Способ получения аммиачной селитры и устройство для его осуществления

Авторы патента:

Махоткин Игорь Алексеевич (RU)

Сахаров Юрий Николаевич (RU)

Сахаров Илья Юрьевич (RU)

Махоткин Алексей Феофилактович (RU)

C01C1/18 - нитраты аммония

Владельцы патента RU 2619700:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "КНИТУ") (RU)

Изобретение относится к неорганической химии, а именно к способу получения аммиачной селитры и устройству для его осуществления. Способ включает нейтрализацию азотной кислоты газообразным аммиаком, причем азотную кислоту и аммиак подают в верхнюю часть корпуса устройства, где газообразный аммиак подают через патрубок в стакан, а азотную кислоту подают посредством контура циркуляции на тарелку. Устройство содержит корпус с патрубком вывода газового потока с размещенным внутри корпуса стаканом, контур циркуляции, включающий всасывающий трубопровод, насос и нагнетательный трубопровод, который содержит патрубок вывода раствора аммиачной селитры, расположенный после насоса до смесителя азотной кислоты, и смеситель азотной кислоты с патрубком подачи азотной кислоты. Корпус устройства выполнен цилиндрической формы. В верхней части корпуса расположена тарелка, по центру которой установлена обечайка, внутри обечайки размещен стакан. Боковая поверхность стакана выполнена из пластин с образованием тангенциальных щелей. Корпус сверху имеет патрубок подачи газообразного аммиака в стакан, при этом нагнетательный трубопровод соединен с корпусом сбоку над тарелкой, патрубок вывода газового потока расположен в боковой части корпуса под тарелкой, а всасывающий трубопровод соединен с низом корпуса. Технический результат заключается в повышении производительности и уменьшении содержания аммиачной селитры и азотной кислоты в выходящем газовом потоке. 2 н.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к неорганической химии, а именно к способу получения аммиачной селитры и устройству для его осуществления с использованием теплоты нейтрализации раствора азотной кислоты газообразным аммиаком.

Известен способ получения аммиачной селитры, включающий нейтрализацию азотной кислоты газообразным аммиаком, в котором азотную кислоту и газообразный аммиак подают на нейтрализацию с низа корпуса устройства в стакан.

Устройство для осуществления указанного способа получения аммиачной селитры содержит корпус с патрубком вывода газового потока с размещенным внутри стаканом, корпус устройства выполнен с нижней суженной цилиндрической частью, переходящей в расширенную цилиндрическую часть, стакан размещен в нижней части корпуса, корпус имеет патрубки для подачи с низа корпуса в стакан азотной кислоты и газообразного аммиака, патрубок вывода газового потока расположен в верхней части корпуса, а патрубок вывода раствора аммиачной селитры расположен в коническом переходе между нижней и верхней частями корпуса, см. книга Чернышев А.К., Левин Б.В., Туголуков А.А., Огарков А.А., Ильин В.А. Аммиачная селитра: свойства, производство, применение. М.: Инфохим, 2009, с. 203-205; 267-271.

Недостатками описанного способа получения аммиачной селитры и устройства для его осуществления являются низкая производительность и высокое содержание азотной кислоты и аммиачной селитры в выходящем газовом потоке.

Наиболее близким по технической сущности является способ получения аммиачной селитры, включающем нейтрализацию азотной кислоты газообразным аммиаком, в котором азотную кислоту и газообразный аммиак подают на нейтрализацию посредством контура циркуляции с низа корпуса в стакан.

Устройство для получения аммиачной селитры содержит корпус с патрубком вывода газового потока, расположенным в верхней части корпуса, с размещенным внутри корпуса стаканом, контур циркуляции, включающий всасывающий трубопровод, насос, нагнетательный трубопровод, который содержит патрубок вывода раствора аммиачной селитры, расположенный после насоса до смесителя азотной кислоты, и смеситель азотной кислоты с патрубком для подачи азотной кислоты, устройство дополнительно имеет смеситель газообразного аммиака, расположенный в нагнетательном трубопроводе после смесителя азотной кислоты, корпус имеет нижнюю суженную цилиндрическую часть, переходящую в расширенную цилиндрическую часть, стакан размещен в нижней части корпуса, нагнетательный и всасывающий трубопроводы соединены с низом корпуса, при этом нагнетательный трубопровод соединен со стаканом, см. RU Патент №2451637, МПК С01С 1/18 (2006.01), 2012.

Недостатками технического решения являются отсутствие возможности увеличивать в устройство подачу газообразного аммиака и азотной кислоты, что связано с недостаточной производительностью получения аммиачной селитры, и повышенное содержание азотной кислоты и аммиачной селитры в выходящем газовом потоке.

Задачей изобретения является повышение производительности способа получения аммиачной селитры и устройства для его осуществления, позволяющие увеличивать подачу газообразного аммиака и азотной кислоты и уменьшить содержание азотной кислоты и аммиачной селитры в выходящем газовом потоке.

Техническая задача решается способом получения аммиачной селитры, включающим нейтрализацию азотной кислоты газообразным аммиаком, согласно изобретению азотную кислоту и аммиак подают в верхнюю часть корпуса устройства, при этом газообразный аммиак подают через патрубок в стакан, а азотную кислоту подают посредством контура циркуляции на тарелку.

Техническая задача решается также устройством, содержащим корпус с патрубком вывода газового потока с размещенным внутри корпуса стаканом, контур циркуляции, включающий всасывающий трубопровод, насос и нагнетательный трубопровод, который содержит патрубок вывода раствора аммиачной селитры, расположенный после насоса до смесителя азотной кислоты, и смеситель азотной кислоты с патрубком для подачи азотной кислоты, согласно изобретению корпус устройства выполнен цилиндрической формы, в верхней части корпуса расположена тарелка, по центру которой установлена обечайка, внутри обечайки размещен стакан, боковая поверхность которого выполнена из пластин с образованием тангенциальных щелей, корпус сверху имеет патрубок подачи газообразного аммиака в стакан, при этом нагнетательный трубопровод соединен с корпусом с боку над тарелкой, патрубок вывода газового потока расположен в боковой части корпуса под тарелкой, а всасывающий трубопровод соединен с низом корпуса.

Решение технической задачи позволяет повысить производительность способа получения аммиачной селитры и устройства для его осуществления за счет интенсификации тепло-массообмена, позволяющего увеличивать подачу газообразного аммиака и азотной кислоты на нейтрализацию, а также уменьшить содержание аммиачной селитры и азотной кислоты в выходящем газовом потоке в два и более раз.

Устройство для получения аммиачной селитры содержит, см. Фиг. 1, корпус 1 с патрубком вывода газового потока 6, с размещенным внутри корпуса стаканом 3, контур циркуляции, который включает всасывающий трубопровод 7, насос 8, нагнетательный трубопровод 12, патрубок вывода раствора аммиачной селитры 9, смеситель азотной кислоты 10, соединенный с патрубком подачи азотной кислоты 11, согласно изобретению корпус устройства выполнен цилиндрической формы, в верхней части корпуса расположена тарелка 5, по центру которой установлена обечайка 4, внутри которой размещен стакан 3, боковая поверхность которого выполнена из пластин с образованием тангенциальных щелей, корпус сверху имеет патрубок подачи газообразного аммиака в стакан 2, при этом нагнетательный трубопровод 12 соединен с корпусом 1 сбоку над тарелкой 5, патрубок вывода газового потока 6 расположен в боковой части корпуса под тарелкой 5, а всасывающий трубопровод 7 соединен с низом корпуса 1.

Устройство работает следующим образом, см. Фиг. 1. Контур циркуляции, включающий насос 8, патрубок вывода раствора аммиачной селитры 9, смеситель азотной кислоты 10, соединенных трубопроводом, нагнетания 12 заполняют раствором азотной кислоты по патрубку подачи 11 через смеситель азотной кислоты 10, затем заполняют нижнюю часть корпуса 1 и всасывающий трубопровод 7. После включения насоса 8 через смеситель азотной кислоты 10 в корпус 1 по трубопроводу нагнетания 12 азотная кислота поступает в верхнюю часть корпуса на тарелку 5. Газообразный аммиак через патрубок подачи газообразного аммиака 2, подают в стакан 3, выходя из стакана, боковая поверхность которого выполнена из пластин с образованием тангенциальных щелей, газовый поток раскручивается, смешивается с раствором азотной кислоты и движется вниз корпуса 1, при этом происходит нейтрализация азотной кислоты газообразным аммиаком. Выделяющееся в ходе нейтрализации тепло вызывает испарение воды. Газовый поток выходит из корпуса 1 через боковой патрубок вывода газового потока 6 под тарелкой 5. Поток раствора аммиачной селитры выходит внизу корпуса во всасывающий трубопровод 7 контура циркуляции. Часть циркулирующего раствора выводится через патрубок вывода раствора аммиачной селитры 9. Непрерывная подача азотной кислоты и газообразного аммиака обеспечивает непрерывный процесс нейтрализации азотной кислоты газообразным аммиаком.

Результаты исследования получения аммиачной селитры с использованием способа и устройства по заявляемому объекту и прототипу на содержание азотной кислоты и аммиачной селитры в выходящем газовом потоке приведены в таблице. Содержание азотной кислоты и аммиачной селитры определяют анализом конденсата паров воды из выходящего газового потока по известной методике, см. Руководство к практическим занятиям по технологии неорганических веществ: Учебное пособие для вузов / под ред. проф. М. Е. Позина. - 4-е изд., перераб. и доп.- Л.: Химия, 1980, с. 284-285.

При одинаковой подаче азотной кислоты и газообразного аммиака в устройство по заявляемому объекту (см. Заявляемый 1) и прототипу в выходящем газовом потоке по прототипу содержание азотной кислоты и аммиачной селитры более чем в два раза больше, чем по заявляемому объекту.

При увеличении в четыре раза подачи азотной кислоты и газообразного аммиака по заявляемому объекту (см. Заявляемый 2) в выходящем газовом потоке содержание азотной кислоты и аммиачной селитры по прототипу в два раза больше, чем по заявляемому объекту.

Таким образом, решение технической задачи позволяет повысить производительность способа получения аммиачной селитры и устройства для его осуществления за счет интенсификации тепло-массообмена, позволяющего увеличивать подачу газообразного аммиака и азотной кислоты на нейтрализацию и при этом уменьшить содержание аммиачной селитры и азотной кислоты в выходящем газовом потоке в два и более раз.

1. Способ получения аммиачной селитры, включающий нейтрализацию азотной кислоты газообразным аммиаком, отличающийся тем, что азотную кислоту и аммиак подают в верхнюю часть корпуса устройства, при этом газообразный аммиак подают через патрубок в стакан, а азотную кислоту подают посредством контура циркуляции на тарелку.

2. Устройство для получения аммиачной селитры по п.1, содержащее корпус с патрубком вывода газового потока с размещенным внутри корпуса стаканом, контур циркуляции, включающий всасывающий трубопровод, насос и нагнетательный трубопровод, который содержит патрубок вывода раствора аммиачной селитры, расположенный после насоса до смесителя азотной кислоты, и смеситель азотной кислоты с патрубком для подачи азотной кислоты, отличающийся тем, что корпус устройства выполнен цилиндрической формы, в верхней части корпуса расположена тарелка, по центру которой установлена обечайка, внутри обечайки размещен стакан, боковая поверхность которого выполнена из пластин с образованием тангенциальных щелей, корпус сверху имеет патрубок подачи газообразного аммиака в стакан, при этом нагнетательный трубопровод соединен с корпусом сбоку над тарелкой, патрубок вывода газового потока расположен в боковой части корпуса под тарелкой, а всасывающий трубопровод соединен с низом корпуса.

Изобретение относится к технологии минеральных удобрений. Способ получения сульфатонитрата аммония включает разбавление отработанной кислотной смеси производства нитратов целлюлозы азотной кислотой до получения массового соотношения серной и азотной кислот 0,75÷1,45 в пересчете на 100%-ные кислоты.

Способ получения пористой гранулированной аммиачной селитры // 2591947

Изобретение относится к химической промышленности. Способ включает получение раствора аммиачной селитры, введение в полученный раствор первой части стабилизирующей добавки, в качестве которой используют смесь аммонийных солей фосфорной и серной кислот или самих кислот при одновременной нейтрализации их аммиаком, выпаривание полученного раствора до состояния плава, введение в полученный плав поверхностно-активного вещества, порообразующей добавки и второй части стабилизирующей добавки, в качестве которой используют нитраты магния, кальция или железа, с последующим гранулированием.

Комплексный способ получения нитрата аммония // 2580919

Изобретение относится к способу получения нитрата аммония, объединяющему получение азотной кислоты с получением нитрата аммония. Газообразный сырьевой материал установки окисления, состоящий из аммиака, водяного пара и окисляющего газа, подвергают воздействию условий, при которых аммиак окисляется с образованием реакционной смеси, содержащей монооксид азота и водяной пар.

Способ производства нитрата аммония // 2558112

Изобретение относится к способу получения нитрата аммония. Способ производства нитрата аммония включает воздействие условий на газообразный сырьевой материал установки окисления, состоящий по меньшей мере по существу из аммиака, пара и окисляющего газа, в результате которых аммиак окисляется с получением реакционной смеси, включающей монооксид азота и водяной пар, с последующим охлаждением реакционной смеси в теплообменнике, в результате которого монооксид азота окисляется, водяной пар конденсируется; продукты окисления монооксида азота взаимодействуют с конденсированной водой и абсорбируются этой водой; и по существу весь монооксид азота в реакционной смеси преобразуется в азотную кислоту с последующим взаимодействием потока азотной кислоты с потоком аммиака с образованием нитрата аммония.

Способ получения водоустойчивого нитрата аммония // 2544670

Изобретение может быть использовано в химической промышленности и в области производства взрывчатых веществ. Способ получения водоустойчивого нитрата аммония включает одновременное измельчение и перемешивание нитрата аммония со смесью гидрофобизаторов, содержащих оксид железа (III) в количестве не менее 0,03% и соли стеариновой кислоты не менее 0,1% от массы продукта, и сушку.

Способ получения высокочистого углекислого кальция и азотно-сульфатного удобрения в процессе комплексной переработки фосфогипса // 2509724

Изобретение может быть использовано в химической промышленности при переработке фосфогипса - отхода производства экстракционной фосфорной кислоты. Для получения высокочистого углекислого кальция и азотно-сульфатного удобрения проводят конверсию фосфогипса раствором карбоната аммония с получением раствора сульфата аммония и фосфомела.

Способ получения водоустойчивого нитрата аммония (аммиачной селитры) // 2480411

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано при получении промышленных взрывчатых веществ и пролонгированных удобрений. .

Агрегат для получения аммиачной селитры // 2451637

Изобретение относится к неорганической химии, а именно к агрегатам для получения аммиачной селитры с аппаратами использования теплоты нейтрализации (ИТН) при смешивании раствора азотной кислоты с газообразным аммиаком.

Способ получения азотосульфатного удобрения // 2440320

Изобретение относится к способу получения удобрения на основе нитрата и сульфата аммония и может найти применение в химической промышленности. .

Способ получения антислеживающегося нитрата аммония (аммиачной селитры) // 2421398

Изобретение относится к технологии минеральных солей. .

Способ получения эмульгирующего состава для пропитки аммиачной селитры // 2625876

Изобретение может быть использовано в производстве простейших взрывчатых веществ для обеспечения неслеживаемости пористой гранулированной аммиачной селитры. Способ получения эмульсионного состава включает введение анионного поверхностно-активного вещества, в качестве которого применяется 70% раствор алкилбензосульфоната кальция в изобутиловом спирте в количестве 6-6,5 мас.%, в дизельное топливо, взятое в количестве 80 мас.%. при перемешивании, введение в полученную систему неионогенного поверхностно-активного вещества, в качестве которого применяется этоксилированное касторовое масло в количестве 3,5-4 мас.%, с последующим введением по каплям воды в количестве 10 мас.% при постоянном перемешивании. Способ обеспечивает повышение физической стабильности аммиачно-селитренных взрывчатых веществ после их изготовления, при пропитке, хранении как в обычных условиях, так и в условиях низкоотрицательных и высокоположительных температур. 2 з.п. ф-лы, 2 табл., 4 пр.

Способ получения гранул нитрата аммония разбрызгиванием его расплава // 2629055

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. В способе получения гранул нитрата аммония разбрызгиванием его расплава в грануляционной башне используют замкнутый циркуляционный контур движения восходящего потока охлаждающего воздуха, загрязненного пылевидными частицами нитрата аммония. Поток, выходящий из башни нагретым, охлаждают в воздухоохладителе без снижения при этом в нем массовой концентрации пылевидных частиц нитрата аммония. Автономный паровоздушный поток, поступающий из доупарочного аппарата, сначала охлаждают в охладителе-осушителе и при этом снижают массовую концентрацию содержащихся в нем водяных паров путем их конденсации, а затем смешивают его с восходящим потоком. От полученного смешанного потока отделяют мерную часть его, чтобы скомпенсировать пополнение замкнутого циркуляционного контура. Часть потока, оставшуюся после отделения, вводят в нижнюю зону полости башни, где ее смешивают с подсасываемым атмосферным воздухом. Мерную часть охлаждающего воздуха, отделенную от потока, направляют в скруббер для улавливания пылевидных частиц нитрата аммония и последующего выброса в атмосферу. Технический результат заключается в обеспечении пониженной экологической опасности. 1 ил., 1 табл., 1 пр.

Способ получения пористой гранулированной аммиачной селитры // 2642669

Изобретение относится к области создания специальных видов сырья и технологии получения неорганических веществ, используемых в производстве промышленных взрывчатых материалов, а именно к производству пористой гранулированной аммиачной селитры. Способ включает введение в раствор аммиачной селитры стабилизирующей добавки с одновременной нейтрализацией аммиаком. Далее осуществляют выпаривание этого раствора до образования плава и введение в полученный плав диспергатора и порообразующей добавки. Гранулирование расплава осуществляют диспергированием в потоке охлаждающего воздуха и кондиционирование полученных гранул, причем в качестве порообразующей добавки используют газообразный азот. Технический результат заключается в повышении впитывающей и удерживающей способности гранул аммиачной селитры по отношению к дизельному топливу, увеличении статической прочности, повышении термической устойчивости гранул. 4 з.п. ф-лы, 1 табл., 10 пр.

Устройство получения поризованной гранулированной аммиачной селитры // 2643950

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано на предприятиях, ведущих взрывные работы при получении поризованной гранулированной аммиачной селитры на пунктах изготовления взрывчатых веществ. Устройство для получения поризованной гранулированной аммиачной селитры включает барабан, установленный под углом α к горизонту, с полой осью, с рубашкой для жидкого теплоносителя и возможностью циркуляции жидкого теплоносителя по оси барабана, питатель-дозатор и загрузочный коллектор для подачи гранулированной аммиачной селитры, внешний теплозащитный кожух со смотровым окном, вытяжные устройства для отвода воздуха из теплозащитного кожуха, в днище барабана выполнен разгрузочный люк. В барабане размещены от 2 до 4 полых распределительных насадок, выполненных разной лепестковой формы, с сечением в их основании двухлепесткового, трехлепесткового или четырехлепесткового вида и определенным отношением вогнутости профиля огибающей лепестков к длине лепестка насадки. Получаемая аммиачная селитра имеет улучшенные микроструктурные характеристики гранул за счет лучшего обтекания потока сыпучего материала и увеличения поверхности теплообмена. Обработанная таким образом селитра обеспечивает повышение стабильности и улучшение взрывчатых свойств простейших гранулированных взрывчатых веществ. 4 ил.