СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА НИТРАТА АММОНИЯ

1. Способ производства нитрата аммония, включающий:
воздействие на газообразный сырьевой материал установки окисления, состоящий по меньшей мере, по существу, из аммиака, пара и окисляющего газа, условий, в результате которых аммиак окисляется с получением реакционной смеси, включающей монооксид азота и водяной пар, и охлаждение реакционной смеси в теплообменнике, в результате чего монооксид азота окисляется, водяной пар конденсируется, и продукты окисления монооксида азота взаимодействуют с конденсированной водой и абсорбируются этой водой с образованием потока азотной кислоты, причем, по существу, весь монооксид азота в реакционной смеси преобразуется в азотную кислоту; и
взаимодействие потока азотной кислоты с потоком аммиака с образованием нитрата аммония.
2. Способ по п. 1, в котором окисляющий газ включает газ, содержащий по меньшей мере 90% кислорода.
3. Способ по п. 1, в котором по меньшей мере 95% монооксида азота в реакционной смеси преобразуется в азотную кислоту.
4. Способ по п. 3, в котором в том случае, когда преобразование монооксида азота не достигает 100% количества, находящегося в реакционной смеси, процесс взаимодействия-абсорбции продолжается в следующем реакторе-абсорбере или в трубе.
5. Способ по п. 4, в котором процесс взаимодействия-абсорбции продолжается при теплообмене или в отсутствие теплообмена.
6. Способ по п. 4, в котором процесс взаимодействия-абсорбции продолжается в адиабатическом реакторе-абсорбере.
7. Способ по п. 1, в котором окисляющий газ в сырьевом материале установки окисления подают в количестве, достаточном для окисления:
по существу, всего аммиака и по существу всего монооксида азота в реакционной смеси;
по существу, всего аммиака в сырьевом материале установки окисления и по существу всего монооксида азота в реакционной смеси; или
по существу, всего аммиака в сырьевом материале установки окисления и некоторого количества монооксида азота в реакционной смеси, и в реакционную смесь подают дополнительное количество окисляющего газа, что способствует, по существу, полному окислению монооксида азота в реакционной смеси.
8. Способ по п. 1, в котором сырьевой материал установки окисления получают из исходного сырья, и:
аммиак подают в исходное сырье в газообразном состоянии; или
исходное сырье включает водный компонент в жидком состоянии, причем водный компонент испаряется с образованием парового компонента сырьевого материала установки окисления.
9. Способ по п. 8, в котором водный компонент исходного сырья испаряют:
перед смешиванием с компонентами сырья установки окисления, представляющими собой аммиак и окисляющий газ; или
после смешивания с компонентами сырья установки окисления, представляющими собой аммиак и окисляющий газ.
10. Способ по п. 1, в котором сырьевой материал установки окисления получают из исходного сырья, и в исходное сырье подают аммиак в газообразном состоянии, а водный компонент подают в жидкой форме, и в котором водный компонент исходного сырья испаряют перед смешиванием сначала с аммиачным компонентом исходного сырья, а затем с компонентом исходного сырья, представляющим собой окисляющий газ, с образованием сырьевого материала установки окисления.
11. Способ по п. 10, в котором водный компонент исходного сырья испаряют путем теплообмена с реакционной смесью, и
кислородный компонент исходного сырья нагревают путем теплообмена с реакционной смесью; а
аммиачный компонент исходного сырья нагревают путем теплообмена с жидким теплоносителем перед смешиванием с испаренным водным компонентом исходного сырья.
12. Способ по п. 1, в котором сырьевой материал установки окисления получают из исходного сырья, включающего компонент, представляющий собой окисляющий газ, аммиачный компонент и водный компонент в жидком состоянии, и при котором аммиачный компонент растворяют в водном компоненте с образованием водного аммиака, а компонент, представляющий собой водный аммиак, смешивают с компонентом, представляющим собой окисляющий газ, и совместно нагревают аммиачный компонент и компонент, представляющий собой окисляющий газ, путем теплообмена до температуры, при которой аммиак и вода в водном аммиаке испаряются в компонент, представляющий собой окисляющий газ, с образованием сырьевого материала установки окисления.
13. Способ по п. 12, в котором компонент, представляющий собой водный аммиак, и компонент, представляющий собой окисляющий газ, нагревают в виде потока сырьевого материала путем теплообмена с реакционной смесью.
14. Способ по п. 13, в котором после окисления аммиака реакционную смесь охлаждают до первой температуры, находящейся выше точки росы реакционной смеси, путем теплообмена с жидким теплоносителем, и реакционную смесь дополнительно охлаждают до второй температуры, находящейся ниже точки росы реакционной смеси, путем теплообмена с потоком сырья входящего/отходящего потока.
15. Способ по п. 14, в котором теплообмен входящего/отходящего потока выполняют в теплообменнике входящего/отходящего потока, объединенном с теплообменником, в котором продукты окисления монооксида азота взаимодействуют с конденсированной водой и абсорбируются этой водой, и
любой жидкий компонент, остающийся в потоке сырья после теплообмена входящего/отходящего потока, отделяют от потока сырья и подвергают рециркуляции в компонент исходного сырья, представляющий собой водный аммиак.
16. Способ по п. 1, в котором реакционную смесь охлаждают в теплообменнике, включающем протоки для потока, поперечные сечения которых составляют менее чем приблизительно 3 мм эквивалентного диаметра.
17. Способ по п. 1, в котором в реакционную смесь нагнетают дополнительное количество воды, находящейся в состоянии жидкости или пара, что способствует получению достаточного количества конденсата для обеспечения, по существу, полного окисления и абсорбции продуктов окисления монооксида азота в конденсированной воде.
18. Способ по п. 1, в котором концентрацию нитрата аммония увеличивают путем испарения избытка воды, вносимой потоком азотной кислоты.
19. Способ по п. 18, в котором теплоту для концентрирования нитрата аммония получают:
путем теплообмена с жидким теплоносителем, состоящим из реакционной смеси;
путем прямого теплообмена с жидким теплоносителем, состоящим из реакционной смеси;
путем непрямого теплообмена с использованием промежуточного связывающего контура жидкого теплоносителя, где жидкий теплоноситель состоит из реакционной смеси, а для нагревания жидкого теплоносителя в промежуточном связывающем контуре может подаваться теплота из внешнего источника; или
из теплоты, выделяющейся при взаимодействии потоков азотной кислоты и аммиака.
20. Способ по п. 19, в котором пар, образующийся при концентрировании нитрата аммония, используют для образования по меньшей мере части парового компонента сырья установки окисления или для образования по меньшей мере части водного или парового компонента исходного сырья, из которого получают сырье установки окисления.
21. Способ по п. 1, в котором взаимодействие потоков азотной кислоты и аммиака осуществляется путем:
совместного протекания соответствующих потоков адиабатически через реактор в форме трубы; или
совместного протекания соответствующих потоков через неадиабатический теплообменный реактор; или
смешивания соответствующих потоков в реакторе в форме сосуда с регулируемой температурой;
причем реактор функционирует также как испаритель, и при этом поток аммиака имеет такую скорость тока, чтобы гарантировать наличие избытка аммиака в растворе нитрата аммония в испарителе.
22. Способ по пункту 1, в котором поток азотной кислоты нагревают перед взаимодействием с аммиаком,
в частности, посредством подогрева путем теплообмена с жидким теплоносителем, состоящим из реакционной смеси.
23. Способ по п. 1, в котором поток аммиака включает:
поток жидкого аммиака,
поток газообразного аммиака или
поток водного аммиака.
24. Способ по п. 18, в котором концентрацию нитрата аммония увеличивают путем испарения избытка воды, вносимой потоком азотной кислоты:
в едином транзитном испарителе-теплообменнике
за счет рециркуляции кипящего нитрата аммония через теплообменник под влиянием гравитационного гидростатического эффекта или путем нагнетания; или
в испарителе с падающей пленкой жидкости.
25. Способ по п. 18 или 24, в котором паровую и жидкую фазы нитрата аммония разделяют в сепараторе,
причем отделению капель жидкости от потока паровой фазы способствует использование конденсатосборника в сепараторе,
а конденсатосборник опрыскивают промывочной жидкостью.
26. Способ по п. 25, в котором пар, образующийся в сепараторе вследствие концентрирования нитрата аммония, переносят в цикл производства азотной кислоты с образованием по меньшей мере части водного компонента сырья установки окисления или исходного сырья, из которого получают сырье установки окисления,
причем пар могут переносить в газообразном состоянии, или пар конденсируют и переносят в виде жидкого водного сырья.