Способ определения склонности плава аммиачной селитры к экзотермической реакции терморазложения

 

(19) RU (11) (51) 5 G01N25 20

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ %ИЯЛИ» 4Т=, М

CO

CO

4И

1О

ЬЭ (21) 5013187/25 (22) 29.11.91

\ (46) 15.1093 Бюл. М 37-38 (71) Государственный научно-исследовательский и проектный институт азотной промышленности и продуктов органического синтеза (72) Кисиль И.М„Чижов Л.В. (73) Государственный научно-исследовательский и проектный институт азотной промышленности и продуктов органического синтеза (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКЛОННОСТИ

ПЛАВА АММИАЧНОЙ СЕЛИТРЫ К ЭКЗОТЕРМИЧЕСКОЙ P ЕАКЦИИ ТЕРМОРАЗЛОЖЕНИЯ (57) Сущность изобретения: способ предусматривает отбор пробы аммиачной селитры с постоянной скоростью и пропускание через проточную калориметрическую трубку, при этом осуществляют нагревание пробы путем автоматического регупиролвания теплового потока в нагревателе по постоянной разности температур в потоке до и после нагревания, а о скорости реакции терморазпожения судят по электрической мощности в нагревателе. 3 ип.

2001392

Изобретение относится к определению взрывоопасных свойств химических продуктов, связанных с тепловыми эффектами экзотермических реакций и, в частности, с протеканием реакции термораэложения в технологическом потоке плава аммиачной селитры и может быть использовано в химической промышленности и производстве минеральных удобрений.

Известен способ определения теплового потока, предусматривающий нагревание теплоносителя в одной из камер теплоприемника электрическим током известной мощности, а в другой камере — измеряемым тепловым потоком.

Недостатком известного способа является то, то он не может быть применен для определения склонности плава аммиачной селитры к терморазложению, поскольку выделяющийся тепловой поток от экэотермической реакции терморазложения при нормальной, регламентированной технологическим процессом температуре мал и не может быть с достаточной точностью измерен в обычных производственных условиях.

Наиболее близким техническим решением является способ определения склонности сплава аммиачной селитры к экэотермической реакции терморазложения путем нагревания пробы, измерения времени реакции и температуры плава, при этом о показателе склонности судят по потере массы в единицу времени, В качестве критерия для сравнения склонности различных удобрений к экзотермическому разложению берут отношение потери массы ЛР/ к продолжительности peh,W акции t или — Л вЂ”.

Основным недостатком известного способа является то, что лабораторный метод не может быть применен для непрерывного и оперативного контроля реакции терморазложния, протекающей в технологическом потоке плава аммиачной селитры, поскольку периодически определяемое с интервалом в 1 ч значение склонности

hW плава к термораэложению — не может ас отражать текущее (мгновенное) значение скорости протекания реакции терморазложения о в технологическом потоке плаdW дт ва аммиачной селитры и не может быть использовано как сигнал для непрерывного контроля и управления технологическим процессом.

Целью изобретения является обеспечение возможности непрерывно о контроля

55 за реакцией терморазложения в потоке плава аммиачной селитры и обеспечение в способе высокой чувствительности определения склонности к термораэложению.

На фиг. 1 изображено семейство кривых зависимости скорости термического разложения пробы плава аммиачной селитры, протекающей через калориметрическую трубку от температуры плава при различных содержаниях свободной азотной кислоты в плаве аммиачной селитры, Из рассмотрения кривых следует, что чем выше температура плава, тем выше скорость протекания реакции термораэложения †. При этом

dW

dt видно, что по мере увеличения количества свободной кислоты в плаве аммиачной селитры скорость реакции терморазложения . также возрастает как при начальных температурах плава (180-190 С) — нормальный технологический режим, так и особенно при повышенных температурах.

На фиг. 2 — кривые - f(T), изобраdW

d t женные на фиг, 1, представлены как зависимость потока теплоты реакции терморазложения от температуры пробы аммиачной селитры в проточной калориметрической трубке, т.е. От.р.=f(T), при концентрациях НМОз в плаве С-0 г/л (кривая а) и C=3 г/л (кривая б).

Иэ графических построений (см. фиг. 2) видно, что поскольку общий поток тепла

Ообщ., обеспечивающий неизменность перепада температур до и после нагревания пробы плава аммиачной селитрй в проточной калометрической трубке остается постоянным. то чем больше поток теплоты от экзотермической реакции СЬ,р., тем меньше поток теплоты со стороны регулируемого источника теплоты 0я или меньше электрическая мощность P в нагревателе, Способ определения склонности аммиачной селитры к экэотермической реакции термораэложения может быть реализован с помощью устройства, схема которого изображена на фиг, 3.

Устройство содержит термостат 1, проточную калориметрическую трубку 2 с большим термическим сопротивлением между пробой плава аммиачной селитры, текущей в трубке и окружающей средой, блок управления 3 измерители разности температур 4, измеритель электрической мощности 5, регулируемый источник теплоты (электрический н агреватель) 6, трубопровод технологического потока плава аммиачной селитры, 7 системы контроля и регулирования, сигнализации и блокировки 8.

2001392

Реализация предлагаемого способа осуществляется следующим образовал.

Перед подачей плава аммиачной селитры в калориметрическую трубку 2 включают термостат 1, который обеспечивает прогрев и постоянство температуры среды, окружающий проточную калориметрическую трубку на уровень 180 С. После этого на проточную калориметрическую трубку 2 с постоянной скоростью, равной 1 см /c, подают плав аммиачной селитры. Постоянство потока плава аммиачной селитры обеспечивают за счет постоянства высоты столба жидкого плава в сливной трубке, нижний конец которой соединен с кэлориметрической трубкой 2, а верхний размещен в промежуточной проточной емкости, куда и поступает плав аммиачной селитры из технологического трубопровода 7. Постоянство потока плава аммиачной селитры может быть также осуществлено любым другим способом.

На блоке управления 3 устанавливают разность температур Лт= 45 С между измерителями температуры 4 в проточной калориметрической трубке 2 (разность температур устанавливают исходя, с одной стороны, из обеспечения необходимой чувствительности, а с другой так, чтобы тепловой поток от реакции терморазложения

С1 р. не превышал общего теплового О,дщ), Формула изобретения

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКЛОННОСТИ Г1ЛАВА АММИАЧНОЙ СЕЛИТРЫ К ЭКЭОТЕРМИЧЕСКОЙ PEAKции теРмОРАЗложения путем нагревания пробы и измерения температуры в плаве, отличающийся тем, что пробу с постоянной скоростью отбирают из технологического потока плава аммиачной селитры и пропускают через проточную калориметриче5

После выхода системы регулирования на установившееся значение по измерителю мощности 5 определяют электрическую мощность Pl и нагревателе 6, которая и принята эа склонность плава аммиачной селитры к экэотермической реакции термораэложения, поскольку, как это следует из вышеизложенного, тепловой поток экзотермической реакции определяется скоростью самой реакции термораэложения плава аммиачной селитры.

Сигнал с измерителя 5 подают на системы контроля и регулирования, сигнализации и блокировки 8, обеспечивая тем самым контроль и безопасность ведения технологического процесса производства аммиачной селитры.

Использование способа наиболее эффективно на стадиях: выпаривания растворов аммиачной селитры в выпарных аппаратах, до нейтрализации и перекачивэния плава на гран-башни, где склонность обеэвожейного плава аммиачной селитры к сэмоддерживающейся реакции терморэзложения и как следствие к взрыву особенно высока. (56) Авторское свидетельство СССР N

939970, кл. G 01 К 17/00, 1981, Технология аммиачной селитры, под ред, В M.Oëåañêoão, М. Химия, 1978, с. 269272. скую трубку, нагревают пробу путем автоматического регулирования тепловою потока в нагревателе, при этом поддерживают постоянную разность температур в потоке до и после нагревания. а о склонности плава к реакции термораэложения судят llo электрической мощности в нэгре ва1еле, 2001392

2001392

Составитель С.Белово,1 енко

Техред М.Моргентал Корректор C.Патрущева

Редактор Н,Семенова

Заказ 3126

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Росг; гента

113035, Москва, Ж-35, Рау i ская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Па t .íò", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101