Tehnologija amonijevog nitrata. Tehnologija proizvodnje amonijevog nitrata

Proizvodnja amonijev nitrat sastoji se od neutralizacije dušične kiseline plinom amonijakom i kristalizacije produkta. Amonijak ne smije sadržavati više od 1% vlage, a prisutnost ulja nije dopuštena. Dušična kiselina se uzima u koncentraciji većoj od 45% HNO 3; sadržaj dušikovih oksida u njemu ne smije biti veći od 0,1%. Za dobivanje amonijevog nitrata može se koristiti i otpad iz proizvodnje amonijaka - na primjer, amonijačna voda i plinovi iz spremnika i pročišćavanja uklonjeni iz skladišta tekućeg amonijaka i dobiveni pročišćavanjem sustava za sintezu amonijaka. Sastav plinova spremnika: 45-70% NH 3, 55-30% H 2 + N 2 (sa tragovima metana i argona); sastav plinova za pročišćavanje: 7,5-9% NH 3, 92,5-91% H 2 + N 2 (sa tragovima metana i argona). Osim toga, destilacijski plinovi iz proizvodnje uree također se koriste za proizvodnju amonijevog nitrata, njihov približni sastav je: 55-57% NH 3, 18-24% CO 2, 15-20% H 2 O.

Toplinski učinak reakcije NH 3(g) +HNO 3(l) NH 4 NO 3 je 35,46 kcal/(g mol). U proizvodnji amonijevog nitrata obično se koristi 45-58% kiselina. U tom slučaju, toplinski učinak reakcije neutralizacije je odgovarajuće smanjen za količinu topline razrjeđivanja dušične kiseline s vodom i za količinu otapanja amonijevog nitrata.

Racionalnim korištenjem neutralizacijske topline mogu se isparavanjem vode dobiti koncentrirane otopine, pa čak i otopljeni amonijev nitrat.

U skladu s tim, postoje sheme za proizvodnju otopine amonijevog nitrata s njegovim naknadnim isparavanjem (tzv. višestupanjski postupak) i za proizvodnju taline (jednostupanjski ili proces bez isparavanja). Za odabir racionalne sheme neutralizacije potrebno je usporediti četiri temeljno različite sheme za proizvodnju amonijevog nitrata korištenjem neutralizacijske topline:

1) instalacije koje rade na atmosferskom tlaku (višak tlaka sokove pare 0,15-0,2 at);

2) instalacije s vakuum isparivačem;

3) postrojenja koja rade pod pritiskom, s jednokratnim korištenjem topline sočne pare;

4) postrojenja koja rade pod tlakom, s dvostrukim korištenjem topline sočne pare (proizvodnja koncentrirane taline).

U industrijskoj praksi imaju široku primjenu kao najučinkovitije instalacije koje rade na atmosferskom tlaku, koriste neutralizacijsku toplinu i djelomično instalacije s vakuumskim isparivačem.

Tehnički uvjeti za gotove proizvode

Prema važećem GOST 2-85 u Rusiji se granulirani amonijev nitrat proizvodi u dva razreda: A - najviša kategorija kvalitete i B - najviša kategorija kvalitete (najviši stupanj) i prva kategorija kvalitete (prvi stupanj). Pokazatelji kvalitete industrijski proizvedenog amonijevog nitrata prikazani su u tablici 1.

stol 1

amonijev nitrat GOST 2-85
izgled	Zrnati proizvod bez stranih mehaničkih nečistoća
Ukupno maseni udio nitritni i amonijev dušik u smislu:
za NH4NO3 u suhoj tvari, % ne manje		nije standardizirano
za dušik u suhoj tvari, %, ne manje
Maseni udio vode,%, ne više
pH 10% vodene otopine, ne manji
Maseni udio tvari netopljivih u 10% otopini dušične kiseline,%, ne više		nije standardizirano
Ocjenjivanje:
Maseni udio granula
od 1 do 3 mm, %, ne manje		nije standardizirano
od 1 do 4 mm, %, ne manje
od 2 do 4 mm, %, ne manje
manje od 1 mm,%
više od 6 mm, %
Statistička snaga granula n / granula (kg / granula), ne manje
Lomljivost,%, ne manje
Dodatak za kondicioniranje	magnezijev nitrat

Poduzeća koja proizvode amonijev nitrat moraju potrošaču jamčiti da će se pokazatelji kvalitete proizvoda predviđeni GOST 2-85 održavati 6 mjeseci pod uvjetom da potrošač poštuje uvjete skladištenja utvrđene standardom.

Primjena amonijevog nitrata

Amonijev nitrat je vrsta mineralnog gnojiva bez kojeg je moderna poljoprivreda gotovo nezamisliva. Pripadnost obitelji dušičnih gnojiva, svestranost primjene, mogućnost industrijske količine proizvodnje i opskrbe, dokazana proizvodna tehnologija - to su prednosti koje održavaju nepokolebljivu poziciju amonijevog nitrata na tržištu gnojiva.

Dušik je apsolutno neophodan za biljke. Klorofil, koji iskorištava sunčevu energiju i proizvodi građevinski materijal za žive stanice, sadrži dušik. Izvana, amonijev nitrat je granulat bijela. Zrnasta tvar je visoko topljiva u vodi i sadrži 34,4% dušika. Primjenjuje se kao prihrana za sve vrste poljoprivrednih kultura, na svim tipovima tala i za pripremu tla za sjetvu. U industriji se amonijev nitrat koristi kao sirovina za proizvodnju eksploziva i daljnju upotrebu u kemijskoj, rudarskoj i građevinskoj industriji.

Postoji problem povezan s visokom higroskopnošću amonijevog nitrata. Granule gube tvrdoću i šire se povećanjem vlažnosti zraka. Međutim, moderni tehnološki razvoj omogućuje da se ova nijansa uzme u obzir i iskorijeni u fazi proizvodnje.

Jednom od prednosti amonijevog nitrata tradicionalno se smatra da tlo potpuno apsorbira dio amonijaka zbog brze topivosti gnojiva. Istovremeno, amonijev nitrat ima dulje djelovanje u odnosu na nitrat. Frakcijska primjena amonijevog nitrata može smanjiti gubitak nitratnog dušika uslijed ispiranja. Uspješno se koristi u proizvodnji smjesa gnojiva kao najoptimalnija dušična komponenta. Trenutačno kemijsko tržište doživljava stalni porast potražnje za amonijevim nitratom i kao gnojivom i kao industrijskom kemijskom sirovinom. Tome pridonosi i potpora koju država pruža poljoprivrednoj djelatnosti i razvoju domaće industrije općenito.

Osnovna metoda

U industrijskoj proizvodnji koriste se bezvodni amonijak i koncentrirana dušična kiselina:

Reakcija se odvija brzo uz oslobađanje velike količine topline. Provođenje takvog procesa u zanatskim uvjetima izuzetno je opasno (iako se amonijev nitrat može lako dobiti u uvjetima velikog razrjeđenja s vodom). Nakon što se formira otopina, obično s koncentracijom od 83%, višak vode se isparava do taline, u kojoj je sadržaj amonijevog nitrata 95-99,5%, ovisno o stupnju gotovog proizvoda. Za korištenje kao gnojivo, talina se granulira u raspršivačima, suši, hladi i oblaže spojevima kako bi se spriječilo stvrdnjavanje. Boja granula varira od bijele do bezbojne. Amonijev nitrat za upotrebu u kemiji obično je dehidriran, jer je vrlo higroskopan i postotak vode u njemu (a(H2O)) je gotovo nemoguće dobiti.

Haber metoda

pod pritiskom, visoka temperatura i katalizator

Prema Haberovoj metodi, amonijak se sintetizira iz dušika i vodika, od kojih se dio oksidira u dušičnu kiselinu i reagira s amonijakom, što rezultira stvaranjem amonijevog nitrata:

Nitrofosfatna metoda

Ova metoda je također poznata kao Odd metoda, nazvana po norveškom gradu u kojem je proces razvijen. Koristi se izravno za proizvodnju dušičnih i dušikovo-fosfornih gnojiva iz široko dostupnih prirodnih sirovina. U tom se slučaju događaju sljedeći procesi:

• 1. Prirodni kalcijev fosfat (apatit) otapa se u dušičnoj kiselini:
• 2. Dobivena smjesa se ohladi na 0 °C, pri čemu se kalcijev nitrat kristalizira u obliku tetrahidrata - Ca(NO3)2·4H2O, te se odvoji od fosforne kiseline.

Dobiveni kalcijev nitrat i neuklonjena fosforna kiselina tretiraju se amonijakom, a kao rezultat se dobiva amonijev nitrat:

Za dobivanje amonijevog nitrata koji se praktički ne stvrdnjava, koriste se brojne tehnološke metode. Učinkovit lijek 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, poput amonijevog sulfata.

Tehnološki proces proizvodnje amonijevog nitrata sastoji se od sljedećih glavnih faza: neutralizacija dušične kiseline plinom amonijakom, isparavanje amonijevog nitrata, kristalizacija i granulacija taline, hlađenje, klasificiranje i otprašivanje gotovog proizvoda (slika 4.1. ).

Slika 4.1 Shematski dijagram proizvodnja amonijevog nitrata

Trenutno, u vezi s razvojem proizvodnje 18 - 60% dušične kiseline, većina amonijevog nitrata proizvodi se u jedinicama AS-67, AS-72, AS-72M, kapaciteta 1360 i 1171 tona/dan s isparavanjem. u jednom stupnju (Sl. 4.2. ), kao iu instalacijama metode bez isparavanja (Sl. 4.4.).

Slika 4.2 Tehnološki dijagram za proizvodnju AS-72M: 1 - grijač amonijaka; 2 - kiselinski grijač; 3 - ITN aparat; 4 - pred-neutralizator; 1 - isparivač; 6 - vodena brtva-neutralizator; 7 - skupljanje taline; 8 - tlačni spremnik; 9 - vibroakustični granulator; 10 - granulacijski toranj; 11 - transporter; 12 - hladnjak peleta “KS”; 13 - grijač zraka; 14 - čistač za pranje

Plinoviti amonijak iz grijača 1, zagrijan parnim kondenzatom soka, zagrijanim na 120 - 160°C, i dušična kiselina iz grijača 2, zagrijan sokovnom parom, na temperaturi od 80 - 90°C, ulaze u aparat toplinske pumpe (koristeći toplina neutralizacije) 3. Za smanjenje gubitaka amonijaka zajedno Reakcija s vodenom parom provodi se u suvišku kiseline. Otopina amonijevog nitrata iz aparata ITN neutralizira se u naknadnom neutralizatoru 4 amonijakom, u koji se istovremeno dodaje aditiv za kondicioniranje magnezijev nitrat i šalje na isparavanje u isparivač 1. Iz njega se kroz vodu formira talina amonijevog nitrata. seal-after-neutralizer 6 i sakupljač taline 7 šalje se u tlačni spremnik 8 i iz njega pomoću vibroakustičnih granulatora 9 ulazi u granulacijski toranj 10. Usisava se u donji dio tornja. atmosferski zrak, a zrak se dovodi iz aparata za hlađenje granula “KS” 12. Rezultirajuće granule amonijevog nitrata s dna tornja ulaze u transporter 11 i u aparat s fluidiziranim slojem 12 za hlađenje granula, u koji se dovodi suhi zrak kroz grijač 13. Iz aparata 12 gotov proizvod se šalje na pakiranje. Zrak s vrha tornja 10 ulazi u pročišćivače 14, navodnjavane 20% otopinom amonijevog nitrata, gdje se prašina amonijevog nitrata ispire i ispušta u atmosferu. U istim skruberima, plinovi koji izlaze iz isparivača i neutralizatora pročišćavaju se od neizreagiranog amonijaka i dušične kiseline. ITN aparat, granulacijski toranj i kombinirani isparivač glavni su uređaji u tehnološkoj shemi AS-72M.

ITN aparat (slika 4.3.) ima ukupnu visinu od 10 m i sastoji se od dva dijela: donjeg reakcijskog i gornjeg separacijskog. U reakcijskom dijelu nalazi se perforirano staklo u koje se dovode dušična kiselina i amonijak. Štoviše, zbog dobrog prijenosa topline reakcijske mase na stijenke stakla, reakcija neutralizacije odvija se na temperaturi nižoj od vrelišta kiseline. Nastala otopina amonijevog nitrata vrije i iz nje isparava voda. Uslijed podizne sile pare, emulzija para-tekućina izbacuje se s vrha stakla i prolazi kroz prstenasti raspor između tijela i stakla, nastavljajući isparavati. Zatim ulazi u gornji dio za odvajanje, gdje se otopina, prolazeći kroz niz ploča, ispire od amonijaka otopinom amonijevog nitrata i kondenzata pare soka. Vrijeme zadržavanja reagensa u reakcijskoj zoni ne prelazi jednu sekundu, zbog čega ne dolazi do toplinske razgradnje kiseline i amonijevog nitrata. Korištenjem topline neutralizacije u aparatu najveći dio vode ispari i nastane 90% otopina amonijevog nitrata.

Kombinirani isparivač visine 16 m sastoji se od dva dijela. U donjem cijevnom dijelu promjera 3 m dolazi do isparavanja otopine, prolazeći kroz cijevi koje su prvo zagrijane pregrijanom parom zagrijanom na 180°C zrakom. Gornji dio aparata služi za čišćenje smjese pare i zraka koja izlazi iz aparata i djelomično isparavanje otopine amonijevog nitrata koja ulazi u aparat. Iz isparivača izlazi talina amonijevog nitrata koncentracije 99,7 % s temperaturom od oko 180°C.

Toranj za granulaciju je pravokutnog presjeka 11x8 m2 i visine oko 61 m vanjski zrak i zrak iz hladnjaka granulata ulazi u toranj kroz otvor u donjem dijelu. Talina amonijevog nitrata koja ulazi u gornji dio tornja raspršuje se pomoću tri vibroakustična granulatora, u kojima se struja taline pretvara u kapljice. Kad kapljice padnu s visine od oko 10 m, stvrdnu se i pretvore u granule. Kristalizacija taline s udjelom vlage od 0,2 % počinje na 167 °C, a završava na 140 °C. Količina zraka koja se dovodi u toranj je 300 - 100 m3/sat, ovisno o godišnjem dobu. U jedinicama AS-72M koristi se magnezijev aditiv protiv zgrudnjavanja proizvoda (magnezijev nitrat). Stoga operacija obrade granula surfaktanta predviđena shemama AC - 67 i AC - 72 nije potrebna. Temeljne razlike u tehnološkoj shemi za proizvodnju amonijevog nitrata metodom bez isparavanja (Sl. 4.) su: korištenje više koncentrirane dušične kiseline; provođenje procesa neutralizacije pri povišenom (0,4 MPa) tlaku; brz kontakt zagrijanih komponenti. U tim uvjetima, u fazi neutralizacije, nastaje emulzija para-tekućina, nakon čijeg odvajanja se dobiva talina s koncentracijom od 98,1%, što omogućuje uklanjanje zasebne faze isparavanja otopine.

Slika 4.4 Tehnološki dijagram metode bez isparavanja: 1 - grijač dušične kiseline; 2 - grijač amonijaka; 3 - reaktor (neutralizator); 4 - separator emulzije; 1 - kristalizator bubnja; 6 - nož; 7 - bubanj za sušenje

Zagrijane u grijačima 1 i 2, zagrijavane parom koja izlazi iz separatora, emulzije 4, dušična kiselina i amonijak ulaze u neutralizator 3, gdje kao rezultat reakcije nastaje emulzija iz vodene otopine amonijevog nitrata i vodene pare. Emulzija se odvaja u separatoru 4, a talina amonijevog nitrata dovodi se u bubanj kristalizator 1, u kojem amonijev nitrat kristalizira na površini metalnog bubnja, hlađenog iznutra vodom.

Sloj krutog amonijevog nitrata, debljine oko 1 mm, koji se formira na površini bubnja, odsijeca se nožem 6 iu obliku pahuljica dostavlja na sušenje u bubanj sušionicu 7. Sličan proizvod u obliku pahuljica koristi se u tehničke svrhe.

Ohlađeni proizvod šalje se u skladište, a potom na otpremu u rasutom stanju ili pakiranje u vreće. Obrada disperzantom provodi se u šupljem aparatu sa središnje postavljenom mlaznicom koja raspršuje prstenasti vertikalni 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 na destilaciju. 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.

Nitrat se pakira u vreće s polietilenskom oblogom težine 50 kg, kao i specijalizirane spremnike - velike vreće, težine 500-800 kg. Prijevoz se obavlja u pripremljenim kontejnerima iu rasutom stanju. Moguće je putovanje raznim vrstama prijevoza, ali je isključen zračni prijevoz zbog povećane opasnosti od požara.

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 oblik tehnološki sustav proizvodnja 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 dobiva iz visokotlačni sinteza 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.

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.

Proizvodnja amonijevog nitrata

Amonijev nitrat, ili amonijev nitrat, NH4NO3 - bijela kristalna tvar koja sadrži 35% dušika u obliku amonijaka i nitrata , biljke lako apsorbiraju oba oblika dušika. 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.

Sirovina

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

Dušična kiselina . Čista dušična kiselina HNO

- bezbojna tekućina gustoće 1,51 g/cm na - 42 C skrutne u prozirnu kristalnu masu. U zraku se “dimi”, poput koncentrirane klorovodične kiseline, budući da njegove pare s vlagom u zraku stvaraju male kapljice magle. Dušična kiselina nije postojana Čak se i pod utjecajem svjetla postupno razgrađuje:

Što je temperatura viša i kiselina koncentriranija, razgradnja je brža. Oslobođen dušikov dioksid otapa se u kiselini i daje joj smeđu boju.

Dušična kiselina je jedna od najjačih kiselina; u razrijeđenim otopinama potpuno se raspada na ione

i- Dušična kiselina jedan je od najvažnijih dušikovih spojeva: in velike količine Koristi se u proizvodnji dušičnih gnojiva, eksploziva i organskih boja, služi kao oksidacijsko sredstvo u mnogim kemijskim procesima, a koristi se i u proizvodnji sumporne kiseline. azotast metoda, koristi se za proizvodnju celuloznih lakova, filma .

Industrijska proizvodnja dušične kiseline . Suvremene industrijske metode za proizvodnju dušične kiseline temelje se na katalitičkoj oksidaciji amonijaka s atmosferskim kisikom. Pri opisu 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. Ako se smjesa amonijaka i zraka pusti preko katalizatora, tada pri 750 °C i određenom sastavu smjese dolazi do gotovo potpune pretvorbe

Formirano

lako prelazi u koji 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.

Sinteza amonijaka

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

Dijagram prikazuje glavne primjene amonijaka. Sastav amonijaka ustanovio je C. Berthollet 1784. godine. Amonijak NH3 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+ZN2 =2NNz; ∆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.

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 nitrata :

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 NH4NO3-H2O (sl. 11-2) odnosi se na sustave s jednostavnom eutektikom. Eutektička točka odgovara koncentraciji od 42,4% MH4MO3 i temperaturi od -16,9 °C. Lijeva grana dijagrama - linija likvidusa vode - odgovara uvjetima za oslobađanje leda u sustavu HH4MO3--H20. Desna grana likvidus krivulje je krivulja topljivosti MH4MO3 u vodi. Ova krivulja ima tri prijelomne točke koje odgovaraju temperaturama modifikacijskih prijelaza NH4NO3 1 = 11 (125,8 ° C), II = III (84,2 ° C) i 111 = IV (32,2 ° C). 169,6 ° C. Smanjuje se s povećanjem sadržaja vlage u soli.

Ovisnost temperature kristalizacije NH4NO3 (Tcrystal, "C) o sadržaju vlage (X,%) do 1,5 % opisuje se jednadžbom:

tcrist == 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:

tcrist = 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

Qsolute 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.

Federalna agencija za obrazovanje

OBRAČUN I OBJAŠNJENJE

Za kolegij iz opće kemijske tehnologije na temu:

“Proizvodnja amonijevog nitrata. Proračun neutralizatora produktivnosti G=10 t/sat NH 4 NO 3

Završeno:
student gr. HN-091
Artemenko A.A.
Provjereno:
Ushakov A.G.

Kemerovo 2012

Uvod 4
1. Studija izvodljivosti odabrane metode 7
2. Dijagram toka za proizvodnju amonijevog nitrata 12
3. Proračun materijalne i toplinske bilance neutralizacije
dušična kiselina s amonijakom 17
3.1.Materijalna bilanca 17
3.2. Toplinska bilanca 20
4. Izbor veličina kontaktnog uređaja 21
Zaključak 22
Reference 23

Uvod

Mineralna gnojiva imaju široku primjenu kako u poljoprivredi tako iu raznim područjima industrije. Za razliku od svjetskog tržišta, na domaćem tržištu glavna je industrijska potrošnja dušičnih gnojiva.
Najvažnija vrsta mineralnih gnojiva su dušična gnojiva: amonijev nitrat, urea, amonijev sulfat, vodene otopine amonijaka.
Amonijev nitrat, ili amonijev nitrat, NH 4 NO 3 je bijela kristalna tvar koja sadrži 35% dušika u obliku amonijaka i nitrata, oba oblika lako apsorbiraju biljke.
Glavni potrošači amonijevog nitrata su sljedeće industrije:
- Poljoprivreda;
- proizvodnja složenih mineralnih gnojiva;
- rudarski kompleks (vlastita proizvodnja eksploziva);
- industrija ugljena (vlastita proizvodnja eksploziva);
- proizvodnja eksploziva;
- građevinarstvo;
Amonijev nitrat ima potencijalnu, odnosno fiziološku kiselost. Ova kiselost se javlja u tlu, s jedne strane, kao rezultat bržeg trošenja iona (NH 4 +) od strane biljaka i, sukladno tome, nakupljanja kiselog ostatka (NO 3 iona) u tlu, a s druge strane , kao rezultat oksidacije amonijaka u dušičnu kiselinu pomoću nitrificirajućih mikroorganizama tla. Uz dugotrajnu upotrebu amonijevog nitrata, potencijalna kiselost ovog gnojiva može dovesti do promjena u kemijskom sastavu tla, što u nekim slučajevima uzrokuje smanjenje prinosa.

Poljoprivredne kulture.
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 zbog činjenice da se granule gnojiva rašire, izgube svoj kristalni oblik, dolazi do stvrdnjavanja gnojiva - rasuti materijal se pretvara u
čvrsta monolitna masa. Amonijev nitrat ima brojne prednosti u odnosu na druga dušična gnojiva, budući da sadrži 34% dušika i po tom je omjeru odmah iza uree.
Osim toga, amonijev nitrat sadrži i amonijev i nitratni oblik dušika, koji biljke koriste tijekom različitih razdoblja rasta, što pozitivno povećava prinos gotovo svih poljoprivrednih kultura.
Industrije koje koriste amonijev nitrat kao sirovinu za proizvodnju eksploziva drugi su najveći segment njegove potrošnje na domaćem tržištu nakon poljoprivrede. Amonijak-
eksplozivi salitre su velika skupina eksploziva.
Obično se klasificiraju kao visokoeksplozivi male snage (u TNT ekvivalentu, 25% slabiji od TNT-a). Međutim, to nije posve točno. Što se tiče sjaja, eksplozivi amonijevog nitrata obično imaju nisku razinu

Oni su inferiorni u odnosu na TNT, ali u smislu visoke eksplozivnosti nadmašuju TNT, neki od njih prilično značajno. Eksplozivi amonijevog nitrata koriste se u većoj mjeri u nacionalnom gospodarstvu, au manjoj mjeri u vojnim poslovima. Razlog ovakvoj uporabi je znatno niža cijena eksploziva amonijevog nitrata i njihova znatno manja pouzdanost u uporabi. Prije svega, to je zbog visoke higroskopnosti eksploziva amonijaka, stoga, kada se ovlaže za više od 3%, takvi eksplozivi potpuno gube sposobnost eksplodiranja. Podložni su stvrdnjavanju, tj. tijekom skladištenja gube protočnost zbog čega potpuno

Ili djelomično gube svoju eksplozivnu sposobnost.
Najvažniji razlozi za peckanje su:
1. Povećan sadržaj vlage u gotovom proizvodu;
2. Heterogenost i niska mehanička čvrstoća čestica salitre;
3. Promjena kristalnih modifikacija amonijevog nitrata.
Amonijev nitrat je jako oksidacijsko sredstvo. S otopinama nekih tvari reagira burno, čak i do eksplozije (natrijev nitrit). Neosjetljiv je na udarce, trenje, udarce i ostaje stabilan pri iskrama različitog intenziteta. Sposoban je eksplodirati samo pod utjecajem jakog detonatora ili tijekom toplinskog raspadanja. Salitra nije zapaljiv proizvod. Izgaranje podržava samo dušikov oksid. Stoga je jedan od uvjeta za proizvodnju amonijevog nitrata čistoća njegovih početnih otopina i gotovog proizvoda.

2. Dijagram toka za proizvodnju amonijevog nitrata

Proces proizvodnje amonijevog nitrata sastoji se od sljedećih glavnih faza:
1. Neutralizacija dušične kiseline plinovitim amonijakom;
2. Uparavanje otopina amonijevog nitrata do taljenog stanja;
3. Kristalizacija soli iz taline;
4. Sol za sušenje ili hlađenje;
5. Pakiranje.
Za dobivanje amonijevog nitrata koji se gotovo ne stvrdnjava, koriste se brojne tehnološke metode. Proces proizvodnje amonijevog nitrata temelji se na heterogenoj reakciji između plinovitog amonijaka i otopine dušične kiseline:
NH 3 + HNO 3 = NH 4 NO 3 (2)
?H = -144,9 kJ
Toplinski učinak reakcije tijekom interakcije 100% polaznih tvari je 35,46 kcal/mol.

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. Intenzivni uvjeti za provođenje procesa mogu se u velikoj mjeri osigurati pri izradi konstrukcije aparata. Reakcija (1) provodi se u ITN aparatu koji kontinuirano radi (korištenje neutralizacijske topline) (slika 2.1).

sl.2.1. ITN aparat

Reaktor je vertikalni cilindrični uređaj koji se sastoji od reakcijske i separacijske zone. U reakcijskoj zoni nalazi se staklo 1, u čijem donjem dijelu postoje otvori za cirkulaciju otopine. Nešto iznad rupa unutar stakla nalazi se mjehurić 2 za dovod plina amonijaka, iznad njega je mjehurić 3 za dovod dušične kiseline. 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 kondenzatom pare soka.
Toplina reakcije (1) koristi se za djelomično isparavanje vode iz reakcijske smjese (otuda i naziv aparata - ITN). Razlika u temperaturama u različitim dijelovima aparata dovodi do intenzivnijeg kruženja reakcijske smjese.

Tehnološki proces proizvodnje amonijevog nitrata uključuje, osim faza 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.
Slika 2.2 prikazuje dijagram suvremenog velikog postrojenja za proizvodnju amonijevog nitrata AS-72 kapaciteta 1360 tona/dan. Početna 58-60% dušična kiselina zagrijava se u grijaču 1 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. Uz dušičnu kiselinu, nakon toga im se dovodi plin amonijak
zagrijan u grijaču 2 parnim kondenzatom na 120-130? 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.

Slika 2.2 Dijagram jedinice za amonijev nitrat AS-72
U donjem dijelu aparata 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. Otopina amonijevog nitrata koja izlazi iz neutralizatora ima blago kiselu ili blago alkalnu reakciju.
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. Dobivena 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 spremnik. 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 pri

Izlaz 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 za obradu površinski aktivnim tvarima u rotirajući bubanj 11. Zatim se gotovo gnojivo transporterom 12 šalje na pakiranje.
Zrak koji napušta granulacijski toranj kontaminiran je česticama amonijevog nitrata, a para soka iz neutralizatora i smjesa pare i zraka iz isparivača sadrže neizreagirani amonijak i

Dušična kiselina, kao i čestice unesenog amonijevog nitrata. Za ove
U gornjem tornju tornja za granulaciju nalazi se šest potoka
paralelno djelujući ispirači pločastog tipa 10, navodnjavani 20-30% otopinom amonijevog nitrata, koju crpka 18 dovodi iz sakupljača 17. Dio ove otopine ispušta se u ITN neutralizator za ispiranje pare soka, a zatim se miješa s amonijevim nitratom i stoga se koristi za proizvodnju proizvoda. Pročišćeni zrak se usisava iz tornja za granulaciju pomoću ventilatora 9 i ispušta u atmosferu.

3. Proračun materijalne i toplinske bilance neutralizacije dušične kiseline amonijakom

3.1 Materijalna bilanca

Početni podaci
Koncentracija početne dušične kiseline je 50% HNO 3;
Koncentracija amonijaka 100% NH 3 ;
Koncentracija dobivene otopine je 70% NH 4 NO 3;
Kapacitet instalacije G=10 t/sat
Proizvodnja amonijevog nitrata temelji se na sljedećoj reakciji:

NH3 + HNO3 = NH4NO3
M(NH3)=17g/mol
M(NH4NO3) = 80 g/mol
1. Odredite količinu izreagiranog 100% amonijaka:
m(NH 3)=17*10000/80=2125 kg/sat
M(HNO3)=63g/mol
2. Odredite količinu izreagirane 100% dušične kiseline:
m(HNO 3)=63*10000/80=7875 kg/sat
Tada je količina izreagirane 50% dušične kiseline:
m(HNO 3) = 7875/0,5 = 15750 kg/sat
Pronađite ukupnu količinu reagensa koji ulaze u neutralizator:
3. Količina 70% otopine amonijevog nitrata:
m(NH 4 NO 3)= 10000/0,7=14285,7 kg/sat
4. Količina vode koja je isparila tijekom neutralizacije:
m(H 2 O)= 2125 +15750 – 14285,7=3589,3 kg/sat
Potrošnja NH 3 + potrošnja HNO 3 = količina NH 4 NO 3 + para soka

2125 +15750 = 14285,7+3589,3
17875kg/sat=17875kg/sat

Rezultate izračuna sažimamo u tablici:

stol 1
Materijalna ravnoteža

3.2 Toplinska ravnoteža

Početni podaci.
Vrelište amonijevog nitrata je 120?

Tlak u pretvaraču je 117,68 kPa.
Toplinski kapaciteti:

Na 30?: C NNO3 = 2,763 kJ/(m 3 ·? S);
Na 50°: NH3 = 2,185 kJ/ (m 3 ·? C);
Na 123,6°C:C NH4NO3 =2,303 kJ/ (m3 ·°C);

Riješenje.
Q dolazak =Q potrošnja
Dolazak topline:
1. Toplina uvedena dušičnom kiselinom:
Q 1 = 15907,5 * 2,763 * 30 = 1318572 kJ = 1318,572 MJ;
2. Toplina dobivena plinom amonijakom:
Q 2 = 2146,25 * 2,185 * 50 = 234478 kJ = 234,478 MJ;
Pri proizvodnji amonijevog nitrata oslobađa se toplina, što se grafički može prilično točno odrediti. Za 50% dušičnu kiselinu Q=105,09 kJ/mol.
3. Tijekom neutralizacije oslobađa se sljedeće:
Q 3 = (105,09* 1000 * 10000)/80 = 13136250 kJ = 13136,25 MJ;
Ukupni prihod:
Q dolazak = Q 1 + Q 2 + Q 3 = 1318572+234478 +13136250 = 14689300 kJ.
Potrošnja topline:
1. Otopina amonijevog nitrata odnosi:
Q 1 " = 14285,7 * 2,303 * t kuhati;

Pri tlaku od 117,68 kPa temperatura zasićene vodene pare je 103?
Vrelište vode je 100?
Pad temperature je jednak:
?t = 120 – 100 = 20 ?S;
Odredimo vrelište 70% otopine amonijevog nitrata:
t vrenja = 103 + 20 * 1,03 = 123,6 C;
Q 1 " = 14285,7 * 2,303 * 123,6 = 4066436 kJ = 4066,436 MJ.
2. Toplina potrošena na isparavanje vode:
Q 2 "= 3589,3 * 2379,9 = 8542175 kJ = 8542,175 MJ.
3. Gubitak topline:
Q gubitaka = Q dolaznih. -Q kontra. = 14689300-8542175-4066436= 2080689kJ=2080.689MJ.
Ukupna potrošnja:
Q kontra. = Q 1 "+ Q 2 "+ Q gubici = 4066436 + 8542175 + 2080689 = 14689300 kJ.

Rezultate izračuna sažimamo u tablici:

tablica 2
Toplinska ravnoteža

Dolazak			Potrošnja
Članak	kJ	%	Članak	kJ	%
P 1	1318572	8,98	Q 1"	4066436	27,7
P 2	234478	1,62	Q 2"	8542175	58,1
P 3	13136250	89,4	Q gubici	2080689	14,2
Ukupno:	14689300	100,00	Ukupno:	14689300	100,00

1. Studija izvodljivosti odabrane metode

Najčešće metode za proizvodnju amonijevog nitrata temelje se na reakciji neutralizacije dušične kiseline s amonijakom.
Kemijska interakcija plinovitog amonijaka i otopina dušične kiseline odvija se velikom brzinom, ali je ograničena prijenosom mase i hidrodinamičkim uvjetima. Stoga je intenzitet miješanja reagensa od velike važnosti; što uglavnom ovisi o omjeru između brzina kretanja dušične kiseline i amonijaka u reaktoru. Najbliži kontakt reagensa postiže se ako linearna brzina plinovitog amonijaka premašuje linearnu brzinu otopine dušične kiseline za najviše 15 puta.
Proces neutralizacije odvija se uz oslobađanje topline. U proizvodnim uvjetima dušična kiselina se koristi u koncentraciji od 45-60 %. Što je veća koncentracija dušične kiseline, toplina njenog razrjeđivanja je niža i toplinski učinak neutralizacije otopina dušične kiseline amonijakom.
Ukupna količina topline Q? oslobođen kao rezultat reakcije neutralizacije otopina dušične kiseline plinom amonijaka određuje se jednadžbom:
Q? =Q reagirati. -(q 1 -q 2) (1)
Moguće su sljedeće bitno različite sheme za proizvodnju amonijevog nitrata pomoću neutralizacijske topline:
- instalacije koje rade na atmosferskom tlaku (višak tlaka sokovne pare 0,15-0,2 at);
- instalacije s vakuum isparivačem;
- jednokratne tlačne instalacije
toplina pare soka;

Instalacije koje rade pod tlakom, koriste dvostruku toplinu iz sočne pare (proizvodnja koncentrirane taline).
U Rusiji je najraširenija shema neutralizacije pod atmosferskim tlakom, prikazana na slici 3.

Riža. 1.1 Shema za neutralizaciju dušične kiseline pod atmosferskim tlakom:
1 – rezervoar za dušičnu kiselinu; 2 – grijač amonijaka; 3 – separator tekućeg amonijaka 4 – aparat toplinske pumpe; 5 – sifon parnog pranja soka; 6 – vakuum isparivač I. stupnja; 7 – potpuni neutralizator.
U 1967-1970-ima razvijena je tehnološka shema i dovršen projekt za jedinicu AC-67 velikog kapaciteta s prosječnim dnevnim kapacitetom od 1400 tona.
Posebnost jedinice AC-67 je postavljanje sve glavne tehnološke opreme (od faze neutralizacije do faze proizvodnje taline) na granulacijskom tornju u kaskadi, bez međuoperacija crpljenja otopina amonijevog nitrata. Još jedna značajka jedinice AC-67 je da se zrak ne usisava iz tornja, već se upumpava u toranj odozdo ispod rešetke fluidiziranog sloja pomoću jednog snažnog ventilatora, tj. toranj radi uz potporu.
Postavljanje sve glavne tehnološke opreme na toranj za granulaciju, kao što je navedeno, pojednostavilo je shemu zbog odbijanja pumpanja koncentriranih otopina nitrata. Ujedno je ova odluka dovela do određenih komplikacija u procesima izgradnje i

Rad jedinice:
- deblo tornja nosi veliko opterećenje, zbog čega je izrađeno od armiranog betona s unutarnjom oblogom od cigle otporne na kiseline, što dovodi do značajnih kapitalnih troškova, povećanog intenziteta rada i trajanja izgradnje;
- nadgrađe s tehnološkom opremom nalazi se na velikoj nadmorskoj visini, stoga mora biti potpuno zatvoreno, grijano i ventilirano.
- montaža opreme može započeti tek nakon postavljanja tornja, što produljuje ciklus građevinskih i montažnih radova;
- položaj opreme na visini povećava zahtjeve za performanse opreme za dizanje i transport (dizala);
- rad tornja pod tlakom komplicira održavanje uređaja za hlađenje fluidiziranog sloja proizvoda ugrađenog u toranj;

Korištenje ugrađenog rashladnog uređaja dovodi do povećanja potrošnje energije za dovod zraka u toranj.
Kako bi se uklonili nedostaci sheme AC-67 i poboljšala kvaliteta proizvoda u shemi AC-72, usvojena su sljedeća tehnička rješenja:
- povećanje čvrstoće granula osigurava se kao rezultat utjecaja tri čimbenika: upotreba sulfatno-fosfatnog aditiva, dobivanje većih granula, reguliranje brzine hlađenja granula, za što se koristi sekcijski daljinski aparat s korišten je fluidizirani sloj i odvojeni dovod zraka za svaku sekciju;
- oprema se nalazi ispod na posebnoj polici; Za pumpanje taline koristi se pumpa.
Tehnološka shema za proizvodnju nitrata prema shemi AS-72 sastoji se od istih faza kao i prema shemi AS-67; Dodatni korak je pumpanje visoko koncentrirane taline amonijevog nitrata na vrh tornja za granulaciju.

Ne postoje temeljne razlike u tehnološkom procesu u fazama neutralizacije i isparavanja u shemi AC-72 u usporedbi s AC-67. Razlika je zagrijavanje dušične kiseline u dva grijača pojedinačno za svaki aparat dizalice topline, što je omogućilo ugradnju automatskih regulatora protoka na dovod dušične kiseline za grijanje. I još jedna karakteristična razlika je ugradnja samo jednog snažnijeg neutralizatora, umjesto dva.
Sve veći zahtjevi za zaštitom okoliša stavili su na dnevni red značajno smanjenje emisije aerosolnih čestica amonijevog nitrata i amonijaka u atmosferu. Viši stupanj pročišćavanja ovih emisija glavna je karakteristika moderniziranih jedinica AS-72M.

U modernoj proizvodnji amonijevog nitrata specifična potrošnja sirovina je blizu teorijske. Stoga nema značajne razlike u cijeni proizvoda dobivenog u velikim jedinicama AS-67, AS-72 i AS-72M.
Razlika u tehničkim i ekonomskim pokazateljima ovisno o specifičnim shemama leži uglavnom u području potrošnje energetskih resursa: para, električna energija, reciklirana voda. Potrošnja pare određena je početnom koncentracijom dušične kiseline, stupnjem iskorištenja topline pare soka dobivene u fazi neutralizacije.
Potrošnja električne energije u proizvodnji amonijevog nitrata nije velika u apsolutnom iznosu. Ali može varirati ovisno o metodi koja se koristi za hlađenje proizvoda (izravno u tornju tijekom leta granula,
u uređajima s fluidiziranim slojem, u rotirajućim bubnjevima), o metodama pročišćavanja zraka, izbor
U industriji se uglavnom koristi jedinica AC-72, gdje je, kao rezultat uporabe monodisperznih granulatora, osiguran ujednačen granulometrijski sastav, smanjen sadržaj sitnih granula, a brzina zraka po presjeku tornja se smanjuje, tj. povoljnije

Uvjeti za smanjenje uvlačenja prašine iz tornja i smanjenje opterećenja na stroju za pranje.

Popis korištene literature

1. Proračuni kemijsko-tehnoloških procesa. Pod glavnim uredništvom prof. Muhlenova I.P. L., “Kemija”, 1976. –304 str.
2.http://www.xumuk.ru//
3. Klevke V.A., “Tehnologija dušičnih gnojiva”, M., Goskhimizdat, 1963.
4. Opća kemijska tehnologija: Najvažnija kemijska proizvodnja / I.P. Mukhlenov - 4. izd.: Viša škola, 1984. - 263 str.
5. Osnovni procesi i aparati kemijske tehnologije: Priručnik za projektiranje. Uredio Yu.I. Dytnersky, 2. izdanje, M.: Kemija, 1991.-496 str.
6. Miniovich M. A. Proizvodnja amonijevog nitrata. M. “Kemija”, 1974. – 240 str.

Zaključak

U ovom kolegiju proučavali smo proizvodnju amonijevog nitrata i osnovnu tehnološku shemu, opravdali izbor glavne i pomoćne opreme u proizvodnji amonijevog nitrata, te izračunali materijalnu i toplinsku bilancu stupnja neutralizacije.
Ispitali smo fizikalna i kemijska svojstva amonijevog nitrata. Budući da amonijev nitrat ima takva svojstva kao što su zgrudnjavanje i higroskopnost, potrebno je poduzeti sljedeće mjere: za smanjenje zgrušavanja koristite aditive u prahu koji usitnjavaju čestice soli. Neki od aditiva smanjuju aktivnu površinu čestica, drugi imaju adsorpcijska svojstva. Dodajte vrlo male količine bojila soli za kolače i ohladite amonijev nitrat prije pakiranja. Za smanjenje higroskopnosti potrebno je granulirati salitru. Granule imaju manju specifičnu površinu od finokristalne soli, pa se sporije vlaže.
Amonijev nitrat je najvažnije i najraširenije dušično gnojivo koje se koristi u poljoprivredi. Stoga je potrebno pridržavati se uvjeta skladištenja amonijevog nitrata i kreirati nova tehnološka rješenja.

4.Odabir veličina kontaktnog uređaja

Volumen aparata određujemo pomoću topline neutralizacije:

Vrijeme kontakta, sat;

M je produktivnost aparata, m 3 / sat.

G=10000 kg/sat=36000000 kg/sek.

Amonijev nitrat = 1725 kg/m 3

M= G/ ? amonijev nitrat

M=36000000 kg/sek: 1725 kg/m 3 =20869,5 m 3 /sek

V= 1 sec·20869,5 m 3 /sec=20869,5 m 3

Državna obrazovna ustanova
visoko stručno obrazovanje
"Državno tehničko sveučilište Kuzbass"

Zavod za kemijsku tehnologiju krutog goriva i ekologiju

ODOBRIO SAM
datum

glava odjel_______________
(potpis)

Student

1. Tema projekta

5. Projektni konzultanti (uz navođenje dijelova projekta koji se na njih odnose)

2. ______________________________ _____________________
Datum dodjele _____________
Nadglednik ________________________
(potpis)
7. Osnovna literatura i preporučeni materijali
______________________________ ______________________________ ______________________________ ______________________________ ______________________________ _________________
Zadatak je primljen u izvršenje (datum) _________________

Federalna agencija za obrazovanje

Državna obrazovna ustanova
visoko stručno obrazovanje
"Državno tehničko sveučilište Kuzbass"

Zavod za kemijsku tehnologiju krutog goriva i ekologiju

ODOBRIO SAM
datum

glava odjel_______________
(potpis)
Zadatak za izradu kolegija

Student

1. Tema projekta
______________________________ _____________________

Odobreno naredbom sveučilišta od
2. Rok u kojem student mora predati izrađeni projekt
3. Početni podaci za projekt
______________________________ ______________________

4. Opseg i sadržaj obrazloženja (glavna pitanja općeg i posebnog dijela) i grafičkog materijala
______________________________ ______________________________ ______________________________ ______________________________
5. Projektni konzultanti (uz navođenje dijelova projekta koji se na njih odnose)
1. ______________________________ _____________________
2. ______________________________ _____________________ Datum zadatka _____________ Voditelj ________________________ (potpis) 7. Osnovna literatura i preporučeni materijali ___________________________ ___________________________ ______________________________ ______________________________ ______________________________ ______________________________ _________________ Prihvaćen zadatak za izvršenje (datum) _________________