[LT] Koncentruoto amonio nitrato tirpalo gavimo būdas, neutralizuojant azoto rūgštį amoniaku vamzdiniame reaktoriuje.@Esant bendram reagentų sunaudojimui atitinkančiam mažesnį nei 150 kg/val.cm² našumą, neutralizacija atliekama, esant grąžinamam į reaktorių koncentruotam amonio nitrato tirpalui. Esant bendram reagentų sunaudojimui, atitinkančiam didesnį nei 150 kg/val.cm² našumą, amonio nitrato tirpalo cirkuliacijos būtinumas atkrenta.
[EN]
[0001] Šis išradimas susietas su koncentruotų amonio nitrato tirpalų gavimo būdu, neutralizuojant azoto rūgšti, amoniaku.
[0002] Šis išradimas susietas su koncentruotų amonio nitrato tirpalų gavimo būdu, besiskiriančiu tuo, kad neutralizacija yra atliekama vamzdiniame reaktoriuje.
[0003] Vamzdinis reaktorius yra palyginus nedidelio diametro vamzdžio nuopjova, neturinti viduje antdėklo. Tokie vamzdiniai reaktoriai buvo naudojami amonio fosfato gavimui, neutralizuojant fosforo rūgšti, amoniaku. Ši reakcija vyksta labai dideliu greičiu, ir dėl to iš-garuoja fosforo rūgštyje esantis vanduo. Vamzdinio reaktoriaus panaudojimas amonio fosfato gavimui ap-rašytas daugelyje patentų, pavyzdžiui, Prancūzijos patente Nr. 1 426 746 ir JAV patentuose Nr. 2 618 547, 2 555 176, 2 977 201, 3 238 021, 3 310 371, 3 362 809, 3 399 031, 3 419 378, 3 464 808, 3 482 945, 3 503 706. Naudojamas vamzdinis reaktorius įtaisomas horizontaliai arba nedideliu kampu horizontalios linijos atžvilgiu. Labiausiai paplitusių vamzdinių reaktorių diametras yra 200-10 mm ir ilgis 1,50-10 m. Ilgio ir diametro santykis, paprastai, yra nemažesnis už 50. Pagal šią pa-raišką atitinkanti, būdą azoto rūgšties neutralizacija amoniaku, priklausomai nuo bendro reagentų sunaudojimo, yra atliekama cirkuliuojant arba necirkuliuojant koncentruotam amonio nitrato tirpalui. Taip esant bendram reagentų sunaudojimui, atitinkančiam 150 kg/val.cm2 našumą, reakcijos dėka susidaro lašelių arba kietų da-lelių aerozolis, ir dėl to susidaro žymus dūmų arba rūko debesis, iš kurio labai sunku, jei iš viso įma-noma, išskirti gaunamą produktą. Pareiškėjas nustatė, kad tuo atveju, jei azoto rūgšti kartu su amoniaku įve-dinėti i, grąžinamo i, reaktorių amonio nitrato tirpalo srautą, tai iš vamzdinio reaktoriaus išeinantis produktas yra lengvai perskiriamas amonio nitrato ir garų mišinys. Azoto rūgšti, įveda i, amonio nitratą, kurio kiekis (pagal tūrį) 1-5 kartus viršija amonio nitrato tirpalo tūri,, kuris susidaro reakcijos dėka. Kuo ma-žesnis bendras reagentų sunaudojimas, tuo didesnis grą-žinamo amonio nitrato kiekis.
[0004] Reakcijos tarp koncentruotos azoto rūgšties ir amoniako, esant dideliam vandeninio amonio nitrato tirpalo kiekiui, atlikimo būdas yra žinomas. Šiuo atveju rea-gentus įveda į įrenginį, turintį dvi kameras, kurios tarpusavyje sujungtos vertikaliais vamzdeliais. Rea-gentus įveda į apatinę kamerą iš apačios. Reakcijos me-tu išsiskiriančios šilumos dėka vyksta koncentruotoje azoto rūgštyje esančio vandens garavimas. Virimas vyksta antroje kameroje, kuri yra virš pirmosios ir su-jungta su ja vertikaliais vamzdeliais. Dėka dėl to atsirandančio termosifono, produktas vienuose vamzde-liuose kyla į viršų, o kituose leidžiasi žemyn. Tokio tipo reaktoriuose cirkuliacijos greitis (išreikštas grąžinamo į reaktorių amonio nitrato tūrio santykiu su susidarančio amonio nitrato tūriu) yra 100:1. Įren-giniai su tokio tipo reaktoriai yra gremėzdiški ir juose yra didelis kiekis pakankamai sprogaus produkto, turinčio aukštą (140-160°C) temperatūrą.
[0005] Jei bendras reagentų sunaudojimas yra toks, kad įren-ginio našumas viršija 150 kg/val.cm2, tai amonio nitrato tirpalo cirkuliacijos būtinumas atkrenta, kadangi šiomis sąlygomis rūkas nesusidaro. Tačiau reikia pa-žymėti, kad pradinėje stadijoje geriausia yra įvesti į reaktorių tam tikrą amonio nitrato tirpalo kiekį. Rei-kalas tas, kad šiame periode ventilio atidarymas vyksta ne akimirksniu, o tęsiasi apie dešimt sekundžių, ir per tą laiką susidaro didelis rūko kiekis. Be to, pagei-dautina turėti amonio nitrato tirpalo cirkuliacijos įrenginį, kurį naudojant būtų galima reguliuoti, esant reikalui, bendrą reagentų kiekį.
[0006] Pagal ši, išradimą siūlomas būdas gali buti realizuotas šiame įrenginyje: Pagrindinis šio įrenginio skiriamasis bruožas glūdi tame, kad jame yra bent vamzdinis reaktorius su tiektuvais reagentų (HN03 ir NH3) įvedimui, bent separatorius, skirtas garų atskyrimui nuo reakcijos produkto (koncentruoto vandeninio amonio nitrato tirpalo) ir, esant norui, priemonė, skirta dalies reakcijos produkto grąžinimui į vamzdinį reaktorių. Šiuo atveju vamzdinis reaktorius yra aprūpintas priemonėmis, skir-tomis paduoti į jį grąžinamą tirpalą.
[0007] Žemiau, pasinaudojant pridedamu schematiniu brėžiniu, pateikiamas detalesnis šio išradimo charakteristikų ir privalumų aprašymas.
[0008] Viename iš vamzdinio reaktoriaus (R) galų yra trys tiektuvai, skirti NH3, HN03 ir grąžinamo NH4N03 tirpalo padavimui. Turbulentinio srauto sukūrimui šie tiektuvai tinkamiausiai yra sudėtiniai. Iš kito vamzdinio reaktoriaus gali išeiti koncentruotas amonio nitrato tirpalas, kuris paduodamas į separatorių (S). Iš apatinės separatoriaus (S) dalies išeina koncentruotas amonio nitrato tirpalas ir patenka į surinktuvą. Po NH3, pa-duodamo tiekimo vamzdynu (C), neutralizavimo, dalis šio tirpalo gali būti grąžinama į reaktorių. Tam, kad tirpalas liktų skystas sustabdžius įrenginį, surink-tuvas (G) gali būti šildomas panardinamu šildytuvu (V). Iš viršutinės separatoriaus dalies, (F) rodyklės kryp-timi, išeina garas. Besikondensuojantis vanduo iš įren-ginio yra paduodamas į (H) . NH3 ir HN03, prieš įvedant juos į reaktorių, yra pašildomi šilumokaičiuose (ECHlf ECH2) . Amoniako, pridedamo į surinktuvą (G) , kiekis priklauso nuo gaunamo amonio nitrato tirpalo rūgš-tingumo, kuris, savo ruožtu, yra HN03 sunaudojimo funk-cija. Tam, kad iš reaktoriaus išeinantis produktas būtų rūgštus, reikia HN03 pertekliaus. Tuo pačiu yra užker-tamas kelias NH3 nuostoliams.
[0009] Pagal ši, išradimą siūlomas būdas turi šiuos privalumus: - konstrukcijos paprastumas ir reaktoriaus nedidelis diametras sąlygoja nedideles kapitalines išlaidas; - labai nedidelė įrenginio inercija, kadangi cirkuliuo-jančio amonio nitrato tirpalo kiekiai yra nedideli; - rūgštaus amonio nitrato tirpalo korozinio poveikio pavojaus sumažėjimas, kadangi cirkuliuojančio amonio tirpalo kiekiai yra nedideli.
[0010] Siūlomą išradimą iliustruoja žemiau pateikti pavyz-džiai .
[0011] Į 15 mm vamzdini, reaktorių padavėme (sunaudojimas per valandą)
[0012] Dėl to susidarė tirštas rūkas. Bandymą baigėme po kelių minučių. Amonio nitrato nuostoliai buvo apie 40%.
[0013] Į įrenginį, kurio schema pavaizduota pridedamame brė-žinyje, su tokiu pačiu vamzdiniu reaktoriumi, kaip ir 1 pavyzdžio atveju, padavėme (sunaudojimas per valandą) - 218,4 1 57,5 %-nės azoto rūgšties 20°C temperatūroje,
[0014] - 1000 kg grąžinamo 92 %-nio amonio nitrato tirpalo 150°C temperatūroje.
[0015] Tokio įrenginio našumas buvo 1230 kg/val 91,2% amonio nitrato tirpalo 140°C temperatūroje. Bendri azoto nuostoliai buvo 5,8%, skaičiuojant nuo bendro azoto kiekio, įvedamo su HN03 ir NH3.
[0016] Į toki, pati, įrenginį, kaip ir 2 pavyzdžio atveju, pa-davėme (sunaudojimas per valandą)
[0017] - 700 kg grąžinamo 92%-nio amonio nitrato tirpalo 150°C temperatūroje, į kurį buvo įvesta 1,2 kg NH3.
[0018] Įrenginio našumas, dirbant šiuo režimu, buvo 1120 kg/val silpnai rūgštaus (laisvos HN03 koncentracija buvo 6 g vienam litrui tirpalo) 92,4 %-nio amonio nitrato tirpalo 155°C temperatūroje. Bendri azoto nuostoliai buvo iki 0,15%.
[0019] Į tokį patį įrenginį, kaip ir 2 pavyzdžio atveju, pa-davėme (sunaudojimas per valandą)
[0020] Įrenginio našumas, dirbant šiuo režimu, buvo 518 kg/val silpnai rūgštaus 88,3 %-nio amonio nitrato tirpalo 148°C temperatūroje.
[0021] Bendri azoto nuostoliai buvo iki 0,6%.
1. Koncentruoto amonio nitrato tirpalo gavimo būdas, neutralizuojant azoto rūgšti, amoniaku, besiskiriantis tuo, kad neutralizaciją atlieka vamzdiniame reaktoriuje.
2. Būdas pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo, kad bendras reagentų sunaudojimas atitinka mažesnį nei 150 kg/val.cm našumą, ir neutralizaciją atlieka, esant grąžinamam į reaktorių amonio nitrato tirpalui.
3. Būdas pagal 2 punktą, besiskiriantis tuo, kad santykis tarp grąžinamo ir susidarančio tirpalo yra ribose nuo 1 iki 5.
4. Būdas pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo, kad bendras reagentų sunaudojimas atitinka didesni, nei 150 kg/val.cm našumą, ir reakciją atlieka be amonio nitrato tirpalo cirkuliacijos.
5. Būdas pagal 2 ir 3 punktus, besiskiriantis tuo, kad įrenginyje yra bent vamzdinis reaktorius (R) su tiektuvais reagentų (HN03 ir NH3) įvedimui i, jį, bent separatorius (S) susidarančio koncentruoto amonio nitrato tirpalo atskyrimui nuo garų ir bent priemonė, skirta amonio nitrato tirpalo grąžinimui į vamzdinį reaktorių, kuris yra aprūpintas tiektuvais, skirtais paduoti į jį grąžinamą tirpalą.