Vynález riešf postup a zariadenie pře přípravu kryštalického dusiínanu amonného energeticky e investičně výhodným spotobom.The present invention provides a process and apparatus for the preparation of crystalline ammonium nitrate in an energy-efficient manner.

Kryštalický dusičnan amonný pře technické účely, najmM pře výrobu priemyselných trhavin sa připravuje známými postupmi, ktoré vychádzejú z principu ochI adzovani a neutrálnej, alebo mierne alkalickej tavenlny dusičnanu amonného /0,05-0,1 g NH^/l/ samostatné, alebo za přídavku aditivnych přísad. Konvenčnýn spósobom sa připravuje k ry S ta l i z á c i ou 90 - 95 X tavenlny dusičnanu amonného obvykle v mieSaných kryita11 zátoroch opatřených lopatkami, v ktorých sa krystalické teplo odvádza chladenfm plášta vzduchom, alebo chladíacou vodou. Horúd kryStalizát sa následné chladí v chladiči na teplotu 30 - 40 °C. Tento sposob je málo výhodný a technologicky zastaralý. Jeho výhodou je, íe v procese kryštalizécie Je možný prídavok aditivnych přísad, napr. solí Fe, parafín, ap., ktoré zlepšujú fyzikálně vlastnosti produktu v hmotě. Vývojem nových typov látok za bezpečujúcich sypkost produktu pre jeho ďalšie použítie, však tento sposob stratíl na význame. 8ol preto vyvinutý a v praxí ověřovaný sposob sférlckej k ry š t a 11 zác i e dusičnanu amonného rozstrekom taveniny dýzou do průdu chladiaceho vzduchu v rotačnom bubni. Tento sposob, ako technicky realizovateíný, však zabezpečoval produkt, ktorý nevyhovoval pre přípravu bezpečnostných trhavin, pre svoju mi noriňdnu citlivost k nárazu, ako výsledok nevhodného tvaru, resp. ostrohrannosti kryštálov. Nové směry i ntenz1fikova 1 i proces kryštali Zác1e postupní, ktoré vychádzajú z kryšta11 zácie taveniny dusičnanu amonného 95 - 98 X, jej postupným ochladzovaním prefukovaním plynu cez taveninu /Jap.patent 81007 968/ za súčasnej kryštalizác1e, následnej separécie, sušenla, mletia, chladenia a premiešanla pod teplotu 84 °C s dosušovaníra. Obdobou procesu Je proces ICY a KEMANORĎ, kde proces kryštalizác1e rovnako vychádza z tavenlny dusičnanu amonného 95 X, prefukovaním vzduchom a regulačnou parou s cirkulováním obsahu k ryš t a l i z é t o ra , následnou separáciou, chladenim kryštálov a povrchovou úpravou. Tíeto procesy poskytujú výrobky optimálnej kvality pre výrobu bezpečnostných trhavin. Ich nevýhodou Je však práca s taveninou dusičnanu amonného nad bodom tuhnutia /160 °C/, potřebu tlakového čistého vzduchu, chladenle produktu v špeciálnych chladených eparátoch. Riadenle procesu kryštali žácie je veími citlivé na změnu teploty, tým náročnost na riešenie vlastného kryštal1zátora.Crystalline ammonium nitrate for technical purposes, in particular for the production of industrial explosives, is prepared by known processes which are based on the principle of cooling and a neutral or slightly alkaline melt of ammonium nitrate (0.05-0.1 g NH 4 / l) alone, or under addition of additives. In a conventional manner, 90-95% ammonium nitrate melts are usually prepared in stirred crystallizers equipped with paddles in which the crystalline heat is removed by cooling the jacket with air or cooling water. The crystalline crystallisate is then cooled in a condenser to a temperature of 30-40 ° C. This method is not very advantageous and technologically obsolete. Its advantage is that in the crystallization process it is possible to add additives, e.g. salts of Fe, paraffin, etc., which physically improve the physical properties of the product in the mass. However, with the development of new types of substances to ensure the flowability of the product for its further use, this method has lost its significance. Therefore, a method of spherical ammonium nitrate is developed and tested in practice by spraying the melt through a nozzle into the flow of cooling air in a rotating drum. However, this method, as technically feasible, provided a product that was not suitable for the preparation of safety explosives, due to its standard sensitivity to impact, as a result of improper shape, respectively. sharpness of crystals. New directions in the crystallization process of the crystalline process, starting from the crystallization of the ammonium nitrate melt 95 - 98 X, its gradual cooling by blowing gas through the melt / Japanese patent 81007 968 / with simultaneous crystallization, subsequent separation, drying, grinding, cooling, grinding and stirred below 84 ° C with drying. A similar process is the ICY and KEMANOR® processes, where the crystallization process also starts from a 95 X ammonium nitrate melt, blowing with air and control steam with circulation of the contents to the crystal, followed by separation, cooling of the crystals and surface treatment. These processes provide products of optimal quality for the production of security explosives. However, their disadvantage is the work with the ammonium nitrate melt above the freezing point / 160 ° C /, the need for clean compressed air, cooling the product in special refrigerated apparatus. The control of the crystallization process is very sensitive to changes in temperature, thus the difficulty of solving the crystallizer itself.

Celkove Je proces energeticky náročný a relativné zložitý. Ukázalo se, že uvedené nedostatky je možné riešit sposobom pod(a výnálezu, podstatou ktorého je, že kryštalizáci a dusičnanu amonného sa zabezpečuje z amoniakálne ho roztoku dusičnanu amonného s obsahom 4 až 40 X ha. amonleku desorbciou amoniaku, načo sa kryštalická zmes podrobí separácii. Desorbovaný amoniak sa absorbuje v roztoku dusičnanu amonného « koncentráciou 60 - 80 I h». a po neutralizáci i kyselinou dusičnou sa vracla do procesu kryšta11zácie. Na odseparovaný kryštalický dusičnan amonný sa pósobí vzdušninou s teplotou 20 až 150 °C. Zariadenie pre uskutočnenle přípravy krystalického dusičnanu amonného, podstatou ktorého je, že kry51a 11 začný desorbér Je v cirkulačnora zapojení čerpadlo· krystalického desorbéra cez zmešovač kryštal1zátora a/alebo tepelný výmenník, pričom zmešovač kryštal1zátora je napojený ne přívod amoniaku, přívod dusičnanu amonného, alebo amoniakátu a/alebo privod regulačnej vody. Kryštalizačný desorbér Je prepojkou spojený s ejektorom a výstupom kryštalizačného desorbéra so separačným zariadením. Separačné zariadenie je přepojené transportným systémom s desorbérom, odlučovačem a préčkou a rúrou matečného roztoku so zmíešavačom ejektore, Zberač ejektore je rúrou procesovej páry spojený s kondenzát orom a/alebo rúrou s tepelným výmennikom, rúrou pracíeho roztoku cez odparku na přívod dusičnanu amonného zmiešovača kryštalizátora.Overall, the process is energy intensive and relatively complex. It has been found that these drawbacks can be solved by the process according to the invention, which is based on the crystallization of ammonium nitrate from an ammoniacal ammonium nitrate solution containing 4 to 40 X ha of ammonia by desorption of ammonia, after which the crystalline mixture is subjected to separation. The desorbed ammonia is absorbed in the ammonium nitrate solution at a concentration of 60-80 l / h and, after neutralization with nitric acid, returned to the crystallization process. crystalline ammonium nitrate, the essence of which is that the crystalline desorber pump is connected in the circulator to the crystallizer mixer and / or heat exchanger, the crystallizer mixer being connected to the ammonia supply, the ammonium nitrate supply or the ammonium nitrate and / or ammonia feed. Crystallization desorber It is connected by a jumper to the ejector and the crystallization outlet desorber with a separation device. The separation device is connected by a transport system with a desorber, a separator and a baffle and a mother liquor tube with an ejector mixer.

Postupem a zariadením pod(a vynálezu sa dosiahne, že aanipulácia s roztokom dusičnanu amonného s obsahom amoniaku sa uskutečňuje pod teplotou bodu tuhnutia taveniny dusičnanu amonného, nie je potřebný Speicálne upravený vzduch, na odvod kryšta11 začného tepla dusičnanu amonného, keňže tento sa zabezpečuje výparným teplem amoniaku. Pře desorbciu amoniaku, či reguláciu priebehu kryštalizácie nie je potřebné používat páru, ale je možné uplatnit degradované teplo nízkotlakej páry s výhodou získanej neutralizáciou desorbovaného amoniaku z desorbčného kryStalizétora. Proces v maximálněj miere využívá reakčnéhoThe process and apparatus according to the invention ensure that the handling of the ammonia nitrate-containing ammonium nitrate solution takes place below the freezing point of the ammonium nitrate melt, no specially treated air is required It is not necessary to use steam to desorb ammonia or to control the course of crystallization, but it is possible to use degraded heat of low-pressure steam, preferably obtained by neutralizing desorbed ammonia from the desorption crystallizer.

CS 268 596 B1 tepla pre pokrytíe potřeby tepla v systéme. Je moíné rýchlostou desorbde amoniaku regulovat prfebeh kryštallzácle, ktorá spotu s cirkutádou kryštalickej b řeč k y a obsahu amoniaku, ako aj jeho dosycovaním v systéme poskytuje možnosti optfmálnej regulécie priebehu kryštalizácie a rastu kryštálov a koncentrácie kryštalickej kaše. Proces je technolog1cky autonomny.CS 268 596 B1 heat to cover the heat demand in the system. It is possible to regulate the rate of crystalline crystallisation at the rate of desorption of ammonia, which spots the circulation of crystalline speech and ammonia content, as well as its saturation in the system provides possibilities of optimal regulation of crystallization and crystal growth and crystal slurry concentration. The process is technologically autonomous.

Ha zobrazeni je znázorněné schématické vyobrazeníe funkčných prvkov systému podia vynálezu. Ďo zmešovača 4 kryštalizátora sa privodom 1 amoniaku, privodom 2 dusičnanu amonného a/alebo amoniakátu a privodom g regutačnej vody privádzajú suroviny, ktoré sa rúrou Jg cirkulačného okruhu, tepelným výmennikom j expandujú do priestoru kryštallzačného desorbéra ý. Desorbovaný amoniak je odsávaný prepojkou 2a ejektorem g. Kryštalická kaša je z časti odčerpávaná čerpadlem kryštali z ačného desorbéra a dávkovaná spilt do zmešovača kry5talizátora, z časti odchádza výstupom g§ kryštal1začného desorbéra do separačného zariadenia tvořeného hydrositom a odstředivkou. Oesorbovaný amoniak odsávaný ejektorom § sa absorbuje v cirkulačnom roztoku dusičnanu amonného na strekovaného do ejektora 8 zo zberača ejektore 2 čerpadlom ejektore 10. Čest roztoku se vedle do zmíešavača JI ejektore, v ktorom se zmíeša s roztokem dusičnenu amonného, ako matečného roztoku, čerpaného čerpadlem 12 matečného roztoku rúrou 22 matečného roztoku a kyselinou dusičnou z přívodu kyseliny dusičnej. Procesové pery sú rúrou g2 procesovej páry vedené do tepelného výmenníka J a/alebo kondenzátora gg. Matečný roztok z kryštalickej kaše sa zhromažďuje v zberači 13 matečného roztoku, kryštallcký dusičnan amónny zo separačného zariadenia lg sa transportným systémom 2J a 1$ dávkuje do desorbéra 2J. Vzdušnina do desorbéra 17 li filtruje na filtr! vzduchu g2 ^a ventilátorem JO sa vháňa do kondenzátora J2 a do ohrievača Jg. Oesorbovaný kryštalloký dusičnan amonný z desorbéra 2Z ^ls zachytí v odlučovači 2g a vzdušnina sa vyperie v práčke 22 cirkulovaným roztokem dusičnanu amonného čerpadlem pračky 22 cez zmiešavač práčky gg . V okruhu sa udržuje pH přídavkem kyseliny dusičnej z přívodu gg kyseliny dusičnej a kbncentrácia roztoku privodom kondenzátu zo zberača gg kondenzátu čerpadlem g2 kondenzátu.'Prírastok roztoku preteká do zberača 2 ejektore. Oesorbovaný kryštalícký dusičnan amonný odchádza cez zmíešavaciu závítovku gg. Prírastok roztoku dusičnanu amonného zo zberača 2 ejektore odtéká rúrou 22 pracieho roztoku do odparky gj, bridové páry kondenzujú v kondenzátore gg a stekajú do zberača kondenzátu gg. Zahuštěný roztok sa zhronaž^uje v zásobníku dusičnanu amonného gg a čerpadlem g8 dusičnanu amonného sa nastrekuje do přívodu g dusičnanu amonného a/alebo amoniakátu. Pre uiahčanie dosiahnutía rovnováhy systému Je možné prepojkou gg zo systému odčerpat část kryštalickej kaše a/alebo zahusterrý reztok dusičnanu amonného do retenčných zásobníkov, alebo na prepracovanie v pomocných zariadeniach. Zo systému je možné rúrou 22 odvádzat matečný roztok na dosýtenie amoniakem a dusičnanem amonným v separátnom zaríadení přípravy amoniakátu, ktorý sa nastrekuje do zmešovača 2 kryštaUzátora g přívodem.The illustration shows a schematic illustration of the functional elements of the system according to the invention. From the crystallizer mixer 4, raw materials are fed via an ammonia feed 1, ammonium nitrate and / or ammonia supply 2 and a control water feed g, which are expanded through the circulating circuit tube Jg through a heat exchanger j into the space of the crystallization desorber ý. Desorbed ammonia is aspirated through jumper 2a by ejector g. The crystalline slurry is partly pumped by a crystal pump from the desorber and metered to the crystallizer mixer, partly exited by the gg of the crystallization desorber to a separation device consisting of a hydrosite and a centrifuge. The adsorbed ammonia aspirated by the ejector § is absorbed in the circulating solution of ammonium nitrate injected into the ejector 8 from the collector of the ejector 2 by the pump of the ejector 10. The honor of the solution is of mother liquor through tube 22 of mother liquor and nitric acid from a nitric acid supply. The process lips are fed through a process steam pipe g2 to a heat exchanger J and / or a condenser gg. The mother liquor from the crystalline slurry is collected in a mother liquor collector 13, and the crystalline ammonium nitrate from the separation device 1g is metered into the desorber 2J by the transport system 2J and 1 $. The air in the desorber 17 li filters on the filter! of air g2 ^{and the} fan JO is blown into the condenser J2 and into the heater Jg. The adsorbed crystalline ammonium nitrate from the desorber 2Z ^{1s is} collected in a separator 2g and the air is washed in the washing machine 22 with a circulating ammonium nitrate solution by the pump of the washing machine 22 through the mixer of the washing machine gg. The pH is maintained in the circuit by the addition of nitric acid from the gg nitric acid supply and the concentration of the solution by the condensate supply from the gg condensate collector by the condensate pump g2. The increment of solution flows into the ejector collector 2. The adsorbed crystalline ammonium nitrate leaves through the mixing screw gg. The increment of ammonium nitrate solution from the ejector collector 2 flows through the tube 22 of the washing solution into the evaporator gj, the bridle vapors condense in the condenser gg and flow into the condensate collector gg. The concentrated solution is collected in an ammonium nitrate gg reservoir and injected into the g g of ammonium nitrate and / or ammonia by means of an ammonium nitrate pump g8. To facilitate the equilibrium of the system, it is possible to pump part of the crystalline slurry and / or the concentrated ammonium nitrate solution from the system via a jumper gg into retention tanks, or for processing in auxiliary equipment. It is possible to discharge from the system through the pipe 22 a mother liquor for saturation with ammonia and ammonium nitrate in a separate device for the preparation of ammonia, which is injected into the mixer 2 of the crystallizer g by means of an inlet.

Okrem redkláde zneutral1zovaného desorbovaného amoniaku vo forme dusičnanu amonného, je možné proces pódia vynálezu kombinovat s inými technologiemi, napr. výrobou amoniakátov, výrobou kvapalného roztoku DAM zmiešavaním roztoku dusičnanu amonného z procesu s roztokem močoviny, alebo s pevnou močovinou, alebo použit na výrobu LAD. Toto technologické spojenie je zvlášt výhodné, ak je k dispozici! separátna priprava roztoku dusičnanu amonného a/alebo amoniakátov a/alebo priprava DAM a/alebo LAD, čím sa znižujů investíčné náklady na ínštaládu aparátov za bezpeču j úd ch recikládu roztoku dusičnanu amonného.In addition to the redistribution of neutralized desorbed ammonia in the form of ammonium nitrate, the process of the invention can be combined with other technologies, e.g. production of ammonia, production of a liquid DAM solution by mixing an ammonium nitrate solution from the process with a solution of urea, or with solid urea, or used for the production of LAD. This technological connection is especially advantageous if available! separate preparation of ammonium nitrate solution and / or ammonia and / or preparation of DAM and / or LAD, thus reducing the investment costs for the installation of apparatus with safe recirculation of ammonium nitrate solution.

Příklad 1Example 1

000 kg zmeeí dusičnanu amonného s obeahom 75 X hm. dusičnanu amonného, 10 X hm. vody a 15 X hm. amoniaku s rovnovážnou vysoiovacou teplotou 30 °C, temperovaný na 60 C expanduje v kryštalizačnom desorbére na teplotu 43 °C, desorbdou sa uvoinílo 113,4 kg NH^ za súčasnej kryštalizácie 398,8 kg dusičnanu amonného. Odstředěním kryštálov sa získá i000 kg of ammonium nitrate mixture with a volume of 75 X wt. ammonium nitrate, 10 X wt. water and 15 X wt. of ammonia with an equilibrium elevation temperature of 30 DEG C., tempered to 60 DEG C., expands in a crystallization desorber to a temperature of 43 DEG C., 113.4 kg of NH4 are liberated from the desorbent, while 398.8 kg of ammonium nitrate are liberated. Centrifugation of the crystals gives i

J CS 268 596 Θ1 3 velký kryštalizAt s obsahem 98,8 X hm. dusičnanu amonného, 0,9 X hm. vody a 0,3 X hra. amoniaku, který sa podrti v desorbcii v prúdu vzdušniny 20 - 30 °C teplej. Zisku sa kryitallzAt 99,1 - 99,5 X hra. Matečným roztokem sa odtiahne 193 kg so zložením 72,5 X hm. dusičnanu amonného, 19,8 X hm. vody a 7,7 X hm. amoniaku, ku ktorému sa prldA 580,5 kg 92,8 X dusičnanu amonného, 129,6 kg amoniaku, ktorA zmes po temperAdl na 60 °C sa na- strekuje do kryštal1začného desorbéra. Uvolněný amoniak sa absorbuje v ejektore 60 X hm. roztokem dusičnanu amonného a po zneutra l izovani absolbovaného amoniaku kyselinou dusičnou sa zahusti v odparka na koncentrAciu 92,8 X a vrAti sa špit do procesu po pridani amoniaku.J CS 268 596 Θ1 3 large crystallites with a content of 98.8 X wt. ammonium nitrate, 0.9 X wt. water and 0.3 X game. ammonia, which is crushed in desorption in a stream of air 20 - 30 ° C warm. Profit is kryitallzAt 99.1 - 99.5 X game. 193 kg with a composition of 72.5 X wt. ammonium nitrate, 19.8 X wt. water and 7.7 X wt. ammonia, to which 580.5 kg of 92.8 X ammonium nitrate were added, 129.6 kg of ammonia, to which the mixture was injected at 60 ° C. after being crystallized into a crystallization desorber. The released ammonia is absorbed in a 60 X wt. Ejector. ammonium nitrate solution and, after neutralizing the absorbed ammonia with nitric acid, it is concentrated in an evaporator to a concentration of 92.8% and returned to the process after the addition of ammonia.

Přiklad 2Example 2

000 kg zmesi s obsahom 80 X hm. dusičnanu amonného, 15 X hm. vody a 5 X hm. aaoniaku, teaperovanej na 60 °C expanduje v kryštali začnou desorbAre za sůčasnej desorbcie 42,4 kg amoniaku a kryštali z Acie 200 kg dusičnanu amonného. Odstředění kryštAly sa podrobia desorbcii v prúde vzdušniny s teplotou 120 °C. Získá sa produkt kryštalický 99,5 - 99,6 X hm. K matečnému roztoku sa přidá 326,4 kg 91,4 X hm. dusičnanu amonného a 42,4 kg amoniaku. Amoniak uvolněný v kryštalizačnom desorbére sa absorbuje v ejektore 80 X roztokem dusičnanu amonného s obsahom 0,1 g-i kyseliny dusičnej a po sahusteni ni koncentrAciu 91,4 X hm. sa vracia do procesu kryšta11 z Ac 1 e.000 kg of a mixture containing 80 X wt. ammonium nitrate, 15 X wt. water and 5 X wt. of ammonia, tempered at 60 ° C, expands in the crystal to begin desorption with simultaneous desorption of 42.4 kg of ammonia and crystals from Acia of 200 kg of ammonium nitrate. The centrifuged crystals are desorbed in a stream of air at 120 ° C. The product is crystalline 99.5-99.6% by weight. 326.4 kg of 91.4% by weight are added to the mother liquor. ammonium nitrate and 42.4 kg of ammonia. The ammonia liberated in the crystallization desorber is absorbed in the ejector with an 80% ammonium nitrate solution containing 0.1 g of nitric acid and, after concentration, a concentration of 91.4% by weight. returns to the crystal11 process from Ac 1 e.

Přiklad 3Example 3

000 kg zmesi s obsahom 63 X hm. dusičnanu amonného, 6 X hm. vody a 31 X hm. amoniaku, temperovaný na 50 °C expanduje v kryštalizačnom desorbére za sůčasnej desorbcie 209,7 kg amoniaku a kryita l i zAc ie 100 kg dusičnanu amonného. Odstředěné kryštálky sa podrobte desorbcii v průde vzdušniny 145 °C. Získá sa kryštalický produkt 99,6 - 99,7 X hra, V kryštalickom desorbére uvolněný amoniak sa absorbuje v ejektore 70 X roztokom dusičnanu amonného s obsahom 150 g.1 kyseliny dusičnej a po zahuštěni η» koncentrAciu 95,7 X hm. sa v množstve 176,1 kg pridAva k matečnému roztoku spolu s 224,2 kg amoniaku.000 kg of a mixture containing 63 X wt. ammonium nitrate, 6 X wt. of water and 31 X wt. ammonia, tempered at 50 DEG C., expands in the crystallization desorber while desorbing 209.7 kg of ammonia and crystallizing 100 kg of ammonium nitrate. The centrifuged crystals are desorbed in an air stream of 145 ° C. A crystalline product of 99.6-99.7 X 2 is obtained. The ammonia liberated in the crystalline desorber is absorbed in an ejector with a 70 X ammonium nitrate solution containing 150 g of nitric acid and, after concentration, a concentration of 95.7% by weight. 176.1 kg are added to the mother liquor together with 224.2 kg of ammonia.