Способ получения аммиачной селитры под давлением

 

Изобретение относится к производству минеральных удобрений и касается получения аммиачной селитры под давлением, а именно стадии использования энергии сокового пара, получаемого при нейтрализации кислоты. Сущность изобретения в том, что в способе получения аммиачной селитры под давлением путем взаимодействия азотной кислоты и аммиака с предварительным подогревом исходных реагентов, нейтрализации азотной кислоты аммиаком с получением раствора селитры и сокового пара с его последующей сепарацией, при этом полученный соковый пар подают в линию хвостового газа производства азотной кислоты, поступающего после абсорбционной колонны на турбину, предпочтительней перед реактором очистки. При этом нейтрализацию ведут при давлении до 1,1 МПа и температуре до 230^oC. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к получению аммиачной селитры и касается стадии подогрева азотной кислоты.

Широко известны способы получения селитры, в которых исходные реагенты, и в частности азотная кислота, подогреваются теплом сокового пара. Они используются в промышленных агрегатах типа АС 72 [1,2] Однако основная масса сокового пара в этом агрегате не используется, а направляется на смешение с воздухом, выбрасываемого из гранбашен, что энергетически неэкономично. Кроме того, процесс ведут под атмосферным давлением.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ получения селитры под давлением [3] путем взаимодействия азотной кислоты и аммиака с предварительным подогревом исходных реагентов, нейтрализацией азотной кислоты с получением сокового пара и раствора селитры. Исходные реагенты подогревают теплом сокового пара. Одной из причин такого использования является то, что это тепло тяжело применить для других целей, а появившийся при этом конденсат сокового пара требует утилизации, которая проходит, как правило, с помощью биохимии, а это опять дополнительные затраты.

В основу изобретения поставлена задача исключить подогрев исходных реагентов в частности азотной кислоты теплом сокового пара и тем самым исключить саму возможность образования его конденсата, и в то же время использовать для этих целей бросовое тепло.

Для решения этой задачи предлагается интегрировать два близких производства это производство азотной кислоты и производство селитры. При этом в способе получения аммиачной селитры путем взаимодействия азотной кислоты и аммиака с предварительным подогревом исходных реагентов нагрев ведут теплом нитрозного газа с температурой 120 300^oC. Это бросовое тепло, так как на многих агрегатах производства кислоты нитрозный газ с такой температурой поступает в холодильники конденсаторы, где охлаждается до температур 60^oC перед его поступлением в абсорбционную колонну, затрачивая при этом энергию холода оборотной воды. Использование этого бросового тепла нитрозных газов позволит не только отказаться от использования тепла сокового пара, а дополнительно уменьшить потребление оборотной воды в производстве азотной кислоты.

Авторами проведены исследования, показывающие, что при нагреве азотной кислоты нитрозным газом на массообменных тарелках происходит не только нагрев, но и отдувка окислов азота, получаемых при нагреве кислоты, что способствует снижению возможности получения нитрита аммония при нейтрализации кислоты аммиаком. Нагрев аммиака в теплообменной аппаратуре проблем не вызывает.

На чертеже представлена схема осуществления способа. Азотная кислота 1 поступает на массообменную тарелку 2, где снизу продувается нитрозным газом с температурой 120-300^oC 3. Нагреваясь за счет теплообмена с нитрозным газом, азотная кислота 4 поступает в нейтрализатор 5, а отдутые нитрозные газы поступают на дальнейшую переработку по линии нитрозного газа или непосредственно в существующую абсорбционную колонну производства азотной кислоты 6.

Аммиак 7 проходит через теплообменник 8, где нагревается нитрозным газом с температурой 120-300^oC 9, который затем также поступает в абсорбционную колонну 6 через теплообменную аппаратуру, установленную перед ней, или напрямую.

Нагретый аммиак 10 поступает в нейтрализатор 5, где в зависимости от времени и давления нейтрализации поддерживается температура до 230^oC. При этом полученный раствор селитры 11 поступает на дальнейшую выпарку, а соковый пар 12 для использования его энергии на другие цели.

Пример 1. Нитрозный газ после окислителя с температурой 300^oC производства азотной кислоты под давлением 0,716 МПа (агрегат УКЛ-7) поступает в продувочную колонну, где нагревает азотную кислоту до 115^oC и в нагреватель аммиака, где нагревает его до 220^oC. Нагретые исходные реагенты поступают в нейтрализатор, где под давлением 0,5 МПа и при температуре 210^oC происходит нейтрализация в течение 1 с. Полученный 82% раствор селитры и соковый пар поступают на дальнейшую переработку. Охлажденный нитрозный газ поступает непосредственно под средние тарелки абсорбционной колонны производства кислоты.

Пример 2. Нитрозный газ после подогревателя химочищенной воды с температурой 250^oC под давлением 1,1 МПа (агрегат АК-72) поступает в продувочную колонну, где нагревает азотную кислоту до 140^oC, которая поступает в нейтрализатор, куда одновременно подается без нагрева сетевой аммиак с температурой 160^oC. Реакция нейтрализации происходит под давлением 1,05 МПа при температуре 230^oC. Полученный 78% раствор селитры и соковый пар поступают на дальнейшую переработку.

Пример 3. Нитрозный газ после экономайзера с температурой 200^oC под давлением 0,45 МПа (агрегаты АК-72) поступает в продувочную колонну, где нагревает азотную кислоту до температуры 100^oC, а отдутые окислы азота поступают на всасывание нитрозного нагнетателя. Нагретая кислота поступает в нейтрализатор, куда подают сетевой аммиак с температурой 120^oC. Реакция нейтрализации происходит при давлении 0,45 МПа и температуре 190^oC. Полученный соковый пар подается в линию нитрозного газа перед газовым промывателем откуда он вместе с потоками азотной кислоты поступает в абсорбционную колонну. 85% раствор селитры поступает на дальнейшую выпарку.

Формула изобретения

1. Способ получения аммиачной селитры под давлением, включающий взаимодействие азотной кислоты и аммиака с получением аммиачной селитры и сокового пара с их последующей сепарацией, отличающийся тем, что полученный соковый пар подают в линию хвостового газа производства азотной кислоты, поступающего после абсорбционной колонны на турбину.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что соковый пар подают в линию хвостовых газов перед реакторами очистки хвостовых газов от оксидов азота.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что взаимодействие азотной кислоты и аммиака осуществляют при давлении до 1,1 МПа и температуре до 230^oС.