Патент на изобретение №2177444
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАКИСИ АЗОТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ
(57) Реферат: Изобретение относится к получению закиси азота. Способ получения закиси азота разложением аммиачной селитры заключается в том, что разлагают растворы аммиачной селитры с концентрацией 80-90,9 мас.%, вводимые в слой разлагаемой аммиачной селитры. Реактор разложения аммиачной селитры содержит цилиндрический корпус, гидрозатвор, подогреватель и устройство для подачи сырья в реактор, выполняемое в виде лотка или перфорированной трубы, введенных тангенциально и погруженных в слой разлагаемой аммиачной селитры. Технический результат состоит в сокращении энергозатрат за счет использования тепла реакции разложения аммиачной селитры, снижается взрывоопасность процесса. 2 с.п.ф-лы, 1 ил. Изобретение относится к химической промышленности, а именно к способам получения закиси азота и к аппаратурному оформлению процесса ее производства. Известен способ получения закиси азота, заключающийся в разложении сухой аммиачной селитры или ее 91-94% плава при температурах 270-280oC [1]. Недостатком этого способа является то, что, так как реакция разложения по уравнению: NH4NO3 = N2O + H2O экзотермична, то для предотвращения ее бурного протекания подогрев массы селитры периодически прекращают. Слишком быстрый нагрев массы селитры, а также повышение температуры реакции до 300oC, которой, как правило, он сопровождается, может вызвать взрыв [1]. Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ получения закиси азота с использованием реактора разложения плава аммиачной селитры по авт. св. N 1579553, в котором плав с температурой 120-140oC вводится через патрубок на отбойную тарелку реактора, далее поступает через перелив в распределители, где по коллектору и трубкам заполняет нижнюю часть корпуса, установленного на электроподогревателе. За счет того, что козырьки на трубках расположены под углом и нижние концы трубок срезаны под углом, а сами трубки введены в корпус также под углом, распределители обеспечивают реакционной массе направленно-вращательное движение и интенсивное перемешивание во всем реакционном объеме. К недостаткам данного способа относится следующее: 1. При малых расходах плава аммиачной селитры происходит его вскипание в распределителе, что препятствует поступлению плава в аппарат и повышает взрывоопасность процесса. 2. При снижении концентрации поступающего на разложение плава (ниже 91,0%) увеличивается количество примесей в продуктах разложения, работа узла регулирования уровня плава аммиачной селитры в аппарате теряет устойчивость, что также повышается взрывоопасность процесса. 3. При подаче плава через распределители нельзя использовать тепло реакции разложения для подогрева и концентрирования растворов аммиачной селитры, что увеличивает расходы энергии, связанные с проведением процесса получения закиси азота. 4. В описанном реакторе возможно разложение только плава аммиачной селитры, практически не содержащего примесей воды. В связи с этим обстоятельством перед реактором должен быть установлен аппарат, в котором полученный в процессе синтеза аммиачной селитры раствор необходимо упарить до концентрации, близкой к 100%. Это приводит к усложнению технологической схемы и дополнительным расходам энергии. Цель изобретения – усовершенствование технологического процесса, улучшение качества продукта и снижение энергопотребления процесса за счет снижения концентрации раствора аммиачной селитры, подаваемого на разложение. Сущность изобретения реализуется: а) изменением способа получения закиси азота, состоящем в том, в качестве сырья используется не расплав, а раствор аммиачной селитры с концентрацией 80 – 90,9 мас.%; б) использованием новой конструкции реактора для получения закиси азота разложением аммиачной селитры, содержащего цилиндрический корпус, гидрозатвор, устройство для подачи сырья и подогреватель, отличающийся тем, что для подачи сырья в реактор используется устройство, которое выполнено в виде лотка или перфорированной трубы, введенных тангенциально и погруженных в слой разлагаемой аммиачной селитры. Использование усовершенствований по пунктам а) и б) позволяет снизить взрывоопасность процесса за счет того, что большая часть выделяющегося при разложении аммиачной селитры тепла идет не на повышение температуры, приводящее к взрывной реакции, а на испарение воды из раствора, которое протекает при постоянной температуре. Прочие преимущества предлагаемого изобретения изложены ниже. Цель реализуется следующим образом. Раствор аммиачной селитры с концентрацией 80-90,9% подается в реактор разложения, выполненный в виде цилиндрического корпуса 1, который соединен с гидрозатвором 2. Реактор снабжен устройством подачи раствора аммиачной селитры 3, выполненном в виде лотка или перфорированной трубы. Устройство 3 погружено в реакционную массу тангенциально, что обеспечивает ее интенсивное перемешивание во всем реакционном объеме. Нижняя часть реактора снабжена подогревателем 4 (например, электрическим или каким-либо другим). Использование раствора ниже 80% концентрации сложно в реализации, т.к. затруднен подвод тепла, необходимого для испарения большого количества воды. Выше 90,9% раствор фактически является плавом, а недостатки использования плава в процессе описаны ранее. Пример: Раствор аммиачной селитры концентрацией 80,0-90,9 об.% и температурой 120-140oC подается в устройство подачи 3, при движении по которому раствор упаривается и частично разлагается за счет тепла реакции путем нагрева продуктами разложения с температурой 260-275oC, и заполняет нижнюю часть корпуса 1, установленного на подогревателе 4. В этом случае перемешивание раствора в реакционном объеме обеспечивается тангенциальным вводом сырья и дополнительных перемешивающих устройств не требуется (см. чертеж). Разложение нитрата аммония происходит при температуре 260-275oC, которое достигается при помощи подогревателя 4. Регулирование температуры осуществляется изменением количества раствора аммиачной селитры, подаваемого в зону реакции через устройство подачи 3. Предлагаемое изобретение имеет следующие преимущества: 1. Сокращаются общие энергозатраты процесса получения закиси азота за счет использования тепла реакции разложения аммиачной селитры. 2. Стабилизируется работа узла регулирования уровня раствора аммиачной селитры в аппарате. 3. Снижается взрывоопасность процесса. Литература 1. Миниович М.А. Производство аммиачной селитры. – М.: Химия. 1974, с. 218-219. Формула изобретения
РИСУНКИ
|
||||||||||||||||||||||||||
