171497. lajstromszámú szabadalom • Eljárás ammóniumfoszfátok előállítására
7 171497 8 használjuk és ily módon betöményítjük a kapott ammóniumfoszfát terméket. A találmány részletesebb bemutatása végett a következőkben az eljárást példák kapcsán ismertetjük a csatolt rajzokon feltüntetett ábrák figyelembevételével. Az 1. ábra a találmány szerinti reakció lefolytatására szolgáló kanyargó útvonalú lemezes rendszerű reaktort magába foglaló rendszer vázlatát tünteti fel. A 2. ábra a lemezes rendszerű reaktor egy kiviteli alakjának vázlatos keresztmetszeti rajzát mutatja. Ilyen felépítésű reaktort használunk az 1. ábra szerinti rendszernél a foszforsav ammóniával való kezelésére és betöményítésére. A 3. ábra egy lemezes rendszerű reaktor kiviteli alakjának vázlatos keresztmetszeti rajzát ábrázolja. Ilyen felépítésű reaktort használunk az 1. ábra szerinti rendszernél a foszforsav ammóniával történő reakciójához és víznek ezt követő adagolásához, műtrágya oldat előállítása végett. A 4. ábra szintén egy lemezes rendszerű reaktor kiviteli alakjának vázlatos keresztmetszeti rajzát mutatja be. Ilyen felépítésű reaktort használunk az Lábra szerinti rendszernél, ha foszforsavat ammóniával reagáltatunk és ezután a terméket különböző műtrágyák előállítása végett tovább kezeljük. A találmány olyan gáz-folyadék reakciót magában foglaló eljárásra vonatkozik, amely pontos hőmérséklet és nyomás-szabályozást, vagy rövid tartózkodási időt kíván vagy amelynek segítségével koncentrált vagy száraz alvadt terméket állíthatunk elő, de a találmány előnyei más egyéb típusú folyamatoknál is elérhetők. Az eljárás végrehajtása során a rendszerint gáz alakú reagenst, vagyis az ammóniát folyamatosan visszük be foszforsav zárt folyadék áramába. A zárt, kígyó vonalban kanyargó útvonalon haladó reakcióelegy, amely nagy felület/térfogat-aránnyal rendelkezik nagyfokú turbulenciát okoz. Azt találtuk, hogy ilyen áramlási útvonal a reakció kivitelezésére ideális megoldás, mivel ennél: 1. a turbulencia biztosítja azt, hogy a gáz alakú reagens teljes mennyisége kapcsolatba kerüljön a folyékony reagenssel, 2. a tartózkodási idő szabályozható, ami lehetővé teszi, hogy a reakciót lényegében terjessé tegyük, 3. a nagy felület/térfogat-arány megengedi, hogy fűtő vagy hűtőfolyadék segítségével pontos hőmérsékletet tartsunk fenn és 4. az áramlási útvonal kialakítását úgy végezhetjük, hogy csökkentett nyomás alakul ki és ily módon lehetővé válik gőznek szabályozott módon történő felszabadítása. Bizonyos esetekben szükséges lehet a gáz alakú reagens feleslegben történő adagolása, annak biztosítására, hogy a folyékony reakciópartner lényegében teljes reakcióját biztosítsuk. Ilyen esetekben a felesleges gáz alakú reakciópartnert elkülönítjük a reakcióterméktől és visszakeringtethetjük a folyamatba. Az említett egy vagy több követelmény telje-5 sítése célszerűen lemezes rendszerű reaktor alkalmazásával történik. Egy lemezes rendszerű reaktorban a kígyóvonalú áramlási útvonalat lemezek közötti párhuzamos járatokból alakítjuk ki és új lemezek betétele vagy a bentlevő lemezek kivétele 10 és a közlekedő nyílások megfelelő elrendezése útján olyan áramlási útvonalat létesíthetünk, amely a kívánt jellemzőkkel rendelkezik. A találmány szerinti új eljárás tehát különösen alkalmas foszforsavnak ammóniával való reagál-15 tatása útján ammóniumfoszfátok előállítására. A reakciókörülmények változtathatók és így lehetővé válik széles P2OS koncentrációtartománnyal rendelkező foszforsav ammóniával való reakciója, továbbá a műtrágyák nagy változata állítható elő egyetlen 20 műveletben. Az 1. ábrán vázlatosan ábrázolt rendszerben egy 10 szivattyú foszforsavat adagol all tápvezetéken keresztül egy 12 lemezes reaktorba, amely meg-25 felelő tömítéssel ellátott párhuzamosan elhelyezett, vékony fémlemezek sorozatából van felépítve oly módon, hogy ezek a lemezek egy sor anyagáram átjárót alakítanak ki a 2., 3. és 4. ábrákon feltüntetett módon. Ahol szükséges az áramlási útvonal 30 fűtése vagy hűtése, a reaktorban levő párhuzamos járatokba bevezethetünk fűtő- vagy hűtőfolyadékokat, amelyekkel lehetővé válik az áramlási pálya hőmérsékletének könnyű szabályozása. A 12 lemezes reaktor, amely ugyanolyan típusú és fel-35 építésű lehet, mint amilyen a 3 073 380 számú USA szabadalmi leírásban Sinar H. Palmason által leírt lemezköteges megoldás, nagyfokú turbulenciát alakít ki a foszforsav áramban, amely a reaktor járatain keresztüláramlik. Mivel ebben a szabadalmi 40 leírásban Palmason szokásos töménységű habképző anyagok előállítására szolgáló készüléket ismertet, csupán kis változtatások szükségesek az elrendezésben arra, hogy ez a készülék a találmány szerinti célok megvalósítására alkalmassá váljék. 45 A 2. ábrán vázlatosan lerajzolt reaktorfelépítés éppen megfelelő elrendezés körülbelül 32% és körülbelül 72%, előnyösen 54% és 64% P2 O s tartalmú foszforsav ammóniával való reagáltatására és 50 töményítésére. A foszforsavat a 11 vezetéken keresztül vezetjük be a lemezes reaktorba, ahol az egy zárt áramlási útvonalba jut, amely a reaktor vékony tömített 14 lemezei között levő szomszédos párhuzamos 13 járatokat foglalja magában. 55 Abban az esetben, ha kis vagy közepes P2 0 5 koncentrációval rendelkező, mégpedig 32-60% P2 0 5 tartalmú foszforsavat reagáltatunk ammóniával, előnyös az ammónia bevezetése előtt a foszforsavat a 15 előmelegítő zónában 260C°-ot 60 meg nem haladó hőmérsékletre előmelegíteni. Előmelegítésre nincs szükség akkor, ha elég tömény (60%-nál nagyobb P2 O s tartalmú) foszforsavat táplálunk e, vagy ha elég kis töménységű (10%-nál kisebb) ammóniumfoszfátokat akarunk előállítani. 65 A 2. ábra szerint egy bevitt fűtőfolyadékból gőz 4
