[发明专利]一种生产硝酸铵固体的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种硝酸铵的生产方法，为一种生产硝酸铵固体的方法，特别是一步法合成硝酸铵固体的节能生产方法，属于硝酸盐技术领域。

背景技术

硝酸铵是一种应用非常广泛的的化工产品，主要用作肥料及工业用和军用炸药。并可用于杀虫剂、冷冻剂、氧化氮吸收剂，制造笑气、烟火等。其主要制备方法为硝酸与氨气反应制得。硝酸与氨会发生非常剧烈的化学反应，生成硝酸铵，同时放出大量的热量。反应系统升高的温度与硝酸的浓度有密切的关系，使用的硝酸浓度越高，则反应越剧烈，系统温升越高。最初硝酸铵生产的反应是常压中和法，即在常压下，在反应釜中进行硝酸与氨气的中和反应，由于反应过程中产生的热量不能及时被移走，所以参与反应的硝酸浓度较低，一般为45%~55%，得到的是硝酸铵的溶液，同时，常压腐蚀反应在反应过程中产生的中和蒸汽温度较低，没有回收利用价值，不能用来制备硝酸铵固体，造成了能量的损失。近年来发展的管式反应器，即在加压状态下，让硝酸与氨气以一定的比例通入到一段直径较小的管道中进行反应，生成硝酸铵。其优点是可以使用较高浓度的硝酸（58%~60%），并且可以利用中和时产生的部分热量。但是得到的仍然是较高浓度的硝酸铵溶液，无法直接得到硝酸铵固体。CN101633510A公开了一种工业液体硝酸铵及其制法和应用，所述的液体硝酸铵是硝酸铵溶液，硝酸铵的含量为70～96％，且包含百分比大于10％的水。此技术对于本发明如何生产硝酸铵固体并未给出具体的指导方案。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种生产硝酸铵固体的方法，该方法能缩短反应流程，降低反应时间，减少物料在系统中的停留时间，节能，且操作步骤简单安全。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种生产硝酸铵固体的方法（或者说是生产固体硝酸铵的方法），其技术方案在于它是通过如下方法制得硝酸铵固体的：在塔式反应器的反应塔中通入浓硝酸和氨气，浓硝酸和氨气的重量流量（质量流量）之比为3.7~5.3:1，具体是将浓硝酸通入安装在反应塔的顶部的喷雾装置，同时将氨气从反应塔的中部通过环形分布器通入反应塔中，调节喷雾装置，使浓硝酸经喷雾装置在反应塔顶部喷淋成细微的浓硝酸液滴，所述浓硝酸液滴在反应塔内下落过程中与上升的常压氨气进行接触反应生成硝酸铵溶液细微液珠，控制反应温度在150~190℃之间，利用反应生成热将硝酸铵溶液中的水分汽化，在反应塔内完成汽固分离，直接制备出硝酸铵颗粒即硝酸铵固体。

上述技术方案中，所述的塔式反应器的反应塔的直径最好在3~5米之间，反应塔的高度最好在20~25米之间。上述浓硝酸最好为质量分数是80%~98%的浓硝酸。上述在塔式反应器的反应塔中通入浓硝酸和氨气以及控制反应温度最好是靠温度和流量联动装置实现的，所述温度和流量联动装置最好具有安装于塔式反应器的反应塔外面的第一电磁控制阀、第一流量测定仪、第二电磁控制阀、第二流量测定仪、电脑控制器以及安装于塔式反应器的反应塔内的温度探测器；上述喷雾装置通过管道连接第一电磁控制阀，第一电磁控制阀与喷雾装置之间的管道上安装有第一流量测定仪；上述环形分布器通过管道连接第二电磁控制阀，第二电磁控制阀与环形分布器之间的管道上安装有第二流量测定仪，温度探测器安装在喷雾装置与环形分布器之间；第一电磁控制阀、第一流量测定仪、第二电磁控制阀、第二流量测定仪、温度探测器均与电脑控制器控制连接设置。上述浓硝酸是经增压泵（加压泵）、第一电磁控制阀、第一流量测定仪而打入（或者说是输送至）喷雾装置的。

本发明是一种利用喷雾装置将浓硝酸喷成细微雾滴、在塔式反应器中与常压氨气反应生成硝酸铵的方法，它利用反应生成的热量，将水分汽化，干燥产品，使物料在反应塔内下降的过程中达到汽固分离，直接制备硝酸铵颗粒和结晶。本发明属于合成硝酸铵固体的制备方法，该方法为常压塔式反应合成硝酸铵，与管式反应合成硝酸铵技术相比缩短了反应流程，可降低20%的反应时间，减少了物料在系统中的停留时间。因此该技术优势体现在节能效果上，比传统工艺节能60~70%，且生产过程中为常压反应，生产过程中的安全系数及产品品质也相应得到了提高。该项技术不增加固定资产投资，并可降低生产运行费用。本发明节能效果明显，生产的硝酸铵的含量≥99.5%，各项指标均可达到GB2945-1989《硝酸铵》中优等品的标准。该方法操作步骤简单安全，具有设备投入小、经济高效等优点。

附图说明

图1为本发明中塔式反应器与温度和流量联动装置相连接的结构示意图。

具体实施方式