Способ приготовления жидких азотных удобрений

 

Изобретение относится к производству минеральных удобрений и может быть использовано для получения жидких азотных удобрений на основе карбамида и аммиачной селитры, получивших товарное наименование КАС. Жидкие азотные удобрения приготавливают смешением водных растворов карбамида и аммиачной селитры, частичным упариванием и охлаждением полученной смеси. Согласно способу, из смеси десорбируют примесь диоксида углерода до остаточного содержания 0,001-0,01% мас. CO2 путем противоточного контактирования смеси в вакууме при остаточном давлении 10-40 кПа с водяными парами, образующимися при частичном упаривании смеси, при этом упаривание смеси осуществляют за счет ее теплообмена с той же смесью, поступающей на десорбцию CO2. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к технологии минеральных удобрений и может быть использовано для получения жидких азотных удобрений на основе карбамида и аммиачной селитры, получившими товарное название КАС.

Известен способ приготовления жидких азотных удобрений смешиванием водных растворов карбамида и аммиачной селитры и охлаждением смеси [Пат. США N 4230479, 71/30, 71/64C, 28.10.80 г.

Недостатком способа является наличие в готовом продукте диоксида углерода, внесенного в смесь вместе с раствором карбамида, содержащего в виде производственной примеси кроме 0,2-0,6% NH3 также CO2 в количестве до 0,3% мас. Диоксид углерода затем постепенно выделяется из жидкого азотного удобрения при его хранении в резервуаре из углеродистой стали в пространство между уровнем жидкости и крышкой резервуара, вызывая повышенную коррозию стенок резервуара, не погруженных в жидкость.

Наиболее близким по совокупности признаков и по технической сущности к предлагаемому способу является способ приготовления жидких удобрений смешением водных растворов карбамида и аммиачной селитры, частичным упариванием и охлаждением полученной смеси [Авт. свид. ЧССР N 199088, кл. C 05 F 7/00] С целью концентрирования смесь упаривают, однако недостатком способа является отсутствие целенаправленных приемов по удалению из смеси диоксида углерода, который наряду с аммиаком может попасть в смесь вместе с производственным водным раствором карбамида или образоваться в самом процессе смешения горячих растворов вследствие частичного гидролиза карбамида при его контакте с раствором аммиачной селитры.

Задачей настоящего изобретения является создание способа приготовления жидкого азотного удобрения, не вызывающего интенсивную коррозию стенок хранилищ, выполненных из углеродистых сталей.

Задача решается благодаря тому, что в известном способе приготовления жидких азотных удобрений смешением водных рас воров карбамида и аммиачной селитры, частичным упариванием и охлаждением полученной смеси, согласно изобретению, на смеси десорбируют примесь диоксида углерода до остаточного содержания 0,001-0,01% мас. CO2 путем противоточного контактирования смеси в вакууме при остаточном давлении 10-40 кПа с водяными парами, образующимися при частичном упаривании смеси.

Благодаря значительному снижению концентрации диоксида углерода в готовом продукте (0,001-0,01% мас. CO2 вместо обычных 0,2% мас.) практически полностью подавляется естественная десорбция CO2 из удобрения при его хранении. Уменьшается содержание CO2 в газовой фазе хранилища и ослабляется коррозия стенок хранилища, расположенных над уровнем жидкости.

Нижний предел (0,001%) рекомендуемого интервала концентраций CO2 в удобрении выбран, исходя из естественного присутствия CO2 в атмосферном воздухе (0,03% по объему). Установившаяся концентрация CO2 в жидком продукте, находящемся в термодинамическом равновесии с атмосферным воздухом, была бы несколько менее 0,001% мас.

Верхний предел (0,01% ) допускаемой концентрации CO2 в жидких азотных удобрениях установлен из тех соображений, что при больших концентрациях CO2 десорбция последнего может ускорить процесс естественного испарения аммиака из раствора удобрений, в котором содержание NH3 должно сохраняться на уровне 0,015-0,022% мас. как это требуется техническими условиями на жидкий продукт.

Поскольку реализация предлагаемого способа требует частичного упаривания смеси, то его экономичность можно повысить, если упаривание смеси осуществить за счет ее теплообмена с той же смесью, поступающей на десорбцию CO2. При этом уменьшается или вовсе исключается внешний подвод греющего пара.

Благодаря тому, что остаточное давление смеси при ее упаривании значительно ниже рабочего давления, при котором смешиваются растворы (рабочее давление на стадии смешения равно атмосферному или превышает его), становится возможной передача тепла от свежеприготовленной смеси к упариваемой смеси.

Нижний предел (10 кПа) интервала допускаемых остаточных давлений (10-40 кПа) соответствует температуре кипения более концентрированного удобрения марки КАС-32, содержащего около 34,3% карбамида и 45,7% аммиачной селитры, порядка 65oC. При этом давлении водяные пары конденсируются при температуре около 45oC. Дальнейшее углубление вакуума при упаривании смеси может ухудшить работу вакуумного насоса вследствие проскока водяных паров через конденсатор, если для его охлаждения используется оборотная вода после градирни, обычно имеющая температуру 28-33oC.

Верхний предел (40 кПа) допускаемого остаточного давления на стадии упаривания смеси соответствует температуре кипения менее концентрированного удобрения марки КАС-28, содержащего около 30% карбамида и 45% аммиачной селитры, порядка 90oC. При более высоком остаточном давлении температура смеси превысит 90oC, что нежелательно, поскольку при этом начинает заметно увеличиваться скорость процесса гидролиза карбамида, контактирующего с аммиачной селитрой.

Пример.

Предлагаемый способ приготовления жидкого азотного удобрения пояснен принципиальной технологической схемой, представленной на чертеже.

Из соответствующих цехов на смешение подают: 13850 кг/ч. 86%-ного раствора аммиачной селитры при температуре 112oC; 13270 кг/ч. 70%-ного раствора карбамида, содержащего 0,8% свободного аммиака и 0,3% диоксида углерода (в массовых процентах) при температуре 97oC.

В трубчатом смесителе 1 (см. чертеж) исходные растворы вступают в контакт между собой. На выходе из смесителя 1 жидкость имеет температуру 101oC. Далее смесь проходит через межтрубное пространство теплообменника 2, охлаждаясь до 75oC. С помощью вентиля 3 осуществляют подачу смеси в вакуумную отпарную колонну 4, работающую при остаточном давлении 10 кПа. Смесь поступает в верхнюю расширенную часть вакуумной колонны 4, снабженную орошаемой насадкой или контактными тарелками. При сбросе смеси от атмосферного до остаточного давления 10 кПа смесь вскипает, выделяя в газовую фазу водяные пары, диоксид углерода, аммиак. Более глубокое извлечение CO2 из смеси происходит при ее перетекании с тарелки на тарелку в нижнюю часть колонны 4 в результате противоточного контактирования жидкости с водяными парами, поднимающимися навстречу.

Отпарная колонна 4 снабжена кипятильником, роль которого выполняет внутритрубное пространство теплообменника 2. Смесь, циркулируя через теплообменник 2, частично испаряется. Образующиеся водяные пары поднимаются в верхнюю часть колонны 4, контактируя с жидкостью на тарелках. При этом происходит десорбция CO2 из жидкой фазы в паровую. При этом из смеси наряду с CO2 отдувается NH3. Водяные пары, содержащие CO2, NH3, выводятся из колонны 4 в вакуумный конденсатор 5, в котором большая часть паров конденсируется. Конденсат, содержащий пары аммиака, возвращают в колонну 4 в виде флегмы для орошения верхних тарелок колонны, где происходит отмывание газовой фазы от следов карбамида и аммиачной селитры.

В теплообменнике 2 (кипятильнике) тепла подводится достаточно, чтобы обеспечить на выходе из колонны 1000 кг/ч. водяных паров. При этом вместе с водяными парами из колонны 4 выводится около 39,5 кг/ч. CO2 и аммиак. Колонна 4 работает с флегмовым числом 0,6, т.е. часть образующегося конденсата (370 кг/ч) возвращается в колонну на орошение.

Кубовый остаток отпарной колонны 4, т.е. частично упаренная смесь в количестве 26352 кг/ч. освобожденная от избытка CO2, при температуре 65oC выгружается из колонны в сборник 6. Упаренная смесь содержит 35,2% карбамида, 45,2% аммиачной селитры, 0,001% CO2, 0,03% NH3, при этом pH среды равно 7,3 и суммарное содержание азота составляет 32,2% Из сборника 6 удобрение насосом 7 подают в теплообменник 8, где оно охлаждается от 65oC до 45oC. Затем в смесителе 9 к удобрению добавляют ингибитор коррозии и далее смесь направляют в хранилище.

Формула изобретения

1. Способ получения жидких азотных удобрений смешением водных растворов карбамида и аммиачной селитры, частичным упариванием и охлаждением полученной смеси, отличающийся тем, что упаривание ведут при десорбции СО2 из смеси противоточным контактированием смеси с водяными парами, образующимися при частичном упаривании смеси в вакууме при остаточном давлении 10 40 кПа до остаточного содержания 0,001 0,01 мас. СО2.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что упаривание смеси осуществляют за счет ее теплообмена с той же смесью, поступающей на десорбцию СО2.

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу получения жидких азотных удобрений типа КАС-32 смешением растворов мочевины и аммиачной селитры

Изобретение относится к производству жидких азотных удобрений на основе карбамида и аммиачной селитры

Изобретение относится к производству минеральных удобрений, в частности производству жидких азотных удобрений

Изобретение относится к технологии гранулированных минеральных удобрений, в частности нитрата аммония, и способствует повышению рассыпчатости продукта, уменьшению растворимости его, повышению прочности гранул и снижению затрат

Изобретение относится к технологии получения минеральных удобрений, может быть использовано в азотной промышленности для получения жидких удобрений и позволяет интенсифицировать процесс при создании возможности точной корректировки

Изобретение относится к технологии минеральных удобрений и может быть использовано при переработке нитратно-сульфатных стоков молибденового производства на удобрение

Изобретение относится к оборудованию для производства минеральных удобрений и может быть использовано для приготовления жидких азотных удобрений на основе аммиачной селитры и карбамида

Изобретение относится к способу получения жидких азотных удобрений типа КАС-32 смешением растворов мочевины и аммиачной селитры

Изобретение относится к способу производства азотно-фосфорных продуктов, содержащих P2O5, растворимых в нейтральном лимоннокислом аммонии

Изобретение относится к технологии получения неорганических веществ, используемых в производстве простейших взрывчатых веществ

Изобретение относится к производству жидких азотных удобрений на основе карбамида и аммиачной селитры

Изобретение относится к производству жидких азотных удобрений на основе карбамида и аммиачной селитры
Изобретение относится к технологии производства комплексных минеральных удобрений азотнокислотным разложением природных фосфатов, в частности к технологии переработки тетрагидрата нитрата кальция в производстве нитроаммофоски

Изобретение относится к способу получения гранулированной аммиачной селитры, включающей введение в ее плав водного раствора, содержащего сульфат магния и борную кислоту
Изобретение относится к производству азотно-фосфорных минеральных удобрений и кормовых средств, широко используемых в сельском хозяйстве
Изобретение относится к способу получения минеральных удобрений, включающий синтез продукта из исходного сырья до образования полупродукта в виде пульпы, которую загружают в контейнер, где происходит кристаллизация продукта при фиксированных температурах, соответствующих кристаллизации конкретного продукта до состояния гидроуплотнения заданных степеней за счет постоянного отвода маточного раствора, транспортировку и хранение осуществляют в тех же контейнерах, а применение конечного продукта осуществляют в предварительно растворенном в заданной концентрации состоянии или в виде кристаллов
Изобретение относится к технологии неорганических веществ, в частности, к производству пористой гранулированной аммиачной селитры основной составляющей для производства простейших взрывчатых веществ

Изобретение относится к производству минеральных удобрений и может быть использовано для получения жидких азотных удобрений на основе карбамида и аммиачной селитры, получивших товарное наименование КАС

Наверх