Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja jednostavno je. Koristite obrazac u nastavku

Studenti, diplomanti, mladi znanstvenici koji koriste bazu znanja u svom studiju i radu bit će vam vrlo zahvalni.

Objavljeno na http://www.allbest.ru/

• Uvod
• 1. Proizvodnja amonijevog nitrata
• 2. Sirovine
• 3. Sinteza amonijaka
• 4. Karakteristike ciljanog proizvoda
• 5. Fizička i kemijska potkrijepljenost glavnih procesa proizvodnje ciljanog proizvoda i ekološka sigurnost proizvodnje

Uvod

Najvažnija vrsta mineralnih gnojiva su dušična gnojiva: amonijev nitrat, urea, amonijev sulfat, vodene otopine amonijaka i dr. Dušik pripada isključivo važna uloga u životu biljaka: dio je klorofila koji je akceptor sunčeve energije i bjelančevine neophodne za izgradnju žive stanice. Biljke mogu konzumirati samo vezani dušik – u obliku nitrata, amonijevih soli ili amida. Iz atmosferskog dušika djelovanjem mikroorganizama u tlu nastaju relativno male količine vezanog dušika. Međutim, moderna intenzivna poljoprivreda više ne može postojati bez dodatne primjene dušičnih gnojiva u tlo, dobivenih kao rezultat industrijske fiksacije atmosferskog dušika.

Dušična gnojiva se međusobno razlikuju po sadržaju dušika, obliku dušikovih spojeva (nitrat, amonij, amid), faznom stanju (kruto i tekuće), a postoje i fiziološki kisela i fiziološki alkalna gnojiva.

1. Proizvodnja amonijevog nitrata

Amonijev nitrat, ili amonijev nitrat, NH 4 NO 3 - bijela kristalna tvar koja sadrži 35% dušika u obliku amonijaka i nitrata , oba oblika dušika biljke lako apsorbiraju. Granulirani amonijev nitrat koristi se masovno prije sjetve i za sve vrste gnojidbe. U manjoj mjeri koristi se za proizvodnju eksploziva.

Amonijev nitrat vrlo je topiv u vodi i ima visoku higroskopnost (sposobnost upijanja vlage iz zraka). To je razlog zašto se granule gnojiva rašire, izgube svoj kristalni oblik, dolazi do stvrdnjavanja gnojiva - rasuti materijal se pretvara u čvrstu monolitnu masu.

Amonijev nitrat proizvodi se u tri vrste:

A i B - koriste se u industriji; koristi se u eksplozivnim smjesama (amoniti, amonijak)

B je učinkovito i najčešće dušično gnojivo koje sadrži oko 33-34% dušika; ima fiziološku kiselost.

2. Sirovine

Polazni materijali za proizvodnju amonijevog nitrata su amonijak i dušična kiselina.

Dušična kiselina . Čista dušična kiselina HNO je bezbojna tekućina gustoće 1,51 g/cm3 na - 42 °C koja se skrućuje u prozirnu kristalnu masu. U zraku, kao i koncentrirana solna kiselina, "dimi", jer njegove pare stvaraju male kapljice magle s vlagom u zraku, a dušična kiselina se već pod utjecajem svjetlosti postupno razgrađuje:

Što je viša temperatura i kiselina koncentriranija, to se brže odvija razgradnja. Oslobođeni dušikov dioksid otapa se u kiselini i daje joj smeđu boju.

Dušična kiselina je jedna od najmoćnijih kiselina; u razrijeđenim otopinama potpuno se raspada na ione H i -NO Dušična kiselina jedan je od najvažnijih dušikovih spojeva: koristi se u velikim količinama u proizvodnji dušičnih gnojiva, eksploziva i organskih boja, služi kao oksidacijsko sredstvo u mnogim. kemijskim procesima, a koristi se u proizvodnji sumporne kiseline dušikovom metodom, koristi se za izradu celuloznih lakova i filmova .

Industrijska proizvodnja dušične kiseline . Suvremene industrijske metode za proizvodnju dušične kiseline temelje se na katalitičkoj oksidaciji amonijaka s atmosferskim kisikom. Pri opisivanju svojstava amonijaka naznačeno je da on gori u kisiku, a produkti reakcije su voda i slobodni dušik, ali u prisutnosti katalizatora oksidacija amonijaka s kisikom može se odvijati drugačije prolazi preko katalizatora, zatim na 750 °C i Pri određenom sastavu smjese dolazi do gotovo potpune pretvorbe

Dobivena smjesa lako prelazi u, koja s vodom u prisutnosti atmosferskog kisika daje dušičnu kiselinu.

Legure na bazi platine koriste se kao katalizatori za oksidaciju amonijaka.

Dušična kiselina dobivena oksidacijom amonijaka ima koncentraciju ne veću od 60%. Po potrebi se koncentrira,

Industrija proizvodi razrijeđenu dušičnu kiselinu s koncentracijom od 55, 47 i 45%, a koncentriranu dušičnu kiselinu - 98 i 97%. Koncentrirana kiselina se prevozi u aluminijskim spremnicima, razrijeđena kiselina - u spremnicima od čelika otpornog na kiseline.

3. Sinteza amonijaka

amonijak nitrogen nitrat sirovine

Amonijak je ključni proizvod raznih tvari koje sadrže dušik i koriste se u industriji i poljoprivredi. D.N. Pryanishnikov je nazvao amonijak "alfa i omega" u metabolizmu dušičnih tvari u biljkama.

Dijagram prikazuje glavne primjene amonijaka. Sastav amonijaka ustanovio je C. Berthollet 1784. godine. Amonijak NH 3 je baza, umjereno jak redukcijski agens i učinkovito kompleksno sredstvo s obzirom na katione s praznim veznim orbitalama.

Fizikalno-kemijske osnove procesa . Sinteza amonijaka iz elemenata provodi se prema jednadžbi reakcije

N2 +3H2=2NH3; ?H<0

Reakcija je reverzibilna, egzotermna, karakterizirana velikim negativnim entalpijskim učinkom (?H = -91,96 kJ/mol), a pri visokim temperaturama postaje još egzotermnija (?H = -112,86 kJ/mol). Prema Le Chatelierovom principu, kada se zagrijava, ravnoteža se pomiče ulijevo, prema smanjenju prinosa amonijaka. Promjena entropije u ovom je slučaju također negativna i ne ide u prilog reakciji. Uz negativnu vrijednost ?S, povećanje temperature smanjuje vjerojatnost nastanka reakcije,

Reakcija sinteze amonijaka odvija se uz smanjenje volumena. Prema reakcijskoj jednadžbi, 4 mola početnih plinovitih reaktanata tvore 2 mola plinovitog produkta. Na temelju Le Chatelierovog principa možemo zaključiti da će u uvjetima ravnoteže sadržaj amonijaka u smjesi biti veći pri visokom nego pri niskom tlaku.

4. Karakteristike ciljanog proizvoda

Fizikalno-kemijske karakteristike . Amonijev nitrat (amonijev nitrat) NH4NO3 ima molekulsku masu 80,043; čisti proizvod je bezbojna kristalna tvar koja sadrži 60% kisika, 5% vodika i 35% dušika (po 17,5% u obliku amonijaka i nitrata). Tehnički proizvod sadrži najmanje 34,0% dušika.

Osnovna fizikalna i kemijska svojstva amonijevog nitratas:

Amonijev nitrat, ovisno o temperaturi, postoji u pet kristalnih modifikacija koje su termodinamički stabilne pri atmosferskom tlaku (tablica). Svaka modifikacija postoji samo u određenom temperaturnom području, a prijelaz (polimorfni) iz jedne modifikacije u drugu prati promjena kristalne strukture, oslobađanje (ili apsorpcija) topline, kao i nagla promjena specifičnog volumena, toplinskog kapaciteta. , entropija itd. Polimorfni prijelazi su reverzibilni – enantiotropni.

Stol. Kristalne modifikacije amonijevog nitrata

Sustav NH 4 NO 3 -H 2 O (sl. 11-2) odnosi se na sustave s jednostavnom eutektikom. Eutektička točka odgovara koncentraciji od 42,4% MH 4 MO 3 i temperaturi od -16,9 °C. Lijeva grana dijagrama - linija likvidusa vode - odgovara uvjetima za oslobađanje leda u sustavu NN 4 MO 3 -H 2 O. Desna grana krivulje likvidusa je krivulja topljivosti MH 4 MO 3 u vodi. Ova krivulja ima tri lomne točke koje odgovaraju temperaturama modifikacijskih prijelaza NH 4 NO 3 1 = 11 (125,8 ° C), II = III (84,2 ° C) i 111 = IV (32,2 ° C). bezvodnog amonijevog nitrata je 169,6 ° C. Smanjuje se s povećanjem sadržaja vlage u soli.

Ovisnost temperature kristalizacije NH 4 NO 3 (Tcrystal, "C) o sadržaju vlage (X,%) do 1,5 % opisuje se jednadžbom:

t crist = 169,6 - 13, 2x (11.6)

Ovisnost temperature kristalizacije amonijevog nitrata s dodatkom amonijevog sulfata o sadržaju vlage (X,%) do 1,5 % i amonijevog sulfata (U, %) do 3,0 % izražava se jednadžbom:

t kristal = 169,6 - 13,2X+2, OU. (11.7).

Amonijev nitrat se otapa u vodi i apsorbira toplinu. Ispod su vrijednosti topline otapanja (Q dist) amonijevog nitrata različitih koncentracija u vodi na 25 ° C:

C(NH4NO3) % mase 59,69 47.05 38,84 30,76 22,85 15,09 2,17
Q otopina kJ/kg. -202,8 -225,82 -240,45 -256,13 -271,29 -287,49 -320,95

Amonijev nitrat vrlo je topiv u vodi, etilnom i metilnom alkoholu, piridinu, acetonu i tekućem amonijaku.

Riža. 11-2. Dijagram stanja sustavaN.H.4 N03 - H20

Termalno raspadanje . Amonijev nitrat je oksidacijsko sredstvo koje može pospješiti gorenje. Zagrijavanjem u zatvorenom prostoru, kada se produkti toplinske razgradnje ne mogu slobodno ukloniti, salitra može pod određenim uvjetima eksplodirati (detonirati). Također može eksplodirati pod utjecajem jakih udara, na primjer kada je iniciran eksplozivom.

Tijekom početnog razdoblja zagrijavanja na 110°C postupno dolazi do endotermne disocijacije nitrata na amonijak i dušičnu kiselinu:

NH4NO3 > NH3 + HNO3 - 174,4 kJ/mol. (11.9)

Na 165 °C gubitak težine ne prelazi 6%/dan. Brzina disocijacije ne ovisi samo o temperaturi, već i o odnosu površine nitrata i njegovog volumena, sadržaju nečistoća itd.

Amonijak je slabije topljiv u talini od dušične kiseline, pa se brže uklanja; koncentracija dušične kiseline raste do ravnotežne vrijednosti određene temperaturom. Prisutnost dušične kiseline u talini određuje autokatalitičku prirodu toplinske razgradnje.

U temperaturnom području 200-270 °C odvija se uglavnom slabo egzotermna reakcija razgradnje nitrata u dušikov oksid i vodu:

NH4NO3 > N20+ 2H20 + 36,8 kJ/mol. (11.10.)

Zamjetan učinak na brzinu toplinske razgradnje ima dušikov dioksid koji nastaje pri toplinskoj razgradnji dušične kiseline, a koja je produkt disocijacije amonijevog nitrata.

Kada dušikov dioksid reagira s nitratom, nastaju dušična kiselina, voda i dušik:

NH 4 NO 3 + 2NO 2 > N 2 + 2HNO 3 + H 2 O + 232 kJ/mol (11.11 )

Toplinski učinak ove reakcije je više od 6 puta veći od toplinskog učinka reakcije razgradnje nitrata na N 2 O i H 2 O. Dakle, u zakiseljenom nitratu, čak i pri običnim temperaturama, zbog značajne egzotermne reakcije interakcije s dušikovim dioksidom dolazi do spontane toplinske razgradnje, što uz veliku masu amonijevog nitrata može dovesti do njegove brze razgradnje.

Kada se nitrat zagrijava u zatvorenom sustavu na 210-220 °C, dolazi do nakupljanja amonijaka, koncentracija dušične kiseline se smanjuje, pa se reakcija raspadanja praktički zaustavlja, unatoč činjenici da većina soli ima još nerazgrađeno. Na višim temperaturama amonijak brže oksidira, dušična kiselina se nakuplja u sustavu i reakcija se odvija uz značajno samoubrzanje, što može dovesti do eksplozije.

Dodatak za amonijev nitrat tvari koje se mogu razgraditi uz oslobađanje amonijaka (na primjer, urea i acetamid) inhibira toplinsku razgradnju. Soli s kationima srebra ili talija značajno povećavaju brzinu reakcije zbog stvaranja kompleksa s nitratnim ionima u talini. Ioni klora imaju snažan katalitički učinak na proces toplinske razgradnje. Kada se smjesa koja sadrži klorid i amonijev nitrat zagrije na 220-230 °C, počinje vrlo brza razgradnja uz oslobađanje velike količine plina. Zbog topline reakcije, temperatura smjese se jako povećava, a razgradnja je gotova u kratkom vremenu.

Ako se smjesa koja sadrži klorid održava na temperaturi od 150-200 °C, tada će se u prvom vremenskom razdoblju, koje se naziva indukcija, razgradnja odvijati brzinom koja odgovara razgradnji nitrata na danoj temperaturi. Tijekom tog razdoblja, osim razgradnje, odvijat će se i drugi procesi, čiji je rezultat, posebice, povećanje sadržaja kiseline u smjesi i oslobađanje male količine klora. Nakon indukcijskog razdoblja, razgradnja se odvija velikom brzinom i praćena je snažnim oslobađanjem topline i stvaranjem velikih količina otrovnih plinova. S visokim sadržajem klorida, razgradnja cjelokupne mase amonijevog nitrata brzo završava. S obzirom na to, sadržaj klorida u proizvodu je strogo ograničen.

Kod rada mehanizama koji se koriste u proizvodnji amonijevog nitrata, treba koristiti maziva koja ne stupaju u interakciju s proizvodom i ne smanjuju početnu temperaturu toplinskog raspadanja. U tu svrhu može se koristiti, na primjer, mazivo VNIINP-282 (GOST 24926-81).

Temperatura proizvoda koji se šalje na skladištenje u rasutom stanju ili za pakiranje u vreće ne smije biti viša od 55 °C. Kao spremnici koriste se vrećice od polietilena ili kraft papira. Temperature na kojima počinju aktivni procesi oksidacije polietilena i kraft papira amonijevim nitratom su 270-280, odnosno 220-230 °C. Prazne plastične i kraft papirnate vrećice potrebno je očistiti od ostataka proizvoda, a ako se ne mogu koristiti, spaliti.

Što se tiče energije eksplozije, amonijev nitrat je tri puta slabiji od većine eksploziva. Zrnati proizvod može, u načelu, detonirati, ali inicijacija s detonatorskom kapsulom je nemoguća; za to su potrebna velika punjenja snažnog eksploziva.

Eksplozivna razgradnja nitrata odvija se prema jednadžbi:

NH 4 NO 3 > N 2 + 0,5 O 2 + 2H 2 O + 118 kJ/mol. (11.12.)

Prema jednadžbi (11.12), toplina eksplozije bi trebala biti 1,48 MJ/kg. Međutim, zbog pojave sporednih reakcija, od kojih je jedna endotermna (11,9), stvarna toplina eksplozije iznosi 0,96 MJ/kg i mala je u usporedbi s toplinom eksplozije heksogena (5,45 MJ). Ali za proizvod tako velikog kapaciteta kao što je amonijev nitrat, uzimanje u obzir njegovih eksplozivnih svojstava (iako slabih) važno je za osiguranje sigurnosti.

Zahtjevi potrošača za kvalitetom amonijevog nitrata proizvedenog u industriji odražavaju se u GOST 2-85, prema kojem se proizvode dva razreda komercijalnog proizvoda.

Čvrstoća granula određuje se prema GOST-21560.2-82 pomoću uređaja IPG-1, MIP-10-1 ili OSPG-1M.

Trošljivost granuliranog amonijevog nitrata pakiranog u vrećice određuje se prema GOST-21560.5-82.

GOST 14702-79-" vodootporan"

5. Fizička i kemijska potkrijepljenost glavnih procesa proizvodnje ciljnog proizvoda i ekološka sigurnost proizvodnje

Za dobivanje amonijevog nitrata koji se praktički ne stvrdnjava, koriste se brojne tehnološke metode. Učinkovito sredstvo za smanjenje stope apsorpcije vlage higroskopnim solima je njihova granulacija. Ukupna površina homogenih granula manja je od površine iste količine sitnokristalne soli, pa granulirana gnojiva sporije upijaju vlagu iz zraka. Ponekad se amonijev nitrat spaja s manje higroskopnim solima, na primjer amonijevim sulfatom.

Amonijevi fosfati, kalijev klorid i magnezijev nitrat također se koriste kao aditivi sličnog djelovanja. Proces proizvodnje amonijevog nitrata temelji se na heterogenoj reakciji između plinovitog amonijaka i otopine dušične kiseline:

NH3 + HNO3 = NH4NO3

?H = -144,9 kJ (VIII)

Kemijska reakcija odvija se velikom brzinom; u industrijskom reaktoru ograničeno je otapanjem plina u tekućini, a miješanje reagensa je od velike važnosti.

Intenzivni uvjeti za provođenje procesa mogu se u velikoj mjeri osigurati pri izradi konstrukcije aparata. Reakcija (VIII) se provodi u ITN aparatu koji kontinuirano radi (koristeći toplinu neutralizacije). Reaktor je vertikalni cilindrični uređaj koji se sastoji od reakcijske i separacijske zone. U reakcijskoj zoni nalazi se čaša /, u čijem donjem dijelu se nalaze otvori za cirkulaciju otopine. Mjehurić se nalazi malo iznad rupa unutar stakla 2 za dovod plina amonijaka, iznad njega se nalazi mjehurić 3 za opskrbu dušičnom kiselinom. Reakcijska smjesa para-tekućina izlazi s vrha reakcijske čaše; dio otopine se uklanja iz ITN aparata i ulazi u završni neutralizator, a ostatak (cirkulacija) se ponovno spušta. Para soka koja se oslobađa iz smjese para-tekućina ispire se na čepnim pločama 6 od prskanja otopine amonijevog nitrata i para dušične kiseline s 20% otopinom nitrata, a zatim kondenzata pare soka.

Toplina reakcije (VIII) koristi se za djelomično isparavanje vode iz reakcijske smjese (odatle i naziv aparata - ITN). Razlika u temperaturama u različitim dijelovima aparata dovodi do intenzivnijeg kruženja reakcijske smjese.

Tehnološki proces Proizvodnja amonijevog nitrata uključuje, osim faze neutralizacije dušične kiseline amonijakom, i faze isparavanja otopine nitrata, granulaciju taline, hlađenje granula, obradu granula površinski aktivnim tvarima, pakiranje, skladištenje i punjenje nitrata, pročišćavanje plinskih emisija i Otpadne vode.

Na sl. prikazana je shema suvremenog postrojenja velikog kapaciteta za proizvodnju amonijevog nitrata AS-72 kapaciteta 1360 tona/dan. Početnih 58-60% dušične kiseline zagrijava se u grijaču / do 70-80 sa sokovnom parom iz ITN aparata. 3 te se šalje na neutralizaciju. Ispred uređaja 3 Fosforna i sumporna kiselina dodaju se dušičnoj kiselini u takvim količinama da gotov proizvod sadrži 0,3-0,5% P 2 O 5 i 0,05-0,2% amonijevog sulfata.

Jedinica sadrži dva ITN uređaja koji rade paralelno. Osim dušične kiseline, opskrbljuju se plinom amonijakom, prethodno zagrijanim u grijaču. 2 parni kondenzat do 120-130 °C. Količine dovedene dušične kiseline i amonijaka reguliraju se tako da na izlazu iz ITN aparata otopina ima blagi višak kiseline (2-5 g/l), čime se osigurava potpuna apsorpcija amonijaka.

U aparatu se zagrijava dušična kiselina (58-60%) 2 do 80-90 °C sa sokovnom parom iz ITN aparata 8. Plin amonijak u grijaču 1 zagrijan parnim kondenzatom na 120-160°C. Dušična kiselina i plinoviti amonijak u automatski kontroliranom omjeru ulaze u reakcijske dijelove dvaju paralelno radećih aparata ITN 5. Otopina 89-92% NH 4 NO 3 koja napušta ITN aparat na 155-170 °C ima višak dušične kiseline u rasponu od 2-5 g/l, čime se osigurava potpuna apsorpcija amonijaka.

U gornjem dijelu aparata, para soka iz reakcijskog dijela se ispire od prskanja amonijevog nitrata; pare HNO 3 i NH 3 s 20% otopinom amonijevog nitrata iz ispirača 18 i kondenzat pare soka iz grijača dušične kiseline 2, koji se poslužuju na čepnim pločama gornjeg dijela aparata. Dio pare od soka koristi se za zagrijavanje dušične kiseline u grijaču 2, a većina se šalje u ispirač za pranje 18, gdje se miješa sa zrakom iz granulacijskog tornja, sa smjesom pare i zraka iz isparivača 6 i isprati na pločama za pranje stroja za pranje. Isprana smjesa pare i zraka ventilatorom se ispušta u atmosferu 19.

Rješenje iz ITN uređaja 8 sekvencijalno prolazi kroz neutralizator 4 i kontrolni neutralizator 5. Na neutralizator 4 sumporna i fosforna kiselina doziraju se u količini koja osigurava da gotov proizvod sadrži 0,05-0,2% amonijevog sulfata i 0,3-0,5% P20s. Doziranje kiselina klipnim pumpama prilagođava se ovisno o opterećenju uređaja.

Nakon neutralizacije viška NMO3 u otopini amonijevog nitrata iz ITN uređaja i uvedene sumporne i fosforne kiseline u naknadni neutralizator 4, otopina prolazi kontrolni naknadni neutralizator. 5 (gdje se amonijak automatski dovodi samo u slučaju istjecanja kiseline iz neutralizatora 4) i ulazi u isparivač 6. Za razliku od jedinice AS-67, gornji dio isparivača 6 opremljen s dvije sitaste ploče za pranje, na koje se dovodi kondenzat pare, ispiranje smjese pare i zraka iz isparivača od amonijevog nitrata

Nitratna talina iz isparivača 6, prolazeći kroz vodenu brtvu i neutralizator 9 i filter 10, ulazi u spremnik 11, odakle dolazi potopna pumpa 12 kroz cjevovod s antidetonatorskom mlaznicom dovodi se do spremnik pod pritiskom 15, a zatim u granulatore 16 ili 17. Sigurnost crpne jedinice taline osigurana je sustavom automatskog održavanja temperature taline tijekom njenog isparavanja u isparivaču (ne više od 190 °C), kontrolom i regulacijom okoline taline nakon neutralizatora. 9 (unutar 0,1-0,5 g/l NH 3), kontroliranjem temperature taline u spremniku 11, kućište pumpe 12 I tlačni cjevovod. Ako regulatorni parametri procesa odstupaju, pumpanje taline se automatski zaustavlja, a talina u spremnicima 11 i isparivač 6 kada temperatura poraste, razrijediti kondenzatom.

Granulaciju osiguravaju dvije vrste granulatora: vibroakustični 16 i monodisperzni 17. Vibroakustični granulatori, koji se koriste na velikim jedinicama, pokazali su se pouzdanijima i praktičnijima za korištenje.

Talina se granulira u pravokutnom metalnom tornju 20 tlocrtnih dimenzija 8x11 m. Visina leta granula je 55 m, što osigurava kristalizaciju i hlađenje granula promjera 2-3 mm na 90-120 °C uz protustruju zraka ljeti do 500 tisuća. m/h, a zimi (pri niskim temperaturama) do 300- 400 tisuća m/h. Na dnu tornja nalaze se prihvatni konusi iz kojih se granule prenose trakastim transporterom 21 šalje u CC uređaj za hlađenje 22.

Rashladni uređaj 22 podijeljen u tri sekcije s autonomnim dovodom zraka ispod svake sekcije rešetke fluidiziranog sloja. U njegovom čelnom dijelu ugrađeno je sito, koje prosijava grudice nitrata nastale kao posljedica poremećaja režima rada granulatora. Grudice se šalju na otapanje. Zrak koji ventilatori dovode u dijelove uređaja za hlađenje 23, zagrijavaju u aparatu 24 zbog topline sočne pare iz ITN uređaja. Grijanje se provodi pri atmosferskoj vlažnosti iznad 60%, a zimi kako bi se izbjeglo naglo hlađenje granula. Granule amonijevog nitrata sekvencijalno prolaze kroz jednu, dvije ili tri sekcije rashladnog uređaja, ovisno o opterećenju jedinice i temperaturi okolnog zraka. Preporučena temperatura hlađenja granuliranog proizvoda zimi je ispod 27 °C, ljeti do 40-50 °C. Kod rada jedinica u južnim regijama, gdje značajan broj dana temperatura zraka prelazi 30 °C, treći dio rashladnog uređaja radi na prethodno ohlađeni zrak (u isparljivom izmjenjivaču topline amonijaka). Količina zraka koja se dovodi u svaki odjeljak je 75-80 tisuća m³/h. Tlak ventilatora 3,6 kPa. Ispušni zrak iz dijelova aparata na temperaturi od 45-60°C, koji sadrži do 0,52 g/m 3 prašine amonijevog nitrata, šalje se u toranj za granulaciju, gdje se miješa s atmosferski zrak i ulazi u čistač pranja radi pranja 18.

Ohlađeni proizvod šalje se u skladište ili na obradu površinski aktivnim sredstvom (NP disperzant), a zatim na otpremu u rasutom stanju ili pakiranje u vreće. Tretman NF disperzantom provodi se u šupljem aparatu 27 sa središnje smještenom mlaznicom koja raspršuje prstenasti okomiti tok granula, ili u rotirajućem bubnju. Kvaliteta obrade granuliranog proizvoda u svim korištenim uređajima zadovoljava zahtjeve GOST 2-85.

Granulirani amonijev nitrat skladišti se u skladištu u hrpama visine do 11 m, prije otpreme potrošaču, nitrat se dovodi iz skladišta na prosijavanje. Nestandardni proizvod se otapa, otopina se vraća u park. Standardni proizvod se tretira NF disperzantom i šalje potrošačima.

Spremnici za sumpornu i fosfornu kiselinu i crpna oprema za njihovo doziranje raspoređeni su u zasebnoj cjelini. U zasebnom objektu smješteni su centralno kontrolno mjesto, trafostanica, laboratorij, servisne i kućanske prostorije.

Objavljeno na Allbest.ru

...

Slični dokumenti

Fizikalno-kemijska svojstva amonijevog nitrata. Glavne faze proizvodnje amonijevog nitrata iz amonijaka i dušične kiseline. Postrojenja za neutralizaciju koja rade na atmosferskom tlaku i rade pod vakuumom. Recikliranje i neutralizacija otpada.

kolegij, dodan 31.03.2014


Značajke proizvedenih proizvoda, sirovina i materijala za proizvodnju. Tehnološki postupak za proizvodnju amonijevog nitrata. Neutralizacija dušične kiseline plinom amonijakom i isparavanje do visoko koncentrirane taline.

kolegij, dodan 19.01.2016


Automatizacija proizvodnje granuliranog amonijevog nitrata. Krugovi za stabilizaciju tlaka u cjevovodu za dovod pare soka i regulaciju temperature kondenzata pare iz barometarskog kondenzatora. Praćenje tlaka u izlaznom vodu do vakuum pumpe.

kolegij, dodan 01.09.2014


Amonijev nitrat je uobičajeno i jeftino dušično gnojivo. Pregled postojećih tehnoloških shema za njegovu proizvodnju. Modernizacija proizvodnje amonijevog nitrata s proizvodnjom složenog dušikovog fosfatnog gnojiva u OJSC Cherepovets Azot.

diplomski rad, dodan 22.02.2012


Značajke sirovina i pomoćnih materijala za proizvodnju dušične kiseline. Izbor i obrazloženje usvojene sheme proizvodnje. Opis tehnološke sheme. Proračuni materijalnih bilanci procesa. Automatizacija tehnološkog procesa.

diplomski rad, dodan 24.10.2011


Industrijske metode za proizvodnju razrijeđene dušične kiseline. Katalizatori oksidacije amonijaka. Sastav plinske smjese. Optimalan sadržaj amonijaka u smjesi amonijak-zrak. Vrste sustava dušične kiseline. Proračun materijalne i toplinske bilance reaktora.

kolegij, dodan 14.03.2015


Pregled suvremenih metoda proizvodnje dušične kiseline. Opis tehnološke sheme instalacije, dizajn glavnog aparata i pomoćne opreme. Značajke sirovina i gotovih proizvoda, nusproizvoda i proizvodnog otpada.

diplomski rad, dodan 01.11.2013


Proizvodnja i uporaba katalizatora sinteze amonijaka. Struktura oksidnog katalizatora, utjecaj njegovih redukcijskih uvjeta na aktivnost. Mehanizam i kinetika oporavka. Termogravimetrijsko postrojenje za regeneraciju katalizatora sinteze amonijaka.

diplomski rad, dodan 16.05.2011


Opisi granulatora za granulaciju i miješanje rasutih materijala, navlaženih prahova i pasta. Proizvodnja kompleksnih gnojiva na bazi amonijevog nitrata i uree. Jačanje veza među česticama sušenjem, hlađenjem i polimerizacijom.

kolegij, dodan 03/11/2015


Tehnologija i kemijske reakcije u fazi proizvodnje amonijaka. Sirovina, produkt sinteze. Analiza tehnologije pročišćavanja konvertiranog plina od ugljičnog dioksida, postojećih problema i razvoj načina rješavanja identificiranih proizvodnih problema.

9.4. PROIZVODNJA AMONIJ-NITERATA

Amonijev nitrat jedna je od glavnih vrsta dušičnih gnojiva; sadrži najmanje 34,2% dušika. Sirovine za proizvodnju granuliranog amonijevog nitrata su nekoncentrirana 58-60% dušična kiselina i plinoviti amonijak.

Kao dodatak za kondicioniranje koristi se 92,5% sumporna kiselina, koja se neutralizira amonijakom zajedno s dušičnom kiselinom u amonijev sulfat. Za raspršivanje gotovih granula koristi se površinski aktivna tvar - 40% vodena otopina disperzanta "NF".

Glavne faze proizvodnje amonijevog nitrata su: neutralizacija dušične kiseline plinovitim amonijakom; dobivanje visoko koncentrirane taline amonijevog nitrata; granulacija taline; hlađenje granula amonijevog nitrata; obrada granula površinski aktivnim sredstvom - disperzantom "NF"; pročišćavanje zraka i sočne pare prije ispuštanja u atmosferu; pakiranje i skladištenje gotovog proizvoda.

U nastavku razmatramo automatizaciju prvog stupnja - neutralizaciju dušične kiseline amonijakom - koja uvelike određuje načine rada sljedećih stupnjeva.

Tehnološka shema procesa. Dušična kiselina se prethodno zagrijava u izmjenjivaču topline 1 (Sl. 9.8) na temperaturu od 70-80 °C sa sokovnom parom iz aparata 2 neutralizacija (ITN), plin amonijak se zagrijava u izmjenjivaču topline 3 a zatim ulazi u aparat 2. Zagrijana dušična kiselina ulazi u miješalicu 4, gdje se također doprema sumporna i fosforna kiselina. Sumporna kiselina se dozira tako da sadržaj amonijevog sulfata u gotovom proizvodu bude u rasponu od 0,3-0,7%. Smjesa kiselina zatim ulazi u uređaj za grijanje, gdje se pod tlakom bliskim atmosferskom, na temperaturi od 155-165 °C, odvija proces neutralizacije dušične kiseline amonijakom:

Dušična kiselina i amonijak doziraju se na način da na izlazu iz ITN aparata otopina ima određeni višak dušične kiseline (unutar 2-5 g/l), koji je neophodan da se osigura potpuna apsorpcija amonijaka u reakcijskoj zoni. . U zoni separacije ITN aparata sokova para se odvaja od kipuće otopine i odlazi na čišćenje u zonu pranja ITN aparata koja se sastoji od četiri ploče i prskalice. Kondenzat pare soka dovodi se na gornju ploču. Na izlazu iz aparata ITN, para soka sadrži 2-5 g/l NH 4 NO 3, 1-2 g/l HNO 3; Ako se postupak pranja pravilno izvede, u pari nema amonijaka.

92-93% otopina amonijevog nitrata nastala u ITN aparatu lagano se razrjeđuje otopinama iz dijela za pranje aparata i u koncentraciji 89-91% šalje u završni neutralizator. 5 , gdje se dovodi amonijak za neutralizaciju viška kiseline i stvaranje alkalne otopine (višak amonijaka mora se održavati unutar 0,1 g/l slobodnog NH 3). Zatim se otopina amonijevog nitrata šalje u odjel za isparavanje.

Automatizacija procesa. U fazi neutralizacije, zadatak automatskog sustava upravljanja procesom je održavanje omjera protoka amonijaka i dušične kiseline u ITN aparatu; održavanje zadanog pH otopine amonijevog nitrata u ITN aparatu; osiguravanje alkalne reakcije otopine amonijevog nitrata nakon potpune neutralizacije na ulazu u isparivač.

Za sustav upravljanja vodeći parametri su parametri plina amonijaka. Kako bi se izbjegao utjecaj fluktuacija tlaka amonijaka u vanjskoj mreži na kvalitetu regulacije procesa neutralizacije, automatski se održava tlak plinovitog amonijaka na ulazu u jedinicu amonijevog nitrata. Protok amonijaka u ITN aparat održava se automatski pomoću regulatora protoka 6, djelovanjem na regulacijski ventil 7 .

Dovod dušične kiseline u crpni uređaj automatski se regulira u zadanom omjeru s brzinom protoka amonijaka pomoću regulatora omjera protoka 8 utjecaj na regulacijski ventil 9. Opskrba sumpornom i fosfornom kiselinom automatski se prilagođava u zadanom omjeru s potrošnjom dušične kiseline pomoću regulatora omjera protoka 10 I 11 i kontrolnih ventila 12 I 13 .

Omjer potrošnje dušične kiseline i amonijaka unaprijed određuje određeni višak kiseline, da bi se kontrolirao i regulirao pH otopine amonijevog nitrata koji se kontinuirano prati na izlazu crpnog uređaja. Navedeni višak dušične kiseline u otopini automatski održava pH regulator 14 , podešavanje dovoda amonijaka u crpnu stanicu pomoću kontrolnog ventila 15 instaliran na zaobilaznom vodu amonijaka, koji prenosi malu količinu amonijaka (nekoliko posto ukupnog protoka). Takav sustav osigurava kvalitetnu kontrolu procesa neutralizacije.

Kako bi se osiguralo maksimalno moguće pročišćavanje pare soka u dijelu za pranje ITN aparata, automatski se regulira dovod kondenzata pare soka na gornju ploču. Velika količina kondenzata je nepoželjna kako bi se izbjeglo razrjeđivanje otopina nitrata prije nego što se ispare, a nedovoljna količina kondenzata će izložiti ploče, budući da je para soka pregrijana. Opskrba parnim kondenzatom soka regulira se pomoću regulatora temperature 16 utjecaj na regulacijski ventil 17 . Budući da se kisele otopine amonijevog nitrata ne mogu unijeti u isparivač, višak kiselosti se neutralizira u neutralizatoru 5 . Opskrba amonijakom u njemu regulirana je regulatorom 18 pH otopine na izlazu iz predneutralizatora koji djeluje na kontrolni ventil 19 .

Sustav automatskog upravljanja omogućuje regulaciju zagrijavanja amonijaka i dušične kiseline pomoću regulatora temperature 20 I 21 utjecaj na regulacijske ventile 22 I 23 dovod rashladne tekućine u izmjenjivače topline 1 I 2 .

Amonijev nitrat, ili amonijev nitrat, NH 4 NO 3 je bijela kristalna tvar koja sadrži 35% dušika u obliku amonijaka i nitrata, oba oblika dušika biljke lako apsorbiraju. Granulirani amonijev nitrat koristi se masovno prije sjetve i za sve vrste gnojidbe. U manjoj mjeri koristi se za proizvodnju eksploziva.

Amonijev nitrat je visoko topiv u vodi i ima visoku higroskopnost (sposobnost upijanja vlage iz zraka) zbog čega se granule gnojiva rašire, izgube svoj kristalni oblik i dolazi do zgrudnjavanja gnojiva - rasuti materijal se pretvara u čvrstu monolitnu masu. .

Shematski dijagram proizvodnje amonijevog nitrata

Za dobivanje amonijevog nitrata koji se praktički ne stvrdnjava, koriste se brojne tehnološke metode. Učinkovito sredstvo za smanjenje stope apsorpcije vlage higroskopnim solima je njihova granulacija. Ukupna površina homogenih granula manja je od površine iste količine finokristalne soli, stoga granulirana gnojiva apsorbiraju vlagu iz

Amonijevi fosfati, kalijev klorid i magnezijev nitrat također se koriste kao aditivi sličnog djelovanja. Proces proizvodnje amonijevog nitrata temelji se na heterogenoj reakciji između plinovitog amonijaka i otopine dušične kiseline:

NH3 +HNO3 = NH4NO3; ΔN = -144,9 kJ

Kemijska reakcija odvija se velikom brzinom; u industrijskom reaktoru ograničeno je otapanjem plina u tekućini. Za smanjenje inhibicije difuzije, miješanje reagensa je od velike važnosti.

Tehnološki proces proizvodnje amonijevog nitrata uključuje, osim faze neutralizacije dušične kiseline amonijakom, i faze isparavanja otopine nitrata, granulaciju taline, hlađenje granula, obradu granula površinski aktivnim tvarima. , pakiranje, skladištenje i utovar nitrata, pročišćavanje plinskih emisija i otpadnih voda. Na sl. Slika 8.8 prikazuje dijagram suvremenog velikog postrojenja za proizvodnju amonijevog nitrata AS-72 kapaciteta 1360 tona/dan. Početna 58-60% dušična kiselina zagrijava se u grijaču na 70 - 80°C sa sokovnom parom iz aparata ITN 3 i šalje na neutralizaciju. Prije aparata 3 dušičnoj kiselini dodaju se fosforna i sumporna kiselina u takvim količinama da gotov proizvod sadrži 0,3-0,5% P 2 O 5 i 0,05-0,2% amonijevog sulfata. Jedinica sadrži dva ITN uređaja koji rade paralelno. Osim dušične kiseline, opskrbljuju se plinom amonijakom, prethodno zagrijanim u grijaču 2 s parnim kondenzatom na 120-130 °C. Količine dovedene dušične kiseline i amonijaka regulirane su tako da na izlazu iz crpnog aparata otopina ima blagi višak kiseline (2-5 g/l), čime se osigurava potpuna apsorpcija amonijaka.

U donjem dijelu aparature dolazi do reakcije neutralizacije pri temperaturi od 155-170°C; time nastaje koncentrirana otopina koja sadrži 91-92% NH 4 NO 3 . U gornjem dijelu aparata vodena para (tzv. sokova para) ispire se od prskanja amonijevog nitrata i para dušične kiseline. Dio topline iz pare soka koristi se za zagrijavanje dušične kiseline. Para soka se zatim šalje na pročišćavanje i ispušta u atmosferu.

Slika 8.8 Dijagram jedinice za amonijev nitrat AS-72:

1 – grijač kiseline; 2 – grijač amonijaka; 3 – ITN uređaji; 4 – predneutralizator; 5 – isparivač; 6 – tlačni spremnik; 7.8 – granulatori; 9.23 – navijači; 10 – čistač za pranje; 11 – bubanj; 12,14 – transporteri; 13 – dizalo; 15 – aparat s fluidiziranim slojem; 16 – toranj za granulaciju; 17 – zbirka; 18, 20 – pumpe; 19 – spremnik za plivanje; 21 – filter za vodu; 22 – grijač zraka.

Kisela otopina amonijevog nitrata šalje se u neutralizator 4; gdje se dovodi amonijak, neophodan za reakciju s preostalom dušičnom kiselinom. Zatim se otopina dovodi u isparivač 5. Rezultirajuća talina, koja sadrži 99,7-99,8% nitrata, prolazi kroz filter 21 na 175 °C i dovodi se pomoću centrifugalne potopne pumpe 20 u tlačni spremnik 6, a zatim u pravokutni metalni granulacijski toranj 16.

U gornjem dijelu tornja nalaze se granulatori 7 i 8, u čiji donji dio se dovodi zrak koji hladi kapljice nitrata koje padaju odozgo. Kada kapljice nitrata padnu s visine od 50-55 m i oko njih struji zrak, stvaraju se granule gnojiva. Temperatura granula na izlazu iz tornja je 90-110°C; vruće granule se hlade u aparatu s fluidiziranim slojem 15. Ovo je pravokutni aparat koji ima tri dijela i opremljen je rešetkom s rupama. Ventilatori dovode zrak ispod rešetke; u ovom slučaju stvara se fluidizirani sloj nitratnih granula koji transporterom stiže iz tornja za granulaciju. Nakon hlađenja, zrak ulazi u toranj za granulaciju. Granule amonijevog nitrata dovode se transporterom 14 u rotirajući bubanj za obradu površinski aktivnim tvarima. Zatim se gotovo gnojivo transporterom 12 šalje na pakiranje.

Zrak koji izlazi iz granulacijskog tornja kontaminiran je česticama amonijevog nitrata, a para soka iz neutralizatora i smjesa pare i zraka iz isparivača sadrže neizreagirani amonijak i dušičnu kiselinu, kao i čestice uvučenog amonijevog nitrata.

Za čišćenje ovih protoka, u gornjem dijelu tornja za granulaciju nalazi se šest paralelno djelujućih ispirača pločastog tipa 10, navodnjavanih 20-30% otopinom amonijevog nitrata, koja se dovodi pumpom 18 iz zbirke 17. Dio ove otopine ispušta se u ITN neutralizator za ispiranje sokovne pare, a zatim se miješa s otopinom nitrata i stoga se koristi za proizvodnju proizvoda. Pročišćeni zrak se usisava iz tornja za granulaciju pomoću ventilatora 9 i ispušta u atmosferu.

Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja jednostavno je. Koristite obrazac u nastavku

Studenti, diplomanti, mladi znanstvenici koji koriste bazu znanja u svom studiju i radu bit će vam vrlo zahvalni.

Objavljeno na http://www.allbest.ru/

Ministarstvo obrazovanja i znanosti Ruske Federacije

Državna obrazovna ustanova

Visoko stručno obrazovanje

"Tversko državno tehničko sveučilište"

Zavod za TPM

Tečajni rad

disciplina: “Opća kemijska tehnologija”

Proizvodnja amonijevog nitrata

• Sadržaj

Uvod

2. Metode proizvodnje

3. Glavne faze proizvodnje amonijevog nitrata iz amonijaka i dušične kiseline

3.1 Priprema otopina amonijevog nitrata

3.1.1 Osnove procesa neutralizacije

3. 1 5 Glavna oprema

4. Materijalni i energetski proračuni

5. Termodinamički proračun

6. Recikliranje i neutralizacija otpada u proizvodnji amonijevog nitrata

Zaključak

Popis korištenih izvora

Dodatak A

Uvod

U prirodi iu životu čovjeka dušik je iznimno važan. Dio je proteinskih spojeva (16-18%), koji su osnova biljnog i životinjskog svijeta. Čovjek dnevno unosi 80-100 g proteina, što odgovara 12-17 g dušika.

Za normalan razvoj biljaka, mnogi kemijski elementi. Glavni su ugljik, kisik, vodik, dušik, fosfor, magnezij, sumpor, kalcij, kalij i željezo. Prva tri elementa biljke dobivaju se iz zraka i vode, a ostali se izvlače iz tla.

Dušik ima posebno važnu ulogu u mineralnoj ishrani biljaka, iako njegov prosječni sadržaj u biljnoj masi ne prelazi 1,5%. Bez dušika nijedna biljka ne može normalno živjeti niti se razvijati.

Dušik je sastavni dio ne samo biljnih bjelančevina, već i klorofila, uz pomoć kojeg biljke pod utjecajem sunčeve energije apsorbiraju ugljik iz ugljičnog dioksida CO2 u atmosferi.

Prirodni dušikovi spojevi nastaju kao rezultat kemijskih procesa razgradnje organskih ostataka, tijekom munjevitih pražnjenja, kao i biokemijski kao rezultat aktivnosti posebnih bakterija - Azotobacter, koje izravno apsorbiraju dušik iz zraka. Istu sposobnost imaju i kvržične bakterije koje žive u korijenu mahunarki (grašak, lucerna, grah, djetelina itd.).

Godišnje se urodom iz tla iznese značajna količina dušika i drugih hranjiva potrebnih za razvoj poljoprivrednih kultura. Osim toga, neke hranjive tvari se gube kao rezultat njihovog ispiranja podzemnom i kišnicom. Stoga, kako bi se spriječilo smanjenje prinosa i iscrpljivanje tla, potrebno ga je nadoknaditi hranjivima primjenom različite vrste gnojiva

Poznato je da gotovo svako gnojivo ima fiziološku kiselost ili lužnatost. Ovisno o tome može djelovati zakiseljavajuće ili alkalizirajuće na tlo, što se uzima u obzir pri korištenju za pojedine poljoprivredne kulture.

Gnojiva, čije alkalne katione biljke brže izvlače iz tla, uzrokuju zakiseljavanje; Biljke koje brže troše kisele anione iz gnojiva pridonose alkalizaciji tla.

Dušična gnojiva koja sadrže amonijev kation NH4 (amonijev nitrat, amonijev sulfat) i amidnu skupinu NH2 (urea) zakiseljuju tlo. Zakiseljavajući učinak amonijevog nitrata je slabiji od amonijevog sulfata.

Ovisno o prirodi tla, klimatskim i drugim uvjetima, različite su kulture potrebne različite količine dušika.

Amonijev nitrat (amonijev nitrat, ili amonijev nitrat) zauzima značajno mjesto u nizu dušičnih gnojiva čija se svjetska proizvodnja mjeri milijunima tona godišnje.

Trenutno je oko 50% dušičnih gnojiva koja se koriste u poljoprivredi u našoj zemlji amonijev nitrat.

Amonijev nitrat ima brojne prednosti u odnosu na druga dušična gnojiva. Sadrži 34-34,5% dušika i po tome je drugi nakon uree CO(NH2) 2, koja sadrži 46% dušika. Ostala dušična i gnojiva koja sadrže dušik imaju znatno manje dušika (sadržaj dušika je izražen u suhoj tvari):

Tablica 1 - Sadržaj dušika u spojevima

Amonijev nitrat je univerzalno dušično gnojivo, jer istovremeno sadrži amonijev i nitratni oblik dušika. Učinkovit je u svim zonama, za gotovo sve usjeve.

Vrlo je važno da dušične oblike amonijevog nitrata koriste biljke u drugačije vrijeme. Amonijev dušik, izravno uključen u sintezu proteina, biljke brzo apsorbiraju tijekom razdoblja rasta; Nitratni dušik apsorbira se relativno sporo, pa se duže zadržava. Također je utvrđeno da amonijačni oblik dušika biljke mogu koristiti bez prethodne oksidacije.

Ova svojstva amonijevog nitrata vrlo pozitivno utječu na povećanje prinosa gotovo svih poljoprivrednih kultura.

Visok sadržaj dušika u amonijevom nitratu, relativno jednostavan način njegove proizvodnje i relativno niska cijena po jedinici dušika stvaraju dobre preduvjete za daljnji razvoj ove proizvodnje.

Amonijev nitrat je dio velike skupine stabilnih eksploziva. Eksplozivi na bazi amonijevog nitrata i amonijevog nitrata, čisti ili tretirani određenim dodacima, koriste se za miniranje.

Mala količina salitre koristi se za proizvodnju dušikovog oksida koji se koristi u medicini.

Uz povećanje obujma proizvodnje amonijevog nitrata modernizacijom postojećih proizvodnih pogona i izgradnjom novih, poduzimaju se mjere za daljnje poboljšanje kvalitete gotovog proizvoda (dobijanje 100% trošnog proizvoda i očuvanje granulata nakon dugotrajnog skladištenja proizvoda). ).

1. Fizikalno-kemijska svojstva amonijevog nitrata

U svom čistom obliku, amonijev nitrat je bijela kristalna tvar koja sadrži 35% dušika, 60% kisika i 5% vodika. Tehnički proizvod je bijele boje sa žućkastom nijansom i sadrži najmanje 34,2% dušika.

Amonijev nitrat je jako oksidacijsko sredstvo za niz anorganskih i organskih spojeva. S talinama nekih tvari reagira burno, čak do eksplozije (npr. s natrijevim nitritom NaNO2).

Ako se plinoviti amonijak prijeđe preko krutog amonijevog nitrata, brzo nastaje vrlo pokretljiva tekućina - amonijak 2NH4NO3*2NH3 ili NH4NO3*3NH3.

Amonijev nitrat vrlo je topiv u vodi, etilnom i metilnom alkoholu, piridinu, acetonu i tekućem amonijaku. S povećanjem temperature, topljivost amonijevog nitrata značajno raste.

Kada se amonijev nitrat otopi u vodi, apsorbira se velika količina topline. Na primjer, kada se 1 mol kristalnog NH4NO3 otopi u 220-400 molova vode i pri temperaturi od 10-15 °C, apsorbira se 6,4 kcal topline.

Amonijev nitrat ima sposobnost sublimacije. Prilikom skladištenja amonijevog nitrata pod uvjetima povišene temperature i vlažnosti zraka, njegov volumen se približno udvostruči, što obično dovodi do puknuća posude.

Pod mikroskopom su pore i pukotine jasno vidljive na površini granula amonijevog nitrata. Povećana poroznost nitratnih granula ima vrlo negativan učinak na fizikalna svojstva gotovog proizvoda.

Amonijev nitrat je vrlo higroskopan. Na otvorenom, u tankom sloju salitre, brzo se vlaži, gubi kristalni oblik i počinje se mutiti. Stupanj do kojeg sol apsorbira vlagu iz zraka ovisi o njegovoj vlažnosti i tlaku pare iznad zasićene otopine dane soli na danoj temperaturi.

Izmjena vlage događa se između zraka i higroskopne soli. Relativna vlažnost zraka ima odlučujući utjecaj na ovaj proces.

Kalcij i vapneno-amonijev nitrat imaju relativno nizak tlak vodene pare u odnosu na zasićene otopine; pri određenoj temperaturi odgovaraju najnižoj relativnoj vlažnosti zraka. Ovo su najhigroskopnije soli među navedenim dušičnim gnojivima. Najmanje je higroskopan amonijev sulfat, a gotovo potpuno nehigroskopan kalijev nitrat.

Vlagu apsorbira samo relativno mali sloj soli neposredno uz okolni zrak. Međutim, čak i takvo vlaženje salitre uvelike pogoršava fizikalna svojstva gotovog proizvoda. Brzina kojom amonijev nitrat apsorbira vlagu iz zraka naglo se povećava s porastom temperature. Tako je na 40 °C stopa upijanja vlage 2,6 puta veća nego na 23 °C.

Predložene su mnoge metode za smanjenje higroskopnosti amonijevog nitrata. Jedna takva metoda temelji se na miješanju ili spajanju amonijevog nitrata s drugom soli. Pri odabiru druge soli pođite od sljedećeg pravila: da biste smanjili higroskopnost, tlak vodene pare iznad zasićene otopine mješavine soli mora biti veći od njihovog tlaka iznad zasićene otopine čistog amonijevog nitrata.

Utvrđeno je da je higroskopnost smjese dviju soli koje imaju zajednički ion veća od najhigroskopnije od njih (izuzetak su smjese ili legure amonijevog nitrata s amonijevim sulfatom i neke druge). Miješanje amonijevog nitrata s nehigroskopnim, ali u vodi netopljivim tvarima (na primjer, vapnenačka prašina, fosfatna stijena, dikalcijev fosfat itd.) ne smanjuje njegovu higroskopnost. Brojni pokusi su pokazali da sve soli koje imaju istu ili veću topljivost u vodi od amonijevog nitrata imaju svojstvo povećanja njegove higroskopnosti.

Soli koje mogu smanjiti higroskopnost amonijevog nitrata moraju se dodati u velikim količinama (na primjer, kalijev sulfat, kalijev klorid, diamonijev fosfat), što naglo smanjuje sadržaj dušika u proizvodu.

Najučinkovitiji način smanjenja apsorpcije vlage iz zraka je oblaganje čestica nitrata zaštitnim filmovima od organskih tvari koje voda ne kvasi. Zaštitni film smanjuje stopu upijanja vlage za 3-5 puta i pomaže u poboljšanju fizičkih svojstava amonijevog nitrata.

Negativno svojstvo amonijevog nitrata je njegova sposobnost zgrušavanja - da tijekom skladištenja izgubi svoju sipkost (mrvičastost). U tom se slučaju amonijev nitrat pretvara u čvrstu monolitnu masu, koju je teško usitniti. Stvrdnjavanje amonijevog nitrata uzrokovano je mnogim razlozima.

Povećan sadržaj vlage u gotovom proizvodu. Čestice amonijevog nitrata bilo kojeg oblika uvijek sadrže vlagu u obliku zasićene (matične) otopine. Sadržaj NH4NO3 u takvoj otopini odgovara topljivosti soli pri temperaturama na kojima se stavlja u spremnik. Kako se gotov proizvod hladi, matična tekućina često postaje prezasićena. Daljnjim smanjenjem temperature iz prezasićene otopine ispada velik broj kristala veličine 0,2-0,3 mm. Ovi novi kristali cementiraju prethodno nevezane čestice nitrata, uzrokujući njihovo pretvaranje u gustu masu.

Mala mehanička čvrstoća čestica salitre. Amonijev nitrat proizvodi se u obliku okruglih čestica (granula), ploča ili malih kristala. Čestice zrnatog amonijevog nitrata imaju manju specifičnu površinu i pravilniji oblik od ljuspičastih i sitnokristalnih, pa se zrnca manje zgrađuju. Međutim, tijekom procesa granulacije stvara se određena količina šupljih čestica, koje imaju nisku mehaničku čvrstoću.

Pri skladištenju se vreće s granuliranom salitrom stavljaju u hrpe visine 2,5 m. Pod pritiskom gornjih vreća dolazi do uništavanja najmanje izdržljivih čestica, koje zbijaju masu salitre, povećavajući njeno zgrušavanje. Praksa pokazuje da uništavanje šupljih čestica u sloju zrnatog proizvoda naglo ubrzava proces zgrušavanja. To se primjećuje čak i ako je, kada se stavi u spremnik, proizvod ohlađen na 45 °C i većina granula ima dobru mehaničku čvrstoću. Utvrđeno je da se rekristalizacijom uništavaju i šuplje granule.

Kako se temperatura okoline povećava, granule salitre gotovo potpuno gube svoju čvrstoću, a takav proizvod se jako kolači.

Toplinska razgradnja amonijevog nitrata. Opasnost od eksplozije. Otpornost na vatru. Sa stajališta protueksplozijske sigurnosti, amonijev nitrat je relativno malo osjetljiv na udarce, trenje, udarce i ostaje stabilan kada ga pogode iskre različitog intenziteta. Primjese pijeska, stakla i metalnih nečistoća ne povećavaju osjetljivost amonijevog nitrata na mehanička opterećenja. Sposoban je eksplodirati samo pod utjecajem jakog detonatora ili tijekom toplinskog raspadanja pod određenim uvjetima.

Duljim zagrijavanjem amonijev nitrat postupno se raspada u amonijak i dušičnu kiselinu:

NH4NO3=NH3+HNO3 - 174598,32 J (1)

Ovaj proces, koji se odvija apsorpcijom topline, počinje na temperaturama iznad 110°C.

Daljnjim zagrijavanjem amonijev nitrat se razgrađuje u dušikov oksid i vodu:

NH4NO3= N2O + 2H2O + 36902,88 J (2)

Toplinska razgradnja amonijevog nitrata odvija se u sljedećim uzastopnim fazama:

· hidroliza (ili disocijacija) molekula NH4NO3;

· toplinska razgradnja dušične kiseline nastale tijekom hidrolize;

· međudjelovanje dušikovog dioksida i amonijaka nastalog u prva dva stupnja.

Kada se amonijev nitrat intenzivno zagrijava na 220--240 °C, njegovo raspadanje može biti popraćeno izbijanjem rastaljene mase.

Zagrijavanje amonijevog nitrata u zatvorenom volumenu ili u volumenu s ograničenim oslobađanjem plinova nastalih tijekom toplinske razgradnje nitrata vrlo je opasno.

U tim slučajevima, razgradnja amonijevog nitrata može se odvijati kroz mnoge reakcije, posebno kroz sljedeće:

NH4NO3 = N2+2H2O + S02 + 1401,64 J/kg (3)

2NH4NO3 = N2 + 2NO+ 4H20 + 359,82 J/kg (4)

3NH4NO3= 2N2 + N0 + N02 + 6H20 + 966,50 J/kg (5)

Iz gornjih reakcija jasno je da amonijak, nastao tijekom početnog razdoblja toplinske razgradnje nitrata, često nema u plinskim smjesama; U njima se odvijaju sekundarne reakcije pri kojima se amonijak potpuno oksidira do elementarnog dušika. Kao rezultat sekundarnih reakcija, tlak plinske smjese u zatvorenom volumenu naglo raste i proces razgradnje može završiti eksplozijom.

Bakar, sulfidi, magnezij, pirit i neke druge nečistoće aktiviraju proces razgradnje amonijevog nitrata kada se zagrijava. Kao rezultat interakcije ovih tvari s zagrijanim nitratom nastaje nestabilni amonijev nitrit, koji se na 70-80 ° C brzo raspada uz eksploziju:

NH4NO3=N2+ 2H20 (6)

Amonijev nitrat ne reagira sa željezom, kositrom i aluminijem čak ni u rastaljenom stanju.

S povećanjem vlažnosti i povećanjem veličine čestica amonijevog nitrata, njegova osjetljivost na eksploziju uvelike opada. U prisutnosti približno 3% vlage, salitra postaje neosjetljiva na eksploziju čak i kada je izložena jakom detonatoru.

Toplinska razgradnja amonijevog nitrata raste s porastom tlaka do određene granice. Utvrđeno je da se pri tlaku od oko 6 kgf/cm2 i odgovarajućoj temperaturi sav rastaljeni nitrat raspada.

Presudno za smanjenje ili sprječavanje toplinske razgradnje amonijevog nitrata je održavanje alkalnog okoliša pri isparavanju otopina. Stoga je u novoj tehnološkoj shemi za proizvodnju amonijevog nitrata bez zgrudnjavanja preporučljivo vrućem zraku dodati malu količinu amonijaka.

S obzirom da pod određenim uvjetima amonijev nitrat može biti eksplozivan proizvod, tijekom njegove proizvodnje, skladištenja i transporta potrebno je strogo poštivati ​​utvrđeni tehnološki režim i sigurnosne propise.

Amonijev nitrat je nezapaljiv proizvod. Samo dušikov oksid, nastao tijekom toplinske razgradnje soli, podržava izgaranje.

Mješavina amonijevog nitrata sa smrvljenim ugljenom može se spontano zapaliti ako se jako zagrije. Neki metali koji se lako oksidiraju (kao što je cink u prahu) u dodiru s mokrim amonijevim nitratom uz lagano zagrijavanje također mogu izazvati paljenje. U praksi su uočeni slučajevi spontanog paljenja smjesa amonijevog nitrata sa superfosfatom.

Papirnate vrećice ili drvene bačve koje sadrže amonijev nitrat mogu se zapaliti čak i kada su izložene sunčevoj svjetlosti. Kada se spremnik koji sadrži amonijev nitrat zapali, mogu se osloboditi dušikovi oksidi i pare dušične kiseline. U slučaju požara izazvanih otvorenim plamenom ili uslijed detonacije, amonijev nitrat se topi i djelomično raspada. Plamen se ne širi u dubinu salitrene mase.

2 . Metode proizvodnje

amonijev nitrat neutralizacijska kiselina

U industriji se široko koristi samo metoda proizvodnje amonijevog nitrata iz sintetskog amonijaka (ili plinova koji sadrže amonijak) i razrijeđene dušične kiseline.

Proizvodnja amonijevog nitrata iz sintetskog amonijaka (ili plinova koji sadrže amonijak) i dušične kiseline je višefazna. U tom smislu pokušali su dobiti amonijev nitrat izravno iz amonijaka, dušikovih oksida, kisika i vodene pare reakcijom

4NH3 + 4NO2 + 02 + 2H20 = 4NH4NO3 (7)

Međutim, ova metoda je morala biti napuštena, jer je uz amonijev nitrat nastao amonijev nitrit - nestabilan i eksplozivan proizvod.

U proizvodnju amonijevog nitrata iz amonijaka i dušične kiseline uvedena su brojna poboljšanja koja su omogućila smanjenje kapitalnih troškova za izgradnju novih postrojenja i smanjenje cijene gotovog proizvoda.

Da bi se radikalno poboljšala proizvodnja amonijevog nitrata, bilo je potrebno napustiti ideje koje su prevladavale dugi niz godina o nemogućnosti rada bez odgovarajućih rezervi osnovne opreme (na primjer, isparivača, granulacijskih tornjeva itd.), o opasnosti od dobivanje gotovo bezvodne taline amonijevog nitrata za granulaciju.

Čvrsto je utvrđeno u Rusiji i inozemstvu da samo izgradnja jedinica velike snage, koristeći suvremena dostignuća znanosti i tehnologije, može pružiti značajne ekonomske prednosti u usporedbi s postojećom proizvodnjom amonijevog nitrata.

Značajna količina amonijevog nitrata trenutno se proizvodi iz otpadnih plinova koji sadrže amonijak nekih sustava za sintezu uree. Prema jednom od načina proizvodnje, 1 tona uree proizvodi od 1 do 1,4 tone amonijaka. Od ove količine amonijaka može se proizvesti 4,6-6,5 tona amonijevog nitrata. Iako rade i naprednije sheme za sintezu uree, plinovi koji sadrže amonijak - otpad iz ove proizvodnje - neko će vrijeme služiti kao sirovina za proizvodnju amonijevog nitrata.

Metoda za proizvodnju amonijevog nitrata iz plinova koji sadrže amonijak razlikuje se od metode za njegovu proizvodnju iz plinovitog amonijaka samo u fazi neutralizacije.

Amonijev nitrat dobiva se u malim količinama izmjenjivačkom razgradnjom soli (konverzijske metode).

Ove metode za proizvodnju amonijevog nitrata temelje se na taloženju jedne od dobivenih soli ili na proizvodnji dviju soli različite topljivosti u vodi. U prvom slučaju, otopine amonijevog nitrata se odvajaju od sedimenata na rotirajućim filterima i prerađuju u čvrsti proizvod prema konvencionalnim postupcima. U drugom slučaju, otopine se isparavaju do određene koncentracije i odvajaju frakcijskom kristalizacijom, koja se svodi na sljedeće: kada se vruće otopine hlade, većina amonijevog nitrata se izolira u čistom obliku, zatim se kristalizacija provodi u odvojenom opremu iz matične otopine za dobivanje proizvoda kontaminiranog nečistoćama.

Sve metode za proizvodnju amonijevog nitrata izmjenjivačkom razgradnjom soli su složene i uključuju veliku potrošnju pare i gubitak vezanog dušika. U industriji se obično koriste samo kada je potrebno iskoristiti dušikove spojeve dobivene kao nusprodukte.

Moderna metoda proizvodnje amonijevog nitrata iz plinovitog amonijaka (ili plinova koji sadrže amonijak) i dušične kiseline stalno se poboljšava.

3 . Glavne faze proizvodnje amonijevog nitrata iz amonijaka i dušične kiseline

Proces proizvodnje amonijevog nitrata sastoji se od sljedećih glavnih faza:

1. Priprema otopina amonijevog nitrata neutralizacijom dušične kiseline plinovitim amonijakom ili plinovima koji sadrže amonijak.

2. Isparavanje otopina amonijevog nitrata do taljenog stanja.

3. Kristalizacija iz otopljene soli u obliku okruglih čestica (granula), ljuskica (pločica) i malih kristala.

4. Sol za hlađenje ili sušenje.

5. Pakiranje gotovog proizvoda.

Za dobivanje amonijevog nitrata koji se slabo zgrušava i vodootporan, osim navedenih faza, potrebna je i faza pripreme odgovarajućih dodataka.

3.1 str Priprema otopina amonijevog nitrata

3.1.1 Osnove procesa neutralizacije

Otopine amonijevog nitrata ry se dobivaju reakcijom amonijaka s dušičnom kiselinom prema reakciji:

4NH3 + HNO3 = NH4NO3 + Q J (8)

Stvaranje amonijevog nitrata je nepovratno i praćeno je oslobađanjem topline. Količina topline koja se oslobađa tijekom reakcije neutralizacije ovisi o koncentraciji korištene dušične kiseline i njezinoj temperaturi, kao i o temperaturi plinovitog amonijaka (ili plinova koji sadrže amonijak). Što je veća koncentracija dušične kiseline, to se stvara više topline. U tom slučaju voda isparava, što omogućuje dobivanje koncentriranijih otopina amonijevog nitrata. Za dobivanje otopina amonijevog nitrata koristi se 42-58% dušična kiselina.

Primjena dušične kiseline koncentracije veće od 58% za dobivanje otopina amonijevog nitrata s postojećim dizajnom procesa nije moguća, jer se u tom slučaju u aparatu za neutralizaciju razvija temperatura koja znatno premašuje vrelište dušične kiseline, što može dovesti do njegove razgradnje uz oslobađanje dušikovih oksida. Kada se otopine amonijevog nitrata ispare, nastaje para soka zbog topline reakcije u aparatima za neutralizaciju, čija je temperatura 110-120 °C.

Pri dobivanju otopina amonijevog nitrata najveće moguće koncentracije potrebne su relativno male površine izmjenjivača topline isparivača, a za daljnje isparavanje otopina troši se mala količina svježe pare. U tom smislu, zajedno sa sirovinom, nastoje opskrbiti dodatnu toplinu neutralizatora, za što zagrijavaju amonijak na 70 ° C i dušičnu kiselinu na 60 ° C s parom soka (pri višoj temperaturi dušične kiseline, njezina značajna razgradnja dolazi do toga, a cijevi grijača su podvrgnute jakoj koroziji ako nisu izrađene od titana).

Dušična kiselina koja se koristi u proizvodnji amonijevog nitrata ne smije sadržavati više od 0,20% otopljenih dušikovih oksida. Ako kiselina nije dovoljno pročišćena zrakom da bi se uklonili otopljeni dušikovi oksidi, oni stvaraju amonijev nitrit s amonijakom, koji se brzo raspada na dušik i vodu. U tom slučaju gubici dušika mogu iznositi oko 0,3 kg po 1 toni gotovog proizvoda.

Pare soka, u pravilu, sadrže nečistoće NH3, NHO3 i NH4NO3. Količina ovih nečistoća jako ovisi o stabilnosti tlakova pri kojima se amonijak i dušična kiselina moraju dovoditi u neutralizator. Za održavanje zadanog tlaka, dušična kiselina se dovodi iz tlačnog spremnika opremljenog preljevnom cijevi, a plinoviti amonijak se dovodi pomoću regulatora tlaka.

Opterećenje neutralizatora također uvelike određuje gubitak vezanog dušika s parom soka. Pri normalnom opterećenju gubici s parnim kondenzatom soka ne bi smjeli prijeći 2 g/l (u smislu dušika). Kada se prekorači opterećenje neutralizatora, dolazi do strujanja između para amonijaka i dušične kiseline. neželjene reakcije, zbog čega se u plinovitoj fazi posebno stvara magličasti amonijev nitrat, zagađujući sočnu paru, a povećava se i gubitak vezanog dušika. Otopine amonijevog nitrata dobivene u neutralizatorima skupljaju se u međuspremnike s mješalicama, neutraliziraju amonijakom ili dušičnom kiselinom, a zatim šalju na isparavanje.

3.1.2 Karakteristike postrojenja za neutralizaciju

Ovisno o primjeni potrebnog tlaka, suvremene instalacije za proizvodnju otopina amonijevog nitrata pomoću neutralizacijske topline dijele se na instalacije koje rade na atmosferskom tlaku; u razrjeđivanju (vakuum); pri povišenom tlaku (nekoliko atmosfera) i kombinirane instalacije koje rade pod tlakom u zoni neutralizacije i pod vakuumom u zoni odvajanja para soka iz otopine amonijevog nitrata (taline).

Instalacije koje rade na atmosferskom ili blagom nadtlaku karakteriziraju jednostavnost tehnologije i dizajna. Također ih je lako održavati, pokretati i zaustavljati; slučajna kršenja navedenog načina rada obično se brzo uklanjaju. Instalacije ove vrste su najčešće korištene. Glavni uređaj ovih instalacija je neutralizacijski aparat ITN (iskorištenje neutralizacijske topline). Aparat ITN radi pod apsolutnim tlakom od 1,15--1,25 atm. Strukturno je dizajniran na takav način da gotovo ne dolazi do vrenja otopina - uz stvaranje maglovitog amonijevog nitrata.

Prisutnost cirkulacije u aparatu dizalice topline eliminira pregrijavanje u reakcijskoj zoni, što omogućuje provođenje procesa neutralizacije uz minimalne gubitke vezanog dušika.

Ovisno o radnim uvjetima proizvodnje amonijevog nitrata, para soka ITN aparata koristi se za prethodno isparavanje otopina nitrata, za isparavanje tekućeg amonijaka, zagrijavanje dušične kiseline i plinovitog amonijaka koji se šalje u ITN aparate i za isparavanje tekućeg amonijaka pri dobivanju plinovitog amonijaka koji se koristi u proizvodnji razrijeđene dušične kiseline.

Otopine amonijevog nitrata proizvode se iz plinova koji sadrže amonijak u postrojenjima čiji glavni uređaji rade pod vakuumom (isparivač) i pri atmosferskom tlaku (pročišćivač-neutralizator). Takve instalacije su glomazne i u njima je teško održavati stabilan način rada zbog varijabilnosti sastava plinova koji sadrže amonijak. Posljednja okolnost negativno utječe na točnost regulacije viška dušične kiseline, zbog čega dobivene otopine amonijevog nitrata često sadrže povećanu količinu kiseline ili amonijaka.

Instalacije za neutralizaciju koje rade pod apsolutnim tlakom od 5-6 atm nisu vrlo uobičajene. Oni zahtijevaju značajnu potrošnju energije za kompresiju plina amonijaka i opskrbu dušične kiseline pod tlakom neutralizatorima. Osim toga, kod ovih postrojenja mogući su povećani gubici amonijevog nitrata zbog uvlačenja prskanja otopina (čak i kod separatora složene izvedbe, prskanje se ne može u potpunosti uhvatiti).

U postrojenjima koja se temelje na kombiniranoj metodi kombiniraju se procesi neutralizacije dušične kiseline s amonijakom i dobiva se talina amonijevog nitrata, koja se može izravno poslati na kristalizaciju (tj. isparivači za koncentriranje otopina nitrata isključeni su iz takvih postrojenja). Postrojenja ove vrste zahtijevaju 58-60% dušičnu kiselinu, koju industrija još uvijek proizvodi u relativno malim količinama. Osim toga, dio opreme mora biti izrađen od skupog titana. Proces neutralizacije za dobivanje taline nitrata mora se provesti na vrlo visokim temperaturama (200-220 °C). S obzirom na svojstva amonijevog nitrata, za provođenje procesa na visokim temperaturama potrebno je stvoriti posebne uvjete koji sprječavaju toplinsku razgradnju taline nitrata.

3.1.3 Postrojenja za neutralizaciju koja rade pri atmosferskom tlaku

Ove instalacije uključuju Oni uključuju ITN uređaje za neutralizaciju (koje koriste toplinu neutralizacije) i pomoćnu opremu.

Slika 1 prikazuje jedan od dizajna ITN aparata koji se koristi u mnogim postojećim postrojenjima za proizvodnju amonijevog nitrata.

Z1 - vrtlog; BC1 - vanjska posuda (rezervoar); VTs1 - unutarnji cilindar (dio za neutralizaciju); U1 - uređaj za distribuciju dušične kiseline; Š1 - priključak za odvodne otopine; O1 - prozori; U2 - uređaj za distribuciju amonijaka; G1 - vodena brtva; C1 - separator-zamka

Slika 1 - ITN neutralizacijski aparat s prirodnom cirkulacijom otopina

Aparat ITN je vertikalna cilindrična posuda (spremnik) 2, u koju je postavljen cilindar (čaša) 3 s policama 1 (vrtlog) za poboljšanje miješanja otopina. Cjevovodi za uvođenje dušične kiseline i plinovitog amonijaka spojeni su na cilindar 3 (reagensi se dovode u protustruji); cijevi završavaju uređajima 4 i 7 za bolji raspored kiseline i plina. U unutarnjem cilindru dušična kiselina reagira s amonijakom. Ovaj cilindar se naziva neutralizacijska komora.

Prstenasti prostor između posude 2 i cilindra 3 služi za cirkulaciju kipućih otopina amonijevog nitrata. U donjem dijelu cilindra nalazi se 6 rupa (prozora) koji povezuju komoru za neutralizaciju s dijelom za isparavanje grijača. Zbog prisutnosti ovih rupa, produktivnost ITN aparata je donekle smanjena, ali se postiže intenzivna prirodna cirkulacija otopina, što dovodi do smanjenja gubitka vezanog dušika.

Sokova para koja se oslobađa iz otopine ispušta se kroz priključak u poklopcu ITN aparata i kroz sifon-separator 9. Otopine nitrata nastale u cilindru 3 u obliku emulzije - smjese sa sokovom parom ulaze u separator kroz vodena brtva 5. Iz priključka donjeg dijela sifona-separatora, otopine amonijaka Nitrat se šalje u konačni neutralizator-mješalicu na daljnju obradu. Vodena brtva u dijelu aparata za isparavanje omogućuje vam održavanje konstantne razine otopine u njemu i sprječava da para soka izađe bez ispiranja od prskanja otopine koju ona povlači.

Na pločama separatora stvara se parni kondenzat zbog djelomične kondenzacije sokovne pare. U tom slučaju uklanja se toplina kondenzacije reciklirana voda, prolazeći duž zavojnica položenih na ploče. Kao rezultat djelomične kondenzacije pare soka, dobiva se 15--20% otopina NH4NO3, koja se šalje na isparavanje zajedno s glavnim protokom otopine amonijevog nitrata.

Slika 2 prikazuje dijagram jedne od jedinica za neutralizaciju koja radi pri tlaku blizu atmosferskog.

NB1 - tlačni spremnik; C1 - separator; I1 - isparivač; P1 - grijač; SK1 - zbirka za kondenzat; ITN1 - ITN uređaj; M1 - mješalica; TsN1 - centrifugalna pumpa

Slika 2 - Dijagram neutralizacijske instalacije koja radi na atmosferskom tlaku

Čista ili s dodacima dušična kiselina dovodi se u tlačni spremnik opremljen stalnim preljevom viška kiseline u skladište.

Iz tlačne posude 1 dušična kiselina se usmjerava izravno u staklo aparata ITN 6 ili kroz grijač (nije prikazan na slici), gdje se zagrijava toplinom pare soka odvedene kroz separator 2.

Plinoviti amonijak ulazi u isparivač tekućeg amonijaka 3, zatim u grijač 4, gdje se zagrijava toplinom sekundarne pare iz ekspandera ili vrućim kondenzatom pare za grijanje isparivača, a zatim se šalje kroz dvije paralelne cijevi u staklo aparata ITN 6.

U isparivaču 3 raspršeni tekući amonijak isparava i onečišćenja koja su obično povezana s plinovitim amonijakom se odvajaju. U tom slučaju nastaje slaba amonijačna voda s primjesom ulja za podmazivanje i prašine katalizatora iz radionice za sintezu amonijaka.

Otopina amonijevog nitrata dobivena u neutralizatoru kontinuirano teče kroz hidrauličku brtvu i sifon u završnu miješalicu neutralizatora 7, odakle se nakon neutralizacije viška kiseline šalje na isparavanje.

Para soka koja se oslobađa u uređaju za grijanje, nakon što je prošla kroz separator 2, šalje se za upotrebu kao para za grijanje u isparivače prvog stupnja.

Kondenzat sočne pare iz grijača 4 skuplja se u kolektor 5, odakle se troši za razne proizvodne potrebe.

Prije pokretanja neutralizatora provode se pripremni radovi predviđeni uputama za rad. Napomenimo samo neke od pripremnih radova koji se odnose na normalno odvijanje procesa neutralizacije i osiguranje sigurnosnih mjera.

Prije svega, trebate uliti otopinu amonijevog nitrata ili parni kondenzat u neutralizator do ventila za uzorkovanje.

Tada je potrebno uspostaviti kontinuirani dovod dušične kiseline u tlačni spremnik i njezin preljev u skladišni prostor skladišta. Nakon toga potrebno je primiti plinoviti amonijak iz radionice za sintezu amonijaka, za što je potrebno nakratko otvoriti ventile na liniji za ispuštanje sokovne pare u atmosferu i ventil za ispuštanje otopine u miješalicu-neutralizator. Time se sprječava stvaranje visokog tlaka u crpnom uređaju i stvaranje nesigurne smjese amonijaka i zraka prilikom pokretanja uređaja.

U istu svrhu, prije pokretanja, neutralizator i komunikacije povezane s njim pročišćavaju se parom.

Nakon postizanja normalnog načina rada, para soka iz aparata za grijanje šalje se za upotrebu kao para za grijanje].

3.1.4 Jedinice za neutralizaciju koje rade pod vakuumom

Koprocesiranje amm plinovi koji sadrže amonijak i plinoviti amonijak je nepraktičan, jer je povezan s velikim gubicima amonijevog nitrata, kiseline i amonijaka zbog prisutnosti značajne količine nečistoća u plinovima koji sadrže amonijak (dušik, metan, vodik itd.) - Ove nečistoće koje mjehurićima probijaju kroz nastale kipuće otopine amonijevog nitrata, odnijele bi vezani dušik s parom soka. Osim toga, para od soka onečišćena nečistoćama nije se mogla koristiti kao para za grijanje. Stoga se plinovi koji sadrže amonijak obično obrađuju odvojeno od plina amonijaka.

U instalacijama koje rade pod vakuumom, toplina reakcije koristi se izvan neutralizatora - u vakuumskom isparivaču. Ovdje se vruće otopine amonijevog nitrata koje dolaze iz neutralizatora kuhaju na temperaturi koja odgovara vakuumu u aparatu. Takve instalacije uključuju: neutralizator tipa skrubera, vakuumski isparivač i pomoćnu opremu.

Slika 3 prikazuje dijagram instalacije za neutralizaciju koja radi pomoću vakuumskog isparivača.

HP1 - neutralizator tipa skrubera; H1 - pumpa; B1 - vakuumski isparivač; B2 - vakuumski separator; NB1 - tlačni spremnik dušične kiseline; B1 - spremnik (mješalica vrata); P1 - podloška; DN1 - pred-neutralizator

Slika 3 - Shema neutralizacijske instalacije s vakuum isparivačem

Plinovi koji sadrže amonijak pri temperaturi od 30--90 °C pod tlakom od 1,2--1,3 atm dovode se u donji dio skrubera-neutralizatora 1. Cirkulirajuća otopina nitrata ulazi u gornji dio skrubera iz brtveni spremnik 6, koji se obično kontinuirano dovodi iz spremnika 5 dušične kiseline, ponekad prethodno zagrijane na temperaturu koja ne prelazi 60 °C. Postupak neutralizacije provodi se s viškom kiseline u rasponu od 20-50 g/l. Ispirač 1 obično održava temperaturu 15-20 °C ispod vrelišta otopina, što pomaže u sprječavanju razgradnje kiseline i stvaranja magle amonijevog nitrata. Postavljena temperatura održava se navodnjavanjem skrubera otopinom iz vakuumskog isparivača, koji radi pri vakuumu od 600 mmHg. Art., pa otopina u njemu ima nižu temperaturu nego u skruberu.

Otopina nitrata dobivena u skruberu usisava se u vakuumski isparivač 5, gdje se pri vakuumu od 560-600 mm Hg. Umjetnost. dolazi do djelomičnog isparavanja vode (evaporacije) i povećanja koncentracije otopine.

Iz vakuumskog isparivača, otopina teče u spremnik za brtvljenje vode 6, odakle najveći dio ponovno odlazi na navodnjavanje skrubera 1, a ostatak se šalje u naknadni neutralizator 8. Para soka koja se stvara u vakuumskom isparivaču 3 je šalje se kroz vakuumski separator 4 u površinski kondenzator (nije prikazan na slici) ili u kondenzator miješajućeg tipa. U prvom slučaju, kondenzat pare soka koristi se u proizvodnji dušične kiseline, u drugom - za razne druge svrhe. Vakuum u vakuum isparivaču nastaje zbog kondenzacije sokovne pare. Nekondenzirane pare i plinovi se vakuumskom pumpom usisavaju iz kondenzatora i ispuštaju u atmosferu.

Ispušni plinovi iz skrubera 1 ulaze u uređaj 7, gdje se ispiru kondenzatom da bi se uklonile kapi otopine nitrata, nakon čega se također uklanjaju u atmosferu. U završnoj miješalici neutralizatora otopine se neutraliziraju do sadržaja 0,1-0,2 g/l slobodnog amonijaka i zajedno s protokom otopine nitrata dobivenog u aparatu ITN šalju se na isparavanje.

Slika 4 prikazuje napredniju shemu neutralizacije vakuuma.

HK1 - hladnjak-kondenzator; CH1 - skruber-neutralizator; C1, C2 - zbirke; TsN1, TsN2, TsN3 - centrifugalne pumpe; P1 - plinsko pranje; G1 - vodena brtva; L1 - zamka; B1 - vakuumski isparivač; BD1 - spremnik neutralizatora; B2 - vakuumska pumpa; P2 - stroj za pranje sokova; K1 - površinski kondenzator

Slika 4 - Dijagram neutralizacije vakuuma:

Destilacijski plinovi usmjeravaju se u donji dio ispirača neutralizatora 2, navodnjavaju otopinom iz kolektora 3 pomoću cirkulacijske pumpe 4.

Sabirnik 3 kroz vodenu brtvu 6 prima otopine iz ispirača-neutralizatora 2, kao i otopine nakon sifona vakuumskog isparivača 10 i parnog ispirača soka 14.

Kroz tlačni spremnik (nije prikazan na slici), otopina dušične kiseline iz plinskog ispirača 5, navodnjena parnim kondenzatom soka, kontinuirano se dovodi u kolekciju 7. Odavde se otopine opskrbljuju cirkulacijskom pumpom 8 do ispirača 5, nakon čega vraćaju se u zbirku 7.

Vrući plinovi nakon perilice 5 hlade se u hladnjaku-kondenzatoru 1 i ispuštaju u atmosferu.

Vruće otopine amonijevog nitrata iz vodene brtve 6 vakuum pumpa 13 usisava u vakuum isparivač 10, gdje se koncentracija NH4NO3 povećava za nekoliko postotaka.

Pare soka oslobođene u vakuumskom isparivaču 10, prošavši kroz sifon 9, ispirač 14 i površinski kondenzator 15, ispuštaju se u atmosferu pomoću vakuumske pumpe 13.

Otopina amonijevog nitrata zadane kiselosti ispušta se iz ispusnog voda pumpe 4 u spremnik neutralizatora. Ovdje se otopina neutralizira plinovitim amonijakom i pumpa 12 se šalje u stanicu za isparavanje.

3.1. 5 Glavna oprema

ITN neutralizatori. Koristi se nekoliko tipova neutralizatora koji se uglavnom razlikuju po veličini i dizajnu uređaja za raspodjelu amonijaka i dušične kiseline unutar aparata. Često se koriste uređaji sljedećih veličina: promjer 2400 mm, visina 7155 mm, staklo - promjer 1000 mm, visina 5000 mm. Koriste se i uređaji promjera 2440 mm i visine 6294 mm te uređaji s kojih je skinuta prethodno predviđena miješalica (slika 5).

LK1 - otvor; P1 - police; L1 - linija za uzorkovanje; L2 - izlazna linija rješenja; BC1 - unutarnje staklo; C1 - vanjska posuda; Š1 - priključak za odvodne otopine; P1 - distributer amonijaka; P2 - distributer dušične kiseline

Slika 5 - ITN uređaj za neutralizaciju

U nekim slučajevima, za obradu malih količina plinova koji sadrže amonijak, koriste se ITP uređaji promjera 1700 mm i visine 5000 mm.

Plinski grijač amonijaka je cijevni aparat izrađen od ugljičnog čelika. Promjer kućišta 400--476 mm, visina 3500--3280 mm. Cijev se često sastoji od 121 cijevi (promjer cijevi 25x3 mm) s ukupnom površinom prijenosa topline od 28 m2. Plinoviti amonijak ulazi u cijevi, a ogrjevna para ili vrući kondenzat ulazi u međucijevni prostor.

Ako se za grijanje koristi para soka iz opreme za grijanje, tada je grijač izrađen od nehrđajućeg čelika 1H18N9T.

Isparivač tekućeg amonijaka je aparat od ugljičnog čelika, u čijem se donjem dijelu nalazi parna zavojnica, au sredini je tangencijalni ulaz plinovitog amonijaka.

U većini slučajeva isparivač radi sa svježom parom pri tlaku (višku) od 9 atm. Na dnu isparivača amonijaka nalazi se priključak za povremeno čišćenje od nakupljenih onečišćenja.

Grijač dušične kiseline je cijevni aparat promjera 400 mm i duljine 3890 mm. Promjer cijevi 25x2 mm, duljina 3500 mm; ukupna površina izmjenjivača topline 32 m2. Zagrijavanje se vrši parom soka s apsolutnim tlakom od 1,2 atm.

Neutralizator tipa skrubera je vertikalni cilindrični uređaj promjera 1800-2400 mm i visine 4700-5150 mm. Također se koriste uređaji promjera 2012 mm i visine 9000 mm. Unutar aparata, za ravnomjernu raspodjelu cirkulirajućih otopina po presjeku, nalazi se nekoliko perforiranih ploča ili mlaznica izrađena od keramičkih prstenova. U gornjem dijelu uređaja opremljenih pločama, postavljen je sloj prstenova dimenzija 50x50x3 mm, koji djeluje kao barijera protiv prskanja otopina.

Brzina plina u slobodnom dijelu skrubera promjera 1700 mm i visine 5150 mm iznosi oko 0,4 m/s. Navodnjavanje uređaja tipa skrubera otopinama provodi se pomoću centrifugalnih pumpi kapaciteta 175-250 m3/h.

Vakuumski isparivač je vertikalni cilindrični uređaj promjera 1000-1200 mm i visine 5000-3200 mm. Mlaznica su keramički prstenovi dimenzija 50x50x5 mm, položeni u pravilnim redovima.

Perač plina je vertikalni cilindrični uređaj izrađen od nehrđajućeg čelika promjera 1000 mm i visine 5000 mm. Mlaznica su keramički prstenovi dimenzija 50x50x5 mm.

Mješalica-neutralizator - cilindrični aparat s miješalicom koja se okreće brzinom od 30 okretaja u minuti. Pogon se vrši od elektromotora preko mjenjača (slika 6).

Š1 - armatura za ugradnju mjerača razine; B1 - otvor za zrak; E1 - elektromotor; P1 - mjenjač; VM1 - osovina miješalice; L1 - šaht

Slika 6 - Mješalica-neutralizator

Promjer često korištenih uređaja je 2800 mm, visina 3200 mm. Rade pod atmosferskim tlakom, služe za konačnu neutralizaciju otopina amonijevog nitrata i kao međuspremnici za otopine koje se šalju na isparavanje.

Površinski kondenzator je vertikalni školjkasto-cijevni dvoprolazni (kroz vodu) izmjenjivač topline dizajniran za kondenzaciju pare soka koja dolazi iz vakuumskog isparivača. Promjer uređaja 1200 mm, visina 4285 mm; površina za prijenos topline 309 m2. Radi pri vakuumu od približno 550-- 600 mm Hg. Umjetnost.; ima cijevi: promjer 25x2 mm, dužina 3500 m, ukupan broj 1150 kom.; težina takvog kondenzatora je oko 7200 kg

U nekim slučajevima, kako bi se uklonile emisije u atmosferu pare soka koja se ispušta tijekom čišćenja iz isparivača, sifona opreme za grijanje i vodenih brtvi, ugrađen je površinski kondenzator sa sljedećim karakteristikama: promjer tijela 800 mm, visina 4430 mm, ukupni broj cijevi 483 kom., promjera 25x2, ukupne površine 125 m2.

Vakuumske pumpe. Koriste se različite vrste pumpi. Crpka tipa VVN-12 ima kapacitet od 66 m3 / h, brzina vrtnje osovine je 980 o / min. Crpka je dizajnirana za stvaranje vakuuma u jedinici za neutralizaciju vakuuma.

Centrifugalne pumpe. Za cirkulaciju otopine amonijevog nitrata u postrojenju za neutralizaciju vakuuma često se koriste pumpe 7HN-12 kapaciteta 175-250 m3/h. Instalirana snaga elektromotora je 55 kW.

4 . Materijalni i energetski proračuni

Izračunajmo materijalnu i toplinsku bilancu procesa. Računam neutralizaciju dušične kiseline plinom amonijakom po 1 toni proizvoda. Polazne podatke uzimam iz tablice 2. metodologijom priručnika , , .

Prihvaćamo da će se proces neutralizacije nastaviti pod sljedećim uvjetima:

Početna temperatura, °C

plin amonijak..................................................... ... ............................50

dušična kiselina................................................ .........................................................20

Tablica 2 - Početni podaci

Proračun materijala

1 Za dobivanje 1 tone nitrata reakcijom:

NH3+HNO3=NH4NO3 +Q J (9)

teoretski je potrebna sljedeća količina sirovina (u kg):

amonijak

17 - 80 x = 1000*17/80 = 212,5

x - 1000

dušična kiselina

63 - 80 x = 1000*63/80 = 787,5

x - 1000

Gdje su 17, 63 i 80 molekulske težine amonijaka, dušične kiseline i amonijevog nitrata.

Praktična potrošnja NH3 i HNO3 je nešto veća od teorijske, budući da su tijekom procesa neutralizacije neizbježni gubici reagensa s parom soka kroz curenje u komunikacijama zbog laganog raspadanja reagirajućih komponenti i nitrata itd.

2. Odrediti količinu amonijevog nitrata u komercijalnom proizvodu: 0,98*1000=980 kg/h

ili

980/80=12,25 kmol/h,

kao i količina vode:

1000-980=20 kg/h

3. Izračunat ću utrošak dušične kiseline (100%) da se dobije 12,25 kmol/h nitrata. Prema stehiometriji, troši se ista količina (kmol/h) koliko nastaje nitrat: 12,25 kmol/h, odnosno 12,25*63=771,75 kg/h

Budući da uvjeti postavljaju potpunu (100%) konverziju kiseline, to će biti isporučena količina.

Proces uključuje razrijeđenu kiselinu - 60%:

771,75/0,6=1286,25 kg/h,

uključujući vodu:

1286,25-771,25=514,5 kg/h

4. Slično, potrošnja amonijaka (100%) za proizvodnju 12,25 kmol/h, ili 12,25*17=208,25 kg/h

U smislu vode s 25% amonijaka, to će biti 208,25/0,25 = 833 kg/h, uključujući vodu 833-208,25 = 624,75 kg/h.

5. Pronaći ću ukupnu količinu vode u neutralizatoru isporučenom s reagensima:

514,5+624,75=1139,25 kg/h

6. Odredimo količinu vodene pare koja nastaje isparavanjem otopine nitrata (20 kg/h ostaje u komercijalnom proizvodu): 1139,25 - 20 = 1119,25 kg/h.

7. Napravimo tablicu materijalne bilance procesa proizvodnje amonijevog nitrata.

Tablica 3 - Materijalna bilanca procesa neutralizacije

8. Izračunajmo tehnološke pokazatelje.

· teorijski troškovni koeficijenti:

za kiselinu - 63/80=0,78 kg/kg

za amonijak - 17/80=0,21 kg/kg

· omjeri stvarnih troškova:

za kiselinu - 1286,25/1000=1,28 kg/kg

za amonijak - 833/1000=0,83 kg/kg

Tijekom procesa neutralizacije odvijala se samo jedna reakcija, konverzija sirovine bila je jednaka 1 (tj. došlo je do potpune konverzije), nije bilo gubitaka, što znači da je iskorištenje zapravo jednako teoretskom:

Qf/Qt*100=980/980*100=100%

Proračun energije

Dolazak topline. Tijekom procesa neutralizacije, unos topline sastoji se od topline koju unose amonijak i dušična kiselina te topline koja se oslobađa tijekom neutralizacije.

1. Toplina koju pridonosi plin amonijak je:

Q1=208,25*2,18*50=22699,25 kJ,

gdje je 208,25 potrošnja amonijaka, kg/h

2.18 - toplinski kapacitet amonijaka, kJ/(kg*°C)

50 - temperatura amonijaka, °C

2. Toplina uvedena dušičnom kiselinom:

Q2=771,75*2,76*20=42600,8 kJ,

gdje je 771,25 potrošnja dušične kiseline, kg/h

2,76 - toplinski kapacitet dušične kiseline, kJ / (kg * ° C)

20 - temperatura kiseline, °C

3. Toplina neutralizacije preliminarno se izračunava po 1 molu nastalog amonijevog nitrata prema jednadžbi:

HNO3*3,95H2O(tekućina) +NH3(plin) =NH4NO3*3,95H2O(tekućina)

gdje HNO3*3.95H2O odgovara dušičnoj kiselini.

Toplinski učinak Q3 ove reakcije nalazi se iz sljedećih veličina:

a) toplina otapanja dušične kiseline u vodi:

HNO3+3,95 H2O=HNO3*3,95H2O (10)

b) toplina stvaranja krutog NH4NO3 iz 100% dušične kiseline i 100% amonijaka:

HNO3 (tekućina) + NH3 (plin) = ​​NH4NO3 (krutina) (11)

c) toplina otapanja amonijevog nitrata u vodi, uzimajući u obzir utrošak reakcijske topline za isparavanje dobivene otopine od 52,5% (NH4NO3 *H2O) do 64% (NH4NO3 *2,5H2O)

NH4NO3 +2,5H2O= NH4NO3*2,5H2O, (12)

gdje NH4NO3*4H2O odgovara koncentraciji od 52,5% NH4NO3

Vrijednost NH4NO3*4H2O izračunava se iz omjera

80*47,5/52,5*18=4H2O,

gdje je 80 molarna težina NH4NO3

47,5 - koncentracija HNO3, %

52,5 - koncentracija NH4NO3, %

18 - molarna težina H2O

Vrijednost NH4NO3*2,5H2O izračunava se na sličan način, što odgovara 64% otopini NH4NO3

80*36/64*18=2,5H2O

Prema reakciji (10) toplina otapanja q dušične kiseline u vodi iznosi 2594,08 J/mol. Za određivanje toplinskog učinka reakcije (11) potrebno je od topline stvaranja amonijevog nitrata oduzeti zbroj toplina nastanka NH3 (plin) i HNO3 (tekućina).

Toplina stvaranja ovih spojeva iz jednostavnih tvari pri 18°C ​​i 1 atm ima sljedeće vrijednosti (u J/mol):

NH3 (plin): 46191,36

HNO3 (tekućina): 174472,8

NH4N03(s): 364844,8

Cjelokupni toplinski učinak kemijskog procesa ovisi samo o toplinama stvaranja početnih međudjelovajućih tvari i konačnih proizvoda. Iz ovoga slijedi da će toplinski učinak reakcije (11) biti:

q2=364844.8-(46191.36+174472.8)=144180.64 J/mol

Toplina q3 otapanja NH4NO3 prema reakciji (12) jednaka je 15606,32 J/mol.

Otapanje NH4NO3 u vodi odvija se uz apsorpciju topline. U tom smislu, toplina otapanja uzima se u energetskoj bilanci s predznakom minus. Koncentriranje otopine NH4NO3 odvija se u skladu s oslobađanjem topline.

Dakle, toplinski učinak Q3 reakcije

HNO3 +*3,95H2O(tekućina)+ NH3(plin) =NH4NO3*2,5H2O(tekućina)+1,45 H2O(para)

bit će:

Q3=q1+q2+q3= -25940,08+144180,64-15606,32=102633,52 J/mol

Pri proizvodnji 1 tone amonijevog nitrata toplina reakcije neutralizacije bit će:

102633,52*1000/80=1282919 kJ,

gdje je 80 molekulska težina NH4NO3

Iz gornjih izračuna jasno je da će ukupni toplinski dobitak biti: s amonijakom 22699,25, s dušičnom kiselinom 42600,8, zbog topline neutralizacije 1282919 i ukupno 1348219,05 kJ.

Potrošnja topline. Pri neutralizaciji dušične kiseline amonijakom, dobivena otopina amonijevog nitrata odvodi toplinu iz aparata, troši se na isparavanje vode iz te otopine i gubi se u okolišu.

Količina topline koju odnese otopina amonijevog nitrata je:

Q=(980+10)*2,55 tkip,

gdje je 980 količina otopine amonijevog nitrata, kg

10 - gubici NH3 i HNO3, kg

tboil - temperatura vrenja otopine amonijevog nitrata, °C

Vrelište otopine amonijevog nitrata određuje se pri apsolutnom tlaku u neutralizatoru od 1,15 - 1,2 atm; Taj tlak odgovara temperaturi zasićene vodene pare od 103 °C. pri atmosferskom tlaku, vrelište otopine NH4NO3 je 115,2 °C. pad temperature jednak je:

t=115,2 - 100=15,2 °C

Izračunajte vrelište 64% otopine NH4NO3

tkuhati = tsat. para+?t*z =103+15,2*1,03 = 118,7 °S,

Slični dokumenti

Značajke proizvedenih proizvoda, sirovina i materijala za proizvodnju. Tehnološki postupak za proizvodnju amonijevog nitrata. Neutralizacija dušične kiseline plinom amonijakom i isparavanje do visoko koncentrirane taline.

kolegij, dodan 19.01.2016


Automatizacija proizvodnje granuliranog amonijevog nitrata. Krugovi za stabilizaciju tlaka u cjevovodu za dovod pare soka i regulaciju temperature kondenzata pare iz barometarskog kondenzatora. Praćenje tlaka u izlaznom vodu do vakuum pumpe.

kolegij, dodan 01.09.2014


Amonijev nitrat je uobičajeno i jeftino dušično gnojivo. Pregled postojećih tehnoloških shema za njegovu proizvodnju. Modernizacija proizvodnje amonijevog nitrata s proizvodnjom složenog dušikovog fosfatnog gnojiva u OJSC Cherepovets Azot.

diplomski rad, dodan 22.02.2012


Opisi granulatora za granulaciju i miješanje rasutih materijala, navlaženih prahova i pasta. Proizvodnja kompleksnih gnojiva na bazi amonijevog nitrata i uree. Jačanje veza među česticama sušenjem, hlađenjem i polimerizacijom.

kolegij, dodan 03/11/2015


Namjena, dizajn i funkcionalni dijagram amonijačne rashladne jedinice. Konstrukcija ciklusa u termodinamičkom dijagramu za zadani i optimalni režim. Određivanje rashladnog kapaciteta, potrošnje energije i potrošnje energije.

test, dodan 25.12.2013


Bit procesa sušenja i opis njegove tehnološke sheme. Bačvaste atmosferske sušare, njihova struktura i osnovni proračuni. Parametri dimnih plinova koji se dovode u sušaru, automatska kontrola vlažnosti. Prijevoz sredstva za sušenje.

kolegij, dodan 24.06.2012


Pregled suvremenih metoda proizvodnje dušične kiseline. Opis tehnološke sheme instalacije, dizajn glavnog aparata i pomoćne opreme. Značajke sirovina i gotovih proizvoda, nusproizvoda i proizvodnog otpada.

diplomski rad, dodan 01.11.2013


Industrijske metode za proizvodnju razrijeđene dušične kiseline. Katalizatori oksidacije amonijaka. Sastav plinske smjese. Optimalan sadržaj amonijaka u smjesi amonijak-zrak. Vrste sustava dušične kiseline. Proračun materijalne i toplinske bilance reaktora.

kolegij, dodan 14.03.2015


Tehnološki proces, tehnološki normativi. Fizikalno-kemijska svojstva diamonijevog fosfata. Tehnološki sustav. Prijem, distribucija fosforne kiseline. Prvi i drugi stupanj neutralizacije fosforne kiseline. Granulacija i sušenje proizvoda.

kolegij, dodan 18.12.2008


Značajke sirovina i pomoćnih materijala za proizvodnju dušične kiseline. Izbor i obrazloženje usvojene sheme proizvodnje. Opis tehnološke sheme. Proračuni materijalnih bilanci procesa. Automatizacija tehnološkog procesa.

Amonijev nitrat jedno je od najčešćih gnojiva.

Amonijev nitrat (inače poznat kao amonijev nitrat) proizvodi se u tvornicama iz dušične kiseline i amonijaka kemijskom interakcijom ovih spojeva.

Proces proizvodnje sastoji se od sljedećih faza:

1. Neutralizacija dušične kiseline plinom amonijakom.
2. Isparavanje otopine amonijevog nitrata.
3. Kristalizacija amonijevog nitrata.
4. Sol za sušenje.

Slika prikazuje pojednostavljeni dijagram toka procesa za proizvodnju amonijevog nitrata. Kako se taj proces odvija?

Sirovina - plinoviti amonijak i dušična kiselina (vodena otopina) - ulazi u neutralizator. Ovdje, kao rezultat kemijske interakcije obje tvari, dolazi do burne reakcije uz oslobađanje velike količine topline. U tom slučaju dio vode ispari, a nastala vodena para (tzv. sočna para) se ispušta van kroz sifon.

Nepotpuno isparena otopina amonijevog nitrata teče iz neutralizatora u sljedeći aparat - završni neutralizator. U njemu, nakon dodavanja vodene otopine amonijaka, završava proces neutralizacije dušične kiseline.

Iz predneutralizatora, otopina amonijevog nitrata se pumpa u isparivač - vakuumski aparat koji kontinuirano radi. Otopina se u takvim uređajima isparava pri sniženom tlaku, u ovom slučaju pri tlaku od 160-200 mm Hg. Umjetnost. Toplina za isparavanje prenosi se na otopinu kroz stijenke cijevi zagrijavanih parom.

Uparavanje se provodi dok koncentracija otopine ne dosegne 98%. Nakon toga otopina ide na kristalizaciju.

Prema jednoj metodi, kristalizacija amonijevog nitrata događa se na površini bubnja koji se hladi iznutra. Bubanj se okreće, a na njegovoj površini stvara se kora od kristalizirajućeg amonijevog nitrata debljine do 2 mm. Kora je odrezana nožem i poslana kroz žlijeb na sušenje.

Amonijev nitrat se suši vrućim zrakom u rotirajućim bubnjevima za sušenje na temperaturi od 120°. Nakon sušenja, gotov proizvod se šalje na pakiranje. Amonijev nitrat sadrži 34-35% dušika. Kako bi se smanjilo zgrušavanje, tijekom proizvodnje u njegov sastav dodaju se različiti aditivi.

Amonijev nitrat tvornice proizvode u granuliranom obliku iu obliku pahuljica. Pahuljičasta salitra jako upija vlagu iz zraka, pa se tijekom skladištenja širi i gubi na drobljivosti. Granulirani amonijev nitrat ima oblik zrnaca (granula).

Granulacija amonijevog nitrata uglavnom se provodi u tornjevima (vidi sliku). Isparena otopina amonijevog nitrata - talina - raspršuje se pomoću centrifuge montirane na stropu tornja.

Talina teče u kontinuiranom toku u rotirajući perforirani bubanj centrifuge. Prolazeći kroz rupe bubnja, sprej se pretvara u kuglice odgovarajućeg promjera i stvrdnjava se dok pada.

Granulirani amonijev nitrat ima dobre fizička svojstva, ne zgrušava se tijekom skladištenja, dobro se raspršuje u polju i polako upija vlagu iz zraka.

Amonijev sulfat - (inače - amonijev sulfat) sadrži 21% dušika. Većina amonijevog sulfata proizvodi se u industriji koksa.

U nadolazećim godinama veliki razvoj će dobiti proizvodnja najkoncentriranijeg dušičnog gnojiva - uree, odnosno uree koja sadrži 46% dušika.

Urea se proizvodi pod visokim tlakom sintezom iz amonijaka i ugljičnog dioksida. Koristi se ne samo kao gnojivo, već i za ishranu stoke (dodaci proteinska prehrana) i kao intermedijer za proizvodnju plastike.

Veliku važnost imaju i gnojiva s tekućim dušikom - tekući amonijak, amonijak i amonijačna voda.

Tekući amonijak se proizvodi iz plinovitog amonijaka ukapljivanjem pod visokim tlakom. Sadrži 82% dušika. Amonijačni spojevi su otopine amonijevog nitrata, kalcijevog nitrata ili uree u tekućem amonijaku uz mali dodatak vode. Sadrže do 37% dušika. Amonijačna voda je vodena otopina amonijaka. Sadrži 20% dušika. Što se tiče učinka na usjev, tekuća dušična gnojiva nisu niža od krutih. A njihova je proizvodnja mnogo jeftinija od krutih, budući da se eliminiraju operacije isparavanja otopine, sušenja i granulacije. Od tri vrste tekućeg dušičnog gnojiva najviše se koristi amonijačna voda. Naravno, primjena tekućih gnojiva u tlo, kao i njihovo skladištenje i transport zahtijevaju posebne strojeve i opremu.

Ako pronađete grešku, označite dio teksta i kliknite Ctrl+Enter.