таким чином. Основне виробництво гранульованої аміачної селітри 1 засноване на нейтралізації слабкої азотної кислоти (46-56%) газоподібним аміаком у реакційному апараті що використовує теплоту нейтралізації (ИТН), з наступним упарюванням розчину, доупарюванням, з утворенням сокової пари, його конденсації, одержанням розчину аміачної селітри з масовою часткою не менш 67%. Процес нейтралізації азотної кислоти підігрітим газоподібним аміаком проходить по реакції: NH3 + HNO3 = NH4NO3 +Q У процесі нейтралізації виділяється велика кількість тепла, що використовується для випарювання розчину аміачної селітри безпосередньо в 9 82572 апараті ИТН, а також при випарюванні на І ступіні. На першій ступіні випарювання розчину аміачної селітри виробляється плав до масової частки 78-90% селітри при подачі у випарний апарат сокової пари з апарата ИТН із тиском 0,2МПа з утворенням з нього вторинної сокової пари, що несе велику кількість бризів, що містять аміачну селітру. Розчин аміачної селітри з масовою часткою 78-90%, надходить на другу ступінь випарювання з одержанням плаву з масовою часткою аміачної селітри 95,5-96,5%, а потім на доупарювання розчину до 99,5%. Плав аміачної селітри надходить на грануляцію шляхом його розбризкування у виді крапель, падаючих у низ вежі, кристалізуються і прохолоджуються до 40-50°С. Готовий продукт упаковується, маркірується, відвантажується. Сокова пара, що утворилася, на стадіях випарювання і доупарювання основного виробництва аміачної селітри 1 після промивання сокової пари направляють у поверхневий конденсатор, де конденсується у виді конденсату сокової пари і подається в збірник конденсату сокової пари 2. Усереднений КСП зі збірника КСП 2 зі змістом NO3 =1,5-2г/л, NH4=1г/л з температурою 130°С, у кількості 90м 3/годину подають у поверхневий теплообмінник 3 у якому як охолоджувач служить концентрат КСП, що циркулює по контурі 12. У теплообміннику 3 КСП прохолоджується до температури 90°С. Вихідний з теплообмінника 3 КСП додатково прохолоджують до 30°С у холодильниках 4 і 5. У холодильнику 4 у якості хладоагента використовують хімочищену воду з температурою 2530°С. У холодильнику 5 використовують оборотну воду з температурою не більш 28°С. Хімочищена вода й оборотна вода пройшовши по трубному просторі холодильників 4 або 5, відповідно, підігрівається теплом підведеного в міжтрубний простір КСП із робочою температурою 90°С, утилізуючи його тепло. Охолоджений конденсат сокової пари після холодильників 4, 5 з температурою 30°С, за допомогою насоса 7 надходить на механічні (картриджні) фільтри 8 призначені для очищення КСП від зважених часток розміром більш 15 мікронів, а потім - більш 5 мікронів. Як фільтруючий матеріал використовуються зібрані в касету патрони з пористого поліпропілену з розміром пір 15 мікронів і 5 мікрон відповідно. У потік конденсату сокової пари перед фільтрацією на зворотноосмотичної установці вводять антискалант 19 і луг 21, HNO3 - 20 у кількості до 200л/сут кожного. Попередня обробка КСП хімреагентами дозволяє зворотноосмотичної установці якісно і надійно здійснити процес фільтрації. Антискалант вводять в потік КСП для нейтралізації речовин, що приводять до утворення шумовиння, зокрема сульфату кальцію, карбонату кальцію. Для нейтралізації вільного аміаку у вихідному конденсаті сокової пари, передбачається дозування азотної кислоти 20 в лінію його подачі на установку і для підкислення КСП до рН 6,0. 10 Луг уводиться у вхідн у воду для регулювання рівня рН (до 6,0). Подача лугу і кислоти дозволяє при зниженні продуктивності зворотноосмотичної установки на 10-15% зробити очищення мембран шляхом циркуляції через них миючих кислих і лужних розчинів. Заявлена послідовність стадій обробки стічних вод і їхній взаємозв'язок дозволяє створити ефективну і надійну технологію знесолення води у великих обсягах для систем паротворення при порівняно малих питомих енерговитратах, скорочених обсягах стоків, поліпшеної екології. Після реагентної обробки й очищення від зважених часток КСП подають насосами високого тиску 7 на зворотноосмотичну установку 8 (ROмашину), призначену для очищення КСП від іонів і молекул розчинених у ньому солей. Процес очищення КСП від іонів NO3 відбувається на мембранах (рулонні фільтруючі елементи (РФЭ). Конденсат сокової пари подається на зовнішню поверхню РФЭ, рухається по спіралі до центра елемента і розділяється на два потоки: очищений конденсат (пермеат) і концентрований розчин солей (концентрат). Концентрат приділяється через торець РФЭ. З 77м 3/годину відділеного на RO-машині пермеата, 20,5м 3/годину подають по лінії 10 на технологічні нестатки концерну - у колектор хімочищеної води, використовуючи як живильну воду на деаератори котлів-утилізаторів 1,3МПа, і 56,5м 3/годину пермеата по лінії 11 - на зрошення абсорбційних колон агрегатів виробництва слабкої азотної кислоти. Концентрат КСП із RO-машини 8 у кількості 13м 3/годину зі змістом NO3=11г/л по лінії 12 подають у барботажну колону концентрування 13, призначену для очищення концентрату КСП від аміаку й аміачної селітри шляхом його випарювання при сатурації повітря, нагрітого в колоні концентрування КСП циркуляційного контуру 15. У колоні 13 концентрат КСП за допомогою форсунок розподіляється по насадці і відмиває від аміачної селітри гаряче повітря, що виходить з колони. Повітря з атмосфери в кількості до 100000нм 3/год з температурою навколишнього середовища вентилятором 14 з напором до 600мм. в. ст. подається в нижню частину колони 13. У колоні на насадці відбувається нагрівання цього повітря концентратом КСП циркуляційного контуру 15 до температури 70-75°С і насичення вологою. За рахунок різного вологовмісту вхідного в колону повітря і повітря, нагрітого на насадці колони 13, останній насичується вологою (сатурірується). Відбувається винос вологи разом з гарячим повітрям в атмосферу. Концентрат КСП, що залишився (до 1м 3/годину), концентрується, і зі змістом NO3 до 30г/л виводиться з установки 13 по лінії 17 в існуючу схему виробництва аміачної селітри 1 на стадію випарювання для одержання готового продукту. Або по лінії 18 подають іншим споживачам: на виробництво карбамідо-аміачної суміші (КАС), що 11 82572 роблять з аміачної селітри. У циркуляційному контурі 15 концентрат сокової пари з кубової частини колони 13 з температурою близько 40°С подається насосами 16 у теплообмінник 3, де за рахунок тепла конденсації сокових парів (130°С) від випарних апаратів основного виробництва аміачної селітри 1 він нагрівається до температури 70-75°С і повертається на насадку нижньої частини конденсаційної колони 10. У контурі 15 циркулює близько 400м 3/годину концентрату КСП. Кількість розчину аміачної селітри виведеного з колони 13 для подальшого використання з концентрацією до 30г/л, установлюється по витраті. При реалізації способу створюється рецикл виділених речовин і очищеного розчину, знижуються виробничі витрати, збільшується вихід го тового продукту, скорочується споживання хімочищеної води (демінералізованої води) і пари на її деаерацію. RO-машина 8 укомплектована датчиками витрати пермеату і концентрату, тиску на вході і виході, температури конденсату в потоці, рН на вході, електропровідності пермеата. Очищення мембран виробляється в міру забруднення при зниженні продуктивності на 10-15% шляхом циркуляції через мембрани миючих кислих і лужних розчинів. Промивання мембран здійснюються шляхом циркуляції миючого розчину по контурі: насос - RO-машина - ємність промивного розчину - насос. Циркуляція продовжується поки температура миючого розчину не досягне 40°С. Потім виробляється витримка мембран у миючому розчині. Після цього RO-машина промивається чистою водою від миючих розчинів. При необхідності операція очищення мембран повторюється. Миючий розчин після промивання подається на біохімочищення. Приклади виконання способу. Приклад 1. Прототип. Основне виробництво аміачної селітри склало - 547800т/рік. При цьому утвориться КСП - 90м 3/година (723600м 3/рік). У КСП утримується до 2.0г/л азоту амонійного і до 4.8г/л нітратів. Отриманий конденсат сокової пари, що містить азотоутримуючі домішки, у т.ч. хлориди, використовувався: 55м 3/годину КСП - для зрошення абсорбційних колон агрегатів виробництва слабкої азотної кислоти; 15м 3/годину приділялося на БХО для очищення (температурою 130°С) 20м 3/годину направлялася на установку для переробки КСП методом випарювання. При виробництві 1000кг аміачної селітри витрачено: Аміак газоподібний, кг/тонну готового продукту 213,0 Азотна кислота в моногідраті, кг/т готового продукту 788,0 Вода, що надходить з азотною кислотою, кг/т готового продукту 888,0 Доломітний розчин (20% СаО), кг/т готового продукту 15,0 12 Готовий продукт (98,7%), кг/т 1000 Сокова пара, 890 у тому числі: нейтралізація, кг/т 394 І ступінь випарювання, кг/т 275 II ступінь випарювання, кг/т 185 Доупарювання, кг/т 36 Втрати аміаку, кг/т 3,3 у тому числі: із соковою парою, кг/т 0,3 Втрати азотної кислоти, кг/т 10,7 у тому числі: із соковою парою, кг/т 4,8 При режимі роботи установки 8040 годину/рік зі змістом аміачної селітри в КСП 2г/л і його витраті 20м 3/годину в замкнуту систему водопостачання концерну надходило: 2000 х 2,0 х 8040: 1000 = 321,6т/рік аміачної селітри При цьому: Собівартість 1 тонни аміачної селітри склала 70,71 дол. США Витрата теплової енергії (пара 1,ЗМПа) на технологію - 3,61Гкал Витрата метанолу в зону денітрифікації БХО склав 4т/сут. Витрата оборотної води склав 2000м 3/година. Собівартість слабкої азотної кислоти 44,22 дол.США Приклад 2. Спосіб, що заявляється. Основне виробництво аміачної селітри склало 547800т/рік. Після випарних і доупарювальних апаратів основного виробництва аміачної селітри утворився КСП - 90м 3/годину з температурою до 130°С. Зміст аміачної селітри в КСП з основного виробництва склало 1,5-2г/л. Конденсат сокової пари від виробництва аміачної селітри прохолоджують у теплообміннику 3 з поверхнею теплообміну 340м 2 циркуляційного контуру 15 до температури 90°С, в охолоджувачі 4 хімочищеної водою й в охолоджувачі 5 оборотною водою до температури 30°С. Охолоджений і очищений від механічних домішок КСП фільтрують через мембрани зворотноосмотичної установки при тиску 2-2,5МПа з наступними характеристиками: Кількість RO-машин: Одна (1) Продуктивність по пермеа76.5м 3/год при ту: 30°С Продуктивність по концентрату: 13.5м 3/год Відсоток вилучення пермеата: 85% Мембранні елементи: TORAY Кількість мембранних еле- 72 (6 у кожнім коментів: жусі) Тиск на вході в RO: 2,2МПа Після очищення на RO-машині отримано пермеата Q=77,5м 3/годину. З них Q=56,5м 3/годину пермеата подають для зрошення абсорбційних колон агрегатів виробництва слабкої азотної кислоти; Q=20,5м 3/годину пермеата подають на технічні нестатки концерну в т.ч. як живильну воду для котлів-утилізаторів 1,3МПа. Пермеат (очищений КСП) відповідає вимогам СТП 74-2004 «Вода Б частково-демінералізована. 13 82572 14 Вимоги до якості», що приведені нижче в таблиці: Таблиця Найменування властивостей (констант) і одиниці виміру 1. Масова частка солей, мг/дм 3, не більш 2. Загальна твердість, мкгекв/дм 3, не більш 3. Концентрація іонів водню, рН 4. Масова концентрація нітритів і нітратів, мкг/кг Значення фізичної величини з припустимими відхиленнями Джерело інформації 110 СТП 74-2004 К.Ф.Роддатис, А.Н.Полтарецький, Довідник по котельним установках малої продуктивности. 10 8,5-10,5 не нормується На зворотноосмотичній установці з КСП відділено 13м 3/годину концентрату зі змістом NO3 11г/л. Концентрат сокової пари від RO-машин подають у барботажну колону концентрування. Випарений концентрат з циркуляційного контуру ви тратою 1м 3/годину зі змістом NH4NO3 до 30г/л подають на доупарювання в існуючу схему основного виробництва одержання аміачної селітри або для одержання карбамідо-аміачної суміші. При режимі роботи установки 8040 годин додатково одержують 241,2т/рік аміачної селітри. Вироблення аміачної селітри в рік склали 548041,2т/рік. Витрата оборотної води склав 200м 3/годину; Припинено скидання азотоутримуючи х вод (КСП) у замкнуту систему водопостачання концерну. За рахунок зменшення кількості солей, що скидаються, на БХО було досягнуте зниження витрати метанолу в зони денітрифікації у кількості 0,3-0,5т. у добу. Викиди амселітри в атмосферу з повітрям з колони концентрування не перевищує 30мг/м, (відповідає практичним даним роботи установки і даним пружності парів амселітри). При витраті повітря в колону до 100000нм /година викид в атмосферу склав 24,12 т/рік. Збільшилася надійність роботи абсорбційних колон виробництва азотної кислоти при їхньому зрошенні знесоленою водою - пермеатом. Кислоту стали відбирати з більш нижніх тарілок, одержуючи більш концентровану азотну кислоту (56%). Т.о. у результаті впровадження запропонованого способу: - знижено собівартість 1 тонни аміачної селітри гранульованої на 0,90 дол. США; - знижено витрати теплової енергії (пара 1,3МПа) на 1 тонну продукції - 0,55Гкал; - економія оборотної води склала 1200-1800м на 1м 3 4% розчину аміачної селітри; - знижено собівартість 1 тонни слабкої азотної кислоти на 0,18 дол. США; - строк окупності склав 0,97 року. Таким чином, у способі одержання аміачної селітри технологія очищення КСП на RO-машині дозволила ефективно відокремити від нього солі, які виносяться технологічною парою в процесі упарювання розчинів, з одержанням пермеату і концентрату, повернути них у цикл одержання селітри на стадію концентрування вихідних розчинів з потоком концентрату зі змістом селітри до 4г/л, виключивши тим самим її втрати, збільшити вироблення цільового продукту, зменшити його собівартість, знизити споживання хімочищеною або частково демінералізованої води і пара на технологію, зменшити загальний солевміст у замкнутій системі водопостачання концерну, значно збільшить ефект очищення стоків після очисних споруджень і собівартість біологічного очищення промислових стічних вод за рахунок зниження азотоутримуючих з'єднань у водоймищах. 15 Комп’ютерна в ерстка А. Крулевський 82572 Підписне 16 Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601