Устройство для получения раствора нитрата аммония Советский патент 1991 года по МПК B01J19/14 

Изобретение относится к химическому машиностроению, в частности к устройству для получения раствора нитрата аммония,

Целью изобретения является повышение производительности процесса.

На чертеже изображено устройство, общий вид.

Устройство содержит корпус 1 и установленный в нем с зазором реакционный стакан 2, зона нейтрализации которого разделена на цилиндрические секции перегородками 3. Каждая секция снабжена барботерами 4 аммиака и установленными над ними центробежными форсунками 5 для подачи азотной кислоты. Барботеры 4 и центробежные форсунки 5 установлены на распределителях 6 и 7 соответственно. В верхней части реакционный стакан 2 снабжен трубчатой насадкой 8, над которой расположен узел адиабатического испарения раствора, состоящий из колпачковых тарелок 9, нижние из которых служат для отделения брызг раствора, а верхние - для вывода конденсата, и трубчатого конденсатора 10, вход которого соединен со штуцером 11 подачи азотной кислоты, а выход через штуцер 12 - с распределителем 7 азотной кислоты. Устройство снабжено штуцерами 13 для отвода конденсата и для вывода сокового пара 14, а также выполненным в виде гидрозатвора устройством 15 для вывода концентрированного раствора нитрата аммония штуцером 16 для опорожнения аппарата.

Устройство работает следующим образом.

Корпус устройства 1 заполняется циркулирующим раствором нитрата аммония до уровня, на котором установлен штуцер устройства 15 для вывода концентрированного раствора нитрата аммония, причем внутри реакционного стакана 2 парожидкостная смесь поднимается вверх, а раствор в кольцеобразном пространстве между реакционО

о

NO

ел

00

о

ным стаканом и корпусом аппарата опускается вниз, обеспечивая естественную циркуляцию раствора.

Азотная кислота с концентрацией 50 мас.% (пределы концентрации азотной кислоты 46-60 мае. %) через штуцер 11 поступает во внутреннюю полость трубчатого конденсатора 10, где за счет частичной конденсации сокового пара нагревается с 20 до 70-100°С, далее через штуцер 12 подается в распределитель 7 азотной кислоты, на котором установлены центробежные форсунки 5. За счет давления Б системе подачи азотной кислоты на уровне 0,1-0,6 МПа внутри парожидкостной смеси, заполняющей секции зоны нейтрализации, образованные стенками нижней части реакционного стакана 2 и перегородками 3, установленные в каждойсекции центробежные форсунки 5 обеспечивают распределение кислоты в виде вращающегося конического факела мелких брызг кислоты, заполняющего площадь сечения секции и направленного навстречу восходящему потоку пузырьков аммиака.

Газообразный аммиак с температурой 20°С (или подогретый до 70-150°С) и давлением 0,2-0,6 МПа поступает в распределитель 6 аммиака с установленными на нем в каждой секции 6арботерами4,за счет перфорированной поверхности которых внутри каждой секции образуется восходящий поток пузырьков газообразного аммиака, направленный навстречу распределенного в заполняющей секции парожидкостной смеси конического вращающегося факела мелких брызг азотной кислоты. В зоне смешения обеспечивается практически полное взаимодействие аммиака и азотной кислоты, исключающее выход непрореагировавшего сырья из аппарата с соковым паром.

Парожидкостная смесь температурой 125- 150°С поднимается вверх внутри реак ционного стакана 2 и через трубчатую насадку 8, расположенную выше уровня жидкости в аппарате, переливается в кольцеобразное пространство между реакционным стаканом и корпусом аппарата, по которому раствор нитрата аммония опускается вниз и через нижние отверстия секций поступает в реакционный стакан 2, образуя естественную циркуляцию жидкости внутри устройства.

В момент перелива через трубчатую насадку 8, обеспечивающую повышение давления внутри реакционного стакана по сравнению с давлением в корпусе устройст5 ва, происходит выделение сокового пара из парожидкостной смеси за счет теплового эффекта реакции нейтрализации и тепла нагретого аммиака, а также за счет адиабатического испарения горячего раствора

0 нитрата аммония. Соковый пар через кол- пачковые тарелки 9 поступает в зону трубчатого конденсатора 10, частично конденсируется на поверхности конденсатора, нагревая поступающую во внутрен5 нюю полость конденсатора азотную кислоту с20до70-100°С, и через штуцер 14 выходит из устройства.

Таким образом, конструктивные особенности предлагаемого устройства позво0 ляют повысить производительность процесса за счет равномерной подачи сырья по сечению реакционного стакана, полного его использования, интенсивного испарения раствора и вывода конденсата

5 сокового пара, что в свою очередь обеспечивает повышение нагрузки по сырью, увеличение концентрации целевого продукта и исключение потери сырья с соковым паром. Формула изобретения

0 1. Устройство для получения раствора нитрата аммония, включающее корпус, установленный в нем коаксиально с зазором реакционный стакан, распределители азотной кислоты и аммиака, колпачковые тарел5 ки. штуцеры для подачи азотной кислоты, аммиака и вывода сокового пара, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности процесса, оно снабжено трубчатой насадкой, размещенной в вер0 хней .части стакана, и установленным над колпачковыми тарелками трубчатым конденсатором, вход которого соединен со штуцером подачи азотной кислоты, а выход - с распределителем азотной кислоты.

5 2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что оно снабжено установленными в нижней части реакционного стакана перегородками, разделяющими ее на секции, и размещенными в них барботерами для ам0 миака и расположенными над ними форсунками, закрепленными на соответствующих распределителях.

II

Изобретение относится к конструкции апп&ратов для получения раствора-нитрата аммония и позволяет повысить производительность процесса путем снабжения устройства трубчатой насадкой, размещенной в верхней части стакана и трубчатым кон; денсатором, установленным над колпачко- выми тарелками, вход которого соединен со штуцером подачи азотной кислоты, а выход - с распределителем азотной кислоты. Равномерность распределения сырья по сечению реакционного стакана обеспечивается путем выполнения его в виде секций, каждая из которых снабжена барботером для аммиака и расположенными над ними форсунками. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.