[發明專利]一種加壓中和生產熔融硝酸銨的工藝方法

有效

• 申請號: 200910058766.4
• 申請日: 2009-03-31
• 公開（公告）號: CN101538052A
• 公開（公告）日: 2009-09-23
• 發明（設計）人: 劉朝慧;曾紀龍;郭志剛;熊興和;李旭初;雷林;王明權;張幫成;謝加義;王剛;李志年;李國慶;彭明偉
• 申請（專利權）人: 四川金圣賽瑞化工有限責任公司;四川金象化工產業集團股份有限公司
• 主分類號: C01C1/18
• 分類號: C01C1/18
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司
• 代理人: 劉雪蓮

技術領域

本發明涉及硝酸銨生產技術領域，具體地說涉及一種生產熔融硝酸銨的工藝方法，尤其涉及一種在加壓條件下無氨氮廢水排放、清潔生產熔融硝酸銨的工藝方法。

背景技術

硝酸銨是一種重要的基本化工原料，是硝態氮系列化肥產品的原料，如：結晶工業硝酸為92％～95％(w/w)的硝酸銨溶液通過真空結晶而成；多孔工業硝酸銨為96％(w/w)以上的硝酸銨高塔造粒而成；硝態氮系列化肥產品為99％(w/w)以上的熔融硝酸銨配加磷鉀元素或鈣或硫或鋅等元素混熔高塔造粒而成。無論是濃度為92％～96％(w/w)的硝酸銨溶液或濃度為99％(w/w)以上的熔融硝酸銨，其生產均主要包括三個工藝步驟：(1)氨酸中和：形成濃度為80％～86％(w/w)的稀硝酸銨溶液；(2)蒸發濃縮：根據最終產品的生產工藝要求，將濃度為80％～86％(w/w)的稀硝酸銨溶液蒸發濃縮為濃度為92％～96％(w/w)的硝酸銨溶液或濃度為99％(w/w)以上的熔融硝酸銨；(3)中和廢水處理。

根據氨酸中和反應控制的操作壓力，硝酸銨的生產方法分為常壓法和加壓法。現有常壓法生產硝酸銨的氨酸中和反應在微酸性條件下進行，中和壓力低于0.15MPa(A)，反應溫度控制在120℃左右，反應條件相對溫和，對設備的材質要求不高。但常壓法所產生的中和反應熱的品質低，約0.12MPa(A)，難以得到有效利用，要么直接用冷卻水將反應熱移除中和器，要么回收用以蒸發濃縮硝酸銨溶液；由于常壓中和蒸汽的品質低，回收的中和反應熱僅能使中和出口反應物中硝酸銨濃度提升到75％～80％(w/w)，后續蒸發所需蒸汽量仍較大。并且常壓中和由于在酸性條件下進行中和反應，中和冷凝液也呈酸性，為適應環保要求，需要通過加氨等方式對冷凝液進行中和，使中和冷凝液變成中性后再排放，排放的廢水中NH-N含量達數千個ppm，不僅嚴重污染環境，而且造成產品單耗較高。

加壓法生產硝酸銨的氨酸中和反應的中和壓力一般為0.3～0.4MPa(A)，反應溫度為170℃～180℃左右，加壓中和反應所得中和蒸汽的壓力可達0.45MPa(A)，可回收用于硝酸銨生產的各個環節，特別是用于一段蒸發，從而可節省大量蒸汽。但由于中和反應溫度達170℃～180℃，該溫度非常接近硝酸銨的分解爆炸溫度，稍有操作不當就有可能引發安全事故。為了盡可能減小發生爆炸的危險，國內外的一些研究機構研究開發出管式反應器，使硝酸與氣氨以一定的比例通入到一段直徑相當小的管道中進行反應，反應生成的硝酸銨溶液從管式反應器的另一端送入到分離器中進行蒸汽與硝酸銨溶液的分離。利用管式反應器進行氨與硝酸的中和反應，瞬間參與反應的物料少、物料在反應區域的停留時間短，減少了發生爆炸的危險。但由于加壓中和反應一般采用了較高濃度的硝酸(硝酸濃度要求在57％以上)參與反應，中和器處于強腐蝕的環境中，對反應器的材質要求高，而且因中和器和分離器分別設置，生成的硝酸銨容易在中和器內局部聚集形成熱點，為了防止中和器內局部硝酸銨聚集形成熱點引發硝酸銨局部分解而使中和器內溫度失去控制，需要嚴格控制反應原料的比例，負荷不能過低，操作彈性小，原料酸氨的消耗也比較高。并且由于我國現有多數硝酸企業只能生產重量百分比濃度為45％～53％的硝酸，使得現有的加壓生產硝酸銨工藝的原料供應也存在一定困難。

現有的硝酸生產過程中，經中和廢水處理后排放的廢水中氨、硝酸銨的含量均達數千個ppm，不僅嚴重污染環境，而且造成產品的原料單耗較高。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中存在的上述不足，提供一種安全、操作方便、投資少、消耗低、環保的生產熔融硝酸銨的工藝方法。

為了實現上述目的，本發明提供了以下技術方案：

一種加壓中和生產熔融硝酸銨的工藝方法，包括以下步驟：

(1)氨酸中和：

壓力為0.5～0.8MPa、溫度為70℃～100℃的氣氨，經氣氨分布器進入中和器下部中和反應區的中央循環管內；

重量百分比濃度為53％～60％的硝酸，經硝酸泵升壓至0.5～0.8MPa，經硝酸分布器進入中和器下部中和反應區的中央循環管內；

氣氨與硝酸在中央循環管內充分混合，進行中和反應，生成硝酸銨并放出大量的熱，氨酸中和反應的溫度為165℃～185℃、壓力為0.3～0.4MPa、pH值6～8；

反應生成的硝酸銨溶液被帶入汽液分離室，利用中和反應熱進行閃蒸，經氣液分離后得到硝酸銨溶液，以及壓力為0.3～0.4MPa、溫度160℃～185℃、pH值7～10、NH-N?2000～3000mg/Nm³的中和蒸汽；