ТЕХНОЛОГИЯ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ «UHDE» ДЛЯ АММИАЧНОЙ СЕЛИТРЫ

Компания «Uhde» имеет больше 80-и лет опыта в области удобрений, в ходе которых компания спроектировала более чем 360 установок.

Компания «Uhde» предлагает проверенные, конкурентоспособные технологии либо собственной разработки, либо лицензируемые известными лицензиарами. Таким образом, мы в состоянии предлагать полный диапазон установок по производству однокомпонентных и комплексных азотных удобрений.

Рис. 1 - Технологии по минудобрениям предлагаемые компанией «Uhde»

Расшифровка сокращений, используемых в диаграмме:

КАС – карбамидоаммиачная смесь (UAN)

АС - аммиачная селитра (AN)

КАН - кальций аммоний нитрат (CAN), известково-аммиачная селитра (ИАС), аммиачно-кальциевая селитра (АКС),

КС - кальциевая селитра (CN)

СНА - сульфат-нитрат аммония (ASN)

AS - сульфат аммония

NP - аммофос

АФК - нитроаммофоска, нитрофоска, азофоска (NPK)

МАФ - моноаммонийфосфат (MAP)

ДАФ - диаммонийфосфат (DAP)

SSP - суперфосфат

TSP - тройной суперфосфат

3Д макет

Общий вид установки азотной кислоты и амселитры на фирме «Enaex S. A.» в Мехиллонес, Чили

Мощность 920 т/сутки HNO3 (100 %) и 1060 т/сутки приллированной амселитры

Технология нейтрализация для аммиачной селитры является собственной технологией компании «Uhde», направленной на обеспечение максимальной надежности и безопасности. Данная проверенная технология является базой нашего технологического портфеля по азотным удобрениям и успешно используется нашими заказчиками в более чем 40 установках промышленного масштаба, построенных нами в ходе четырех десятилетий.

Аммиачная селитра производится из газообразного аммиака и водной азотной кислоты в ходе экзотермической реакции, протекающей по следующему уравнению:

NH3 + HNO3 􀁴 NH4NO3 - ΔHR

Тепло реакции выделяется в циркулирующий поток раствора аммиачной селитры, температура которого повышается. Точное управление параметрами реакционной системы является ключевым фактором высокоэффективного производства аммиачной селитры. Данные параметры включают хорошее перемешивание реагентов и надежное управление температурой и значением рН. Технология компании «Uhde» предусматривает наружный циркуляционный контур (с естественной или принудительной циркуляцией) и высокотехнологическую систему подачи и смешивания реагентов для обеспечения стабильных условий работы.

Компания «Uhde» предлагает два собственных способа нейтрализации для производства раствора аммиачной селитры:

Вакуумная нейтрализация и испарение

Данный способ пользуется самой большой популярностью, потому что требует самых низких инвестиционных затрат.

Реакция происходит в нейтрализаторе, работающем при небольшом избыточном давлении, чтобы предотвращать кипение раствора аммиачной селитры в зонах реакции и смешивания, что минимизует потери аммиака.

Затем раствор мгновенно испаряется под вакуумом через дроссельную заслонку на входе сепаратора пара, т. е. тепло реакции используется для испарения воды. Таким образом, подогретая сырьевая 60 % азотная кислота может превращаться в раствор аммиачной селитры концентрации 95 % по массе. Однако по соображениям безопасности концентрация раствора АС обычно ограничивается 92 % по массе.

Более высокая концентрация, необходимая для дальнейших шагов переработки, таких как гранулирование (раздел 4) или приллирование (раздел 5), достигается за счет парового нагрева раствора под вакуумом. В целях оптимального управления процессом и обеспечения стабильности компания «Uhde» предпочитает использовать термосильфонную систему испарения. Отмытые в скруббере пары используются для подогрева сырья, избыточные пары конденсируются.

Нейтрализатор для амселитры

Нейтрализация под давлением

В данном случае система технологического пара работает под давлением выше атмосферного для более эффективной утилизации реакционного тепла. Компания «Uhde» предлагает две альтернативы нейтрализации под давлением для эффективной рекуперации тепла:

а) Реакционное тепло, содержащееся в горячей аммиачной селитре, покидающей нейтрализатор, используется прямо на стадии окончательного концентрирования. Даже для достижения окончательной концентрации 97 % по массе, не требуется дополнительного импорта стороннего пара (Рис. 3).

б) Часть реакционного тепла используется для выработки пара низкого давления ок. 5 бар абс. (Рис. 4), а для окончательного концентрирования раствора амселитры используется сторонний пар.

В обоих случаях пар мгновенного испарения из сепаратора пара под давлением 2-4 бар абс. используется для промежуточного концентрирования слабого раствора аммиачной селитры. Остаточный технологический пар также используется для подогрева сырья, избыточный пар конденсируется. В зависимости от назначения парового конденсата необходимо отмыть часть или весь пар перед тем, как он конденсируется в отдельном паровом скруббере.

Рис 2. Вакуумная нейтрализация и испарение

Рис 3. Нейтрализация под давлением с прямой утилизацией тепла

Рис 4. Нейтрализация под давлением с выработкой чистого пара

Компания «Uhde» также может предлагать технологии производства аммиачной селитры других лицензиаров, например технологию трубчатого реактора компании «INCRO», если это требуется.

Технология трубчатого реактора

По данной технологии аммиак и азотная кислота смешиваются в длинной трубе со встройками. Реакционное тепло сразу приведет к образованию водяного пара, который вызывает быстрое течение по трубе с высокой степенью турбулентности. В последующем за трубой сепараторе поток разделяется на пар и раствор аммиачной селитры. Раствор перед перекачкой на стадию концентрирования подается в емкость мгновенного испарения, пар перед дальнейшим использованием отмывается в скруббере. Реакция обычно протекает при давлении 4-5 бар абс., т. е. пар может служить для дальнейшего концентрирования раствора и других нагревательных целей.

Компания «Uhde» уже построила и успешно запустила установки по технологии трубчатого реактора.

Промывка паром

Пар, образующийся при нейтрализации аммиачной селитры, промывается либо прямо в сепараторе пара, либо в отдельной промывной колонне. В зависимости от качества технологического пара используется одноступенчатый или двухступенчатый скруббер. Конденсированные верхние пары из скруббера, могут быть использованы для разных целей, например как подпиточная вода скруббера или для производства деминерализованной воды. Уровень загрязнения чистого конденсата составляет всего лишь 15 ppm азота. Кубовой концентрат может быть добавлен в азотную кислоту.

Установка по производству амселитры с вакуумной нейтрализацией и испарителем на фирме «Eneax S. A.» в Мехиллонес, Чили, мощностью 1060 т/сутки раствора АС (92/96 % по массе).

Расходные показатели на тонну АС (ожидаемые)

Вакуумная нейтрали-зация	Нейтрализация под давлением						Грануляция в лопастном смесителе- грануляторе
2 бар абс. с прямой рекуперацией тепла		4 бар абс. с выработкой чистого пара				АС 33,5 CAN 27
Рис. 2	Рис. 3			Рис. 4			Рис. 6
Импорт пара (4,5/10 бар абс.), кг	130		10		52		90
Экспорт пара (6,5/4,5 бар абс.), кг	---			---			240
Охлаждающая вода, м³	31,0		22,5		3,8		5,0
Электроэнергия, кВтч	2,0		3,8		4,8		29,0
Аммиак, кг	213			213			213
Азотная кислота, кг	789			789			789

Примечание:

Приведенные показатели относятся к сырью 60 % по массе азотной кислоты, готовому АС продукту концентрации 96 % по массе, охлаждающей воде при ΔТ = 10°C, электропотреблению без учета потребления РСУ, освещения, кондиционирования воздуха, измельчения известняка, и т. д.

С текущей ситуацией и прогнозом развития российского рынка минеральных удобрений можно познакомиться в отчете Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков «Рынок минеральных удобрений в России».