Proses Untuk Memproduksi Amonium Nitrat

Embed Size (px)

DESCRIPTION

amonium nitrat

Text of Proses Untuk Memproduksi Amonium Nitrat

Proses untuk memproduksi amonium nitratUS 20130287670 A1AbstrakSebuah proses untuk memproduksi amonium nitrat diungkapkan, proses yang terdiri dari mengekspos feed pengoksidasi gas terdiri setidaknya secara substansial amonia, uap dan gas pengoksidasi kondisi dimana amonia dioksidasi untuk menghasilkan campuran reaksi termasuk nitrogen monoksida dan uap air. Campuran reaksi didinginkan dalam penukar panas dimana monoksida nitrogen dioksidasi, uap air terkondensasi dan produk-produk dari oksidasi nitrogen monoksida bereaksi dengan dan diserap oleh air kental untuk membentuk aliran asam nitrat, dengan substansial seluruh nitrogen monoksida dalam campuran reaksi diubah menjadi asam nitrat. Aliran asam nitrat direaksikan dengan aliran amonia untuk membentuk amonium nitrat.DeskripsiPenunjukan ke kata lain Aplikasi ini adalah aplikasi fase nasional PCT Aplikasi No PCT / AU2011 / 001556, yang diajukan pada 1 Desember 2011, yang mengklaim prioritas untuk Australia Aplikasi Paten No 2010905289 diajukan pada 1 Desember 2010, yang keduanya tergabung disini sebagai referensi secara utuh.Bidang Teknik Sebuah proses untuk memproduksi amonium nitrat diungkapkan, khususnya, sebuah proses yang mengintegrasikan produksi asam nitrat dengan produksi amonium nitrat.LATAR BELAKANG Amonium nitrat secara konvensional diproduksi dengan mereaksikan asam dan amonia feed nitrat yang independen dipasok dari sumber terpisah. Proses manufaktur biasanya melibatkan mereaksikan asam nitrat dan amonia dalam bejana netralisasi atau yang lebih umum, dalam reaktor pipa dan, untuk kepentingan menghasilkan solusi amonium nitrat pekat (misalnya dari urutan konsentrasi 80%), asam nitrat memiliki konsentrasi 50% sampai 68% atau lebih besar biasanya digunakan dalam proses. Namun, seperti yang dipahami dalam industri, tingkat konsentrasi asam menyebabkan reaksi eksotermis kekerasan, ini pada gilirannya memaksakan tuntutan ketat untuk aparatur pengolahan.Komponen asam nitrat konvensional diproduksi oleh Proses Ostwald yang, dalam istilah reaksi dasar, melibatkan proses tiga tahap yang terdiri dari, pertama, pengoksidasi amonia dengan adanya udara dengan mempengaruhi cepat suhu tinggi konversi katalitik dari campuran amonia-air untuk menghasilkan nitrogen monoksida. Resultan aliran didinginkan (biasanya di bawah tekanan) dan beberapa monoksida nitrogen bereaksi non-katalitik dengan oksigen membentuk oksida seperti lebih tinggi dari nitrogen sebagai nitrogen dioksida dan dimer nya; campuran yang disebut sebagai nitrogen dioksida dan aliran yang dihasilkan secara keseluruhan yang disebut gas nitrous. Setelah pendinginan lebih lanjut, gas nitrous dirawat proses penyerapan counter-flow untuk menghasilkan asam nitrat.Proses penyerapan dilakukan dalam sebuah menara absorpsi, dengan konsentrasi asam produk biasanya berada antara 50% dan 68%, tergantung pada tekanan operasi dan jumlah tahap penyerapan dalam menara absorpsi, dan konsentrasi nitrogen oksida memasuki penyerapan tower. Gas-gas nitrous biasanya relatif encer karena kehadiran nitrogen diperkenalkan di udara dan, karenanya, sebuah menara absorpsi yang besar biasanya diperlukan untuk memfasilitasi reaksi dan penyerapan.Sekarang telah ditentukan bahwa, dengan modifikasi pada proses manufaktur asam nitrat konvensional dijelaskan di atas, termasuk oksidasi amonia dengan adanya oksigen, penerimaan ballast air sebelum tahap oksidasi amonia, retensi air ballast di seluruh proses dan dengan penerimaan produk akhir berupa asam nitrat encer (misalnya memiliki konsentrasi urutan 20% sampai 40%), tahap penyerapan dapat diadopsi yang memanfaatkan teknologi pertukaran panas dan yang menyingkirkan kebutuhan konvensional untuk penyerapan tower dan kerugian yang menyertainya. Hal ini kemudian memfasilitasi integrasi dari dua (sampai sekarang terpisah) proses produksi asam nitrat dan produksi amonium nitrat berikutnya.IKHTISAR PENGUNGKAPAN THE Didefinisikan secara luas, suatu proses untuk memproduksi amonium nitrat diungkapkan. Proses ini terdiri dari: mengekspos feed pengoksidasi gas terdiri setidaknya secara substansial amonia, uap dan gas pengoksidasi kondisi dimana amonia dioksidasi untuk menghasilkan campuran reaksi termasuk nitrogen monoksida dan uap air, dan pendinginan campuran reaksi dalam penukar panas dimana monoksida nitrogen teroksidasi, uap air terkondensasi dan produk-produk dari oksidasi nitrogen monoksida bereaksi dengan dan diserap oleh air kental untuk membentuk aliran asam nitrat, dengan substansial seluruh monoksida nitrogen dalam campuran reaksi diubah menjadi asam nitrat; dan bereaksi aliran asam nitrat dengan aliran amonia untuk membentuk amonium nitrat. Proses di atas juga menyediakan amonium nitrat (dalam berbagai bentuk yang mungkin terjadi).Istilah "pengoksidasi gas" yang digunakan dalam definisi di atas dan mengikuti dari penemuan ini adalah untuk dipahami sebagai berarti gas yang mengandung lebih dari sekitar 80% oksigen. Gas pengoksidasi diinginkan mengandung setidaknya 90% dan, tergantung pada ukuran pabrik pengolahan, yang paling diinginkan setidaknya 95% oksigen.Juga, dengan "secara substansial semua" dari monoksida nitrogen dalam definisi di atas dan berikut penemuan ini berarti suatu jumlah nitrogen monoksida lebih besar dari 90%, diinginkan lebih besar dari 95%, dan yang paling disukai, sampai ke tingkat mendekati sedekat mungkin 100% dari yang hadir dalam campuran reaksi. Ketika konversi dalam penukar panas terjadi pada tingkat yang lebih rendah dari itu yang paling diinginkan, proses reaksi penyerapan dapat dilanjutkan dalam bejana reaktor-absorber berikutnya atau pipa, dengan atau tanpa pertukaran panas. Dengan demikian, konversi mendekati 100% dalam penukar panas tidak penting karena proses reaksi penyerapan dapat dilanjutkan, di luar itu yang terjadi pada penukar panas, dalam adiabatik reaktor-absorber berikutnya, meskipun sampai batas tertentu. Artinya, diketahui bahwa suhu yang lebih tinggi yang merusak ke nitrogen monoksida dan konversi penyerapan dan, sejauh bahwa reaksi penyerapan selanjutnya dilakukan adiabatik, kenaikan suhu yang cukup besar dapat terjadi dalam aliran bereaksi. Misalnya, maju dari 99% sampai 100% konversi nitrogen monoksida adiabatik akan memerlukan kenaikan suhu urutan 2,5 C, sedangkan maju dari 90% sampai% konversi 100 akan memerlukan kenaikan suhu 24 CJuga, istilah "konsentrasi" sebagaimana digunakan dalam spesifikasi ini harus dipahami sebagai makna:dalam konteks solusi yang berair persentase zat terlarut murni (misalnya, amonium nitrat atau asam nitrat) dalam solusi pada aw / w dasar, dan dalam konteks gas campuran-persentase komponen murni (misalnya oksigen) dalam campuran secara av / v. Asam nitrat dihasilkan dalam proses didefinisikan di atas inheren akan encer, memiliki misalnya konsentrasi urutan 20% sampai 40%, tergantung pada jumlah air yang terkandung dalam campuran reaksi. Sebagai konsekuensinya, nitrat amonium yang dihasilkan oleh reaksi awal dari asam encer nitrat dan amonia dalam proses terintegrasi juga akan memiliki konsentrasi yang relatif rendah (misalnya, dari urutan 30% sampai 46%) tetapi amonium nitrat dapat terkonsentrasi up (misalnya, ke level urutan 75% sampai 85%) dengan penambahan panas, (yang mungkin berasal dari asam memproduksi tahap nitrat seperti yang dijelaskan di bawah), untuk mengusir kelebihan air diperkenalkan oleh asam encer nitrat.Panas untuk berkonsentrasi larutan amonium nitrat dapat ditransfer ke tahap amonium nitrat memproduksi dengan pertukaran langsung panas antara campuran reaksi (yang berasal dari oksidasi amonia dalam tahap asam nitrat memproduksi) dan larutan amonium nitrat, atau melalui pertukaran panas tidak langsung antara dua tahap menggunakan kopling lingkaran menengah media perpindahan panas seperti air atau uap / air. Panas seperti juga atau alternatif berasal dari panas reaksi antara amonia dan asam nitrat dan / atau dari sumber eksternal.Juga, uap yang dihasilkan dalam proses berkonsentrasi larutan amonium nitrat dalam amonium nitrat menghasilkan tahap dapat ditransfer ke asam nitrat menghasilkan tahap untuk membentuk setidaknya sebagian dari komponen uap dari umpan pengoksidasi atau untuk membentuk setidaknya sebagian dari komponen air atau uap dari umpan mulai dari mana umpan pengoksidasi berasal.Penukar panas yang digunakan dalam proses penyerapan dalam asam memproduksi tahap nitrat dapat terdiri jenis penukar panas yang menyediakan perpindahan panas dari fluida proses (dalam penemuan ini campuran reaksi) ke cairan pendingin; misalnya penukar panas jenis shell-dan-tabung, yang dicetak sirkuit penukar jenis panas, penukar panas pelat atau sirip-fan penukar panas jenis. Bagian aliran fluida dalam penukar panas diinginkan memiliki dimensi penampang kecil (misalnya, kurang dari sekitar 3 mm dan diinginkan kurang dari 2 mm diameter setara) untuk membantu memanaskan perpindahan massa dan untuk memfasilitasi penukar panas kekompakan. Juga, tergantung pada permintaan proses, penukar panas tunggal dapat digunakan atau dua atau lebih penukar panas dapat dihubungkan secara paralel atau seri, dan ekspresi "penukar panas" dan "penukar panas" seperti yang digunakan dalam spesifikasi ini adalah untuk dipahami dalam konteks ini. Cairan pendingin dapat berupa gas, misalnya kipas udara paksa, atau cairan seperti air.Mempekerjakan novel penukar panas untuk menyelesaikan penyerapan dalam tahap penyerapan (berbeda dari pekerjaan tersebut dalam proses penemuan sebelumnya dari menara absorpsi counter-current) menghasilkan produksi yang relatif encer asam nitrat. Asam tersebut memiliki tekanan uap kesetimbangan rendah gas asam dan nitrous nitrat, ini menghindarkan kebutuhan untuk counter-current menghubungi untuk mencapai penyerapan lengkap komponen ini. Namun demikian, tingkat di mana konversi nitrogen monoksida untuk asam terjadi, sebagai proses hampir selesai, ditentukan terutama oleh tingkat kimia oksidasi nitrogen monoksida, yang sangat dipromosikan oleh konsentrasi yang lebih tinggi dari nitrogen monoksida