SU1005886A1 - Аппарат дл нейтрализации азотной кислоты аммиаком - Google Patents

Abstract

I. АППАРАТ ДЛЯ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ АММИАКОМ , содержащий емкость, размешенные в ней реакционную трубу с вьшош1енными в нижней ее части циркул ционньтми окнами , соединенные с патрубками подвода барботер кислоты и барботер аммиака выполненный в виде нескольких равномерно расположенных по поперечному сечению реакционной камеры секций, размешенное в верхней части сепарационное устройство и патрубки вывода готового продукта и пара, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что, с целью уменьшени  . потерь, увеличени  эффективности и интен;сивности процесса и наденшости аппарата, секции барботера вьтолнены в виде полых цилиндров с расположенными на их торцах полыми усеченными конусами, соединеш ыми между собой трубками, при этом верхний конус перфорирован, его меньшее основание снабжено сплошной i крышкой, меньшее основание нижнето ко (Л нуса соединено с патрубком подвода аммиака , а барботер кислоты расположен под секци ми барботера aMh raaxa,i 2. Аппарат по п. I, о т л и ч а ю ш и и с   тем, ЧТО- суммарна  перфорированна  поверхность секций занимает 70-8О% сечени  реакционной трубы.

Description

ел

t30 00 Од Изобретение относитс  к технологии получени  аммиачной селитры в частности к аппаратурному оформлению стадии нейтрализации. Известен аппарат дл  нейтрализации, реакционна  часть которого представл ет Собой вертикальный цилиндр| размещенный соосно F цилиндрической емкости и имеющий подводы реагентов в нижнюю часть. Вывод продуктов реакции производ т че- рез насадки различных типов, установленные на верхн конце реакционной; камеры дл  создани  дополнительного гидравлического сопротивлени , повышени  давлени  в нижней части камеры и, следо- . вательно температуры кипени  жидкости. Это предложено дл  исключени  кипени  и образовани  пузырьков вод ного пара в з не реакции и испарени  в них кислот ll Недостатком конструкции  вл етс  то, что имеет место реакци  между парами кислоты и аммиаком в газовой фазе. В зоне реакции при температурах жидкости ниже, чем температура кипени , выделение паров начинаетс  сразу с момента по влени  границы раздела газ-жидкость, т. е. с момента выхода пузырька аммиака из отверсти  в барботер. Кроме того, увеличение сопротивлени  вызывает уменьшение кратности циркул шта , т. е. расхода циркулирующей жи кости и, как следствие, повышение концентрации и упругости паров кислоты, ко торое приводит к увеличению аэрозольного уноса. Известен также аппарат, в котором реакционна  камера представл ет собой два соосных цилиндра. Основна  часть ки лоты поступает в зазор между цилиндрам и разбавл етс  циркулирующим раствором аммиачной селитры. Аммиачный барботер представл ет собой перфорированный лист, расположенный под реакционной камерой. Через кольцевую щель между ними в камеру поступает закисленный растбор и вступает в реакцию 21. Однако известный аппарат применим в агрегатах большой производительности, так как в этом случае диаметры реакцио ной камеры и распределители аммиака должны быть больше I м, что делает невозможным равномерное и пропорциональное смешение реагентов по сечешпо и неизбежно приводит к образованию байпасов и повышению уноса аммиака. При случайных резких колебани х наг рузки и соответственно количества выде ливишхс  вод ных также резко измен етс  скорость газожидкостной камеры , что может привести к гидроударам камеры, обрыву барботеров и т. п. Известен способ производства аммиачной селитры, при котором гор ча  азотна  кислота концентрации 58-6О% нейтрализуе .тс  в так называемых аппаратах ИТН (использование тепла нейтрализации). При этом часть воды испар етс  за счет выделивш егос тепла реакции и образуетс  9О-93%-ный раствор аммиачной селитрыс температурой 15О-160 С. В соковых парах содержатс  примеси селитры , наличие которых в значительной степени обусловлено частичным испарением азотной кислоты и реакцией ее с аммиаJCOM в газовой фазе, что приводит к обра зованию трудноуловимого аэрозол  селитры . Дл  уменьшени  потерь примен ют разбавление кислоты, последующей в реакционную зону, циркулирующим раствором аммиачной селитры с целью понижени  упругости ее паров, причем циркул ци  может быть как естественной так и возникающей под действием разности плотностей светлой жидкости и паро жидкостной смеси, так и принудительной. Кроме того, в соковых парах могут содержатс  примеси непрореагировавшего аммиака, возникающие за счет байпасов , т. е. повышенных (по сравнению со стехиометрическим соотношением) концентрацией аммиака по длине аппарата. Эти байпасы вызваны недостаточно равномерным распределением подводимого аммиака по сечешпо аппарата. Наиболее близким к изобретению по сути и достт аемому эффекту  вл етс  используемый дл  осуществлени  этого способа аппарат-нейтрализации, реакционна  часть которого представл ет собой цилиндрическую емкость, внутри которой расположена реакционна  камера в виде трубы (цилиндра), имеюща  подводы реагентов в нижнюю часть. Барботеры кислоты и аммиака имеют торообразную форму , призам аммиачный барботер расп ложен ниже кислотного. Вывод продуктов реакции: производитс  сверху цилиндра, в зазор между краем и крышкой камеры, Последн д может быть снабжена завихрителем 13J. Недостатком этого аппарата  вл етс  неудачное взаиморасположение барботеров, привод щее к тому, что стру  кислоты, вытекающа  из отверсти  барботера, может попеременно попадать либо в жидкость (защелаченный раствором амселитры ), либо в аммиачный пузырек. В послед-. нем случае кисуиота, не успев разбавитьс будет испар тьс , образу  в газовой фазе селитру в виде аэрозол . Кроме того, конструкци  барботеров не обеспечивает равномерного распределени  реагентов, так как перфорированна  часть барботеро занижает примерно 45% сечени  реакцио ной камеры, что приводит к локальным неравном ерност м концентраций по длине и сечению камеры и, в конечном счете , повышенным потер м аммиака. Целью изобретени   вл етс  уменьше ние потерь, увеличение эффективности и интенсивности процесса и надежности аппарата . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в аппарате дл  нейтрализации азотно кислоты аммиаком, содержащем емкость, размещенные в нем реакционную трубу с выполненными в нижней ее части циркул ционными окнами, соединенные с пат рубками подвода барботер/., кислоты и барботер аммиака вьшолненный в виде нескольких равномерно расположенных по поперечному сечению реакционной камеры секций, размещенное в в эхней части сепарационнре устройство и патрубки вывод готового продукта и пара, секций барботер аммиака выполнены в виде полых цилиндров с расположенными на их Торцах полыми усеченными конусами, соединенными между собой трубками, при этом верхний конус перфорирован, его меньшее основание снабжено сплошной крышкой, меньшее основание нижнего конуса соединенного с патрубком подвода аммиака , а барботер кислоты расположен над секци ми бар ботер а аммиака. При этом суммарна  перфорированна  поверхность секций занимает 7О-8О% сечени  реакционной камеры. На фиг, I изображена обща  схема аппарата; на фиг. 2 - нижн   часть аппарата; на фиг. 3 - то же, вид сверху. В емкость 1 погружены реакционна  труба 2 с расположенными в ее нижней части барботерами аммиака 3 и кислоты 4, Аммиачный барботер состоит из секций 5, имеющих трубки 6, Камера имеет окна 7 дл  прохода циркулирующего раствора вовнутрь и крышку 8. Штуцер 9 слу жит дл  вывода раствора. Очистна  часть Ю предназначена дл  очистки сокЬвых паров, иггупера II и 12 служат дл  вас да кислоты и аммиака. Аппарат работает следующим образом Кислота поступает через иггуцер 11 в барботер 4 кислоты, распре ел етс  в набегающем восход щем потоке циркулирующего раствора селитры, которьй входит через окна 7. Закисленный раствор попадает в зону реакции через зазоры межпу секци ми аммиачного барботера и сквозные трубки 6, суммарна  площадь которых составл ет 2О-ЗО%, что приводит к увелнчешпо гидравлического сопротивлени  на входе жидкости в реакционную камеру в несколько раз. Это способствует демпфированию жидкости и предотвращению гидроударов. Увеличение сопротивлени  ра входе в камеру может быть скомпенсировано увеличением зазора (уменьшением сопротивлени ) на выходе из реакционной камеры дл  того, чтобы сохранить неизменным общее сопротивление циркул ционного контура и не снижать кратность циркул ции. Аммиак в аппарат подают через штуцер 12 и барботер 3 в секции 5 барборотера , занимающие 7О-8О% сечени  камеры . трубки 6 преп тствуют созданию сплошного аммиака на выходе из .секций, что могло бы способствовать возникновению байпасов аммиака и его повышенному износу. Газожидкостна  смесь выводитс  из реакционной кшлеры через зазор между крышкой 8 и краем цилиндра. Соковый пар, пройд  очистную часть Ю, удал етс  из аппарата, а раствор селитры поступает в зазор между наружной стенкой емкости I и реакционной камерой 2, опускаетс  вниз, образу  циркул ционный кон г тур. Часть раствора вывод т из аппарата через штуцер 3 на дальнейшую переработку . Подача аммиака через секции барботера , занимающие 75% сечеви  камеры, преп тствует созданию сплошного факела аммиака на выходе из секций, что могло бы способствовать возникновению байпасов аммиака и его повышенному уносу, Применение предлагаемой конструкции с секци ми барботера, занимающими 75% сечени  камеры, устран ет аэрозольный унос селитры, образующийс  за счет реакшш в газовой фазе Остаетс  только унос, который не может превышать равновесного значени , равного 2 г/л или 52,5 кг/ч на производительность агрегата. Таким образом, потери селитры можво будет сократить минимум в 2 раза. В насто щее врем  унос селитры посе промыввой части аппаратов ИТН крупых агрегЙтов составл ет примерно 4 г/п конденсата СП или 1О5 кг/ч на олную производительность агрегата. Предпагаема  конструкци  распредели тел  создана с целью уменьшени  потерь реагентов и аммиаЧНой селитры в виде трудноуловимого аэрозол . Данна  конструкци  обеспечивает принудительное равномерное распределение аммиака по всему сечению реакционной зоны, что предотвращает байпасы и унос аммиака. Благодар  такому решению взаимодействие реагентов происходит в нижней части реакционной камеры, вследствие чего врем  контакта реаген ,тов увеличиваетс , что приводит к умень шению количеств непрореагировавших аммиака и азотной кислоты. В данной конструкйии дос:тигаетс  наиболее полный эффект перемешивашт  за счет турбулизации потоков. Дополнительна  турбулизаци  осуществл етс  стру ми раствора, проход щими через сквозные отверсти , расположенные в распределительных секци х барботера аммиака . Благодар  турбулизации достигаетс  наиболее полное взаимное проникновение реагентов и увеличиваетс  поверхность фазового контакта, что приводит к снижению непрореагировавших аммиака и азотной кислоты. При расположении барботера кислоты под аммиачнь1м распределителем аммиак реагирует с кислотой, предварительно разбавленной циркулирующим раствором аммиачной селитры, в результате чего происходит снижение упругости паров кислоты над раствором, т. е. снижаетс  процент реакции в газовой фазе с образованием трудноуловимого аэрозол  аммиачной селитры.

QOOOOOOQQ I

J

} оооосюооо

oooocioooo I

Claims (2)

1. I. АППАРАТ ДЛЯ НЕЙТРАЛ ЛИЗАЦИИ АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ АММИАКОМ, содержащий емкость, размещенные в ней реакционную трубу с выполненными в нижней ее части циркуляционными окнами, соединенные с патрубками подвода барботер кислоты и барботер аммиака, выполненный в виде нескольких равномерно расположенных по поперечному сечению реакционной камеры секций, размещенное в верхней части сепарационное устройство и патрубки вывода готового продукта и пара, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения потерь, увеличения эффективности и интен сивности процесса и надежности аппарата, секции барботера выполнены в виде полых цилиндров с расположенными на их торцах полыми усеченными конусами, соединенными между собой трубками, при этом верхний конус перфорирован, его меньшее основание снабжено сплошной е крышкой, меньшее основание нижнего конуса соединено с патрубком подвода аммиака, а барботер кислоты расположен под секциями барботера аммиака.
2. 2. Аппарат по п. ^отличающийся тем, что- суммарная перфорированная поверхность секций занимает 70-80% сечения реакционной трубы.

   1 1005886 2