Нейтрализация азотной кислоты газообразным аммиаком в аппарате итн

Кислота азотная неконцентрированная с концентрацией не менее 46 % подается со склада азотной кислоты в напорный бак азотной кислоты.

Из напорного бака азотная кислота поступает в аппараты ИТН и скруббера-нейтрализаторы, а также на производство КАС и на приготовление нитрата магния.

Процесс нейтрализации азотной кислоты ведется газообразным аммиаком. Газообразный аммиак поступает из общезаводской сети.

Азотная кислота и аммиак подаются в нейтрализационную часть ИТН противотоком по трубопроводам, на концах которых имеются распределительные устройства – кислотный и аммиачный барботеры. Это позволяет создавать в аппарате наибольшую поверхность контакта между жидкостью и газом.

В кольцевом пространстве из раствора дополнительно выделяются соковые пары. Интенсивная циркуляция жидкости между нейтрализационной и циркуляционно-испарительной частями аппарата ИТН создается вследствие разности плотности раствора в обеих частях аппарата.

Процесс нейтрализации азотной кислоты идет по реакции:

 

NH₃ + HNO₃→NH₄NO₃ + Q                         (5)

 

Тепло, которое выделяется в результате реакции нейтрализации, используется в аппарате ИТН для упаривания раствора NH₄NO₃ до концентрации 63-71%, в зависимости от температуры и концентрации исходного сырья.

Процесс ведется с поддерживанием слабокислой среды.

Щелока, содержащие избыток кислоты 1-5 г/л, поступают в выпарной аппарат или в сборник слабых щелоков. 

Соковый пар из аппарата ИТН поступает в промыватель сокового пара для отмывки от брызг аммиачной селитры и азотной кислоты.

Отмывка от азотной кислоты и аммиачной селитры происходит на ситчатых тарелках промывателя за счет конденсации части сокового пара. Раствор,который образуется в результате конденсации и отмывки, стекает в аппарат ИТН.

Соковый пар после отмывки поступает в выпарной аппарат I ступени, где используется тепло его конденсации для выпаривания влаги из щелоков.

Нейтрализация азотной кислоты аммиаком, содержащимся в газах дистилляции

Газы дистилляции из цеха производства карбамида поступают в скруббера-нейтрализаторы и распределяются через барботеры, которые расположены внутри реакционных стаканов.

В реакционные стаканы поступает азотная кислота и также распределяется через барботеры.

Нейтрализация кислоты газообразным аммиаком в скруббере ведется с поддерживанием кислой среды.

Для предотвращения образования взрывоопасной газовой смеси в скруббер–нейтрализатор подается газообразный азот.

Раствор после скруббера–нейтрализатора с содержанием избытка кислоты не менее 15 г/л поступает в гидрозатвор, откуда за счет вакуума поступает в вакуум – испаритель. В вакуум–испарителе растворпод вакуумом вскипает, при этом охлаждаясь до температуры 80-95°С.

Из вакуум–испарителя раствор поступает в бак - гидрозатвор, откуда насосом подается на орошение скруббера–нейтрализатора и выдаётся в сборник.

Избыток образовавшегося раствора через промежуточный сборник поступает в выпарной аппарат, где происходит упаривание раствора.

Выхлопные газы после скрубберов–нейтрализаторов поступают в сепаратор, служащий для сбора конденсата, скапливающегося в выхлопной трубе, с последующей откачкой собранного конденсата в сборник.

Несконденсированный газ из сепаратора выбрасывается в атмосферу через 70-метровую выхлопную трубу. Содержание вредных веществ в общем выхлопе контролируется санитарной лабораторией.

Соковый пар, который образуется в вакуум–испарителе проходит промыватель сокового пара, где частично отмывается от азотной кислоты и селитры аммиачной образующимся конденсатом сокового пара.

Соковый пар после промывателя поступает в поверхностный конденсатор, где он конденсируется.

Конденсат сокового пара из конденсатора поступает в сборник кислого конденсата.

Инертные газы отсасываются вакуум–насосами или вакуумом, создаваемым свободным сливом воды в барометрических трубах, подаваемой по замкнутой петле. После вакуум–насосов инертные газы выбрасываются в атмосферу.

В цехе смонтированы две аналогичные скрубберные установки, работающие параллельно или каждая в отдельности.

Предварительное упаривание раствора селитры аммиачной

Раствор селитры аммиачной, полученный в результате процесса нейтрализации, упаривается в выпарном аппарате до концентрации 78-86 % за счет тепла конденсации сокового пара, поступающего из аппарата ИТН. Процесс упаривания проводится под вакуумом, что позволяет использовать тепло конденсации сокового пара, так как температура кипения щелоков концентрацией 78-86 % при вакууме составляет 85-95 °С.

Поднимаясь по трубкам выпарного аппарата, раствор нагревается в нижней части и начинает вскипать. В результате вскипания образуется легкоподвижная парожидкостная эмульсия. При этом образующийся пар заставляет жидкость двигаться по стенкам трубок вверх в виде пленки, что способствует интенсивному упариванию. Пройдя трубчатую часть выпарного аппарата, парожидкостная эмульсия попадает в сепаратор–промыватель, установленный в верхней части выпарного аппарата.

В нижней части сепаратора, в результате снижения скорости парожидкостной эмульсии, происходит отделение раствора от сокового пара. Раствор из нижней части сепаратора стекает в гидрозатвор–донейтрализатор.

Соковый пар в сепараторе выпарного аппарата проходит последовательно три ситчатые тарелки, на которых он отмывается от селитры аммиачной и азотной кислоты конденсатом, стекающим по тарелкам сверху вниз. Конденсат образуется в результате конденсации части сокового пара.

Из сепаратора–промывателя соковый пар поступает в поверхностные конденсаторы, где конденсируется. Конденсат после конденсаторов стекает в сборник конденсата сокового пара. Инертные газы отсасываются с помощью системы, в которой используется энергия свободно падающей в трубопроводе воды или вакуум–насосами, и далее выбрасывается в атмосферу.

Выпарка II ступени и доупариваниеплава

Упаривание раствора от концентрации 78-86% до концентрации 95-98,5% производится в выпарных аппаратах II ступени под вакуумом, в которые подается греющий насыщенный пар давлением. Процесс выпаривания ведется при температуре 150-170°С, во избежание термического разложения плава аммиачной селитры.

Раствор из сборника подается в напорный бак щелоков.

Поступая в трубки выпарного аппарата, раствор закипает, с выделением большого количества пузырьков пара, которые поднимаются вверх и увлекают с собой раствор, поднимая его по стенкам.

Образующаяся при этом парожидкостная эмульсия с большой скоростью выбрасывается из верхней части трубок в сепаратор I ступени, где происходит отделение плава от сокового пара. Плав из нижней части сепаратора стекает в гидрозатвор, где нейтрализуется аммиаком до избытка 0,1-0,2 г/л и через коллектор плава поступает в доупарочный аппарат.Подача аммиака в гидрозатворы постоянна.

Соковый пар из сепаратора I ступени поступает в сепараторы–промывателиII ступени для промывки от брызг селитры аммиачной NH₄NO₃ и улавливания аммиака из сокового пара.

Сепаратор–промывательснабжен перфорированными тарелками для очистки сокового пара от брызг раствора селитры аммиачной и аммиака. Рабочее давление – вакуум создается за счет конденсации соковых паров в поверхностных конденсаторах и за счет энергии свободно подающей воды в барометрических трубах.