BG63296B1

BG63296B1 - Метод и инсталация за получаване на порьозна гранулирана амониева селитра

Info

Publication number: BG63296B1
Application number: BG103545A
Authority: BG
Inventors: Христо МИТЕВСКИ; Любен КИРЧЕВ; Стоян СТОЯНОВ
Original assignee: Христо МИТЕВСКИ; Любен КИРЧЕВ; Стоян СТОЯНОВ
Priority date: 1999-07-01
Filing date: 1999-07-01
Publication date: 2001-09-28
Also published as: BG103545A

Abstract

Изобретението се отнася до метод за получаване напорьозна гранулирана амониева селитра, която е суровина за получаване на експлозивни и пропулсивни вещества, например нафтеноселитрени промишлени взривни вещества, както и до инсталация за осъществяването му. По метода към воден разтвор на амониев нитрат с концентрация 85-88% се прибавят калциев и/или магнезиев нитрат, полученият смесен разтвор секонцентрира до 99,7-99,8% и към него се прибавя повърхностно активно вещество, избрано от групата на анионните сулфонатни високомолекулни повърхностно активни вещества. Сместа се хомогенизира и се подава за прил-гранулиране, като в противоток на падащите гранули се подава сгъстен въздух и се поддържа псевдокипящ слой от образуваните порьозни гранули. Температурата на гранулите в горната част на кипящия слой се поддържа в границите от 90 до 1200С, а в долната част при напускането му - от 35 до 500С, накрая охладените гранули се покриват с противослепващ агент. Инсталацията се състои от изпарител (1), свързан през буферен сборник (2) с долнатачаст на скоростен процепен пиезометричен разходомер смесител (3), към върха на който през клапанрегулатор е свързан резервоар (4). Смесителят (3) е свързан от друга страна с нискооборотен акустичен гранулатор (5), монтиран на височина, не по-малко от 25 m от нивото на кипящия слой (6), създаван в гранулационна кула. Към долната част на кулата през транспортьор е свързан вертикален тарелков смесител (7), към който е свър

Description

(54) МЕТОД И ИНСТАЛАЦИЯ ЗА ПОЛУЧАВАНЕ НА ПОРЬОЗНА ГРАНУЛИРАНА АМОНИЕВА СЕЛИТРА

Област на техниката

Изобретението се отнася до метод за получаване на порьозна гранулирана амониева селитра, която представлява суровина за получаване на експлозивни и пропулсивни вещества, например нафтоселитрени промишлени взривни вещества, както и до инсталация за осъществяване на метода.

Предшестващо състояние на техниката

Основните изисквания към амониевата селитра като изходен продукт за получаване на експлозивни и пропулсивни вещества са показателите порьозност, сорбционна и задържаща способност, механична якост и стабилност при температурни промени. Във връзка с постигането на оптимални показатели са разработени редица методи за производство на порьозна гранулирана амониева селитра, всеки от които има за цел оптимизиране на поне един от тези показатели, както и постигане на подобрения в технологичен аспект.

Известен е метод за получаване на порьозна гранулирана селитра BG 47389, при който в разтвор или стопилка на амониева селитра се прибавят водоразтворими органични и неорганични соли и неразтворими във вода минерални вещества като натриева или амониева сол на дисулфокиселина и динафтилметана (НФ), амониев сулфат, железен-П сулфат и креда, или НФ и амониев сулфат, или НФ и железен II сулфат и креда. Амониевият сулфат се внася под формата на воден разтвор, железният сулфат - като воден разтвор или в твърдо състояние, кредата се внася в стопилката непосредствено преди гранулиране в твърдо състояние, ситно смляна с размер на частиците под 0,063 mm, а диспергаторът НФ се внася в стопилката на амониева селитра непосредствено преди гранулирането във вид на водни разтвори. Получават се гранули с повишена сорбционна способност, механична якост.

От RU № 2 063 929С1 е известен метод за получаване на порьозна гранулирана амониева селитра, съгласно който в стопилка на селитрата се внася първоначално железен III сулфат във вид на воден разтвор и след това диспергатор НФ в смес с водна суспензия, съдържаща креда. Получените гранули не се слепват, водоустойчиви са и имат механична якост 760 g/гран.

Недостатъци на двата метода са внасянето на неразтворим компонент, което е недопустимо при производството на водо-гелни взривни вещества, където се изискват неразтворими във вода примеси максимум до 0,002%. Изискванията на потребителите за водоразтворимо желязо са максимум 5 ppm, за сулфати максимум 1,0 ppm, а тези за маслозадържане от порядъка на 10%.

Сходен метод е описан в RU N° 94038400А1. Този метод включва внасяне в стопилката на амониевата селитра на добавка, състояща се от карбамид, калиев карбонат, диспергатор НФ.

Тези методи не осигуряват постигането на добър показател на термична стабилност на получаваните гранули.

В ЕР 0 850 878А1 са описани метод и инсталация за получаване на порьозен гранулиран амониев нитрат. Методът се състои в следното. Твърд амониев нитрат се вкарва в барабанен тип гранулатор с кипящ слой, върху който се впръсква разтвор на амониев нитрат с концентрация между 94 и 98% и гранулирането протича при температура 135 до 170°С. Отстраняването на водата от разтвора се осъществява за сметка на топлината от кристализацията на нитрата и топлината на подавания въздушен поток под кипящ слой, а остатъчната влага се отстранява чрез сушене при изхода на гранулатора. Разтворът може да съдържа повърхностно активни вещества, а също така и противосбиващи добавки, амониев сулфат, магнезиев нитрат, алуминиев сулфат или други метални соли. Инсталацията за провеждане на този метод включва барабанен тип гранулатор на ротационен принцип и с кипящ слой, устройство за впръскване в гранулатора на разтвора на амониев нитрат, устройства за въвеждане в гранулатора на рециклиран твърд амониев нитрат, сушилня, сито, охладител и устройство за обмазване на излизащия от ситото търговски продукт, устройство за рециклиране на част от дребните частици, излизащи от ситото, трошачка и второ сито за отсяване на твърдите частици амониев нитрат, които могат да служат за ядра на гранулите, и устройства за пренасянето им към гранулатора.

Методът е технологически сложен, осъществяването му изисква прецизно контролиране на температурата и скъпи съоръжения.

Получените по този и по другите посочени методи продукти имат температурен преход при 32,3°С, което създава проблеми при съхранение и използване на продуктите при различни температури и температурни промени поради промяна на кристалната структура, съпроводена с промени в обема, разрушаване на гранулите и рекристализационни процеси.

Известен е метод за получаване на стабилизиран амониев нитрат (ЕР 0 786 434А1, който се използва за производството на заряд за ракети. Методът, който има за цел подтискане на температурния преход при 32°С, предвижда прибавяне към амониев нитрат на 1 до 7% тегл. калиев нитрат и 0,1 до 1% тегл. органично багрило, съдържащо поне една арилсулфонатната група, избрано от групата на бензосулфонатите и нафталенсулфонатите. Полученият продукт е прахообразен, достатъчно сух и несбиваем при съхранение.

Получаването на гранули от амониева селитра, която да има едновременно висока порьозност, висока сорбционна и задържаща способност, по-специално спрямо дизелово гориво, и достатъчна механична якост, свързана с температурните преходи на нитрата, все още представлява сериозен технически проблем.

Техническа същност на изобретението

Задачата съгласно изобретението се решава чрез метод за получаване на порьозна гранулирана амониева селитра, който се състои в следното. Към воден разтвор на амониев нитрат с концентрация 85-88% се прибавят 1,2-2,0%-ен разтвор на доломит или магнезит. Разтворът се концентрира до 99,7 - 99,8% и към него се дозира от 3-4 kg/t повърхностно активно вещество, избрано от групата на анионните сулфонатни високомолекулни повърхностно активни вещества. Сместа се хомогенизира и се подава за прил-гранулиране. Гранулите с температура 90-120°С достигат зона на кипящ слой, формиран от получаваните гранули посредством подаван в противоток въздушен поток. На изхода от кипящия слой гранулите са с температура 35-50°. Охладените гранули се покриват с антисбиващ агент и се подават за опаковка.

Изобретението се отнася и до инсталацията за осъществяване на метода. Тя се състои от изпарител, свързан през буферен сборник с долната част на скоростен процепен пиезометричен разходомер-смесител, към върха на който през клапан-регулатор е свързан резервоар за разтвора на повърхностно активното вещество. Смесителят е свързан с нискооборотен акустичен гранулатор, монтиран на височина не по-малко от 25 m от нивото на кипящ слой, създаван в гранулационна кула. Към долната част на гранулационната кула през транспортьор е свързан вертикален тарелков смесител, към който е свързан резервоар за антисбиващ агент.

С метода съгласно изобретението се постига изместване на точката на полиморфно превръщане при температури над обикновените температури на околната среда, като заедно с това отсъства точката на полиморфно прев-ч ръщане при 84°С, т.е. стабилната кристална форма на готовия продукт се запазва при температури по-високи с около 20“С в сравнение с аналозите. Получените гранули са с висока механична якост и физически стабилни, независимо от температурните условия на съхранение и използване, имат висока порьозност и напълно задоволяват изискванията на потребителите за сорбционна и задържаща способност. Предвиденият температурен режим и начина на обезпечаването му осигурява бавно и равномерно охлаждане на гранулите и предотвратяване на рязкото преохлаждане, което би довело до радиални пукнатини от ядрото до повърхността на гранулата.

Избраните елементи на инсталацията осигуряват оптимално осъществяване на етапите на метода при минимален разход на енергия и елементарна поддръжка.

Пояснение на приложените фигури

Фиг.1 представлява схема на инсталацията за получаване на порьозна гранулирана амониева селитра съгласно изобретението.

Примерно изпълнение на изобретението

Инсталацията, представена на фиг.1, се състои от изпарител 1, буферен сборник 2, скоростен процепен пиезометричен разходомер-смесител 3, резервоар 4, свързан през клапан-ре гулатор със смесителя 3, който е свързан с нискооборотен акустичен гранулатор 5, разположен в горната част на гранулационна кула, в която се поддържа кипящ слой 6. Изходът на кулата в дъното й е свързан през транспортьор с вертикален статичен тарелчат смесител 7, към който е свързан и резервоар 8.

Методът се осъществява по следния начин.

Към разтвор на амониева селитра с концентрация 85-88% се прибавя 1,0-2,0%-ен разтвор на доломит или разтвор на магнезит. Полученият разтвор се концентрира до 99,7 99,8% в изпарител 1, след това постъпва в буферен сборник 2, откъдето се подава в смесителя 3. В него, в зависимост от количеството на амониева селитра, посредством клапан-регулатор от сборник 4, се дозира 3 - 4kg/t 25 %ен разтвор на повърхностно активно вещество, например готов търговски продукт SKFERT, хомогенизира се в едната камера на смесителя и посредством акустичния гранулатор 5 се гранулира при температура от 172-185°С. Гранулаторът е монтиран при върха на гранулационна кула на височина 40,5т над нивото на кипящия слой. Гранулите достигат зоната на кипящия слой 6 с температура 90-120°С, където от въздушния поток, поддържащ кипящия слой, се охлаждат до температура 35-50°С, като температурата се поддържа в този интервал чрез регулиране количеството на подавания въздух към кипящия слой и количеството на изсмукваните чрез осеви вентилатори (непоказани на фигурата) димни газове от гранулационната кула. Охладеният продукт преминава през вертикален статичен тарелков смесител 7, осигуряващ 98-100% равномерно покриване на продукта с антисбиващ агент, подаван от резервоар 8.

Така полученият продукт се разфасова в опаковки от 40 и 50 kg, а също в биг-бегси от 500-1000 kg.

Готовият продукт има следната харак-
теристика:
Амониев нитрат	%, min - 98,7
Азот	%, min - 34,5
Влага	%, max - 0,5
Неразтворими във вода
примеси	%, max - 0,02
Водоразтворимо желязо	ppm, max - 3
Хлориди	ppm,max - 5

Сулфати	%, max	-0,2
Органични съединения,
общ С	%, max	-0,2
MgO(CaO + MgO)	%, max	- 0,5
pH на 10%-ен воден
разтвор	min	-4,0
Насипна плътност	kg/m³ -	700-850
Маслонапълняемост	%, min	- 9

Якост на гранулата kgc/гран. - 0,65- 0,75

Гранулометрия от 1 - 4 mm %, min - 95 под 1 mm %, max - 5

Примери за конкретно осъществяване на изобретението

Пример 1. Към стопилка амониев нитрат, получена след трета степен изпаряване, с концентрация 99,8% тегл. се внася 25%-ен разтвор на повърхностно активно вещество (търговски продукт SKFERT) и същата се гарнулира в акустичен гранулатор.

Проведени са опити с различни количества повърхностно активно вещество.

Пример 1. 1: С 2 kg/1 повърхностно активно вещество селитрата има маслонапълянемост 5,5-6%, влагосъдържание 0,30-0,32%, статична якост - 0,356-0,382 kgc/гран.

Пример 1.2: СЗ kg/t ПАВ селитра има маслонапълянемост 7,3-8,2%, влагосъдържание 0,34 - 0,38%, статична якост 0,311 - 0,332 kgc/ гран.

Пример 1.3: С 4 kg/t селитрата има маслонапълняемост 8,6 - 11,8%, влагосъдържание 0,42 - 0,48%, статична якост 0,258-0,283 кгс/ гран.

Пример 2. Неръждаем съд с обем 50 1 се запълва със стопилка, съдържаща 0,33 0,50% MgO[ 1,20-1,90% Mg(NO₃)₂]. Съдът е снабден с бъркалка и чрез електронен терморегулатор се поддържа температура 180-182°С. Към стопилката се прибавя 25%-ен разтвор на ПАВ в количество 0,075-0,1 % масови, като 100% вещество. Сместа се хомогенизира и се пуска да изтече през статичен гранулатор с 50 отвора с диаметър 1,00 mm в гранулационнна кула с височина 40,5 т. Получените гранули имат маслонапълняемост 7,2-12%, влагосъдържание 0,40-0,45%, статична якост 0,650-0,756 кгс/гранула.

Пример 2. 1 Работи се както е описано в пример 2, но вместо магнезит, стопилката съдържа калциев и магнезиев нитрат в съотношение 2:1. Получените гранули имат маслонапълняемост 8,3-10,8%, влагосъдържание 0,43 0>49%, статична якост 0,471 - 0,522 кгс/гран. 5 В приложената таблица 1 са представе ни резултатите от аналитичен контрол на две проби порьозен амониев нитрат, получен по метода съгласно изобретението, съпоставени с БДС за АНТ (амониев нитрат технически) и изискваните от потребителите качества за ПАН (порьозен амониев нитрат)

No	Показатели	Дименсия	Норми АНТ	Норми ПАН	Проба 133 А	Проба 133 Б
1.	Амониев нитрат (NH₄NO₃)	%, min		98,7	98,72	98,75
2.	Азот, N	%, min	34,5	34,5	34,64	34,69
3.	Влага	%, man	0,25	0,5	0,60	0,48
4.	Неразтворими във вода примеси	%,max	0,005	0,02	0,08	0,002
5.	Водоразтворимо желязо	ppm, max		3	0,8	0,4
6.	Съдържание на хлориди	ppm, max		5	1,13	1,09
7.	Съдържание на сулфати	%, max	ο,ι	0,2	0,09	0,03
8.	Органични съединения общ въглерод	%, max	не се допуска	0,2	0,136	0,050
9.	MgO, СаО	%, max	не се допуска	0,5	0,396	0,396
10.	pH на 10%-ен воден разтвор	Ph - min	4,5	4	6,94	6,62
11.	Насипна плътност	kg/m³		700- 850	817неупл. 888упл.	816неупл. 878упл.
12. 13.	Маслонапълняемост Гранулометрия	%,min		9	8,28	8,38
	- 1-4 mm	% min	95	90	98	99
14.	- < 1mm Якост на гранулата	% max кгс/гран.	5	10	2 0,65	1 0,75

Claims

Патентни претенции

1. Метод за получаване на порьозна гранулирана амониева селитра, характеризиращ се с това, че към воден разтвор на амониев нитрат с концентрация 85-88% се прибавя в даден случай воден разтвор на калциев и/или магнезиев нитрат, полученият разтвор се концентрира До 99,7-99,8% и към него се дозират повърхностно активно вещество, избрано от групата на анионните сулфонатни високомолекулни повърхностно активни вещества, сместа се хомогенизира и се подава за прил-гранулиране, като в противоток на падащите гарнули се подава сгъстен въздух и се поддържа псевдокипящ слой от образуваните порьозни гранули, при което температурата на гранулите в горната част на кипящия слой се поддържа в границите 90-120°С, а в долната част при напускането му - 35-50°С, и накрая охладените гранули се покриват с противосбиващия агент.

2. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че в амониевата селитра с концентрация 82-88% се внася чрез 50-55%ен воден разтвор на смес от калциев нитрат и магнезиев нитрат, за предпочитане в съотношение 2:1, в даден случай получена от доломит, в количество от 1,2 до 1,9%.

3. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че в 82-88 %-ния разтвор на амониева селитра се внася 38-42 %-ен воден разтвор на магнезиев нитрат, в даден случай получен от магнезит, в количеството 1,2-1,9%.

4. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че към концентрирания до 99,7-99,8% разтвор на амониева селитра се до6 бавя 25%-ен разтвор на анионен сулфонатен полимер в количество 0,025-0,1 % масови като 100% активно вещество.

5. Инсталация за получаване на порьозна гранулирана селитра, характеризираща се 5 с това, че се състои от изпарител (1), свързан през буферен сборник (2) с долната част на скоростен процепен пиезометричен разходомерсмесител (3), към върха на който през клапанрегулатор е свързан резервоар (4), като сме- сителят (3) е свързан от своя страна с нискооборотен акустичен гранулатор (5), който е монтиран на височина не по-малко от 25 m от нивото на кипящ слой (6), създаван в гранулационна кула, към долната част на която през транспортьор е свързан вертикален тарелков смесител (7), към който е свързан резервоар (8).