154881. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés ammóniumnitrát gyártására

7 154881 8 a reaktor 5 és 6 csöveiben a nyilakkal jelölt irányban. A vízmentes ammóniát a fenti gázfejlődés megszűnése után fecskendezik be a 9 nyíláson keresztül. A nitrát-koncentráció fokozatosan növekszik annak következtében, hogy a reakcióelegy és a '6a és 6b csövekben cirkuláló* nitrát-oldat forrásban vannak. A 3 kamrát a reakcióelegy hőmérsékletének szabályozására szolgáló megfelelő folyadékkal töltjük meg, amellyel vagy hőt viszünk a rendszerbe, vagy pedig hőt vezetünk el abból. Amikor 62,5%-nál kisebb töménységű salétromsavat használunk, és nagy töménységű ammóniumnitrátot kívánunk nyerni, hőt kell közölni, a reakeióeleggyel, mégpedig olyan módon, hogy vízgőzt vezetünk be a 3 kamrába. Ha ellenben a savval bevitt víz elgőzöltetéséhez szükségesnél nagyobb mennyiségű reakcióhőt adó koncentrációjú salétromsavat használunk, a 3 kamrába vizet vezetünk be, amelynek -párolgása lehetővé teszi a fölös reakeiőhő elvezetését. A folyadék bevezetésének és elvezetésének az 1. ábrán bemutatott eszközei az utóbbi esetre, vagyis hőelvezetés esetére vonatkoznak. Annak következtében, hogy a nitrát-oldatot nagy sebességgel keringtetjük az 6 recirkuláltató csőben, valamint a 6a' és i6b reakciócsövekben, és annak következtében, hogy a reakció az utóbbi csöveknek majdnem teljes hosszúságában megy végbe forrás jelenlétében, a sav által bevitt víz elpárolgása nagyon jó hatásfokkal megy végbe. A kapott nitrát koncentrációja a reakcióközeg abszolút nyomásától és a reakicióközeggel egyensúlyban levő gázfázisban található vízgőz hőmérsékletétől vagy parciális tenziójától függ. A koncentrációt megnövelhetjük olyan módon, hogy a 6a és 6b reakciócsövekbe például a 4 kamrában elrendezett bevezető nyíláson keresztül levegőt vagy ammóniafelesleget vagy ezek elegyét vezetjük be. A kívánt koncentrációjú ammóniumnitrátot a 16 bevezető nyílásnál nyerjük. A reakció által fejlesztett gőzöket a 18 bevezető nyíláson keresztül ürítjük ki és ismert módon kezeljük. Abban az esetben, amikor desztillált vízzel indítjuk a reakciót, a vizet úgy telítjük, hogy nagy sebességgel ammóniát vezetünk a vízbe. A reakció exotermikus, így a folyadék hőmérsékletét közelítőleg SO 'C°-ig hagyjuk emelkedni ; a sav befecskendezését ezen a hőmérsékleten kezdjük meg. A reaktorban a cirkulálást az ammóniagőzök fejlődése biztosítja. Amikor a nitrát hőmérséklete elég magas, elkezdődik a Víz párolgása, míg az ammóniáé abbamarad. Ekkor megindul'a reaktor, és folytonosan üzemel a fentebb leírt módon. A 2. ábra nagyobb léptékkel mutatja a 6a és 6b csövek alsó végének kiképzését. Miként látható, ez a 'csővégződés fogazott, és a fogak, valamint az azokat elválasztó nyílások háromszög alakúak. Ez a forma nagyon előnyös az ammónia befecskendezése szempontjából, és kiküszöböli a haladási szelvény minden diszkontinuitását abban az esetiben, amikor a nitrát^oldat szintje a 4 kamrában a 6a és 6b csövek végénél alacsonyabbra süllyed. Megjegyezzük még, hogy az 5 eső mélyebbre nyúlik, mint a 6a és 6b csövek, ami azért előnyös, mert így elkerüljük ammóniának az 5 csőbe való bejutását, ami akadályozhatná a nitrát-oldat recirkuláltatását. A rajz és a leírás egyszerűsítése céljából a fentebb leírt reaktor csak három csövet tartalmaz: két reakciócsövet és egy ;recirkuláltató csövet a nitrát-oldat számára. A reaktor azonban nagyobb számú csövet is tartalmazhat, és a gyakorlatban általában ez az eset. A reaktor olyan központi recirkuláltató csövet is tartalmazhat, amelyet a reakciócsövekből kialakí.tott köteg vehet körül, vagy a reaktor több recirkuláltató csövet is tartalmazhat, amelyek mindegyikét reakciócsövek kötege vehet körül. Nyilvánvaló, hogy a recirkuláltató cső keresztmetszetét a reakciócsövek keresztmetszeteinek összege függvényében kell meghatározni annak érdekében, hogy a nitrát-oldat megfelelő keringését biztosítsuk. Megjegyezzük, hogy a találmány szerinti reaktorral együtt bármilyen egyéb ismert és szokásosan alkalmazott berendezést is felhasználhatunk, nevezetesen a reaktorok előkészítésére és bevitelére, a szekunder gőzök tisztítására és rekuperálására, a nitrát granulálására stb. szolgáló berendezéseket. A '3. ábra a találmány szerinti reaktor egy másik kiviteli alakját mutatja. E kiviteli alak esetében a lényeges különbség abban áll, hogy a 25 központi cső reakciócsőként szolgál, és az azt körülvevő 26a és 2.6b csövek a nitrát-oldat recirkuláltatására szolgálnak. Ezen túlmenően a 26a és 26b csövek nem nyúlnak bele az általuk összekötött 2 és 4 kamrába. Ezzel szemben a 25 cső a .16 kivezető nyílás szintje fölötti magasságig belenyúlik a 2 kamrába. A 27 és 28 vezetékek a híg sav, ill. az ammónia bevezetésére szolgálnak, és a 4 kamrán keresztül a 25 központi csőbe hatolnak be olyan módon, hogy a végeiken elrendezett 29 és 30 injektorok a 25 cső alsó végében helyezkednek el egymás fölött, A 3 kamra 14 nyílása össze van kötve a 31 kazán kimenő nyílásával; a kazán bemenő nyílása a 32 szivatytyún keresztül a 33 kondenzátum-elválasztó kimenő nyílásához kapcsolódik, és e szeparátor bemenő nyílása a 3 kamra 13 nyílásával van összekötve. A reaktor elvének jobb megértése érdekében itt is megemlítjük, hogy a rajzon feltüntetett 'egyetlen reakciócső és két recirkuláltató cső helyett a reaktor a valóságban — a kívánt termelési kapacitásnak megfelelően — a szükséges számú reakcióosövet tartalmazza, amely reakciócsövek mindegyikét a recirkuláltató csövek nyalábja veszi körül. Ez a reaktor a fentebb ismertetetthez hasonló módon működik. Az egyetlen különbség abban áll, hogy a 4 alsó kamrát teljesen megtölti a cirkuláltatott ammóniumnitrát-oldat. 10 15 20 25 SO 35 40 45 50 55 60 4