[go: up one dir, main page]

UA33681C2 - Method for production of ammonium nitrate and tubular reactor for exothermic reactions - Google Patents

Method for production of ammonium nitrate and tubular reactor for exothermic reactions Download PDF

Info

Publication number
UA33681C2
UA33681C2 UA99031626A UA99031626A UA33681C2 UA 33681 C2 UA33681 C2 UA 33681C2 UA 99031626 A UA99031626 A UA 99031626A UA 99031626 A UA99031626 A UA 99031626A UA 33681 C2 UA33681 C2 UA 33681C2
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
reactor
solution
neutralization
tubes
ammonium nitrate
Prior art date
Application number
UA99031626A
Other languages
Russian (ru)
Ukrainian (uk)
Inventor
Микола Андрійович Янковський
Николай Андреевич Янковский
Микола Петрович Перепадя
Николай Петрович Перепадя
Олександр Володимирович Туголуков
Александр Владимирович Туголуков
Валерій Андрійович Степанов
Валерий Андреевич Степанов
Микола Степанович Кулацький
Николай Степанович Кулацкий
Сергій Васильович Мазніченко
Сергей Васильевич Мазниченко
Віктор Ксенофонтович Кісильов
Микола Васильович Подерягін
Николай Васильевич Подерягин
Леонід Іванович Шутенко
Леонид Иванович Шутенко
Леонід Федорович Єнін
Леонид Федорович Енин
Леонід Миколайович Довженко
Леонид Николаевич Довженко
Світлана Юхимівна Белецька
Светлана Ефимовна Белецкая
Original Assignee
Горлівське Відкрите Акціонерне Товариство "Концерн Стирол"
Горловское открытое акционерное общество "Концерн Стирол"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Горлівське Відкрите Акціонерне Товариство "Концерн Стирол", Горловское открытое акционерное общество "Концерн Стирол" filed Critical Горлівське Відкрите Акціонерне Товариство "Концерн Стирол"
Priority to UA99031626A priority Critical patent/UA33681C2/en
Priority to RU99108976A priority patent/RU2146653C1/en
Publication of UA33681C2 publication Critical patent/UA33681C2/en

Links

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Fertilizers (AREA)

Abstract

Invention relates to the technology of production of ammonium nitrate lye on chemical equipment and it may be used for production of fertilizers. Neutralization of 50-56 per cent by weight of nitric acid by ammonia is made in tubular reactor under pressure of (6-7)102 kPa at the temperature of 170-180 °C in the flow of carrier solution, for example 64-75 per cent by weight of alkali solution of ammonium nitrate that is circulating in closed circuit: reactor - heat-exchanger - pump - separator - reactor. Evaporation of ammonium nitrate solution using heat of neutralization of carrier solution circulating from neutralization stage. Tubular reactor for exothermic reactions is additionally equipped with distribution chamber and device for liquid supply that together with a pipe is connected in tube space. The device includes a vertical cylindrical shell, inlet chamber limited by a cover with connecting pipe, and mixing chamber formed by transfer cone, shell and tube plate in which vertical tubes are fixed by one end.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід належить до галузі одержання щолоків (лугів) аміачної селітри на хімічному обладнанні, може 2 використовуватися у виробництві мінеральних добрив.The invention belongs to the field of production of ammonium nitrate liquors (lyes) on chemical equipment, it can be used in the production of mineral fertilizers.

Відомо спосіб одержання аміачної селітри, який включає нейтралізацію 40-6095 азотної кислоти аміаком при температурі 180-1907С в об'ємних співвідношеннях 1 : 2-1: 20 до рН - 6,0: 6,5, упарювання утвореного розчину аміачної селітри під вакуумом від концентрації 24-4495 до 60-6595.Спосіб застосовується для розкладання органічних домішок, що містяться у побічних продуктах виробництва капролактаму, дозволяє 70 перевести нестійкі форми сполук нітратів у стабільну форму, спінюваність на стадії упарювання знижується. |1.A method of obtaining ammonium nitrate is known, which includes the neutralization of 40-6095 nitric acid with ammonia at a temperature of 180-1907С in volume ratios of 1: 2-1: 20 to pH - 6.0: 6.5, evaporation of the resulting ammonium nitrate solution under vacuum from a concentration of 24-4495 to 60-6595. The method is used for the decomposition of organic impurities contained in the by-products of caprolactam production, it allows 70 to convert unstable forms of nitrate compounds into a stable form, foaming at the evaporation stage is reduced. |1.

А.с. СРСР Мо 490750, МКВ СО1С 1/18, надрук. 05.11.75 БВ Мо 41).A.s. USSR Mo 490750, MKV СО1С 1/18, overprint. 05.11.75 BV Mo 41).

У способі не передбачено використання тепла нейтралізації, отримують готовий продукт низької концентрації.The method does not provide for the use of heat of neutralization, and a finished product of low concentration is obtained.

Відомо спосіб отримання розчину аміачної селітри і водяної пари, який включає нейтралізацію попередньо 19 підігрітої до 1357"С неконцентрованої азотної кислоти (57-6095) аміаком з Її - 135727 при підвищеному тиску 2-8.5КГ/см? (або(2-6,5)2102кПа| ії - 170-190 з одержанням сокової пари й розведеного розчину аміачної селітри, що доупарюють дроселюванням до атмосферного тиску або продувкою потоком попередньо підігрітого вихідного аміаку, утворення водяної пари в теплообміннику шляхом випаровування води за рахунок тепла реакції нейтралізації. Теплообмінник розміщують у зоні нейтралізації сокову пару після нейтралізації направляють на підігрівання вихідних реагентів. Спосіб здійснюють за схемою, яка включає теплообмінники, реактор-нейтралізатор з встановленими у середині котлом-утилізатором, випарник сокової пари, дроселюючий пристрій, апарат очистки сокової опари шляхом псевдоректифікації, концентратор, лінії подачі вихідних/проміжних реагентів і видачі продукційних потоків. Спосіб забезпечує отримання водяної пари із сч об ТИСКОМ (9-12)х102кПа, і сокової пари при використанні неконцентрованої азотної кислоти. Отриманий розчин аміачної селітри використовується для виробництва рідких комплексних азотомістких добрив або гранульованої о) аміачної селітри в грануляторах із кіп'ячим шаром. (2. А.с. СРСР Мо1372853, МКВ СО1С 1/18, надрук. 30.11.84).There is a known method of obtaining a solution of ammonium nitrate and water vapor, which includes the neutralization of unconcentrated nitric acid (57-6095) preheated to 1357"C with ammonia from Her - 135727 at an elevated pressure of 2-8.5KG/cm? (or (2-6, 5) 2102kPa| ii - 170-190 with the production of juice vapor and a diluted solution of ammonium nitrate, which are further evaporated by throttling to atmospheric pressure or by blowing with a flow of preheated original ammonia, the formation of water vapor in the heat exchanger by evaporation of water due to the heat of the neutralization reaction. The heat exchanger is placed in in the neutralization zone, the juice vapor after neutralization is directed to the heating of the starting reagents. The method is carried out according to a scheme that includes heat exchangers, a reactor-neutralizer with a boiler-utilizer installed in the middle, a juice vapor evaporator, a throttling device, an apparatus for cleaning the juice vapor by pseudorectification, a concentrator, supply lines initial/intermediate reagents and release of product streams allows the production of water vapor with PRESSURE (9-12) x 102 kPa, and juice vapor when using unconcentrated nitric acid. The resulting solution of ammonium nitrate is used for the production of liquid complex nitrogen-containing fertilizers or granular o) ammonium nitrate in fluidized bed granulators. (2. Academy of Sciences of the USSR Mo1372853, MKV СО1С 1/18, printed on November 30, 1984).

Недоліками відомого способу є: одержання 9095 нітрату амонію; зниження безпеки процесу установленням у середині реактора котла-утилізатора та введенням до реактора паро-аміачної суміші. «-- зо Відомий реактор каталітичних процесів з екзотермічним ефектом містить корпус з торцевими кришками, технологічними штуцерами, теплообмінні елементи, виконані у вигляді співвісно розташованих труб різної со довжини, що закріплені в трубній решітці, яка має перфорацією для рівномірного розподілу по перерізу апарата, «о вхід теплоносіїв у труби відбувається з окремих розподільних камер, виходи - із загальної, співвідношення довжин труб теплообмінних елементів складає 2 : 1-3 : 1. Реактор використовується у нафтохімічній та о нафтопереробній промисловості для проведення процесів у стаціонарному шарі каталізатора. ІЗ. Заявка РФ Мо со 93039632, МПК ВО1) 8/06, надрук. 27.06.96, БВ Мо 183).The disadvantages of the known method are: obtaining 9095 ammonium nitrate; reducing the safety of the process by installing a recovery boiler in the middle of the reactor and introducing a steam-ammonia mixture into the reactor. "-- zo The well-known reactor of catalytic processes with an exothermic effect contains a case with end caps, technological fittings, heat exchange elements, made in the form of coaxially located pipes of different lengths, which are fixed in a pipe grid, which has perforations for uniform distribution along the cross-section of the apparatus, " o heat carriers enter the pipes from separate distribution chambers, exits from the common one, the ratio of the lengths of the pipes of the heat exchange elements is 2: 1-3: 1. The reactor is used in the petrochemical and oil refining industry to carry out processes in the stationary catalyst layer. FROM. Application of the Russian Federation Mo so 93039632, IPC VO1) 8/06, printed. 27.06.96, BV Mo 183).

Одержання нітрату амонію не вимагає наявності каталізатора та трубної решітки з перфорацією. Проведення процесу в теплообмінних елементах, які виконані у вигляді концентричне розташованих труб різної довжини, робить реакційну зону подовженою й малоефективною щодо використання тепла екзотермічної реакції - « 20 нейтралізації. з с Найбільш близьким по технічній сутності та результату, що досягається, є спосіб одержання нітрату амонію, який включає нейтралізацію 60-6595 азотної кислоти (ї - 30"С) аміаком (Її - 10"С) при температурі 180-1857С і ;» тиску вище тиску насичених парів 5-бабс.бар./ або (5-6)х102кПа, упарювання розчину нітрату амонію, що утворився з використанням тепла розчину, який циркулює зі стадії нейтралізації, в утвореному розчині нітрату амонію перед упарюванням знижують тиск до тиску випаровування, кількість циркулюючого розчину підбирають г) з умови підтримки завданих режимів температури й тиску стадій нейтралізації. Спосіб здійснюють по схемі, що включає реактор, який виконано у вигляді суцільного апарату з внутрішнім переливним пристроєм, виносний о пристрій, що складається з трубопроводу та холодильника, зв'язаний з верхньою частиною для регулюванняThe production of ammonium nitrate does not require the presence of a catalyst and a perforated pipe grid. Conducting the process in heat exchange elements, which are made in the form of concentrically located pipes of different lengths, makes the reaction zone elongated and inefficient in terms of using the heat of the exothermic reaction - "20 neutralization." The closest in technical essence and the result that is achieved is the method of obtaining ammonium nitrate, which includes the neutralization of 60-6595 nitric acid (i - 30"C) with ammonia (Ii - 10"C) at a temperature of 180-1857C and pressure above the saturated vapor pressure of 5-babs.bar./ or (5-6)x102kPa, evaporation of the formed ammonium nitrate solution using the heat of the solution that circulates from the neutralization stage, in the formed ammonium nitrate solution, before evaporation, the pressure is reduced to the evaporation pressure , the amount of circulating solution is selected d) under the condition of maintaining the imposed temperature and pressure regimes of the neutralization stages. The method is carried out according to a scheme that includes a reactor, which is made in the form of a continuous apparatus with an internal overflow device, a remote device consisting of a pipeline and a refrigerator, connected to the upper part for regulation

Ф тиску в реакторі, трубопроводи, редукційний клапан, випарник (одно або багатоступінчастий), випарник пари, 5р насоси, гідрозатвори, ємкість, конденсатор, збірник, вакуумний насос, теплообмінник для одержання гріючоїФ of pressure in the reactor, pipelines, reducing valve, evaporator (single or multistage), steam evaporator, 5p pumps, hydraulic valves, capacity, condenser, header, vacuum pump, heat exchanger for obtaining heating

Со пари, теплообмінники для підігріву аміаку та азотної кислоти, промивач (одно або багатоступінчастий). (4. - М Патент СРСР Мо 1367853, МКВ СО1С 1/18, надрук.15.01.88. БВ Мо2 - прототип способу).So steam, heat exchangers for heating ammonia and nitric acid, washer (single or multi-stage). (4. - M Patent of the USSR Mo 1367853, MKV СО1С 1/18, printed 15.01.88. BV Mo2 - prototype of the method).

Недоліки прототипу способу в наступному : - контур, по якому циркулює розчин нітрату амонію, включає випарник (одно/багатоступінчастий) і теплообмінник для одержання гріючої пари, тобто 2 додаткових апарати. - випарник дозволяє використовувати надлишкове тепло, але тільки при наявності 2-х або більше ступенів, іФ) що ускладнює конструкцію, подовжує циркуляцію розчину по контуру; ко - використання азотної кислоти 60-6595 концентрації при тиску (5-6) «102кКПа призводить до зменшення коефіцієнта корисного використання тепла нейтралізації та зниження тиску пари. 60 Найбільш близьким по конструкції є реактор для гетерогенного каталізу, який містить вертикальний циліндричний корпусі з торцевими кришками, технологічними патрубками вводу і виводу матеріальних потоків, внутрішні реакційні труби, розміщені уздовж і прикріплені до верхньої та нижньої перфорованої трубних дощок, із концентрично встановленими центральними трубками, які перфоровани по всій довжині та заглушені на кінцях по ходу газового потоку, вхідну і вихідну камери, розміщені, відповідно, над та попід трубними дошками й 65 обмежені торцевими кришками, простори між реакційними трубами і центральними трубками заповнені частками твердого каталізатора. |5. Ас. СРСР Мо1699584, МКІ ВО1)8/06, надруковано 23.12.91. БВ Мо47-прототип реактора).Disadvantages of the prototype of the method are as follows: - the circuit along which the ammonium nitrate solution circulates includes an evaporator (single/multistage) and a heat exchanger for obtaining heating steam, that is, 2 additional devices. - the evaporator allows the use of excess heat, but only if there are 2 or more stages, iF) which complicates the design, prolongs the circulation of the solution along the circuit; co - the use of nitric acid of 60-6595 concentration at a pressure of (5-6) "102kKPa leads to a decrease in the coefficient of useful use of the heat of neutralization and a decrease in steam pressure. 60 The closest in design is a reactor for heterogeneous catalysis, which contains a vertical cylindrical body with end caps, technological nozzles for the input and output of material flows, internal reaction tubes placed along and attached to the upper and lower perforated tube boards, with concentrically installed central tubes, which are perforated along the entire length and blocked at the ends in the direction of the gas flow, the inlet and outlet chambers are placed, respectively, above and below the tube boards and are limited by end caps, the spaces between the reaction tubes and the central tubes are filled with solid catalyst particles. |5. Ass. USSR Mo1699584, MKI VO1)8/06, printed on 12/23/91. BV Mo47-prototype reactor).

Недоліки прототипу реактора в наступному : - розміщення центральних трубок по всій довжині в реакційних трубах призводить до невиправданого збільшення металоємкості конструкції, зниження ефективності процесу нейтралізації через проскакування аміаку, який не прореагував з азотною кислотою, погіршення якості отриманого готового продукту; - потрібно встановити додатковий апарат для охолодження нітрату амонію після реактора.Disadvantages of the reactor prototype are as follows: - the placement of central tubes along the entire length in the reaction tubes leads to an unjustified increase in the metal capacity of the structure, a decrease in the efficiency of the neutralization process due to the leakage of ammonia that did not react with nitric acid, and a deterioration in the quality of the finished product; - it is necessary to install an additional apparatus for cooling ammonium nitrate after the reactor.

В основу винаходу поставлено задачу вдосконалення способу одержання нітрату амонію і трубчастого реактора для проведення екзотермічних реакцій шляхом нейтралізації аміаком при температурі, під тиском /о азотної кислоти, яка подається в потоці розчину-теплоносія, зниження тиску в розчині нітрату амонію, що утворився, до тиску випаровування, упарювання цього розчину з використанням тепла нейтралізації від розчину, який циркулює зі стадії нейтралізації по замкненому контуру, що в сукупності з конструкційними елементами трубчастого реактора виключає споживання додаткового тепла на стадії випарки, забезпечуючи тривалу, безпечну роботу в оптимальному технологічному режимі з досягненням високої концентрації готового продукту.The basis of the invention is the task of improving the method of obtaining ammonium nitrate and the tubular reactor for carrying out exothermic reactions by neutralization with ammonia at a temperature, under the pressure of /o nitric acid, which is supplied in the flow of the coolant solution, reducing the pressure in the formed ammonium nitrate solution to the pressure evaporation, evaporation of this solution using the heat of neutralization from the solution, which circulates from the neutralization stage in a closed circuit, which, together with the structural elements of the tubular reactor, eliminates the consumption of additional heat at the evaporation stage, ensuring long-term, safe operation in the optimal technological mode with the achievement of high concentration finished product.

Поставлена задача досягається тим, що в способі одержання нітрату амонію і трубчастому реакторі для проведення екзотермічних реакцій нейтралізацію азотної кислоти аміаком проводять при температурі 170-180" під тиском, зниження тиску в розчині нітрату амонію, що утворився, до тиску випаровування, упарювання цього розчину з використанням тепла нейтралізації від розчину, який циркулює зі стадії нейтралізації по контуру, кількість циркулюючого розчину підбирають за умов підтримання завданих режимів температури та тиску стадії нейтралізації, згідно із способом, нейтралізацію 50-5бмас.бо азотної кислоти в потоці розчину-теплоносія проводять в трубчастому реакторі під тиском (6-7)010 "кПа, наприклад, 64-75мас.9орозчину щолоків (лугів) аміачної селітри, який циркулює по замкненому контуру: реактор-теплообмінник-насос-сепаратор--реактор.The set task is achieved by the fact that in the method of obtaining ammonium nitrate and the tubular reactor for carrying out exothermic reactions, the neutralization of nitric acid with ammonia is carried out at a temperature of 170-180" under pressure, reducing the pressure in the formed ammonium nitrate solution to the evaporation pressure, evaporating this solution with using the heat of neutralization from the solution that circulates from the neutralization stage along the circuit, the amount of circulating solution is selected under the conditions of maintaining the imposed temperature and pressure regimes of the neutralization stage, according to the method, the neutralization of 50-5 bmas.bo of nitric acid in the flow of the coolant solution is carried out in a tubular reactor under a pressure of (6-7)010 "kPa, for example, 64-75 mass.9 solution of lye (lye) of ammonium nitrate, which circulates in a closed circuit: reactor-heat exchanger-pump-separator--reactor.

Реактор містить вертикальний циліндричний корпус із торцевими кришками, технологічними штуцерами та теплообмінні елементи, внутрішні реакційні труби, яких розміщені уздовж і прикріплені до трубних дошок, в Га реакційних трубах концентричне встановлені центральні перфоровані трубки, заглушені на кінцях по ходу газового потоку, вхідну та вихідну камери, обмежені трубними дошками і торцевими кришками, згідно з і) пристроєм, центральні трубки реактора, що закріплені в трубній дошці, знаходяться в реакційних трубах на (3-4)00,, площа перфорації дорівнює 1.57й0/4 при висоті перфорації (3-4)П0, діаметри зв'язані співвідношенням а: - 1-1,5- 2,5, де О - діаметр реакційних труб, а - діаметр центральних трубок, число реакційних зон, яке че дорівнює кількості труб, визначається продуктивністю, вхід реакційних потоків здійснюють у центральні трубки со з вхідної камери, в реакційні труби - з розподільної камери, утвореної обечайкою, один торець якої встановлений із зазором над торцевою кришкою, інший - прикріплений до трубної дошки реактора, реактор. (О додатково обладно вузлом подачі рідини, що трубопроводом з'єднує міжтрубний з трубним простори, містить со вертикальну циліндричну обичайку, вхідну камеру, обмежену кришкою із штуцером та змішувальну камеру, утворену перехідним конусом, обичайкою і трубною дошкою, в якій одним кінцем закріплені вертикальні трубки. соThe reactor contains a vertical cylindrical body with end caps, technological fittings and heat exchange elements, internal reaction tubes, which are placed along and attached to the tube boards, central perforated tubes are concentrically installed in the Ga reaction tubes, blocked at the ends along the gas flow, inlet and outlet chambers , limited by pipe boards and end caps, according to i) device, the central tubes of the reactor, fixed in the pipe board, are in the reaction pipes at (3-4)00,, the perforation area is equal to 1.57j0/4 at the perforation height (3- 4) P0, the diameters are connected by the ratio a: - 1-1.5-2.5, where O is the diameter of the reaction tubes, and is the diameter of the central tubes, the number of reaction zones, which is equal to the number of tubes, is determined by the productivity, the input of the reaction tubes flows are carried into the central tubes from the input chamber, into the reaction tubes from the distribution chamber formed by a shell, one end of which is installed with a gap above the end cover, the other and - attached to the reactor tube board, reactor. (O is additionally equipped with a fluid supply unit that connects the inter-tube and pipe spaces with a pipeline, contains a vertical cylindrical sleeve, an inlet chamber limited by a cover with a fitting and a mixing chamber formed by a transition cone, a sleeve and a pipe board, in which vertical tubes are fixed at one end tubes

Нейтралізація під тиском (6-7).102кПа трубчастому реакторі дозволяє знизити концентрацію азотної кислоти від 57-6095, 60-65905 до 50-5695, підвищити коефіцієнт корисного використання тепла нейтралізації, що виключає перегрів аміаку, зменшити агресивність кислоти і подовжити строк служби реактора циркуляцією « розчина-теплоносія концентрацією 64-7590 по замкнутому контуру : реактор-теплообмінник-насос-сепаратор-реактор. о, с Теплообмінні елементи виконують дві функції: "» - кожна реакційна труба працює міні реактором конструкційно виконаним як труба в трубі; " - свою основну теплообмінну функцію, щодо зняття екзотермічного тепла із зовнішніх стінок реакційних труб, що не вимагає додаткового охолоджуючого пристрою. Перфоровані по висоті на (3-40 з площею перфорації 1.Бла/4 центральні трубки і заведені в реакційні труби на (3-4).0 - необхідні та достатні умови о повного контактування газоподібної та рідко! фаз без проскоку газу.Neutralization under pressure (6-7). 102kPa tubular reactor allows you to reduce the concentration of nitric acid from 57-6095, 60-65905 to 50-5695, increase the coefficient of useful use of the heat of neutralization, which eliminates ammonia overheating, reduce the aggressiveness of the acid and extend the service life of the reactor circulation of the solution-heat carrier with a concentration of 64-7590 along a closed loop: reactor-heat exchanger-pump-separator-reactor. o, c Heat exchange elements perform two functions: "» - each reaction tube works as a mini-reactor constructed as a pipe in a pipe; " - its main heat exchange function, regarding the removal of exothermic heat from the outer walls of the reaction tubes, which does not require an additional cooling device. Central tubes perforated at a height of (3-40) with a perforation area of 1.Bla/4 and inserted into the reaction tubes at (3-4).0 are necessary and sufficient conditions for full contact of gaseous and liquid phases without gas leakage.

Га Циліндрична обечайка, основний конструкційний елемент розподільної камери, забезпечує рівномірний напрям потоків у всі реакційні труби, знімаючи динамічну напруженість з дільниці центральних трубок.Ha Cylindrical shell, the main structural element of the distribution chamber, ensures a uniform direction of flows in all reaction tubes, removing dynamic tension from the area of the central tubes.

Ме У вузлі подачі рідини досягається безпечний технологічний режим змішування рідких фаз, який забезпечуєMe In the liquid supply unit, a safe technological mode of mixing of liquid phases is achieved, which ensures

Го) 20 стехіометрично повну однорідність суміші, що отримана.Ho) 20 stoichiometrically complete homogeneity of the resulting mixture.

Вся сукупність пропонованих технічних прийомів та конструкційних елементів дозволяє тривалий час ть працювати в оптимальному технологічному режимі, досягаючи високий вихід по готовому продукту при використанні екзотермічного тепла нейтралізації у власному виробництві на стадії випарки - без сторонніх теплоносіїв. 29 Сутність винаходу пояснюється кресленнями, де:The entire set of proposed technical methods and structural elements allows for a long time to work in an optimal technological mode, achieving a high yield of the finished product when using exothermic heat of neutralization in its own production at the residue stage - without third-party coolants. 29 The essence of the invention is explained by the drawings, where:

Ф! на фіг.1 - подана схема одержання нітрату амонію, на фіг.2 - поздовжній розріз трубчастого реактора для проведення екзотермічних реакцій. о Приклади конкретного виконання способу та порівняльна характеристика з аналогами і прототипом подані в таблиці. 60 На схемі (фіг.1) показані : Р7 - трубчастий реактор, Т2 - підігрівач кислоти, (ТЗ - підігрівач аміаку, за потребою), НЗ- насос циркуляційний, Т4 - теплообмінник і С8 - сепаратор 2 ступеня, 05 - сепаратор циркуляції,F! Fig. 1 shows a scheme for obtaining ammonium nitrate, Fig. 2 shows a longitudinal section of a tubular reactor for carrying out exothermic reactions. o Examples of specific execution of the method and comparative characteristics with analogues and prototype are presented in the table. 60 The diagram (Fig. 1) shows: P7 - tubular reactor, T2 - acid heater, (TZ - ammonia heater, as needed), NR - circulation pump, T4 - heat exchanger and C8 - separator of the 2nd stage, 05 - circulation separator,

Т6 - теплообмінник і С7- сепаратор 1 ступеня, Е9 - гідрозатвор.T6 - heat exchanger and C7 - separator of the 1st stage, E9 - hydraulic valve.

Трубчастий реактор (фіг.2) для проведення екзотермічних реакцій містить вертикальний циліндричний корпус 1 з торцевими кришками 2 і З, технологічні штуцери 4,5,6,7,8 і 9, реакційні труби 10, які розміщені уздовж і бо прикріплені до трубних дошок 11,12, в реакційних трубах 10 концентрична встановлені центральні трубки 13 з перфорацією 14, заглушені на кінцях по ходу газового потоку, одним кінцем закріплені у трубній дошці 15, вхідну і вихідну камери, обмежені трубними дошками 11,12 і торцевими кришками 2,3, розподільну камеру 16, утворену обечайкою 17, один торець якої встановлений із зазором над трубною дошкою, другий - прикріплено до трубної дошки 11, штуцери 5,7 і 8, які з'єднують міжтрубний 18 і трубний 19 простори реактора, об'єднані трубопроводом 20 в вузол подачі рідини, який містить циліндричну обечайку 21, кришку 22 з штуцером 7, перехідний конус 23, вхідну камеру, обмежену кришкою 22, змішувальну камеру 24, утворену конусом 23, обечайкою 21 і трубною дошкою 25, в якій одним кінцем закріплені вертикальні трубки 26.The tubular reactor (Fig. 2) for carrying out exothermic reactions contains a vertical cylindrical body 1 with end caps 2 and 3, technological fittings 4, 5, 6, 7, 8 and 9, reaction pipes 10, which are placed along and attached to the pipe boards 11,12, central tubes 13 with perforations 14 are installed in the reaction tubes 10 concentrically, blocked at the ends in the direction of the gas flow, one end is fixed in the tube board 15, the inlet and outlet chambers are limited by the tube boards 11,12 and end caps 2,3 , a distribution chamber 16 formed by a shell 17, one end of which is installed with a gap above the pipe board, the other is attached to the pipe board 11, fittings 5, 7 and 8, which connect the inter-pipe 18 and pipe 19 spaces of the reactor, united by a pipeline 20 into the fluid supply unit, which contains a cylindrical shell 21, a cover 22 with a fitting 7, a transition cone 23, an inlet chamber limited by a cover 22, a mixing chamber 24 formed by a cone 23, a shell 21 and a tube board 25, in which one vertical tubes 26 are fixed by ntem.

Спосіб одержання нітрату амонію за допомогою трубчастого реактора для проведення екзотермічних реакцій 7/0 (приклади 1-3) здійснюється таким чином: Для заповнення циркуляційного контуру по рекуперації тепла 64-7090 розчин аміачної селітри з температурою 140-143 із сепаратора С5 насосом НЗ під тиском (6-7).102кПа подається крізь вхідний штуцер 4. міжтрубний простір 18 трубчастого реактора РІ, вихідний штуцер 5, змішувальну камеру 24, трубопровід 20, розподільну камеру 16, реакційні труби 10 (16-25щшт. Ю - 80-125мм), вихідну камеру, штуцер 9 виходу з реактора на всас циркуляційного насоса НЗ. Потім циркулюючий по 75 замкнутому контуру розчин щолоків (лугів) аміачної селітри змішується з 50-5690 азотною кислотою (після підігрівача Т2 з ї - 50"С), яка поступає крізь штуцер 7 вузла подачі рідини, вхідну камеру, вертикальні трубки 26 (8-12шт. 2; - 20-32мм), в змішувальній камері 24, по трубопроводу 20 суміш направляється із розподільної камери 16 в реакційну зону реактора. Одночасно крізь вхідний штуцер 6, під тиском (6-7).102кПа подається газоподібний аміак (з Її - 30-907С по технологічному трубопроводу виробництва аміаку, або після підігрівача ТЗ) по центральних трубках 13 (16-25 шт. Ю - 50-8Омм), крізь перфорацію 14 (площею 3000-7500мм )., в реакційну зону висотою 240-500мм. Аміак нейтралізує кислоту, що циркулює в потоці розчину-теплоносія з виділенням надлишкового тепла, яке знімається із зовнішньої поверхні реакційних труб 10 розчином аміачної селітри" що циркулює у міжтрубному просторі 18. Перегрітий розчин із концентрацією 64-7595 і температурою 170-1807С по трубах 10, крізь вихідну камеру, штуцер 9 надходить у теплообмінник Т4, віддаючи частину тепла СМ на випаровування, і сепаратор циркуляції 05. У сепараторі під тиском (1,5-2,03010 "кПа розчин розширюється, Ге) закипає, утворена сокова пара відділяється від розчину та надходить на обігрівання теплообмінника 16 і підігрівача Т2 азотної кислоти (ТЗ - аміаку за потребою), надлишок сокової пари відводиться в мережу на внутріцехові потреби. Частина розчину із сепаратора С5 надходить на всас насоса НЗ, утворюючи контур циркуляції: -Р1-74-С5-НЗ3-Р1-, а продукційний потік розчину концентрацією 72-75 95 надходить у Т6б, потім - парорідинна суміш розділяється в сепараторі 07 під Р - З00кПа. Сокова пара відводиться в мережу, розчин со концентрацією 82-8595 надходить у теплообмінник Т4, потім в сепаратор С8, де сокова пара при тиску ії - 15576 відділяється і відводиться в мережу, розчин подається в апарат до упарювання плаву, де концентрується до со 99,0-99,7956 і направляється на грануляцію. Кількість газоподібного аміаку, необхідна для проведення со нейтралізації, визначається продуктивністю трубчастого реактора, кількість азотної кислоти знаходиться вThe method of obtaining ammonium nitrate using a tubular reactor for carrying out exothermic reactions 7/0 (examples 1-3) is carried out as follows: To fill the circulation circuit for heat recovery 64-7090 ammonium nitrate solution with a temperature of 140-143 from the separator C5 with a pressure pump (6-7). 102 kPa is supplied through the inlet fitting 4. inter-tube space 18 of the tubular reactor RI, outlet fitting 5, mixing chamber 24, pipeline 20, distribution chamber 16, reaction pipes 10 (16-25 pcs. Y - 80-125 mm), outlet chamber, fitting 9 of the outlet from the reactor to the suction of the circulation pump NZ. Then, circulating in a closed loop at 75, the solution of lye (lye) of ammonium nitrate is mixed with 50-5690 nitric acid (after the heater T2 with i - 50"С), which enters through the fitting 7 of the liquid supply unit, the inlet chamber, the vertical tubes 26 (8- 12 pcs. 2; - 20-32mm), in the mixing chamber 24, the mixture is sent from the distribution chamber 16 to the reaction zone of the reactor through the pipeline 20. At the same time, gaseous ammonia is supplied through the inlet fitting 6, under pressure (6-7).102 kPa (from - 30-907С through the technological pipeline of ammonia production, or after the TK heater) through the central tubes 13 (16-25 pcs. Y - 50-8Ω), through the perforation 14 (area 3000-7500mm), into the reaction zone with a height of 240-500mm . Ammonia neutralizes the acid circulating in the flow of the coolant solution with the release of excess heat, which is removed from the outer surface of the reaction tubes 10 by the ammonium nitrate solution circulating in the intertube space 18. The superheated solution with a concentration of 64-7595 and a temperature of 170-1807С along the tubes 10, through the outlet chamber, the fitting 9 enters the heat exchanger T4, giving part of the heat of the SM to evaporation, and the circulation separator 05. In the separator under pressure (1.5-2.03010 "kPa, the solution expands, Ge) boils, the resulting juice vapor is separated from the solution and enters for heating the heat exchanger 16 and the heater T2 of nitric acid (TZ - ammonia as needed), the excess juice steam is diverted to the network for internal needs. Part of the solution from the separator C5 enters the suction of the NZ pump, forming a circulation circuit: -Р1-74-С5-НЗ3-Р1-, and the product flow of the solution with a concentration of 72-75 95 enters T6b, then - the vapor-liquid mixture is separated in the separator 07 under P - Z00kPa. The juice vapor is discharged into the network, the solution with a concentration of 82-8595 enters the heat exchanger T4, then into the separator C8, where the juice vapor is separated at a pressure of 15576 and discharged into the network, the solution is fed into the melt evaporation apparatus, where it is concentrated to CO 99, 0-99.7956 and sent to granulation. The amount of gaseous ammonia required for co-neutralization is determined by the productivity of the tubular reactor, the amount of nitric acid is in

Зо стехіометричній залежності від аміаку, що подається в реактор. і)From the stoichiometric dependence on ammonia supplied to the reactor. and)

Межі тиску процесу нейтралізації вибрані в інтервалі 600-700кПа (таблиця). Верхня - обмежена економічною доцільністю одержання нітрату амонію високої концентрації, необхідною для його подальшого використання.The pressure limits of the neutralization process are selected in the range of 600-700 kPa (table). The upper one is limited by the economic feasibility of obtaining ammonium nitrate of high concentration, necessary for its further use.

Нижня межа - застосуванням розведеної азотної кислоти і одержанням сокової пари, необхідних параметрів. «The lower limit is the use of diluted nitric acid and obtaining juice vapor, the necessary parameters. "

Замкнутий контур -реактор-теплообмінник-сепаратор-насос-реактор-, вибраний із мінімальними капітальними витратами, бо використовуються апарати, що працюють у відомому виробництві одержання нітрату амонію. в) с Таким чином, пропонований спосіб отримання нітрату амонію та конструкція трубчастого реактора для "» проведення екзотермічних реакцій, дозволяють вести процес нейтралізації азотної кислоти газоподібним " аміаком з утворенням щолоків (лугів) аміачної селітри в достатньо безпечному режимі, тому що реактор являє собою міні-реактори, кількість яких дорівнює числу трубок, кожна з яких охолоджується циркуляційним розчином щолоків (лугів), віддаючи тепло реакції в циркуляційному контурі на випарку знов утворених щолоків (лугів), і при зниженні теплонапруженості трубок та динамічного навантаження. (95) бThe closed circuit -reactor-heat exchanger-separator-pump-reactor-, chosen with minimal capital costs, because the devices working in the known production of ammonium nitrate production are used. c) c Thus, the proposed method of obtaining ammonium nitrate and the construction of a tubular reactor for "" carrying out exothermic reactions allow the process of neutralization of nitric acid with gaseous "ammonia with the formation of ammonium nitrate lye (lye) in a sufficiently safe mode, because the reactor is a mini -reactors, the number of which is equal to the number of tubes, each of which is cooled by the circulating solution of liquors (alkalis), giving off the heat of the reaction in the circulation circuit to the residue of newly formed liquors (alkalis), and reducing the thermal stress of the tubes and dynamic load. (95) b

Claims (2)

Формула винаходу о 50The formula of the invention is 50 1. Спосіб одержання нітрату амонію в реакторі, який включає нейтралізацію азотної кислоти аміаком під -з тиском, при температурі 170-1807С, зниження тиску у розчині нітрату амонію, що утворився до тиску випаровування, упарювання цього розчину з використанням тепла нейтралізації від розчину, що циркулює із стадії нейтралізації по контуру, кількість циркулюючого розчину підбирають за умов підтримання завданих режимів температури та тиску стадії нейтралізації, який відрізняється тим, що нейтралізацію азотної кислоти, о яка подається в потоці розчину-теплоносія, що циркулює по замкнутому контуру, проводять в трубчастому реакторі. їмо) 1. The method of obtaining ammonium nitrate in a reactor, which includes the neutralization of nitric acid with ammonia under pressure, at a temperature of 170-1807C, reducing the pressure in the formed ammonium nitrate solution to the evaporation pressure, evaporating this solution using the heat of neutralization from the solution, which circulates from the neutralization stage along the circuit, the amount of the circulating solution is selected under the conditions of maintaining the imposed temperature and pressure regimes of the neutralization stage, which is distinguished by the fact that the neutralization of nitric acid, which is supplied in the flow of a heat carrier solution circulating along a closed circuit, is carried out in a tubular reactor . eat) 2. Спосіб по п. 1, який відрізняється тим, що нейтралізацію 50-56 мас.95 азотної кислоти здійснюють під тиском (6-7)102 кПа в потоці розчину-теплоносія, наприклад, 64-75 мас.95 розчину щолоків (лугів) аміачної 60 селітри,що циркулює по замкнутому контуру: реактор-теплообмінник-насос-сепаратор-реактор.2. The method according to claim 1, which differs in that the neutralization of 50-56 wt.95 of nitric acid is carried out under a pressure of (6-7)102 kPa in the flow of a coolant solution, for example, 64-75 wt.95 of a solution of lye (lyes) of ammonium 60 nitrate circulating in a closed circuit: reactor-heat exchanger-pump-separator-reactor. З. Трубчастий реактор для проведення екзотермічних реакцій, який містить вертикальний циліндричний корпус із торцевими кришками, технологічними штуцерами та теплообмінні елементи, внутрішні реакційні труби, які розміщені уздовж і прикріплені до трубних дошок, в реакційних трубах концентричне встановлені центральні перфоровані трубки, заглушені на кінцях по ходу газового потоку, вхідну та вихідну камери, обмежені трубними бо дошками і торцевими кришками, який відрізняється тим, що центральні трубки реактора закріплені в трубній дошці, знаходяться в реакційних трубах на (3-4)00, площа перфорації дорівнює 1,5- -а/4 при висоті перфорації (3-Д00О, діаметри зв'язані співвідношенням 4:О - 1-1, 522,5, де: О - діаметр реакційних труб, а - діаметр центральних трубок, число реакційних зон, яке дорівнює кількості труб, визначається продуктивністю, вхід реакційних потоків здійснюють у центральні трубки з вхідної камери, в реакційні труби - з розподільної камери, реактор додатково обладнано вузлом подачі рідини, який в купі з трубопроводом з'єднують міжтрубний і трубний простори.C. A tubular reactor for conducting exothermic reactions, which contains a vertical cylindrical body with end caps, process fittings and heat exchange elements, internal reaction tubes, which are placed along and attached to the tube boards, in the reaction tubes concentrically installed central perforated tubes, plugged at the ends by of the gas flow, the inlet and outlet chambers are limited by pipe boards and end caps, which differs in that the central tubes of the reactor are fixed in the pipe board, are in the reaction pipes at (3-4)00, the perforation area is 1.5- - a/4 at the height of the perforation (3-Д00О, the diameters are connected by the ratio 4:О - 1-1, 522.5, where: О is the diameter of the reaction tubes, а is the diameter of the central tubes, the number of reaction zones, which is equal to the number of tubes , is determined by the performance, the input of the reaction flows is carried out into the central tubes from the inlet chamber, into the reaction tubes - from the distribution chamber, the reactor is additionally equipped with a node n return of the liquid, which in the pile with the pipeline connects the inter-pipe and pipe spaces. 4. Трубчастий реактор по п. З, який відрізняється тим, що вузол подачі рідини містить вертикальну циліндричну обичайку, вхідну камеру, обмежену кришкою із штуцером та змішувальну камеру, утворену 70 перехідним конусом, обичайкою і трубною дошкою, в якій одним кінцем закріплені вертикальні трубки.4. Tubular reactor according to item C, which is characterized in that the fluid supply unit contains a vertical cylindrical sleeve, an inlet chamber limited by a cover with a fitting and a mixing chamber formed by a transition cone 70, a sleeve and a tube board, in which vertical tubes are fixed at one end . 5. Трубчастий реактор по п. 3, який відрізняється тим, що розподільна камера, утворена обичайкою, один торець якої встановлено із зазором над торцевою кришкою, інший - прикріплено до трубної дошки реактора. с щі 6) «- с (Се) со со -5. Tubular reactor according to claim 3, which is characterized by the fact that the distribution chamber is formed by a pipe, one end of which is installed with a gap above the end cover, the other is attached to the reactor tube board. с шчи 6) «- с (Се) со со - с . и? (95) (95) (22) о 50 - Ф) іме) 60 б5with . and? (95) (95) (22) o 50 - F) ime) 60 b5
UA99031626A 1999-03-23 1999-03-23 Method for production of ammonium nitrate and tubular reactor for exothermic reactions UA33681C2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UA99031626A UA33681C2 (en) 1999-03-23 1999-03-23 Method for production of ammonium nitrate and tubular reactor for exothermic reactions
RU99108976A RU2146653C1 (en) 1999-03-23 1999-05-07 Tubular reactor for exothermic reaction and method of producing ammonium nitrate in tubular reactor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UA99031626A UA33681C2 (en) 1999-03-23 1999-03-23 Method for production of ammonium nitrate and tubular reactor for exothermic reactions

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA33681C2 true UA33681C2 (en) 2002-11-15

Family

ID=21689345

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UA99031626A UA33681C2 (en) 1999-03-23 1999-03-23 Method for production of ammonium nitrate and tubular reactor for exothermic reactions

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2146653C1 (en)
UA (1) UA33681C2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
UA76139C2 (en) * 2003-09-24 2006-07-17 Open Joint Stock Company Conce A device for producing ammonium nitrate solution and a process for producing ammonium nitrate solution
CN100360407C (en) * 2006-07-03 2008-01-09 化学工业第二设计院 A kind of production method of ammonium nitrate

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3113783C2 (en) * 1981-04-04 1987-01-02 Didier Engineering Gmbh, 4300 Essen Process and device for the production of ammonium nitrate
FR2584386B1 (en) * 1985-07-04 1990-09-07 Charbonnages Ste Chimique PROCESS FOR MANUFACTURING CONCENTRATED SOLUTIONS OF AMMONIUM NITRATE AND INSTALLATION FOR CARRYING OUT SAID PROCESS
ES2004070A6 (en) * 1987-01-21 1988-12-01 Union Explosivos Rio Tinto Process and installation for the production of ammonium nitrate.
JP2625443B2 (en) * 1987-09-25 1997-07-02 三菱瓦斯化学株式会社 Fixed catalyst bed reactor
SU1579555A1 (en) * 1988-06-21 1990-07-23 Trakhtenberg Vadim S Catalytic reactor
SU1680297A1 (en) * 1989-10-19 1991-09-30 Vadim S Trakhtenberg Tubular catalytic reactor
SU1699584A1 (en) * 1989-12-04 1991-12-23 Северодонецкий Филиал Украинского Научно-Исследовательского И Конструкторского Института Химического Машиностроения Reactor of heterogeneous catalysis
RU2080914C1 (en) * 1994-04-11 1997-06-10 Акционерное общество открытого типа "Уфанефтехим" Shell-and-tube reactor

Also Published As

Publication number Publication date
RU2146653C1 (en) 2000-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0002298B1 (en) Process and apparatus for the removal of ammonium carbamate from a urea-synthesis solution
US3238021A (en) Mixing equipment
SU973002A3 (en) Reactor for producing chlorine dioxide
US20050163680A1 (en) Heat exchange tubular reactor with heat pipe
US4767791A (en) Process for synthesizing methanol with an optimal temperature profile using a concentric pipe reactor
RU2729068C2 (en) Combined device for high pressure urea synthesis
CN107930555B (en) Multistage horizontal stirred airlift reactor for preparing ethylbenzene hydroperoxide and its application
US4119670A (en) Process and reactor for preparing ethanolamines
UA33681C2 (en) Method for production of ammonium nitrate and tubular reactor for exothermic reactions
SU602115A3 (en) Method of obtaining urea
KR100780428B1 (en) Generators of water-ammonia absorption systems using structural filling
CN113941163A (en) Energy-saving technology of ethylbenzene vaporization in low pressure drop ethylbenzene evaporator and styrene dehydrogenation reaction system
CN112500269A (en) Device system and method for cooling CDON mixture prepared by CDOL dehydrogenation
RU2096076C1 (en) Apparatus for liquid-phase isoprene synthesis
SU1643071A1 (en) Apparatus for carrying out catalytic processes in fluidized bed
RU2004318C1 (en) Apparatus for neutralization, concentration by evaporation and dehydration of phosphoric acid
PL49813B1 (en)
US2240481A (en) Chemical reaction chamber
EP4508026B1 (en) A falling film heat exchanger
US3830864A (en) Process for effecting the multiplestage catalytic contact of a reactant stream
RU2259319C1 (en) Method of production of ammonium nitrate and a device for its realization
US4250147A (en) Reactor for preparation of ammonium polyphosphate
SU758597A1 (en) Apparatus for purifying waste gases
SU632371A1 (en) Evaporator
RU2183978C1 (en) Method of evaporation of liquid mixtures and device for realization of this method