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La présente invention concerne un procédé et un appareillage pour la fabrication du nitrate ammonique moyennant neutralisation diacide nitrique par de l'ammoniac.
Dans cette technique, il est courante actuellement, d'effectuer la réaction de neutralisation au sein d'une solution de nitrate ammonique déjà formé que l'on fait circuler, en circuit fermé, entre un compartiment de neutralisation proprement dit et un compartiment d'évaporation. On est ainsi à même de tirer parti de la chaleur de réaction dégagée, pour préconcentrer les solutions salines obtenues. Etant donné, toutefois, les températures élevées que les solutions salines peuvent atteindre aux fortes concentrations en nitrate, on s'expose à des pertes sensibles en azote si on
ne prend pas soin d'effectuer la neutralisation sous une pression plus élevée que l'évaporation et de travailler avec un écart de pression suffisant, pour empêcher l'ébullition tumultueuse du courant de liquide, en voie de
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moniac.
On connaît plusieurs procédés et appareils pour créer dans
le compartiment de neutralisation d'une installation de fabrication de nitrate ammonique, une pression supérieure à celle régnant dans le compartiment d'évaporation, afin de permettre, pratiquement sans perte d'azote, l'utilisation d'une partie de la chaleur de réaction pour la préconcentration des solutions salines.
Il est à remarquer, toutefois, que dans tous les procédés préconisés jusqu'à présent, seule la neutralisation est effectuée sous pression superatmosphérique, alors que l'évaporation a toujours lieu à la pression atmosphérique ou même sous vide. Or, grâce à l'emploi, dans la fabrication du nitrate ammonique, d'acide nitrique de degré relativement
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centrations couramment atteintes par les procédés actuels-de fabrication,
la chaleur de réaction de la neutralisation est en excédent par rapport a la chaleur que nécessite encore l'évaporation finale de l'eau contenue dans les solutions préconcentrées de nitrate quittant le saturateur, c.à.d. à la concentration totale de ces dernières. De plus, la vapeur émise suivant les procédés connus, ' la pression atmosphérique ou même réduite, se présente sous un potentiel énergétique trop faible, pour, d'une façon générale, être directement utilisable, soit à la concentration finale des solutions de nitrate, soit à d'autres buts industriels. En pratique, elle ne peut guère être utilisée que partiellement pour préchauffer les réactifs et cette utilisation imparfaite de la chaleur contenue encore dans la vapeur laisse déficitaire le bilan thermique de l'ensemble des opérations de neutralisation
et de concentration. '
Le procédé, objet de la présente invention a pour but, dans
la fabrication de nitrate ammonique sous forme de solutions concentrées et chaudes, de valoriser davantage encore la chaleur de réaction due à la neutralisation de l'acide nitrique par l'ammoniac, ainsi que la chaleur de
la vapeur d'appoint éventuellement injectée pour augmenter le débit de la circulation de la solution de nitrate ammonique entre les compartiments de neutralisation et d'évaporation. On y parvient en n'utilisant pas seule-
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accumulée sous pression par la chaleur de réaction, mais en mettant à profit, plus rationnellement, en outre, la chaleur contenue dans la vapeur résultant de cette évaporation et injection éventuelle� en captant cette vapeur dans des conditions telles que, sous un potentiel énergétique plus élevée elle soit mieux utilisable, industriellement, que dans les procédés connus, et cela, par ex. pour la concentration finale des solutions et/ou pour d'autres applications industrielles.
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ce qui n'avait pas encore été réalisé.. ni même proposé jusqu'à présent. Cette façon d'opérer présente, en effet, des avantages considérables, tant techniques qu'économiques, en fournissant directement et sans compression spéciale, de la vapeur sous pression et rendant positif, c.à.d. bénéficiaire au lieu de déficitaires, le bilan thermique des opérations accouplées
de neutralisation et de concentration finale.
Au point de vue constructif, on réalise le principe de l'invention en aménageant en tant que chaudière, fonctionnant sous pression, le compartiment d'évaporation, ou, le cas échéant, la combinaison des compartiments de neutralisation et d'évaporation constituant le saturateur.
La pression qui, grâce à cette disposition, s'établit dans le compartiment d'évaporation au-dessus du niveau de la solution de nitra-
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d'ébullition. Pour les concentrations pratiquement réalisables (de 70-85%) des solutions de nitrate dans l'évaporateur, cettepression peut facilement atteindre 3 à 6 ata et la vapeur obtenue sous une telle pression, est évidemment beaucoup plus intéressante, au point de vue .industriel, que la vapeur produite sous pression atmosphérique ou réduite.
Grâce à sa température élevée (entre 170 et 185,00). cette vapeur, légèrement surchauffée par rapport à son point de saturation, peut
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gent de chauffage, indirect ou directe et cela notamment pour la concentra� tion finale des solutions de nitrate ainsi qu'en'tant que matière première ou auxiliaire de certains procédés chimiques utilisant de la vapeur sous
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Suivant la concentration de l'acide mis en oeuvre et le degré auquel la préconcentration est poussée dans l'évaporateur du saturateur, la quantité de vapeur produite peut dépasser dans une mesure plus ou moins
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nitrate et laisser ainsi d'intéressantes disponibilités pour d'autres utilisations, ne se rattachant pas directement à la fabrication du nitrate ammonique même.
Si, pour les utilisations envisagées, une certaine contamination de la vapeur par des produits provenant de la réaction est sans importance, on peut même, en effectuant l'évaporation sous pression également, se dispenser d'avoir recours à deux compartiments nettement distincts de neutralisation et d'évaporation et se contenter de dispositifs assez rudimentaires pour provoquer dans le saturateur une circulation de la solution en circuit fermé. Cela est notamment le cas avec certains types de saturateurs dans lesquels les réactifs sont introduits à la base d'une importante colonne de liquide, agissant par pression hydrostatique.
Dans certains autres cas, par contre, il peut être préférable de ne pas employer la vapeur telle qu'elle sorte de l'évaporateur, parce qu'elle est susceptible de véhiculer. par entraînement, des' produits introduits ou formés dans le saturateur et d'occasionner ainsi des corrosions et/ou de contaminer les produits de fabrication consommant de la vapeur directe. Mais, eu égard à la pression.de régime assez élevée de 3 à 6 ata, sous laquelle cette vapeur est obtenue dans l'évaporateur, on peut, moyennant un échangeur, transformateur de vapeur, produire de la vapeur non contaminée, de.pression moindre, par ex. 2 à 5 ata, mais suffisante encore pour beaucoup d'applications.
En appliquant le principe de la pompe de chaleur, on peut, d'autre part, moyennant un surpresseur de vapeur éventuellement combiné avec un échangeur, transformateur de vapeur, produire aussi de la vapeur de pression et température encore plus élevée que celle directement obtenue dans l'évaporateur du saturateur et valoriser ainsi encore davantage l'excédent de la chaleur de réaction.
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de dissolution de l'acide nitrique, ainsi que de la vapeur éventuellement injectée, sous forme de vapeur sous pression et les diverses possibilités d'utilisation industrielle de cette dernière qui en dérivent, sont d'une application très générale. Moyennant aménagement du compartiment d'évaporation en chaudière sous pression, on peut, en effet, l'adapter indifféremment aux divers procédés et appareils connus de fabrication de nitrate ammonique effectuée à la neutralisation, sous une pression plus élevée qu'à l'évaporation, et travaillant avec un compartiment de neutralisation soit extérieur, soit partiellement ou totalement incorporé au compartiment d'évaporation. C'est dans ce dernier cas, c.à.d. dans les saturateurs à
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ment d'évaporation, que l'invention est particulièrement avantageuse aux points de vue tant constructif qu'opératoire.
Les schémas annexés et l'exemple ci-dessous, nullement limitatifs, illustrent la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention et diverses des possibilités de production de vapeur sous pression au dépens de la chaleur de réaction de la neutralisation de l'acide nitrique par l'ammoniac d'une part et d'utilisation de cette vapeur d'autre part.
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sous pression, de nitrate ammonique, avec utilisation directe d'une partie de la vapeur produite, pour la concentration finale des solutions préconcentrées et du reste pour d'autres buts (chauffage ou réactions chimiques),
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peur sous pression est évacuée par la conduite "E" et que la solution préconcentrée de nitrate est envoyée par la conduite "F" à la concentration <EMI ID=14.1>
partiellement refroidie elle peut encore servir p.ex. au préchauffage de l'a- cide et de l'ammoniac ou être envoyée dans un économiseur.
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est envoyée hors du système, où la vapeur peut.. soit être utilisée telle
quelle,!) sous sa pression initiale, dans des buts de chauffage ou comme réac-
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rée par la conduite "L" vers l'installation de réduction de pression où elle
est éliminée.
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amenée par la conduite "Q" est transformée en vapeur secondaire de pression
plus basse et qui est dirigée vers le réseau d'utilisation par la conduite
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envoyée par la conduite "T" à son utilisation ultérieure.
Suivant une autre variante de mise en oeuvre,, plus avantageuse� à certains points de vue., on peut aussi envoyer d'abord dans un
échangeur l'excédent de vapeur primaire sous pression, évacuée par "E" et
surcomprimer ensuite la vapeur secondaire produite dans cet échangeur.
Exemple.
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vapeur vive à 8 ata. On a retiré 5.900 kgs/heure de solution titrant 80%
poids de nitrate ammonique et on a produit 2.100 kgs/heure de vapeur sous
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vapeur général de l'usine.