Файл: Миниович, М. А. Производство аммиачной селитры.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 17.10.2024

Просмотров: 106

Скачиваний: 3

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

В СССР установки, основанные

на комбинированном методе,

не применяются; за рубежом они

распространены сравнительно

мало.

 

Азот'ная

кислота

Газообразный Газообразный аммиак

аммиак I СокоВыйJ

Т юр

Раствор

аммиачной

селитры

Рис. 14. Аппарат-нейтрализатор ИТН с естественной циркуляцией растворов:

/ — завихритель;

2 — внешний сосуд

(резервуар);

3 — нейтрализацнонная

часть — внутренний цилиндр; 4 — устро-

ство

для распределения

азотной

кис­

лоты; 5 — штуцер для слива

растворов

(при

осмотре

и

ремонте);

6—окна;

7 — устройство

для

распределения

ам­

миака; 8—гндрозатвор;

9 — сепаратор-

 

ловушка.

 

 

 

Установки нейтрализации, работающие при атмосферном давлении

В состав этих установок вхо­ дят аппараты-нейтрализаторы ИТН и вспомогательная аппара­ тура.

 

На

рис.

14 изображена

одна

из

конструкций

аппарата

PITH,

применяемая

на

многих

дейст­

вующих производствах аммиач­

ной

селитры.

 

 

Аппарат

ИТН

представляет

собой

вертикальный цилиндриче­

ский сосуд (резервуар) 2, в ко­

тором помещен

цилиндр

(ста­

кан)

3 с полками

1 (завихритель)

для

улучшения смешения

раство­

ров. В цилиндр 3 подведены тру­

бопроводы

для

ввода

азотной

кислоты

и

газообразного

аммиа­

ка

(реагенты подаются противо­

током) ;

 

трубы

заканчиваются

устройствами 4 и 7 для

лучшего

распределения

кислоты

и газа.

Во

внутреннем

цилиндре

проис­

ходит

взаимодействие

азотной

кислоты с аммиаком. Этот ци­ линдр носит название нейтрализационной камеры.

Кольцевое пространство меж­ ду сосудом 2 и цилиндром 3 слу­ жит для циркуляции кипящих растворов аммиачной селитры. В нижней части цилиндра име­

ются отверстия 6 (окна), соеди­ няющие нейтрализационную камеру с испарительной частью ИТН. Из-за наличия этих отверстий производительность аппара­ тов ИТН несколько снижается, зато достигается интенсивная есте­ ственная циркуляция растворов, что приводит к уменьшению по­ терь связанного азота*.

* Раньше для создания циркуляции растворов применялись мешалки или •центробежные насосы, но они оказались сложными в обслуживании и от них пришлось отказаться.

S 6


Выделяющийся из раствора соковый пар отводится через шту­ цер в крышке аппарата ИТН и через ловушку-сепаратор 9. Обра­ зующиеся в цилиндре 3 растворы селитры в виде эмульсии — сме­ си с соковым паром поступают в сепаратор через гидрозатвор 8. Из штуцера нижней части ловушки-сепаратора растворы аммиач­

ной

селитры

направляют­

 

скола %™°„%°™'й

ся

в

донейтрализатор-ме-

 

шалку

 

для

дальнейшей

 

 

 

 

 

обработки.

Гидрозатвор,

 

 

 

 

 

имеющийся в испаритель­

 

 

 

 

 

ной

части аппарата,

поз­

 

 

 

 

 

воляет

 

поддерживать

в

 

 

 

 

 

нем

постоянный

уровень

 

 

 

 

 

раствора

и

препятствует

 

 

 

 

 

выходу сокового пара без

 

 

 

 

 

промывки

от увлекаемых

 

 

 

 

 

им

брызг

раствора.

 

 

 

 

 

 

 

 

В

 

связи

с

неудовлет­

 

 

 

 

 

ворительной

работой

ло­

 

 

 

 

 

вушек-сепараторов

в но­

 

 

 

 

 

вых

цехах

предусмотрен

 

 

 

 

 

другой

 

тип сепаратора —

 

 

 

 

 

с

тремя

тарелками,

на

 

 

 

 

 

которых соковый пар про­

 

 

 

 

 

мывается

вначале

от ам­

 

 

 

 

 

миака

 

кислым

конденса­

 

 

 

 

 

том, затем от брызг рас­

 

 

 

 

 

твора

 

аммиачной

селит­

 

 

 

 

 

ры — паровым

конденса­

 

 

 

 

 

том.

Паровой

конденсат

 

 

 

 

 

образуется

на

тарелках

 

 

 

 

 

сепаратора вследствие ча­

Рис. 15.

Схема установки нейтрализации,,

стичной

конденсации

со­

работающей при атмосферном давлении:

кового

 

пара.

При этом

/ — напорный бак; 2 — сепаратор;

3 —испаритель;

теплота

конденсации

от­

4 — подогреватель;

5 — сборник

конденсата;

6 — аппарат

ИТН; 7—мешалка-донейтралнзатор;

водится

оборотной

водой,

 

8 — центробежный насос.

 

проходящей

по

змееви­

 

 

 

 

 

кам,

уложенным на тарелках. В результате

частичной конденса­

ции

сокового пара получается 15—20%-ный

раствор

NH4NO3, ко­

торый

направляется

на

упаривание

вместе

с основным

потоком

раствора

аммиачной

селитры.

 

 

 

 

 

На

рис. 15 представлена

схема одной из установок

нейтрализа­

ции, работающих при давлении, близком к атмосферному.

 

 

Чистая или с добавками

азотная кислота подается в напорный

бак

/, снабженный постояннодействующим переливом избытка

кислоты в хранилище.

 

 

 

 

 

 

 

Из напорного бака / азотная кислота направляется непосред­

ственно в стакан аппарата ИТН 6 или через подогреватель

(на ри-

57"


суыке не показан), где нагревается теплом сокового пара, отводи­ мого через сепаратор 2.

Газообразный аммиак поступает в испаритель 3 жидкого ам­ миака, затем в подогреватель 4, где нагревается теплом вторичного пара из расширителя или горячим конденсатом греющего пара выпарных аппаратов, и далее направляется по двум параллель­ ным трубам в стакан аппарата ИТН 6.

В испарителе 3 брызгоунос жидкого аммиака испаряется и про­ исходит отделение загрязнений, обычно сопутствующих газообраз­ ному аммиаку. При этом образуется слабая аммиачная вода с при­ месью смазочного масла и катализаторной пыли цеха синтеза ам­ миака.

Получаемый в нейтрализаторе раствор аммиачной селитры че­ рез гидравлический затвор и брызгоуловитель-ловушку непрерывно поступает в мешалку-донейтрализатор 7, откуда после нейтрализа­ ции избыточной кислоты направляется на упаривание.

Выделяющийся в аппарате ИТН соковый пар, пройдя сепара­ тор 2, направляется для использования в качестве греющего пара в выпарные аппараты первой ступени.

Конденсат сокового пара из подогревателя 4 собирается в сбор­ нике 5, откуда расходуется на разные производственные нужды.

Перед пуском нейтрализатора выполняются подготовительные работы, предусмотренные в рабочих инструкциях. Отметим только некоторые из подготовительных работ, связанных с нормальным ведением процесса нейтрализации и с обеспечением техники без­ опасности.

Прежде всего требуется залить в нейтрализатор раствор амми­ ачной селитры или паровой конденсат до пробоотбориого краника.

Затем необходимо наладить непрерывную подачу азотной кис­ лоты в напорный бак и ее перелив в складское хранилище скла­ да. После этого требуется принять газообразный аммиак из цеха синтеза аммиака, для чего необходимо на короткое время открыть задвижки на линии отвода в атмосферу сокового пара и вентиль выхода раствора в мешалку-донейтрализатор. Этим предупреж­ дается создание в аппарате PITH повышенного давления и образо­ вание небезопасной аммиачно-воздушной смеси при пуске аппа­ рата.

В этих

же целях

до пуска нейтрализатор и взаимосвязанная

с ним коммуникация продуваются паром.

После

достижения

нормального режима работы соковый пар

из аппарата ИТН направляется на использование в качестве грею­ щего пара.

Установки нейтрализации, работающие при разрежении

Совместная переработка аммиаксодержащих газов и газообраз­ ного аммиака нецелесообразна, так как связана с большими поте­ рями аммиачной селитры, кислоты и аммиака из-за наличия в ам-

58


миаксодержащих газах значительного количества примесей (азот, метан, водород и др.)- Эти примеси, барботируя через образую­ щиеся кипящие растворы аммиачной селитры, уносили бы с со­ ковым паром связанный азот. Кроме того, соковый пар, загрязнен­ ный примесями, нельзя было бы использовать в качестве греющего пара. Поэтому аммиаксодержащие газы, как правило, перераба­ тывают отдельно от газообразного аммиака.

В установках, работающих при разрежении, использование тепла реакции осуществляется вне ней­ трализатора — в вакуум-испарителе. Здесь горячие растворы аммиачной селитры, поступающие из нейтрали­ затора, кипят при температуре, со­ ответствующей вакууму в аппарате. В состав таких установок входят: нейтрализатор скрубберного типа, вакуум-испаритель и вспомогатель­ ное оборудование.

На рис. 16 представлена схема установки нейтрализации, работаю­ щей с применением вакуум-испари­ теля.

ру Соковый

v конденсатору

Аммиаксодержащие

газы

при

 

 

 

температуре 30—90 °С под давлени­

 

 

 

ем 1,2—1,3 ат подаются в нижнюю

 

 

На упаривание

часть

скруббера-нейтрализатора 1.

 

 

 

В верхнюю часть скруббера из бака-

Рис. 16. Схема установки нейтра­

затвора 6 поступает

циркуляцион­

лизации

с вакуум-испарителем:

/ — нейтрализатор скрубберного типа;

ный раствор селитры, в который

2 — насос;

3 — вакуум-испаритель:

обычно

непрерывно подается из ба­

бак азотной

кислоты;

6 — бак (затвор-

 

 

 

 

 

*' — вакуум-сепаратор;

5 — напорный-

ка 5 азотная кислота, иногда пред­

смеситель);

7 — промыватель; 8— до-

варительно

нагретая до температу­

 

нейтрализатор.

ры не выше

60 °С. Процесс нейтра­

 

 

 

лизации проводится при избытке кислоты в пределах

20—50 г/л.

В скруббере

1 обычно

поддерживается температура на 15—20 °С

ниже температуры кипения растворов NH4NO3, что позволяет пред­

отвращать разложение

кислоты

и образование

тумана

аммиачной

селитры. Заданная температура поддерживается благодаря оро­ шению скруббера раствором из вакуум-испарителя, который ра­ ботает при разрежении 600 мм рт. ст., поэтому раствор в нем имеет более низкую температуру, чем в скруббере.

Получаемый в скруббере раствор селитры засасывается в ва­ куум-испаритель 3, где при разрежении 560—600 мм рт. ст. про­ исходит частичное испарение воды (упаривание) и повышение кон­ центрации раствора.

Из вакуум-испарителя раствор стекает в бак-гидрозатвор 6, откуда большая его часть снова поступает на орошение скруббе­

59-