თქვენი კარგი სამუშაოს გაგზავნა ცოდნის ბაზაში მარტივია. გამოიყენეთ ქვემოთ მოცემული ფორმა

სტუდენტები, კურსდამთავრებულები, ახალგაზრდა მეცნიერები, რომლებიც იყენებენ ცოდნის ბაზას სწავლასა და მუშაობაში, ძალიან მადლობლები იქნებიან თქვენი.

გამოქვეყნდა http://www.allbest.ru/

• შესავალი
• 1. ამონიუმის ნიტრატის წარმოება
• 2. ნედლეული
• 3. ამიაკის სინთეზი
• 4. სამიზნე პროდუქტის მახასიათებლები
• 5. სამიზნე პროდუქტის წარმოების ძირითადი პროცესების ფიზიკურ-ქიმიური დასაბუთება და წარმოების გარემოსდაცვითი უსაფრთხოება.

შესავალი

მინერალური სასუქების ყველაზე მნიშვნელოვანი სახეობაა აზოტოვანი სასუქები: ამონიუმის ნიტრატი, შარდოვანა, ამონიუმის სულფატი, ამიაკის წყალხსნარები და ა. ენერგია და ცილა, რომელიც აუცილებელია ცოცხალი უჯრედის ასაშენებლად. მცენარეებს შეუძლიათ მხოლოდ ფიქსირებული აზოტის მოხმარება - ნიტრატების, ამონიუმის მარილების ან ამიდების სახით. ნიადაგის მიკროორგანიზმების აქტივობის გამო ატმოსფერული აზოტისგან წარმოიქმნება შედარებით მცირე რაოდენობით ფიქსირებული აზოტი. თუმცა, თანამედროვე ინტენსიური სოფლის მეურნეობა ვეღარ იარსებებს ატმოსფერული აზოტის სამრეწველო ფიქსაციის შედეგად მიღებული აზოტოვანი სასუქების ნიადაგში დამატებითი შეტანის გარეშე.

აზოტოვანი სასუქები ერთმანეთისგან განსხვავდება აზოტის შემცველობით, აზოტის ნაერთების (ნიტრატი, ამონიუმი, ამიდი), ფაზური მდგომარეობით (მყარი და თხევადი), ასევე არის ფიზიოლოგიურად მჟავე და ფიზიოლოგიურად ტუტე სასუქები.

1. ამონიუმის ნიტრატის წარმოება

ამონიუმის ნიტრატი, ან ამონიუმის ნიტრატი, NH 4 NO 3 - თეთრი კრისტალური ნივთიერება, რომელიც შეიცავს 35% აზოტს ამონიუმის და ნიტრატის ფორმებში. , აზოტის ორივე ფორმა ადვილად შეიწოვება მცენარეთა მიერ. გრანულირებული ამონიუმის ნიტრატი ფართო მასშტაბით გამოიყენება თესვის წინ და ყველა სახის სასუქისთვის. უფრო მცირე მასშტაბით, იგი გამოიყენება ასაფეთქებელი ნივთიერებების წარმოებისთვის.

ამონიუმის ნიტრატი ძალიან ხსნადია წყალში და აქვს მაღალი ჰიგიროსკოპიულობა (ჰაერიდან ტენის შთანთქმის უნარი). ეს არის მიზეზი იმისა, რომ სასუქის გრანულები იშლება, კარგავს კრისტალურ ფორმას, ხდება სასუქების შეფუთვა - ნაყარი მასალა იქცევა მყარ მონოლითურ მასად.

ამონიუმის ნიტრატი იწარმოება სამი სახის:

A და B - გამოიყენება ინდუსტრიაში; გამოიყენება ასაფეთქებელ ნარევებში (ამონიტები, ამიაკები)

B არის ეფექტური და ყველაზე გავრცელებული აზოტოვანი სასუქი, რომელიც შეიცავს დაახლოებით 33-34% აზოტს; აქვს ფიზიოლოგიური მჟავიანობა.

2. ნედლეული

ამონიუმის ნიტრატის წარმოების საწყისი მასალებია ამიაკი და აზოტის მჟავა.

აზოტის მჟავა . სუფთა აზოტის მჟავა HNO არის უფერო სითხე 1,51 გ/სმ3 სიმკვრივით - 42 °C-ზე, მყარდება გამჭვირვალე კრისტალურ მასად. ჰაერში ის, კონცენტრირებული მარილმჟავას მსგავსად, „მოწევა“, ვინაიდან მისი ორთქლები ჰაერის ტენიანობით ქმნიან ნისლის პატარა წვეთებს.აზოტის მჟავა არ არის გამძლე და უკვე სინათლის გავლენით თანდათან იშლება:

რაც უფრო მაღალია ტემპერატურა და რაც უფრო კონცენტრირებულია მჟავა, მით უფრო სწრაფად ხდება დაშლა. გამოთავისუფლებული აზოტის დიოქსიდი იხსნება მჟავაში და აძლევს მას ყავისფერ ფერს.

აზოტის მჟავა ერთ-ერთი ყველაზე ძლიერი მჟავაა; განზავებულ ხსნარებში იგი მთლიანად იშლება H და -NO იონებად.აზოტის მჟავა არის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი აზოტის ნაერთი: იგი დიდი რაოდენობით გამოიყენება აზოტოვანი სასუქების, ფეთქებადი და ორგანული საღებავების წარმოებაში, ემსახურება როგორც ჟანგვის აგენტს ბევრში. ქიმიური პროცესები და გამოიყენება გოგირდის მჟავების წარმოებაში აზოტის მეთოდით, გამოიყენება ცელულოზის ლაქების და ფირის დასამზადებლად .

აზოტის მჟავას სამრეწველო წარმოება . აზოტის მჟავას წარმოების თანამედროვე სამრეწველო მეთოდები ეფუძნება ამიაკის კატალიზურ დაჟანგვას ატმოსფერული ჟანგბადით. ამიაკის თვისებების აღწერისას აღინიშნა, რომ ის იწვის ჟანგბადში, ხოლო რეაქციის პროდუქტებია წყალი და თავისუფალი აზოტი, მაგრამ კატალიზატორების არსებობისას ამიაკის ჟანგბადით დაჟანგვა შეიძლება განსხვავებულად მიმდინარეობდეს. თუ ამიაკის და ჰაერის ნაზავია. გადადის კატალიზატორზე, შემდეგ 750 ° C ტემპერატურაზე და ნარევის გარკვეული შემადგენლობით ხდება თითქმის სრული გარდაქმნა

შედეგად მიღებული ნაზავი ადვილად გადადის, რომელიც წყალთან ერთად ატმოსფერული ჟანგბადის თანდასწრებით იძლევა აზოტის მჟავას.

პლატინის დაფუძნებული შენადნობები გამოიყენება როგორც კატალიზატორები ამიაკის დაჟანგვისთვის.

ამიაკის დაჟანგვით მიღებულ აზოტმჟავას კონცენტრაცია არ აღემატება 60%-ს. საჭიროების შემთხვევაში, კონცენტრირებულია,

მრეწველობა აწარმოებს განზავებულ აზოტმჟავას კონცენტრაციით 55, 47 და 45%, ხოლო კონცენტრირებულ აზოტმჟავას - 98 და 97%.კონცენტრირებული მჟავა ტრანსპორტირდება ალუმინის ავზებში, განზავებული მჟავა - მჟავაგამძლე ფოლადისგან დამზადებულ ავზებში.

3. ამიაკის სინთეზი

ამიაკის აზოტის ნიტრატის ნედლეული

ამიაკი არის სხვადასხვა აზოტის შემცველი ნივთიერებების ძირითადი პროდუქტი, რომელიც გამოიყენება მრეწველობასა და სოფლის მეურნეობაში. დ.ნ. პრიანიშნიკოვმა ამიაკი "ალფა და ომეგა" უწოდა მცენარეებში აზოტოვანი ნივთიერებების მეტაბოლიზმში.

დიაგრამა გვიჩვენებს ამიაკის ძირითად გამოყენებას. ამიაკის შემადგენლობა დაადგინა C. Berthollet-მა 1784 წელს. ამიაკი NH 3 არის ბაზა, ზომიერად ძლიერი აღმდგენი აგენტი და ეფექტური კომპლექსური აგენტი კათიონებთან მიმართებაში ვაკანტური შემაკავშირებელი ორბიტალებით.

პროცესის ფიზიკურ-ქიმიური საფუძველი . ელემენტებიდან ამიაკის სინთეზი ხორციელდება რეაქციის განტოლების მიხედვით

N2 +3H2 =2NH3; ?ჰ<0

რეაქცია შექცევადია, ეგზოთერმული, ხასიათდება დიდი უარყოფითი ენთალპიის ეფექტით (?H = -91,96 კჯ/მოლი) და მაღალ ტემპერატურაზე ხდება კიდევ უფრო ეგზოთერმული (?H = -112,86 კჯ/მოლი). ლე შატელიეს პრინციპის მიხედვით, გაცხელებისას წონასწორობა გადადის მარცხნივ, ამიაკის მოსავლიანობის შემცირებისკენ. ენტროპიის ცვლილება ამ შემთხვევაშიც უარყოფითია და არ უწყობს ხელს რეაქციას. ?S უარყოფითი მნიშვნელობით, ტემპერატურის მატება ამცირებს რეაქციის წარმოქმნის ალბათობას,

ამიაკის სინთეზის რეაქცია მიმდინარეობს მოცულობის შემცირებით. რეაქციის განტოლების მიხედვით, 4 მოლი საწყისი აირისებრი რეაქტიული ნივთიერებები ქმნის 2 მოლ აირისებრ პროდუქტს. Le Chatelier-ის პრინციპიდან გამომდინარე, შეგვიძლია დავასკვნათ, რომ წონასწორობის პირობებში, ამიაკის შემცველობა ნარევში უფრო მეტი იქნება მაღალი წნევის დროს, ვიდრე დაბალი წნევის დროს.

4. სამიზნე პროდუქტის მახასიათებლები

ფიზიკოქიმიური მახასიათებლები . ამონიუმის ნიტრატი (ამონიუმის ნიტრატი) NH4NO3 მოლეკულური წონაა 80,043; სუფთა პროდუქტი არის უფერო კრისტალური ნივთიერება, რომელიც შეიცავს 60% ჟანგბადს, 5% წყალბადს და 35% აზოტს (თითოეული 17,5% ამიაკისა და ნიტრატის სახით). ტექნიკური პროდუქტი შეიცავს მინიმუმ 34.0% აზოტს.

ამონიუმის ნიტრატის ძირითადი ფიზიკური და ქიმიური თვისებების:

ამონიუმის ნიტრატი, ტემპერატურის მიხედვით, არსებობს ხუთ კრისტალურ მოდიფიკაციაში, რომლებიც თერმოდინამიურად სტაბილურია ატმოსფერულ წნევაზე (ცხრილი). თითოეული მოდიფიკაცია არსებობს მხოლოდ გარკვეულ ტემპერატურულ დიაპაზონში და გადასვლას (პოლიმორფული) ერთი მოდიფიკაციიდან მეორეზე თან ახლავს კრისტალური სტრუქტურის ცვლილება, სითბოს გამოყოფა (ან შთანთქმა), ასევე კონკრეტული მოცულობის, სითბოს სიმძლავრის მკვეთრი ცვლილება. , ენტროპია და სხვ. პოლიმორფული გადასვლები შექცევადია - ენანტიოტროპული.

მაგიდა. ამონიუმის ნიტრატის კრისტალური მოდიფიკაციები

NH 4 NO 3 -H 2 O სისტემა (ნახ. 11-2) ეხება მარტივი ევტექტიკის მქონე სისტემებს. ევტექტიკური წერტილი შეესაბამება 42,4% MH 4 MO 3 კონცენტრაციას და ტემპერატურას -16,9 °C. დიაგრამის მარცხენა ტოტი - წყლის ლიკვიდუსის ხაზი - შეესაბამება NN 4 MO 3 -H 2 O სისტემაში ყინულის გათავისუფლების პირობებს. ლიკვიდუსის მრუდის მარჯვენა განშტოება არის MH 4 MO 3 ხსნადობის მრუდი. წყალში. ამ მრუდს აქვს სამი შესვენების წერტილი, რომელიც შეესაბამება მოდიფიკაციის გადასვლების ტემპერატურას NH 4 NO 3 1 = 11 (125,8 ° C), II = III (84,2 ° C) და 111 = IV (32,2 ° C). დნობის წერტილი (კრისტალიზაცია) უწყლო ამონიუმის ნიტრატი არის 169,6 ° C. მცირდება მარილის ტენიანობის მატებასთან ერთად.

NH 4 NO 3 (Tcrystal, "C) კრისტალიზაციის ტემპერატურის დამოკიდებულება ტენიანობაზე (X,%) 1,5%-მდე აღწერილია განტოლებით:

t crist = 169.6 - 13, 2x (11.6)

ამონიუმის ნიტრატის კრისტალიზაციის ტემპერატურის დამოკიდებულება ამონიუმის სულფატის დამატებით ტენიანობაზე (X,%) 1.5%-მდე და ამონიუმის სულფატი (U, %) 3.0%-მდე გამოიხატება განტოლებით:

t კრისტალი = 169.6 - 13.2X+2, OU. (11.7).

ამონიუმის ნიტრატი იხსნება წყალში და შთანთქავს სითბოს. ქვემოთ მოცემულია სხვადასხვა კონცენტრაციის ამონიუმის ნიტრატის დაშლის სიცხის (Q dist) მნიშვნელობები წყალში 25 ° C ტემპერატურაზე:

C(NH4NO3) % მასები 59,69 47.05 38,84 30,76 22,85 15,09 2,17
Q ხსნარი კჯ/კგ. -202.8 -225.82 -240.45 -256.13 -271.29 -287.49 -320.95

ამონიუმის ნიტრატი ძალიან ხსნადია წყალში, ეთილის და მეთილის სპირტებში, პირიდინში, აცეტონში და თხევად ამიაკში.

ბრინჯი. 11-2. სისტემის მდგომარეობის დიაგრამან.ჰ.4 ნ03 - ჰ20

თერმული დაშლა . ამონიუმის ნიტრატი არის ჟანგვის აგენტი, რომელსაც შეუძლია ხელი შეუწყოს წვას. დახურულ სივრცეში გაცხელებისას, როდესაც თერმული დაშლის პროდუქტების თავისუფლად ამოღება შეუძლებელია, მარილიანმა შეიძლება გარკვეულ პირობებში აფეთქდეს (აფეთქდეს). მას ასევე შეუძლია აფეთქდეს ძლიერი დარტყმების გავლენის ქვეშ, მაგალითად, როდესაც ინიცირებულია ასაფეთქებელი ნივთიერებებით.

110°C-ზე გაცხელების საწყის პერიოდში თანდათან ხდება ნიტრატის ენდოთერმული დაშლა ამიაკისა და აზოტის მჟავაში:

NH 4 NO 3 > NH 3 + HNO 3 - 174.4 კჯ/მოლი. (11.9)

165 °C-ზე წონის დაკლება არ აღემატება 6%-ს/დღეში. დისოციაციის სიჩქარე დამოკიდებულია არა მხოლოდ ტემპერატურაზე, არამედ ნიტრატის ზედაპირსა და მის მოცულობას შორის თანაფარდობაზე, მინარევების შემცველობაზე და ა.შ.

ამიაკი ნაკლებად ხსნადია დნობაში, ვიდრე აზოტის მჟავა, ამიტომ იგი უფრო სწრაფად მოიხსნება; აზოტის მჟავას კონცენტრაცია იზრდება ტემპერატურის მიხედვით განსაზღვრულ წონასწორობამდე. დნობაში აზოტის მჟავას არსებობა განსაზღვრავს თერმული დაშლის ავტოკატალიტიკურ ბუნებას.

ტემპერატურულ დიაპაზონში 200-270 °C, ძირითადად ხდება სუსტად ეგზოთერმული რეაქცია ნიტრატის დაშლის აზოტის ოქსიდში და წყალში:

NH 4 NO 3 > N 2 O+ 2H 2 O + 36.8 კჯ/მოლი. (11.10)

თერმული დაშლის სიჩქარეზე შესამჩნევ გავლენას ახდენს აზოტის დიოქსიდი, რომელიც წარმოიქმნება აზოტის მჟავას თერმული დაშლის დროს, რომელიც წარმოადგენს ამონიუმის ნიტრატის დისოციაციის პროდუქტს.

როდესაც აზოტის დიოქსიდი რეაგირებს ნიტრატთან, წარმოიქმნება აზოტის მჟავა, წყალი და აზოტი:

NH 4 NO 3 + 2NO 2 > N 2 + 2HNO 3 + H 2 O + 232 კჯ/მოლ. (11.11 )

ამ რეაქციის თერმული ეფექტი 6-ჯერ აღემატება ნიტრატის დაშლის რეაქციის თერმულ ეფექტს N 2 O და H 2 O. ამრიგად, მჟავიან ნიტრატში, თუნდაც ჩვეულებრივ ტემპერატურაზე, მნიშვნელოვანი ეგზოთერმული რეაქციის გამო. აზოტის დიოქსიდთან ურთიერთქმედებისას ხდება სპონტანური თერმული დაშლა, რამაც დიდი მასის ამონიუმის ნიტრატი შეიძლება გამოიწვიოს მისი სწრაფი დაშლა.

როდესაც ნიტრატი თბება დახურულ სისტემაში 210-220 °C ტემპერატურაზე, გროვდება ამიაკი, მცირდება აზოტის მჟავას კონცენტრაცია და შესაბამისად დაშლის რეაქცია ძლიერ თრგუნავს.თერმული დაშლის პროცესი პრაქტიკულად ჩერდება, მიუხედავად იმისა, რომ მარილის უმეტესი ნაწილი შეიცავს. ჯერ არ დაიშალა. მაღალ ტემპერატურაზე ამიაკი უფრო სწრაფად იჟანგება, აზოტის მჟავა გროვდება სისტემაში და რეაქცია მიმდინარეობს მნიშვნელოვანი თვითაჩქარებით, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს აფეთქება.

დანამატი ნივთიერებების ამონიუმის ნიტრატი, რომელსაც შეუძლია დაიშალა ამიაკის გამოყოფით (მაგალითად, შარდოვანა და აცეტამიდი), აფერხებს თერმულ დაშლას. ვერცხლის ან ტალიუმის კათიონებით მარილები მნიშვნელოვნად ზრდის რეაქციის სიჩქარეს დნობაში ნიტრატის იონებით კომპლექსების წარმოქმნის გამო. ქლორის იონებს აქვთ ძლიერი კატალიზური ეფექტი თერმული დაშლის პროცესზე. როდესაც ქლორიდის და ამონიუმის ნიტრატის შემცველი ნარევი თბება 220-230 °C-მდე, ძალიან სწრაფი დაშლა იწყება დიდი რაოდენობით აირის გამოყოფით. რეაქციის სიცხის გამო, ნარევის ტემპერატურა მნიშვნელოვნად იზრდება და დაშლა სრულდება მოკლე დროში.

თუ ქლორიდის შემცველი ნარევი შენარჩუნებულია 150-200 ° C ტემპერატურაზე, მაშინ პირველ პერიოდში, რომელსაც ეწოდება ინდუქცია, დაშლა მოხდება მოცემულ ტემპერატურაზე ნიტრატის დაშლის სიჩქარით. ამ პერიოდში, გარდა დაშლისა, მოხდება სხვა პროცესებიც, რის შედეგადაც, კერძოდ, ნარევში მჟავას შემცველობის მატება და მცირე რაოდენობით ქლორის გამოყოფაა. ინდუქციური პერიოდის შემდეგ, დაშლა მიმდინარეობს დიდი სიჩქარით და თან ახლავს ძლიერი სითბოს გამოყოფა და დიდი რაოდენობით ტოქსიკური აირების წარმოქმნა. ქლორიდის მაღალი შემცველობით, ამონიუმის ნიტრატის მთელი მასის დაშლა სწრაფად მთავრდება. ამის გათვალისწინებით, პროდუქტში ქლორიდის შემცველობა მკაცრად შეზღუდულია.

ამონიუმის ნიტრატის წარმოებაში გამოყენებული მექანიზმების მუშაობისას უნდა იქნას გამოყენებული საპოხი მასალები, რომლებიც არ ურთიერთქმედებენ პროდუქტთან და არ ამცირებენ თერმული დაშლის საწყის ტემპერატურას. ამ მიზნით, მაგალითად, VNIINP-282 საპოხი (GOST 24926-81) შეიძლება გამოყენებულ იქნას.

ნაყარად შესანახად ან ჩანთებში შესაფუთად გაგზავნილი პროდუქტის ტემპერატურა არ უნდა აღემატებოდეს 55 °C-ს. კონტეინერად გამოიყენება პოლიეთილენის ან კრაფტის ქაღალდის პარკები. ტემპერატურა, რომლითაც იწყება პოლიეთილენისა და კრაფტის ქაღალდის ამონიუმის ნიტრატით დაჟანგვის აქტიური პროცესები, არის შესაბამისად 270-280 და 220-230 °C. ცარიელი პლასტმასის და კრაფტის ქაღალდის პარკები უნდა გაიწმინდოს პროდუქტის ნარჩენებისგან და, თუ მათი გამოყენება შეუძლებელია, უნდა დაიწვას.

აფეთქების ენერგიის თვალსაზრისით, ამონიუმის ნიტრატი სამჯერ სუსტია, ვიდრე ასაფეთქებელი ნივთიერებების უმეტესობა. მარცვლოვან პროდუქტს, პრინციპში, შეუძლია აფეთქდეს, მაგრამ დეტონატორის კაფსულით ინიცირება შეუძლებელია; ამისათვის საჭიროა ძლიერი ასაფეთქებელი ნივთიერებების დიდი მუხტი.

ნიტრატის ფეთქებადი დაშლა მიმდინარეობს განტოლების მიხედვით:

NH 4 NO 3 > N 2 + 0.5 O 2 + 2H 2 O + 118 კჯ/მოლი. (11.12)

განტოლების მიხედვით (11.12) აფეთქების სიცხე უნდა იყოს 1.48 მჯ/კგ. თუმცა, გვერდითი რეაქციების წარმოქმნის გამო, რომელთაგან ერთ-ერთი არის ენდოთერმული (11,9), აფეთქების რეალური სითბო არის 0,96 მჯ/კგ და მცირეა ჰექსოგენის აფეთქების სიცხესთან შედარებით (5,45 მჯ). მაგრამ ისეთი დიდი სიმძლავრის პროდუქტისთვის, როგორიცაა ამონიუმის ნიტრატი, უსაფრთხოების უზრუნველსაყოფად მნიშვნელოვანია მისი ფეთქებადი თვისებების გათვალისწინება (თუმცა სუსტი).

სამომხმარებლო მოთხოვნები ინდუსტრიის მიერ წარმოებული ამონიუმის ნიტრატის ხარისხზე აისახება GOST 2-85-ში, რომლის მიხედვითაც იწარმოება ორი კლასის კომერციული პროდუქტი.

გრანულების სიძლიერე განისაზღვრება GOST-21560.2-82 შესაბამისად IPG-1, MIP-10-1 ან OSPG-1M მოწყობილობების გამოყენებით.

ტომრებში შეფუთული გრანულირებული ამონიუმის ნიტრატის მსხვრევადობა განისაზღვრება GOST-21560.5-82 შესაბამისად.

GOST 14702-79-" წყალგაუმტარი"

5. სამიზნე პროდუქტის წარმოების ძირითადი პროცესების ფიზიკურ-ქიმიური დასაბუთება და წარმოების გარემოსდაცვითი უსაფრთხოება.

ამონიუმის ნიტრატის პრაქტიკულად არამდგრადი მიღებისთვის გამოიყენება არაერთი ტექნოლოგიური მეთოდი. ჰიგიროსკოპიული მარილების მიერ ტენის შთანთქმის სიჩქარის შემცირების ეფექტური საშუალებაა მათი გრანულაცია. ერთგვაროვანი გრანულების მთლიანი ზედაპირი ნაკლებია იმავე რაოდენობის წვრილკრისტალური მარილის ზედაპირზე, ამიტომ მარცვლოვანი სასუქები უფრო ნელა შთანთქავენ ტენიანობას ჰაერიდან. ზოგჯერ ამონიუმის ნიტრატი შერწყმულია ნაკლებად ჰიგიროსკოპული მარილებით, მაგალითად ამონიუმის სულფატით.

ამონიუმის ფოსფატები, კალიუმის ქლორიდი და მაგნიუმის ნიტრატი ასევე გამოიყენება როგორც მსგავსი მოქმედების დანამატები. ამონიუმის ნიტრატის წარმოების პროცესი ეფუძნება ჰეტეროგენულ რეაქციას აირისებრ ამიაკსა და აზოტის მჟავას ხსნარს შორის:

NH 3 + HNO 3 = NH 4 NO 3

?H = -144,9 კჯ (VIII)

ქიმიური რეაქცია ხდება მაღალი სიჩქარით; სამრეწველო რეაქტორში ის შემოიფარგლება გაზის სითხეში დაშლით, დიფუზიის დათრგუნვის შესამცირებლად რეაგენტების შერევას დიდი მნიშვნელობა აქვს.

პროცესის განხორციელების ინტენსიური პირობები დიდწილად შეიძლება უზრუნველყოფილი იყოს აპარატის დიზაინის შემუშავებისას. რეაქცია (VIII) ტარდება მუდმივად მოქმედ ITN აპარატში (განეიტრალების სითბოს გამოყენებით). რეაქტორი არის ვერტიკალური ცილინდრული აპარატი, რომელიც შედგება რეაქციისა და გამოყოფის ზონებისგან. რეაქციის ზონაში არის მინა /, რომლის ქვედა ნაწილში არის ხვრელები ხსნარის მიმოქცევისთვის. ბუშტი მდებარეობს შუშის შიგნით ხვრელების ოდნავ ზემოთ 2 ამიაკის გაზის მიწოდებისთვის, მის ზემოთ არის ბუშტუკი 3 აზოტმჟავას მიწოდებისთვის. რეაქციის ორთქლი-თხევადი ნარევი გამოდის სარეაქციო შუშის ზემოდან; ხსნარის ნაწილი ამოღებულია ITN აპარატიდან და შედის საბოლოო ნეიტრალიზატორში, ხოლო დანარჩენი (მიმოქცევა) ისევ ქვევით ჩადის. ორთქლის-თხევადი ნარევიდან გამოთავისუფლებული წვენის ორთქლი ირეცხება თავსახურ ფირფიტებზე 6 ამონიუმის ნიტრატის ხსნარისა და აზოტის მჟავას ორთქლის 20%-იანი ნიტრატის ხსნარით, შემდეგ კი წვენის ორთქლის კონდენსატით.

რეაქციის სიცხე (VIII) გამოიყენება წყლის ნაწილობრივი აორთქლების მიზნით რეაქციული ნარევიდან (აქედან გამომდინარე, აპარატის სახელწოდება - ITN). ტემპერატურის სხვაობა აპარატის სხვადასხვა ნაწილში იწვევს რეაქციის ნარევის უფრო ინტენსიურ ცირკულაციას.

ამონიუმის ნიტრატის წარმოების ტექნოლოგიური პროცესი, გარდა აზოტის მჟავას ამიაკით ნეიტრალიზაციის ეტაპისა, მოიცავს აგრეთვე ნიტრატის ხსნარის აორთქლების ეტაპებს, დნობის გრანულაციას, გრანულების გაციებას, გრანულების დამუშავებას ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებებით. , ნიტრატების შეფუთვა, შენახვა და ჩატვირთვა, გაზის გამონაბოლქვი და ჩამდინარე წყლების გაწმენდა.

ნახ. ნაჩვენებია ამონიუმის ნიტრატის AS-72 წარმოების თანამედროვე დიდი სიმძლავრის ბლოკის დიაგრამა 1360 ტონა/დღეში. საწყისი 58-60% აზოტის მჟავა თბება გამათბობელში / 70-80-მდე წვენის ორთქლით ITN აპარატიდან 3 და იგზავნება გასანეიტრალებლად. მოწყობილობების წინ 3 ფოსფორისა და გოგირდის მჟავებს უმატებენ აზოტმჟავას ისეთი რაოდენობით, რომ მზა პროდუქტი შეიცავს 0,3-0,5% P 2 O 5 და 0,05-0,2% ამონიუმის სულფატს.

განყოფილება შეიცავს ორ ITN მოწყობილობას, რომლებიც მუშაობენ პარალელურად. გარდა აზოტის მჟავისა, მათ მიეწოდება ამიაკის აირი, წინასწარ გაცხელებული გამათბობელში. 2 ორთქლის კონდენსატი 120-130 °C-მდე. მიწოდებული აზოტის მჟავისა და ამიაკის ოდენობა რეგულირდება ისე, რომ ITN აპარატიდან გასასვლელში ხსნარს აქვს მჟავის უმნიშვნელო ჭარბი რაოდენობა (2-5 გ/ლ), რაც უზრუნველყოფს ამიაკის სრულ შეწოვას.

აპარატში თბება აზოტმჟავა (58-60%) 2 80-90 °C-მდე წვენის ორთქლით ITN აპარატიდან 8. ამიაკის გაზი გამათბობელში 1 თბება ორთქლის კონდენსატით 120-160°C-მდე. აზოტის მჟავა და აირისებრი ამიაკი ავტომატურად კონტროლირებადი თანაფარდობით შედიან პარალელურად მოქმედი ორი ITN 5 აპარატის რეაქციის ნაწილებში. 89-92% NH 4 NO 3 ხსნარს, რომელიც ტოვებს ITN აპარატს 155-170 °C ტემპერატურაზე, აქვს აზოტის მჟავას ჭარბი რაოდენობა 2-5 გ/ლ ფარგლებში, რაც უზრუნველყოფს ამიაკის სრულ შეწოვას.

აპარატის ზედა ნაწილში, წვენის ორთქლი სარეაქციო ნაწილიდან ირეცხება ამონიუმის ნიტრატის წვეთებისგან; HNO 3 და NH 3 ორთქლები სარეცხი სკრაბერიდან ამონიუმის ნიტრატის 20% ხსნარით 18 და წვენის ორთქლის კონდენსატი აზოტის მჟავას გამაცხელებლიდან 2, რომლებიც ემსახურება აპარატის ზედა ნაწილის თავსახურ ფირფიტებს. წვენის ორთქლის ნაწილი გამოიყენება გამათბობელ 2-ში აზოტის მჟავის გასათბობად და მისი დიდი ნაწილი იგზავნება სარეცხი სკრაბერში. 18, სადაც იგი შერეულია გრანულაციის კოშკის ჰაერთან, ორთქლის-ჰაერის ნარევით ევაპორატორიდან. 6 და გარეცხილი სკრაბერის სარეცხი ფირფიტებზე. გარეცხილი ორთქლი-ჰაერის ნარევი ატმოსფეროში გამოიყოფა ვენტილატორით 19.

გამოსავალი ITN მოწყობილობებიდან 8 თანმიმდევრულად გადის ნეიტრალიზატორში 4 და კონტროლის ნეიტრალიზატორი 5. ნეიტრალიზატორისკენ 4 გოგირდის და ფოსფორის მჟავების დოზირება ხდება იმ რაოდენობით, რომ მზა პროდუქტი შეიცავს 0.05-0.2% ამონიუმის სულფატს და 0.3-0.5% P20s. დგუშის ტუმბოების მიერ მჟავების დოზა რეგულირდება დანადგარის დატვირთვის მიხედვით.

ჭარბი NMO3-ის ნეიტრალიზაციის შემდეგ ამონიუმის ნიტრატის ხსნარში ITN მოწყობილობებიდან და გოგირდის და ფოსფორის მჟავების შეყვანის შემდეგ ნეიტრალიზატორ 4-ში, ხსნარი გადის საკონტროლო შემდგომ ნეიტრალიზატორს. 5 (სადაც ამიაკი ავტომატურად მიეწოდება მხოლოდ ნეიტრალიზატორიდან მჟავას გაჟონვის შემთხვევაში 4) და შედის აორთქლებაში 6. AS-67 განყოფილებისგან განსხვავებით, აორთქლების ზედა ნაწილი 6 აღჭურვილია ორი საცრის სარეცხი ფირფიტით, რომლებზედაც მიეწოდება ორთქლის კონდენსატი, რეცხავს ორთქლის ჰაერის ნარევს ამონიუმის ნიტრატიდან ევაპორატორიდან.

ნიტრატი დნება ევაპორატორიდან 6, წყლის დალუქვისა და ნეიტრალიზატორის გავლით 9 და ფილტრი 10, შედის ტანკში 11, სადაც ის მოდის წყალქვეშა ტუმბოდან 12 მიეწოდება მილსადენის საშუალებით დარტყმის საწინააღმდეგო საქშენით წნევის ავზში 15, შემდეგ კი გრანულატორებს 16 ან 17. დნობის სატუმბი დანადგარის უსაფრთხოება უზრუნველყოფილია დნობის ტემპერატურის ავტომატური შენარჩუნების სისტემით მისი აორთქლების დროს აორთქლებაში (არაუმეტეს 190 °C), ნეიტრალიზატორის შემდეგ დნობის გარემოს კონტროლისა და რეგულირების გზით. 9 (0,1-0,5 გ/ლ NH 3 ფარგლებში), ავზში დნობის ტემპერატურის კონტროლით. 11, ტუმბოს კორპუსი 12 და წნევის მილსადენი. თუ პროცესის მარეგულირებელი პარამეტრები გადახრილია, დნობის ტუმბო ავტომატურად ჩერდება და დნება ავზებში. 11 და აორთქლება 6 როდესაც ტემპერატურა იზრდება, განზავდეს კონდენსატით.

გრანულაციას უზრუნველყოფს ორი ტიპის გრანულატორი: ვიბროაკუსტიკური 16 და მონოდისპერსი 17. ვიბროაკუსტიკური გრანულატორები, რომლებიც გამოიყენება ფართომასშტაბიან ერთეულებზე, აღმოჩნდა უფრო საიმედო და მოსახერხებელი გამოსაყენებლად.

დნობა გრანულირებულია მართკუთხა ლითონის კოშკში 20 გეგმის ზომებით 8x11 მ. გრანულების ფრენის სიმაღლეა 55 მ, რაც უზრუნველყოფს 2-3 მმ დიამეტრის გრანულების კრისტალიზაციას და გაციებას 90-120 ° C-მდე, ზაფხულში ჰაერის საწინააღმდეგო ნაკადით 500 ათასამდე. მ/სთ და ზამთარში (დაბალ ტემპერატურაზე) 300-400 ათას მ/სთ-მდე. კოშკის ბოლოში არის მიმღები კონუსები, საიდანაც გრანულები გადადის ქამარი კონვეიერით. 21 იგზავნება CC გაგრილების აპარატში 22.

გაგრილების აპარატი 22 დაყოფილია სამ ნაწილად ავტონომიური ჰაერის მიწოდებით, თხევადი საწოლის ღეროს თითოეული მონაკვეთის ქვეშ. მის სათავეში არის ჩაშენებული ეკრანი, რომელიც აცრის გრანულატორების მუშაობის რეჟიმის დარღვევის შედეგად წარმოქმნილ ნიტრატის სიმსივნეებს. სიმსივნეები იგზავნება დასაშლელად. ჰაერი მიეწოდება გაგრილების აპარატის სექციებს ვენტილატორებით 23, თბება აპარატში 24 ITN მოწყობილობებიდან წვენის ორთქლის სითბოს გამო. გათბობა ტარდება მაშინ, როდესაც ატმოსფერული ტენიანობა 60%-ზე მეტია, ხოლო ზამთარში გრანულების უეცარი გაგრილების თავიდან ასაცილებლად. ამონიუმის ნიტრატის გრანულები თანმიმდევრულად გადის გაგრილების აპარატის ერთ, ორ ან სამ განყოფილებაში, რაც დამოკიდებულია განყოფილების დატვირთვაზე და გარემო ჰაერის ტემპერატურაზე. მარცვლოვანი პროდუქტისთვის რეკომენდებული გაგრილების ტემპერატურა ზამთარში 27 °C-ზე დაბალია, ზაფხულში 40-50 °C-მდე. სამხრეთ რეგიონებში დანადგარების მუშაობისას, სადაც დღეების მნიშვნელოვანი რაოდენობა ჰაერის ტემპერატურა აღემატება 30 °C-ს, გაგრილების აპარატის მესამე განყოფილება მუშაობს წინასწარ გაცივებულ ჰაერზე (აორთქლებადი ამიაკის სითბოს გადამცვლელში). თითოეულ მონაკვეთზე მიწოდებული ჰაერის რაოდენობაა 75-80 ათასი მ³/სთ. ვენტილატორის წნევა 3.6 კპა. გამონაბოლქვი ჰაერი აპარატის განყოფილებებიდან 45-60°C ტემპერატურაზე, რომელიც შეიცავს 0,52 გ/მ3-მდე ამონიუმის ნიტრატის მტვერს, იგზავნება გრანულაციის კოშკში, სადაც მას ურევენ ატმოსფერულ ჰაერს და მიეწოდება გასარეცხად. სარეცხი სკრაბერი 18.

გაცივებული პროდუქტი იგზავნება საწყობში ან სურფაქტანტით (NP დისპერსანტი) დასამუშავებლად, შემდეგ კი ნაყარად გადასაზიდად ან ჩანთებში შესაფუთად. NF დისპერსანტით მკურნალობა ტარდება ღრუ აპარატში 27 ცენტრალურად განლაგებული საქშენით, რომელიც ასხურებს გრანულების რგოლურ ვერტიკალურ ნაკადს, ან მბრუნავ ბარაბანში. მარცვლოვანი პროდუქტის დამუშავების ხარისხი ყველა გამოყენებულ მოწყობილობაში აკმაყოფილებს GOST 2-85-ის მოთხოვნებს.

გრანულირებული ამონიუმის ნიტრატი ინახება საწყობში 11 მ-მდე სიმაღლის გროვად.მომხმარებლამდე მიტანამდე ნიტრატი იკვებება საწყობიდან საცრისთვის. არასტანდარტული პროდუქტი იხსნება, ხსნარი უბრუნდება პარკს. სტანდარტული პროდუქტი მუშავდება NF დისპერსანტით და მიეწოდება მომხმარებლებს.

გოგირდის და ფოსფორის მჟავების ავზები და მათი დოზირების სატუმბი აღჭურვილობა მოწყობილია ცალკე ერთეულში. ცენტრალური საკონტროლო პუნქტი, ელექტრო ქვესადგური, ლაბორატორია, სერვისი და საყოფაცხოვრებო ფართები განლაგებულია ცალკე შენობაში.

გამოქვეყნებულია Allbest.ru-ზე

...

მსგავსი დოკუმენტები

ამონიუმის ნიტრატის ფიზიკურ-ქიმიური თვისებები. ამიაკის და აზოტის მჟავისგან ამონიუმის ნიტრატის წარმოების ძირითადი ეტაპები. ნეიტრალიზაციის სადგურები, რომლებიც მუშაობენ ატმოსფერულ წნევაზე და მუშაობენ ვაკუუმში. ნარჩენების გადამუშავება და ნეიტრალიზაცია.

კურსის სამუშაო, დამატებულია 03/31/2014


წარმოებული პროდუქტების, ნედლეულისა და წარმოებისთვის მასალების მახასიათებლები. ამონიუმის ნიტრატის წარმოების ტექნოლოგიური პროცესი. აზოტის მჟავის ნეიტრალიზაცია ამიაკის გაზით და აორთქლება მაღალ კონცენტრირებულ დნობამდე.

კურსის სამუშაო, დამატებულია 19/01/2016


გრანულირებული ამონიუმის ნიტრატის წარმოების ავტომატიზაცია. წვენების ორთქლის მიწოდების ხაზში წნევის სტაბილიზაციის სქემები და ბარომეტრული კონდენსატორიდან ორთქლის კონდენსატის ტემპერატურის რეგულირება. ვაკუუმური ტუმბოს გასასვლელ ხაზში წნევის მონიტორინგი.

კურსის სამუშაო, დამატებულია 01/09/2014


ამონიუმის ნიტრატი არის ჩვეულებრივი და იაფი აზოტის სასუქი. მისი წარმოების არსებული ტექნოლოგიური სქემების მიმოხილვა. ამონიუმის ნიტრატის წარმოების მოდერნიზაცია კომპლექსური აზოტ-ფოსფატური სასუქის წარმოებით OJSC Cherepovets Azot-ში.

დისერტაცია, დამატებულია 02/22/2012


ნედლეულისა და აზოტის მჟავის წარმოებისთვის დამხმარე მასალების მახასიათებლები. მიღებული საწარმოო სქემის შერჩევა და დასაბუთება. ტექნოლოგიური სქემის აღწერა. პროცესების მატერიალური ნაშთების გამოთვლები. ტექნოლოგიური პროცესის ავტომატიზაცია.

დისერტაცია, დამატებულია 24/10/2011


განზავებული აზოტის მჟავის წარმოების სამრეწველო მეთოდები. კატალიზატორები ამიაკის დაჟანგვისთვის. გაზის ნარევის შემადგენლობა. ამიაკის ოპტიმალური შემცველობა ამიაკის ჰაერის ნარევში. აზოტის მჟავას სისტემების სახეები. რეაქტორის მატერიალური და თერმული ბალანსის გაანგარიშება.

კურსის სამუშაო, დამატებულია 03/14/2015


აზოტის მჟავას წარმოების თანამედროვე მეთოდების მიმოხილვა. ინსტალაციის ტექნოლოგიური სქემის აღწერა, ძირითადი აპარატისა და დამხმარე აღჭურვილობის დიზაინი. ნედლეულისა და მზა პროდუქციის, ქვეპროდუქტებისა და წარმოების ნარჩენების მახასიათებლები.

ნაშრომი, დამატებულია 11/01/2013


ამიაკის სინთეზის კატალიზატორების წარმოება და გამოყენება. ოქსიდის კატალიზატორის სტრუქტურა, მისი შემცირების პირობების გავლენა აქტივობაზე. აღდგენის მექანიზმი და კინეტიკა. თერმოგრავიმეტრული ინსტალაცია ამიაკის სინთეზის კატალიზატორების აღდგენისთვის.

ნაშრომი, დამატებულია 16/05/2011


გრანულატორების აღწერა ნაყარი მასალების გრანულაციისა და შერევისთვის, დატენიანებული ფხვნილები და პასტები. ამონიუმის ნიტრატისა და შარდოვანაზე დაფუძნებული რთული სასუქების წარმოება. ნაწილაკებს შორის კავშირების გაძლიერება გაშრობით, გაგრილებით და პოლიმერიზაციით.

კურსის სამუშაო, დამატებულია 03/11/2015


ამიაკის წარმოების ეტაპის ტექნოლოგია და ქიმიური რეაქციები. სასუქი, სინთეზის პროდუქტი. ნახშირორჟანგიდან გარდაქმნილი აირის გაწმენდის ტექნოლოგიის ანალიზი, არსებული პრობლემები და გამოვლენილი წარმოების პრობლემების გადაჭრის გზების შემუშავება.

9.4. ამონიუმის ნიტერატის წარმოება

ამონიუმის ნიტრატი არის აზოტოვანი სასუქების ერთ-ერთი ძირითადი სახეობა; შეიცავს მინიმუმ 34,2% აზოტს. გრანულირებული ამონიუმის ნიტრატის წარმოების ნედლეული არის არაკონცენტრირებული 58-60% აზოტის მჟავა და აირისებრი ამიაკი.

კონდიცირების დანამატად გამოიყენება 92,5% გოგირდის მჟავა, რომელიც ანეიტრალებს ამიაკით აზოტის მჟავასთან ერთად ამონიუმის სულფატამდე. მზა გრანულების შესხურებისთვის გამოიყენება სურფაქტანტი - "NF" დისპერსანტის 40% წყალხსნარი.

ამონიუმის ნიტრატის წარმოების ძირითადი ეტაპებია: აზოტის მჟავის ნეიტრალიზაცია ამიაკის გაზით; მაღალკონცენტრირებული ამონიუმის ნიტრატის დნობის მიღება; დნობის გრანულაცია; ამონიუმის ნიტრატის გრანულების გაგრილება; გრანულების დამუშავება სურფაქტანტით - დისპერსანტი "NF"; ჰაერისა და წვენის ორთქლის გაწმენდა ატმოსფეროში გაშვებამდე; მზა პროდუქტის შეფუთვა და შენახვა.

ქვემოთ განვიხილავთ პირველი ეტაპის ავტომატიზაციას - აზოტის მჟავას ამიაკით განეიტრალებას - რაც დიდწილად განსაზღვრავს შემდგომი ეტაპების მუშაობის რეჟიმებს.

პროცესის ტექნოლოგიური დიაგრამა.აზოტის მჟავა წინასწარ თბება სითბოს გადამცვლელში 1 (ნახ. 9.8) 70-80 °C ტემპერატურაზე წვენის ორთქლით აპარატიდან 2 ნეიტრალიზაცია (ITN), ამიაკის გაზი თბება სითბოს გადამცვლელში 3 და შემდეგ შედის აპარატში 2. გახურებული აზოტის მჟავა შედის მიქსერში 4, სადაც ასევე მიეწოდება გოგირდის და ფოსფორის მჟავები. გოგირდმჟავას დოზირება ხდება ისე, რომ მზა პროდუქტში ამონიუმის სულფატის შემცველობა 0,3-0,7%-ის ფარგლებშია. შემდეგ მჟავების ნარევი შედის გათბობის აპარატში, სადაც ატმოსფეროსთან ახლოს ზეწოლის ქვეშ, 155-165 °C ტემპერატურაზე, ტარდება აზოტის მჟავას ამიაკით ნეიტრალიზაციის პროცესი:

აზოტის მჟავა და ამიაკი დოზირებულია ისე, რომ ITN აპარატიდან გასასვლელში ხსნარს აქვს გარკვეული ჭარბი აზოტის მჟავა (2-5 გ/ლ ფარგლებში), რაც აუცილებელია რეაქციის ზონაში ამიაკის სრული შეწოვის უზრუნველსაყოფად. . ITN აპარატის გამოყოფის ზონაში, წვენის ორთქლი გამოყოფილია მდუღარე ხსნარიდან და გასაწმენდად მიდის ITN აპარატის სარეცხი ზონაში, რომელიც შედგება ოთხი ფირფიტისა და ჩახშობის ხაფანგისაგან. წვენის ორთქლის კონდენსატი მიეწოდება ზედა ფირფიტას. ITN აპარატიდან გასასვლელში წვენის ორთქლი შეიცავს 2-5 გ/ლ NH 4 NO 3, 1-2 გ/ლ HNO 3; თუ სარეცხი პროცესი სწორად ჩატარდა, ორთქლში ამიაკი არ არის.

ITN აპარატში წარმოქმნილი 92-93% ამონიუმის ნიტრატის ხსნარი ოდნავ განზავებულია აპარატის სარეცხი ნაწილის ხსნარებით და 89-91% კონცენტრაციით იგზავნება საბოლოო ნეიტრალიზატორში. 5 , სადაც ამიაკი მიეწოდება ჭარბი მჟავას გასანეიტრალებლად და ტუტე ხსნარის შესაქმნელად (ჭარბი ამიაკი უნდა შენარჩუნდეს თავისუფალი NH 3-ის 0,1 გ/ლ ფარგლებში). შემდეგი, ამონიუმის ნიტრატის ხსნარი იგზავნება აორთქლების განყოფილებაში.

პროცესის ავტომატიზაცია.ნეიტრალიზაციის ეტაპზე, პროცესის ავტომატური კონტროლის სისტემის ამოცანაა შეინარჩუნოს ამიაკის და აზოტის მჟავას ნაკადების თანაფარდობა ITN აპარატში; ამონიუმის ნიტრატის ხსნარის მოცემული pH-ის შენარჩუნება ITN აპარატში; ამონიუმის ნიტრატის ხსნარის ტუტე რეაქციის უზრუნველყოფა აორთქლების შესასვლელში სრული ნეიტრალიზაციის შემდეგ.

კონტროლის სისტემისთვის წამყვანი პარამეტრებია ამიაკის გაზის პარამეტრები. გარე ქსელში ამიაკის წნევის რყევების გავლენის თავიდან ასაცილებლად ნეიტრალიზაციის პროცესის რეგულირების ხარისხზე, ამიაკის გაზის წნევა ავტომატურად შენარჩუნებულია ამონიუმის ნიტრატის ერთეულის შესასვლელთან. ამიაკის ნაკადი ITN აპარატში შენარჩუნებულია ავტომატურად ნაკადის რეგულატორის გამოყენებით 6, საკონტროლო სარქველზე მოქმედებით 7 .

სატუმბი აპარატში აზოტის მჟავის მიწოდება ავტომატურად რეგულირდება მოცემული თანაფარდობით ამიაკის ნაკადის სიჩქარესთან დინების კოეფიციენტის რეგულატორის გამოყენებით. 8 გავლენა საკონტროლო სარქველზე 9. გოგირდის და ფოსფორის მჟავების მიწოდება ავტომატურად რეგულირდება მოცემულ თანაფარდობაში აზოტის მჟავას მოხმარებით ნაკადის თანაფარდობის რეგულატორების გამოყენებით. 10 და 11 და საკონტროლო სარქველები 12 და 13 .

აზოტის მჟავისა და ამიაკის მოხმარების თანაფარდობა წინასწარ განსაზღვრავს მჟავას გარკვეულ სიჭარბეს, რათა აკონტროლოს და დაარეგულირებს ამონიუმის ნიტრატის ხსნარის pH-ის მუდმივი მონიტორინგი სატუმბი აპარატის გამოსავალზე. ხსნარში მითითებული ჭარბი აზოტის მჟავა ავტომატურად ინარჩუნებს pH რეგულატორის მიერ 14 , სატუმბი სადგურისთვის ამიაკის მიწოდების რეგულირება საკონტროლო სარქვლის გამოყენებით 15 დამონტაჟებულია ამიაკის შემოვლითი ხაზზე, რომელიც ატარებს მცირე რაოდენობით ამიაკის (მთლიანი ნაკადის რამდენიმე პროცენტს). ასეთი სისტემა უზრუნველყოფს ნეიტრალიზაციის პროცესის კარგ ხარისხის კონტროლს.

ITN აპარატის სარეცხი ნაწილში წვენის ორთქლის მაქსიმალური შესაძლო გაწმენდის უზრუნველსაყოფად, წვენის ორთქლის კონდენსატის მიწოდება ზედა ფირფიტაზე ავტომატურად რეგულირდება. კონდენსატის დიდი მარაგი არასასურველია, რათა თავიდან იქნას აცილებული ნიტრატის ხსნარების განზავება მათ აორთქლებამდე, ხოლო კონდენსატის არასაკმარისი მიწოდება გამოავლენს ფირფიტებს, რადგან წვენის ორთქლი გადახურებულია. წვენის ორთქლის კონდენსატის მიწოდება რეგულირდება ტემპერატურის კონტროლერის გამოყენებით 16 გავლენა საკონტროლო სარქველზე 17 . იმის გამო, რომ ამონიუმის ნიტრატის მჟავე ხსნარები არ შეიძლება იკვებებოდეს ამაორთქლებლად, ჭარბი მჟავიანობა ნეიტრალიზებულია ნეიტრალიზატორში. 5 . მასში ამიაკის მიწოდება რეგულირდება რეგულატორის გამოყენებით 18 ხსნარის pH საკონტროლო სარქველზე მოქმედი წინასწარი ნეიტრალიზატორის გამოსასვლელში 19 .

ავტომატური კონტროლის სისტემა უზრუნველყოფს ამიაკის და აზოტის მჟავას გათბობის რეგულირებას ტემპერატურის კონტროლერების გამოყენებით 20 და 21 გავლენა საკონტროლო სარქველებზე 22 და 23 გამაგრილებლის მიწოდება სითბოს გადამცვლელებისთვის 1 და 2 .

ამონიუმის ნიტრატი, ან ამონიუმის ნიტრატი, NH 4 NO 3 არის თეთრი კრისტალური ნივთიერება, რომელიც შეიცავს 35% აზოტს ამონიუმის და ნიტრატის ფორმებში, აზოტის ორივე ფორმა ადვილად შეიწოვება მცენარეთა მიერ. გრანულირებული ამონიუმის ნიტრატი ფართო მასშტაბით გამოიყენება თესვის წინ და ყველა სახის სასუქისთვის. უფრო მცირე მასშტაბით, იგი გამოიყენება ასაფეთქებელი ნივთიერებების წარმოებისთვის.

ამონიუმის ნიტრატი ძალიან ხსნადია წყალში და აქვს მაღალი ჰიგიროსკოპიულობა (ჰაერიდან ტენის შთანთქმის უნარი), რის გამოც სასუქის გრანულები იშლება, კარგავს თავის კრისტალურ ფორმას და ხდება სასუქის შეფუთვა - ნაყარი მასალა იქცევა მყარ მონოლითურ მასად. .

ამონიუმის ნიტრატის წარმოების სქემატური დიაგრამა

ამონიუმის ნიტრატის პრაქტიკულად არამდგრადი მიღებისთვის გამოიყენება არაერთი ტექნოლოგიური მეთოდი. ჰიგიროსკოპიული მარილების მიერ ტენის შთანთქმის სიჩქარის შემცირების ეფექტური საშუალებაა მათი გრანულაცია. ერთგვაროვანი გრანულების მთლიანი ზედაპირი ნაკლებია იმავე რაოდენობის წვრილკრისტალური მარილის ზედაპირზე, ამიტომ მარცვლოვანი სასუქები შთანთქავს ტენიანობას.

ამონიუმის ფოსფატები, კალიუმის ქლორიდი და მაგნიუმის ნიტრატი ასევე გამოიყენება როგორც მსგავსი მოქმედების დანამატები. ამონიუმის ნიტრატის წარმოების პროცესი ეფუძნება ჰეტეროგენულ რეაქციას აირისებრ ამიაკსა და აზოტის მჟავას ხსნარს შორის:

NH 3 +HNO 3 = NH 4 NO 3; ΔН = -144,9 კჯ

ქიმიური რეაქცია ხდება მაღალი სიჩქარით; სამრეწველო რეაქტორში ის შემოიფარგლება გაზის სითხეში დაშლით. დიფუზიის დათრგუნვის შესამცირებლად რეაგენტების მორევას დიდი მნიშვნელობა აქვს.

ამონიუმის ნიტრატის წარმოების ტექნოლოგიური პროცესი, გარდა აზოტის მჟავას ამიაკით ნეიტრალიზაციის ეტაპისა, მოიცავს აგრეთვე ნიტრატის ხსნარის აორთქლების ეტაპებს, დნობის გრანულაციას, გრანულების გაციებას, გრანულების დამუშავებას ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებებით. , ნიტრატების შეფუთვა, შენახვა და ჩატვირთვა, გაზის გამონაბოლქვი და ჩამდინარე წყლების გაწმენდა. ნახ. ნახაზი 8.8 გვიჩვენებს ამონიუმის ნიტრატის AS-72 წარმოების თანამედროვე ფართომასშტაბიანი ერთეულის დიაგრამას 1360 ტონა/დღეში. საწყისი 58-60% აზოტის მჟავა თბება გამათბობელში 70-80°C-მდე წვენის ორთქლით ITN 3 აპარატიდან და მიეწოდება გასანეიტრალებლად. მე-3 აპარატამდე ფოსფორისა და გოგირდის მჟავებს უმატებენ აზოტის მჟავას იმ რაოდენობით, რომ მზა პროდუქტი შეიცავს 0,3-0,5% P 2 O 5 და 0,05-0,2% ამონიუმის სულფატს. განყოფილება შეიცავს ორ ITN მოწყობილობას, რომლებიც მუშაობენ პარალელურად. გარდა აზოტის მჟავისა, მათ მიეწოდება ამიაკის გაზი, რომელიც წინასწარ თბება გამათბობელ 2-ში ორთქლის კონდენსატით 120-130°C-მდე. მიწოდებული აზოტის მჟავისა და ამიაკის ოდენობა რეგულირდება ისე, რომ სატუმბი აპარატიდან გასასვლელში ხსნარს ჰქონდეს მჟავის უმნიშვნელო ჭარბი რაოდენობა (2-5 გ/ლ), რაც უზრუნველყოფს ამიაკის სრულ შეწოვას.

აპარატის ქვედა ნაწილში ხდება ნეიტრალიზაციის რეაქცია 155-170°C ტემპერატურაზე; ეს წარმოქმნის კონცენტრირებულ ხსნარს, რომელიც შეიცავს 91-92% NH 4 NO 3 . აპარატის ზედა ნაწილში წყლის ორთქლი (ე.წ. წვენის ორთქლი) ირეცხება ამონიუმის ნიტრატისა და აზოტის მჟავას ორთქლის დაფრქვევისგან. წვენის ორთქლის სითბოს ნაწილი გამოიყენება აზოტის მჟავას გასათბობად. შემდეგ წვენის ორთქლი იგზავნება გასაწმენდად და გამოიყოფა ატმოსფეროში.

ნახ.8.8 ამონიუმის ნიტრატის ერთეულის AS-72 დიაგრამა:

1 – მჟავა გამაცხელებელი; 2 – ამიაკის გამაცხელებელი; 3 – ITN მოწყობილობები; 4 – წინასწარი ნეიტრალიზატორი; 5 – აორთქლება; 6 – წნევის ავზი; 7.8 – გრანულატორები; 9.23 – ფანები; 10 – სარეცხი სკრაბერი; 11 – ბარაბანი; 12,14 – კონვეიერები; 13 – ლიფტი; 15 – თხევადი საწოლის აპარატი; 16 – გრანულაციის კოშკი; 17 – კოლექცია; 18, 20 – ტუმბოები; 19 – საცურაო ტანკი; 21 – წყლის ფილტრი; 22 – ჰაერის გამაცხელებელი.

ამონიუმის ნიტრატის მჟავე ხსნარი იგზავნება ნეიტრალიზატორში 4; სადაც ამიაკი მიეწოდება, აუცილებელია დარჩენილ აზოტმჟავასთან რეაგირებისთვის. შემდეგ ხსნარი იკვებება აორთქლება 5-ში. მიღებული დნობა, რომელიც შეიცავს 99,7-99,8% ნიტრატს, გადის ფილტრში 21 175°C ტემპერატურაზე და ცენტრიდანული წყალქვეშა ტუმბო 20 იკვებება წნევის ავზში 6, შემდეგ კი მართკუთხაში. ლითონის გრანულაციის კოშკი 16.

კოშკის ზედა ნაწილში არის გრანულატორები 7 და 8, რომელთა ქვედა ნაწილში ჰაერი მიეწოდება, აციებს ზემოდან ჩამოვარდნილ ნიტრატის წვეთებს. როდესაც ნიტრატის წვეთები 50-55 მ სიმაღლიდან ცვივა და მათ ირგვლივ ჰაერი მოედინება, წარმოიქმნება სასუქის გრანულები. გრანულების ტემპერატურა კოშკიდან გასასვლელში არის 90-110°C; ცხელი გრანულები გაცივებულია თხევადი საწოლის აპარატში 15. ეს არის მართკუთხა აპარატი, რომელსაც აქვს სამი განყოფილება და აღჭურვილია ნახვრეტებით. ვენტილატორები აწვდიან ჰაერს გრილის ქვეშ; ამ შემთხვევაში, იქმნება ნიტრატის გრანულების გათხევადებული ფენა, რომელიც შემოდის კონვეიერის მეშვეობით გრანულაციის კოშკიდან. გაციების შემდეგ ჰაერი შედის გრანულაციის კოშკში. ამონიუმის ნიტრატის გრანულები იკვებება კონვეიერით 14 მბრუნავ ბარაბანში ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებებით დასამუშავებლად. შემდეგ მზა სასუქი იგზავნება შეფუთვაში კონვეიერის 12-ით.

გრანულაციის კოშკიდან გამომავალი ჰაერი დაბინძურებულია ამონიუმის ნიტრატის ნაწილაკებით, ხოლო ნეიტრალიზატორის წვენის ორთქლი და აორთქლების ორთქლი-ჰაერის ნარევი შეიცავს ამიაკის და აზოტის მჟავას ურეაქციოდ, აგრეთვე ამონიუმის ნიტრატის ნაწილაკებს.

ამ ნაკადების გასაწმენდად გრანულაციის კოშკის ზედა ნაწილში არის ექვსი პარალელურად მოქმედი სარეცხი სკრაბერი მე-10 ტიპის ფირფიტაზე, მორწყული ამონიუმის ნიტრატის 20-30%-იანი ხსნარით, რომელსაც მიეწოდება ტუმბო 18 კოლექციიდან 17. ნაწილი. ამ ხსნარიდან იხსნება ITN ნეიტრალიზატორში წვენის ორთქლის გასარეცხად, შემდეგ შერეულია ნიტრატის ხსნარში და, შესაბამისად, გამოიყენება პროდუქტების წარმოებისთვის. გაწმენდილი ჰაერი იწოვება გრანულაციის კოშკიდან ვენტილატორი 9-ით და გამოიყოფა ატმოსფეროში.

თქვენი კარგი სამუშაოს გაგზავნა ცოდნის ბაზაში მარტივია. გამოიყენეთ ქვემოთ მოცემული ფორმა

სტუდენტები, კურსდამთავრებულები, ახალგაზრდა მეცნიერები, რომლებიც იყენებენ ცოდნის ბაზას სწავლასა და მუშაობაში, ძალიან მადლობლები იქნებიან თქვენი.

გამოქვეყნებულია http://www.allbest.ru/

რუსეთის ფედერაციის განათლებისა და მეცნიერების სამინისტრო

სახელმწიფო საგანმანათლებლო დაწესებულება

უმაღლესი პროფესიული განათლება

"ტვერის სახელმწიფო ტექნიკური უნივერსიტეტი"

TPM-ის დეპარტამენტი

კურსის მუშაობა

დისციპლინაში: "ზოგადი ქიმიური ტექნოლოგია"

ამონიუმის ნიტრატის წარმოება

• შინაარსი

შესავალი

2. წარმოების მეთოდები

3. ამიაკის და აზოტის მჟავისგან ამონიუმის ნიტრატის წარმოების ძირითადი ეტაპები

3.1 ამონიუმის ნიტრატის ხსნარების მომზადება

3.1.1 ნეიტრალიზაციის პროცესის საფუძვლები

3. 1 5 ძირითადი აღჭურვილობა

4. მასალისა და ენერგიის გამოთვლები

5. თერმოდინამიკური გამოთვლა

6. ნარჩენების გადამუშავება და განეიტრალება ამონიუმის ნიტრატის წარმოებაში

დასკვნა

გამოყენებული წყაროების სია

დანართი A

შესავალი

ბუნებაში და ადამიანის ცხოვრებაში აზოტი ძალიან მნიშვნელოვანია. იგი შედის ცილოვან ნაერთებში (16-18%), რომლებიც წარმოადგენს მცენარეთა და ცხოველთა სამყაროს საფუძველს. ადამიანი ყოველდღიურად მოიხმარს 80-100 გ ცილას, რაც შეესაბამება 12-17 გ აზოტს.

მცენარის ნორმალური განვითარებისთვის საჭიროა მრავალი ქიმიური ელემენტი. მთავარია ნახშირბადი, ჟანგბადი, წყალბადი, აზოტი, ფოსფორი, მაგნიუმი, გოგირდი, კალციუმი, კალიუმი და რკინა. მცენარის პირველი სამი ელემენტი მიიღება ჰაერიდან და წყლისგან, დანარჩენი კი მიწიდან.

აზოტი განსაკუთრებით მნიშვნელოვან როლს ასრულებს მცენარეთა მინერალურ კვებაში, თუმცა მისი საშუალო შემცველობა მცენარეულ მასაში არ აღემატება 1,5%-ს. აზოტის გარეშე ვერც ერთი მცენარე ვერ იცხოვრებს და ვერ განვითარდება ნორმალურად.

აზოტი არა მხოლოდ მცენარეული ცილების, არამედ ქლოროფილის კომპონენტია, რომლის დახმარებით მცენარეები მზის ენერგიის გავლენით შთანთქავენ ნახშირორჟანგს ატმოსფეროში ნახშირორჟანგიდან.

ბუნებრივი აზოტის ნაერთები წარმოიქმნება ორგანული ნარჩენების დაშლის ქიმიური პროცესების შედეგად, ელვისებური გამონადენის დროს, აგრეთვე ბიოქიმიურად სპეციალური ბაქტერიების - Azotobacter-ის მოქმედების შედეგად, რომლებიც პირდაპირ შთანთქავენ აზოტს ჰაერიდან. იგივე უნარს ფლობს კვანძოვანი ბაქტერიები, რომლებიც ცხოვრობენ პარკოსანი მცენარეების (ბარდა, იონჯა, ლობიო, სამყურა და სხვ.) ფესვებში.

სასოფლო-სამეურნეო კულტურების განვითარებისათვის საჭირო აზოტისა და სხვა საკვები ნივთიერებების მნიშვნელოვანი რაოდენობა ყოველწლიურად გამოიყოფა მიწიდან მიღებული მოსავლით. გარდა ამისა, ზოგიერთი საკვები ნივთიერება იკარგება მიწისქვეშა და წვიმის წყლებით მათი გამორეცხვის შედეგად. ამიტომ მოსავლიანობის შემცირებისა და ნიადაგის გამოფიტვის თავიდან ასაცილებლად აუცილებელია მისი შევსება საკვები ნივთიერებებით სხვადასხვა სახის სასუქების შეტანით.

ცნობილია, რომ თითქმის ყველა სასუქს აქვს ფიზიოლოგიური მჟავიანობა ან ტუტე. ამის მიხედვით მას შეუძლია ნიადაგზე მჟავე ან ტუტე ეფექტი მოახდინოს, რაც მხედველობაში მიიღება გარკვეული სასოფლო-სამეურნეო კულტურების გამოყენებისას.

სასუქები, რომელთა ტუტე კათიონებს მცენარეები უფრო სწრაფად იღებენ ნიადაგიდან, იწვევს მჟავიანობას; მცენარეები, რომლებიც უფრო სწრაფად მოიხმარენ მჟავე ანიონებს სასუქებიდან, ხელს უწყობენ ნიადაგის ალკალიზაციას.

აზოტოვანი სასუქები, რომლებიც შეიცავს ამონიუმის კატიონს NH4 (ამონიუმის ნიტრატი, ამონიუმის სულფატი) და ამიდური ჯგუფის NH2 (შარდოვანა) ამჟავებს ნიადაგს. ამონიუმის ნიტრატის მჟავიანობის ეფექტი უფრო სუსტია, ვიდრე ამონიუმის სულფატი.

ნიადაგის ბუნებიდან, კლიმატური და სხვა პირობებიდან გამომდინარე, სხვადასხვა კულტურებისთვის საჭიროა აზოტის სხვადასხვა რაოდენობა.

აზოტოვანი სასუქების ასორტიმენტში მნიშვნელოვანი ადგილი უჭირავს ამონიუმის ნიტრატს (ამონიუმის ნიტრატს, ანუ ამონიუმის ნიტრატს), რომლის გლობალური წარმოება წელიწადში მილიონ ტონას შეადგენს.

ამჟამად ჩვენს ქვეყანაში სოფლის მეურნეობაში გამოყენებული აზოტოვანი სასუქების დაახლოებით 50% არის ამონიუმის ნიტრატი.

ამონიუმის ნიტრატს აქვს მრავალი უპირატესობა სხვა აზოტოვან სასუქებთან შედარებით. შეიცავს 34-34,5% აზოტს და ამ მხრივ მეორეა მხოლოდ შარდოვანა CO(NH2) 2-ის შემდეგ, რომელიც შეიცავს 46% აზოტს. აზოტისა და აზოტის შემცველ სხვა სასუქებს აქვთ მნიშვნელოვნად ნაკლები აზოტი (აზოტის შემცველობა მოცემულია მშრალი ნივთიერების მიხედვით):

ცხრილი 1 - აზოტის შემცველობა ნაერთებში

ამონიუმის ნიტრატი არის უნივერსალური აზოტის სასუქი, რადგან ის ერთდროულად შეიცავს აზოტის ამონიუმს და ნიტრატულ ფორმებს. ეფექტურია ყველა ზონაში, თითქმის ყველა კულტურისთვის.

ძალიან მნიშვნელოვანია, რომ ამონიუმის ნიტრატის აზოტის ფორმები მცენარეებმა სხვადასხვა დროს გამოიყენონ. ამონიუმის აზოტი, რომელიც უშუალოდ მონაწილეობს ცილების სინთეზში, სწრაფად შეიწოვება მცენარეების მიერ ზრდის პერიოდში; ნიტრატის აზოტი შედარებით ნელა შეიწოვება, ამიტომ უფრო დიდხანს ძლებს. ასევე დადგენილია, რომ აზოტის ამიაკის ფორმა მცენარეებს შეუძლიათ გამოიყენონ წინასწარი დაჟანგვის გარეშე.

ამონიუმის ნიტრატის ეს თვისებები ძალიან დადებითად მოქმედებს თითქმის ყველა სასოფლო-სამეურნეო კულტურების მოსავლიანობის გაზრდაზე.

ამონიუმის ნიტრატში აზოტის მაღალი შემცველობა, მისი წარმოების შედარებით მარტივი მეთოდი და აზოტის ერთეულის შედარებით დაბალი ღირებულება კარგ წინაპირობებს ქმნის ამ წარმოების შემდგომი განვითარებისთვის.

ამონიუმის ნიტრატი არის სტაბილური ასაფეთქებელი ნივთიერებების დიდი ჯგუფის ნაწილი. ამონიუმის ნიტრატზე და ამონიუმის ნიტრატზე დაფუძნებული ასაფეთქებელი ნივთიერებები, სუფთა ან დამუშავებული გარკვეული დანამატებით, გამოიყენება აფეთქების ოპერაციებისთვის.

მარილის მცირე რაოდენობა გამოიყენება აზოტის ოქსიდის წარმოებისთვის, რომელიც გამოიყენება მედიცინაში.

ამონიუმის ნიტრატის წარმოების მოცულობის გაზრდასთან ერთად არსებული საწარმოო ობიექტების მოდერნიზებით და ახლის აშენებით, მიიღება ზომები მზა პროდუქტის ხარისხის შემდგომი გაუმჯობესების მიზნით (100% მტვრევადი პროდუქტის მიღება და გრანულების შენარჩუნება პროდუქტის ხანგრძლივი შენახვის შემდეგ. ).

1. ამონიუმის ნიტრატის ფიზიკურ-ქიმიური თვისებები

მისი სუფთა სახით, ამონიუმის ნიტრატი არის თეთრი კრისტალური ნივთიერება, რომელიც შეიცავს 35% აზოტს, 60% ჟანგბადს და 5% წყალბადს. ტექნიკური პროდუქტი თეთრია მოყვითალო ელფერით და შეიცავს მინიმუმ 34,2% აზოტს.

ამონიუმის ნიტრატი არის ძლიერი ჟანგვის აგენტი რიგი არაორგანული და ორგანული ნაერთებისთვის. ის მძაფრად რეაგირებს ზოგიერთი ნივთიერების დნობასთან, აფეთქებამდეც კი (მაგალითად, ნატრიუმის ნიტრიტთან NaNO2).

თუ აირისებრი ამიაკი გადადის მყარ ამონიუმის ნიტრატზე, სწრაფად წარმოიქმნება ძალიან მოძრავი სითხე - ამიაკი 2NH4NO3*2NH3 ან NH4NO3*3NH3.

ამონიუმის ნიტრატი ძალიან ხსნადია წყალში, ეთილის და მეთილის სპირტებში, პირიდინში, აცეტონში და თხევად ამიაკში. ტემპერატურის მატებასთან ერთად, ამონიუმის ნიტრატის ხსნადობა მნიშვნელოვნად იზრდება.

როდესაც ამონიუმის ნიტრატი იხსნება წყალში, დიდი რაოდენობით სითბო შეიწოვება. მაგალითად, როდესაც 1 მოლი კრისტალური NH4NO3 იხსნება 220-400 მოლ წყალში და ტემპერატურა 10-15 °C, შეიწოვება 6,4 კკალ სითბო.

ამონიუმის ნიტრატს აქვს სუბლიმაციის უნარი. როდესაც ამონიუმის ნიტრატი ინახება მაღალი ტემპერატურისა და ჰაერის ტენიანობის პირობებში, მისი მოცულობა დაახლოებით ორჯერ იზრდება, რაც ჩვეულებრივ იწვევს კონტეინერის გახეთქვას.

მიკროსკოპის ქვეშ ფორები და ბზარები აშკარად ჩანს ამონიუმის ნიტრატის გრანულების ზედაპირზე. ნიტრატის გრანულების გაზრდილი ფორიანობა ძალიან უარყოფითად მოქმედებს მზა პროდუქტის ფიზიკურ თვისებებზე.

ამონიუმის ნიტრატი ძალიან ჰიგიროსკოპიულია. ღია ცის ქვეშ, მარილის თხელ ფენაში, ის სწრაფად ტენიანდება, კარგავს კრისტალურ ფორმას და იწყებს დაბინდვას. მარილის შთანთქმის ხარისხი ჰაერიდან ტენიანობაზე დამოკიდებულია მის ტენიანობაზე და მოცემულ ტემპერატურაზე მოცემული მარილის გაჯერებული ხსნარის ზემოთ ორთქლის წნევაზე.

ტენიანობის გაცვლა ხდება ჰაერსა და ჰიგიროსკოპულ მარილს შორის. ამ პროცესზე გადამწყვეტი გავლენა აქვს ჰაერის შედარებით ტენიანობას.

კალციუმის და კირ-ამონიუმის ნიტრატს აქვს შედარებით დაბალი წყლის ორთქლის წნევა გაჯერებულ ხსნარებზე; გარკვეულ ტემპერატურაზე ისინი შეესაბამება ყველაზე დაბალ ფარდობით ტენიანობას. ეს არის ყველაზე ჰიგიროსკოპიული მარილები ზემოაღნიშნულ აზოტოვან სასუქებს შორის. ამონიუმის სულფატი ყველაზე ნაკლებად ჰიგიროსკოპიულია, ხოლო კალიუმის ნიტრატი თითქმის მთლიანად არაჰიგიროსკოპიულია.

ტენიანობას შეიწოვება მხოლოდ მარილის შედარებით მცირე ფენა უშუალოდ მიმდებარე ჰაერის მიმდებარედ. თუმცა, მარილის ასეთი დატენიანებაც კი მნიშვნელოვნად აუარესებს მზა პროდუქტის ფიზიკურ თვისებებს. სიჩქარე, რომლითაც ამონიუმის ნიტრატი შთანთქავს ჰაერიდან ტენს, მკვეთრად იზრდება ტემპერატურის მატებასთან ერთად. ამრიგად, 40 °C ტემპერატურაზე ტენის შთანთქმის სიჩქარე 2.6-ჯერ მეტია, ვიდრე 23 °C ტემპერატურაზე.

მრავალი მეთოდია შემოთავაზებული ამონიუმის ნიტრატის ჰიგიროსკოპიის შესამცირებლად. ერთ-ერთი ასეთი მეთოდი ემყარება ამონიუმის ნიტრატის სხვა მარილთან შერევას ან შერწყმას. მეორე მარილის არჩევისას იმოქმედეთ შემდეგი წესიდან: ჰიგიროსკოპიურობის შესამცირებლად, წყლის ორთქლის წნევა მარილების ნარევის გაჯერებულ ხსნარზე უნდა იყოს უფრო დიდი ვიდრე მათი წნევა სუფთა ამონიუმის ნიტრატის გაჯერებულ ხსნარზე.

დადგენილია, რომ საერთო იონის მქონე ორი მარილის ნარევის ჰიგიროსკოპიულობა აღემატება მათგან ყველაზე ჰიგიროსკოპულს (გამონაკლისია ამონიუმის ნიტრატის ნარევები ან შენადნობები ამონიუმის სულფატთან და სხვა). ამონიუმის ნიტრატის შერევა არაჰიგიროსკოპიულ, მაგრამ წყალში უხსნად ნივთიერებებთან (მაგალითად, კირქვის მტვერი, ფოსფატური ქანები, დიკალციუმის ფოსფატი და ა.შ.) არ ამცირებს მის ჰიგიროსკოპულობას. მრავალრიცხოვანმა ექსპერიმენტებმა აჩვენა, რომ ყველა მარილს, რომელსაც აქვს იგივე ან მეტი ხსნადობა წყალში, ვიდრე ამონიუმის ნიტრატი, აქვს თვისება გაზარდოს მისი ჰიგიროსკოპიულობა.

მარილები, რომლებსაც შეუძლიათ შეამცირონ ამონიუმის ნიტრატის ჰიგიროსკოპია, უნდა დაემატოს დიდი რაოდენობით (მაგალითად, კალიუმის სულფატი, კალიუმის ქლორიდი, დიამონიუმის ფოსფატი), რაც მკვეთრად ამცირებს აზოტის შემცველობას პროდუქტში.

ჰაერიდან ტენიანობის შეწოვის შესამცირებლად ყველაზე ეფექტური გზაა ნიტრატის ნაწილაკების დაფარვა ორგანული ნივთიერებების დამცავი ფენებით, რომლებიც არ სველდება წყლით. დამცავი ფილმი ამცირებს ტენის შთანთქმის სიჩქარეს 3-5-ჯერ და ხელს უწყობს ამონიუმის ნიტრატის ფიზიკური თვისებების გაუმჯობესებას.

ამონიუმის ნიტრატის ნეგატიური თვისებაა მისი ნამცხვრის უნარი - დაკარგოს დინებადობა (დამსხვრევა) შენახვის დროს. ამ შემთხვევაში ამონიუმის ნიტრატი იქცევა მყარ მონოლითურ მასად, ძნელად დასაფქვავად. ამონიუმის ნიტრატის შეკუმშვა გამოწვეულია მრავალი მიზეზით.

მზა პროდუქტში გაზრდილი ტენიანობა. ამონიუმის ნიტრატის ნებისმიერი ფორმის ნაწილაკები ყოველთვის შეიცავს ტენიანობას გაჯერებული (დედა) ხსნარის სახით. ასეთ ხსნარში NH4NO3 შემცველობა შეესაბამება მარილის ხსნადობას იმ ტემპერატურაზე, რომლითაც იგი იტვირთება კონტეინერში. როგორც მზა პროდუქტი გაცივდება, დედა ლიქიორი ხშირად ხდება ზეგაჯერებული. ტემპერატურის შემდგომი შემცირებით, 0,2-0,3 მმ ზომის კრისტალების დიდი რაოდენობა ამოვარდება ზეგაჯერებული ხსნარიდან. ეს ახალი კრისტალები ცემენტირებს ნიტრატის ადრე შეუერთებელ ნაწილაკებს, რაც იწვევს მის მკვრივ მასად გადაქცევას.

მარილის ნაწილაკების დაბალი მექანიკური სიმტკიცე. ამონიუმის ნიტრატი იწარმოება მრგვალი ფორმის ნაწილაკების (გრანულების), ფირფიტების ან პატარა კრისტალების სახით. მარცვლოვანი ამონიუმის ნიტრატის ნაწილაკებს აქვთ უფრო მცირე სპეციფიური ზედაპირის ფართობი და უფრო რეგულარული ფორმა, ვიდრე ფიფქული და წვრილკრისტალური, ასე რომ, გრანულები ნაკლებად იშლება. თუმცა გრანულაციის პროცესში წარმოიქმნება გარკვეული რაოდენობის ღრუ ნაწილაკები, რომლებსაც აქვთ დაბალი მექანიკური სიმტკიცე.

შენახვისას გრანულირებული მარილიანი ჩანთები თავსდება 2,5 მ სიმაღლის შტამბებში, ზედა პარკების ზეწოლის ქვეშ ნადგურდება ყველაზე ნაკლებად გამძლე გრანულები მტვრის მსგავსი ნაწილაკების წარმოქმნით, რომლებიც კუმშავს მარილის მასას და ზრდის მის შეწოვას. პრაქტიკა გვიჩვენებს, რომ მარცვლოვანი პროდუქტის ფენაში ღრუ ნაწილაკების განადგურება მკვეთრად აჩქარებს შეფუთვის პროცესს. ეს შეინიშნება მაშინაც კი, თუ კონტეინერში ჩატვირთვისას პროდუქტი გაცივდა 45 °C-მდე და გრანულების დიდ ნაწილს კარგი მექანიკური სიმტკიცე ჰქონდა. დადგენილია, რომ რეკრისტალიზაციის გამო ნადგურდება ღრუ გრანულებიც.

გარემოს ტემპერატურის მატებასთან ერთად, მარილის გრანულები თითქმის მთლიანად კარგავს ძალას და ასეთი პროდუქტი ძლიერად იკვებება.

ამონიუმის ნიტრატის თერმული დაშლა. აფეთქების საშიშროება. Ცეცხლგამძლე. აფეთქების უსაფრთხოების თვალსაზრისით, ამონიუმის ნიტრატი შედარებით ნაკლებად მგრძნობიარეა დარტყმების, ხახუნის, ზემოქმედების მიმართ და რჩება სტაბილური სხვადასხვა ინტენსივობის ნაპერწკლების მოხვედრისას. ქვიშის, მინის და ლითონის მინარევების ნარევები არ ზრდის ამონიუმის ნიტრატის მგრძნობელობას მექანიკური სტრესის მიმართ. მას შეუძლია აფეთქება მხოლოდ ძლიერი დეტონატორის გავლენის ქვეშ ან გარკვეულ პირობებში თერმული დაშლის დროს.

ხანგრძლივი გაცხელებით, ამონიუმის ნიტრატი თანდათან იშლება ამიაკისა და აზოტის მჟავად:

NH4NO3=NH3+HNO3 - 174598.32 J (1)

ეს პროცესი, რომელიც ხდება სითბოს შთანთქმით, იწყება 110°C-ზე მაღალ ტემპერატურაზე.

შემდგომი გაცხელებით, ამონიუმის ნიტრატი იშლება და წარმოიქმნება აზოტის ოქსიდი და წყალი:

NH4NO3= N2O + 2H2O + 36902.88 J (2)

ამონიუმის ნიტრატის თერმული დაშლა ხდება შემდეგი თანმიმდევრული ეტაპებით:

· NH4NO3 მოლეკულების ჰიდროლიზი (ან დისოციაცია);

· ჰიდროლიზის დროს წარმოქმნილი აზოტის მჟავას თერმული დაშლა;

· აზოტის დიოქსიდისა და ამიაკის ურთიერთქმედება წარმოიქმნება პირველ ორ ეტაპზე.

როდესაც ამონიუმის ნიტრატი ინტენსიურად თბება 220--240 °C-მდე, მის დაშლას შეიძლება ახლდეს გამდნარი მასის აფეთქება.

ამონიუმის ნიტრატის გათბობა დახურულ მოცულობაში ან მოცულობით, რომელსაც აქვს აირების შეზღუდული გამოყოფა, რომელიც წარმოიქმნება ნიტრატის თერმული დაშლის დროს, ძალიან საშიშია.

ამ შემთხვევაში, ამონიუმის ნიტრატის დაშლა შეიძლება მოხდეს მრავალი რეაქციის გზით, კერძოდ, შემდეგი:

NH4NO3 = N2+2H2O + S 02 + 1401.64 ჯ/კგ (3)

2NH4NO3 = N2 + 2NO+ 4H20 + 359.82 ჯ/კგ (4)

3NH4NO3= 2N2 + N0 + N02 + 6H20 + 966.50 ჯ/კგ (5)

ზემოაღნიშნული რეაქციებიდან ირკვევა, რომ ამიაკი, რომელიც წარმოიქმნება ნიტრატის თერმული დაშლის საწყის პერიოდში, ხშირად არ არის გაზის ნარევებში; მათში მიმდინარეობს მეორადი რეაქციები, რომლის დროსაც ამიაკი მთლიანად იჟანგება ელემენტარულ აზოტამდე. მეორადი რეაქციების შედეგად მკვეთრად იზრდება აირის ნარევის წნევა დახურულ მოცულობაში და დაშლის პროცესი შეიძლება დასრულდეს აფეთქებით.

სპილენძი, სულფიდები, მაგნიუმი, პირიტები და ზოგიერთი სხვა მინარევები ააქტიურებენ ამონიუმის ნიტრატის დაშლის პროცესს მისი გაცხელებისას. ამ ნივთიერებების გაცხელებულ ნიტრატთან ურთიერთქმედების შედეგად წარმოიქმნება არასტაბილური ამონიუმის ნიტრიტი, რომელიც 70-80 ° C ტემპერატურაზე სწრაფად იშლება აფეთქებით:

NH4NO3=N2+ 2H20 (6)

ამონიუმის ნიტრატი არ რეაგირებს რკინასთან, კალასთან და ალუმინთან გამდნარ მდგომარეობაშიც კი.

ტენიანობის გაზრდით და ამონიუმის ნიტრატის ნაწილაკების ზომის გაზრდით, მისი მგრძნობელობა აფეთქების მიმართ მნიშვნელოვნად მცირდება. დაახლოებით 3% ტენიანობის არსებობის შემთხვევაში, მარილი აფეთქებისადმი უგრძნობი ხდება ძლიერი დეტონატორის ზემოქმედების დროსაც კი.

ამონიუმის ნიტრატის თერმული დაშლა იზრდება წნევის გარკვეულ ზღვარზე მატებასთან ერთად. დადგენილია, რომ დაახლოებით 6 კგფ/სმ2 წნევით და შესაბამისი ტემპერატურისას ყველა გამდნარი ნიტრატი იშლება.

ამონიუმის ნიტრატის თერმული დაშლის შესამცირებლად ან თავიდან ასაცილებლად გადამწყვეტი მნიშვნელობა აქვს ტუტე გარემოს შენარჩუნებას ხსნარების აორთქლებისას. ამიტომ, ამონიუმის ნიტრატის არაშემფუთავი წარმოების ახალ ტექნოლოგიურ სქემაში მიზანშეწონილია ცხელ ჰაერში მცირე რაოდენობით ამიაკის დამატება.

იმის გათვალისწინებით, რომ გარკვეულ პირობებში ამონიუმის ნიტრატი შეიძლება იყოს ფეთქებადი პროდუქტი, მისი წარმოების, შენახვისა და ტრანსპორტირებისას მკაცრად უნდა იყოს დაცული დადგენილი ტექნოლოგიური რეჟიმი და უსაფრთხოების წესები.

ამონიუმის ნიტრატი არის აალებადი პროდუქტი. მხოლოდ აზოტის ოქსიდი, რომელიც წარმოიქმნება მარილის თერმული დაშლის დროს, ხელს უწყობს წვას.

ამონიუმის ნიტრატის ნარევი დაქუცმაცებულ ნახშირთან შეიძლება სპონტანურად აალდეს ძლიერი გაცხელებისას. ზოგიერთი ადვილად დაჟანგული ლითონი (როგორიცაა თუთიის ფხვნილი) სველ ამონიუმის ნიტრატთან კონტაქტში მცირე სიცხეში ასევე შეიძლება გამოიწვიოს მისი აალება. პრაქტიკაში დაფიქსირდა ამონიუმის ნიტრატის ნარევების სუპერფოსფატთან სპონტანური აალების შემთხვევები.

ქაღალდის ჩანთები ან ხის კასრები, რომლებიც შეიცავდნენ ამონიუმის ნიტრატს, შეიძლება ცეცხლი გაუჩნდეს მზის სხივების ზემოქმედების დროსაც კი. როდესაც ამონიუმის ნიტრატის შემცველი კონტეინერი აალდება, შესაძლოა გამოთავისუფლდეს აზოტის ოქსიდები და აზოტის მჟავას ორთქლები. ღია ცეცხლიდან ან დეტონაციის შედეგად წარმოქმნილი ხანძრის შემთხვევაში ამონიუმის ნიტრატი დნება და ნაწილობრივ იშლება. ალი არ ვრცელდება მარილის მასის სიღრმეში.

2 . წარმოების მეთოდები

ამონიუმის ნიტრატის ნეიტრალიზაციის მჟავა

ინდუსტრიაში ფართოდ გამოიყენება მხოლოდ ამონიუმის ნიტრატის წარმოების მეთოდი სინთეზური ამიაკის (ან ამიაკის შემცველი აირების) და განზავებული აზოტის მჟავისგან.

სინთეზური ამიაკის (ან ამიაკის შემცველი აირების) და აზოტის მჟავისგან ამონიუმის ნიტრატის წარმოება მრავალსაფეხურიანია. ამასთან დაკავშირებით, ისინი ცდილობდნენ ამონიუმის ნიტრატის მიღებას უშუალოდ ამიაკის, აზოტის ოქსიდების, ჟანგბადისა და წყლის ორთქლიდან რეაქციით.

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

თუმცა, ეს მეთოდი უნდა მიტოვებულიყო, რადგან ამონიუმის ნიტრატთან ერთად ჩამოყალიბდა ამონიუმის ნიტრიტი - არასტაბილური და ფეთქებადი პროდუქტი.

ამიაკისა და აზოტის მჟავისგან ამონიუმის ნიტრატის წარმოებაში დანერგილია მთელი რიგი გაუმჯობესება, რამაც შესაძლებელი გახადა ახალი ქარხნების მშენებლობისთვის კაპიტალური ხარჯების შემცირება და მზა პროდუქტის ღირებულება.

ამონიუმის ნიტრატის წარმოების რადიკალურად გასაუმჯობესებლად, საჭირო იყო უარი ეთქვათ მრავალი წლის განმავლობაში გაბატონებული იდეების შესახებ ძირითადი აღჭურვილობის შესაბამისი რეზერვების გარეშე მუშაობის შეუძლებლობის შესახებ (მაგალითად, აორთქლება, გრანულაციის კოშკები და ა.შ.), საფრთხის შესახებ. გრანულაციისთვის თითქმის უწყლო ამონიუმის ნიტრატის დნობის მიღება.

რუსეთში და მის ფარგლებს გარეთ მტკიცედ არის დადგენილი, რომ მხოლოდ მაღალი სიმძლავრის ბლოკების მშენებლობას, მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების თანამედროვე მიღწევების გამოყენებით, შეუძლია მნიშვნელოვანი ეკონომიკური უპირატესობების უზრუნველყოფა ამონიუმის ნიტრატის არსებულ წარმოებასთან შედარებით.

ამონიუმის ნიტრატის მნიშვნელოვანი რაოდენობა ამჟამად იწარმოება შარდოვანას სინთეზის ზოგიერთი სისტემის ამიაკის შემცველი გაზებიდან. მისი წარმოების ერთ-ერთი მეთოდის მიხედვით, 1 ტონა შარდოვანა 1-დან 1,4 ტონამდე ამიაკს გამოიმუშავებს. ამ ოდენობის ამიაკისგან შეიძლება გამოვიდეს 4,6-6,5 ტონა ამონიუმის გვარჯილა. მიუხედავად იმისა, რომ შარდოვანას სინთეზის უფრო მოწინავე სქემებიც მუშაობს, ამიაკის შემცველი აირები - ამ წარმოების ნარჩენები - გარკვეული დროის განმავლობაში ამონიუმის ნიტრატის წარმოებისთვის ნედლეულად გამოდგება.

ამიაკის შემცველი აირებიდან ამონიუმის ნიტრატის წარმოების მეთოდი განსხვავდება მხოლოდ ნეიტრალიზაციის ეტაპზე მისი აირისებრი ამიაკის წარმოების მეთოდისგან.

ამონიუმის ნიტრატი მიიღება მცირე რაოდენობით მარილების გაცვლის დაშლით (კონვერტაციის მეთოდები).

ამონიუმის ნიტრატის წარმოების ეს მეთოდები ეფუძნება ერთ-ერთი მიღებული მარილის დალექვას ან წყალში განსხვავებული ხსნადობის მქონე ორი მარილის წარმოებას. პირველ შემთხვევაში, ამონიუმის ნიტრატის ხსნარები გამოყოფილია ნალექებიდან მბრუნავ ფილტრებზე და მუშავდება მყარ პროდუქტად ჩვეულებრივი პროცედურების მიხედვით. მეორე შემთხვევაში, ხსნარი აორთქლდება გარკვეულ კონცენტრაციამდე და გამოიყოფა ფრაქციული კრისტალიზაციით, რომელიც იშლება შემდეგში: ცხელი ხსნარების გაციებისას ამონიუმის ნიტრატის უმეტესი ნაწილი იზოლირებულია სუფთა სახით, შემდეგ კრისტალიზაცია ხორციელდება ცალკე. მოწყობილობა დედის ხსნარებიდან მინარევებით დაბინძურებული პროდუქტის მისაღებად.

მარილების გაცვლის დაშლით ამონიუმის ნიტრატის წარმოების ყველა მეთოდი რთულია და მოიცავს ორთქლის მაღალ მოხმარებას და შეკრული აზოტის დაკარგვას. ისინი ჩვეულებრივ გამოიყენება მრეწველობაში მხოლოდ მაშინ, როდესაც აუცილებელია აზოტის ნაერთების გამოყენება, როგორც ქვეპროდუქტი.

მუდმივად იხვეწება აირისებრი ამიაკის (ან ამიაკის შემცველი აირების) და აზოტის მჟავისგან ამონიუმის ნიტრატის წარმოების თანამედროვე მეთოდი.

3 . ამიაკის და აზოტის მჟავისგან ამონიუმის ნიტრატის წარმოების ძირითადი ეტაპები

ამონიუმის ნიტრატის წარმოების პროცესი შედგება შემდეგი ძირითადი ეტაპებისგან:

1. ამონიუმის ნიტრატის ხსნარების მომზადება აზოტის მჟავას აირისებრი ამიაკის ან ამიაკის შემცველი გაზებით ნეიტრალიზაციის გზით.

2. ამონიუმის ნიტრატის ხსნარების აორთქლება დნობის მდგომარეობაში.

3. დამდნარი მარილისგან კრისტალიზაცია მრგვალი ფორმის ნაწილაკების (გრანულების), ფანტელების (ფირფიტების) და პატარა კრისტალების სახით.

4. გამაგრილებელი ან საშრობი მარილი.

5. მზა პროდუქტის შეფუთვა.

ამონიუმის ნიტრატის დაბალშემცველობის და წყალგამძლეობის მისაღებად, გარდა მითითებული ეტაპებისა, აუცილებელია შესაბამისი დანამატების მომზადების ეტაპიც.

3.1 პ ამონიუმის ნიტრატის ხსნარების მომზადება

3.1.1 ნეიტრალიზაციის პროცესის საფუძვლები

ამონიუმის ნიტრატის ხსნარები ry მიიღება ამიაკის აზოტმჟავასთან რეაქციით რეაქციის მიხედვით:

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

ამონიუმის ნიტრატის წარმოქმნა შეუქცევადია და თან ახლავს სითბოს გამოყოფა. ნეიტრალიზაციის რეაქციის დროს გამოთავისუფლებული სითბოს რაოდენობა დამოკიდებულია გამოყენებული აზოტის მჟავის კონცენტრაციაზე და მის ტემპერატურაზე, ასევე ამიაკის გაზის (ან ამიაკის შემცველი გაზების) ტემპერატურაზე. რაც უფრო მაღალია აზოტის მჟავას კონცენტრაცია, მით მეტი სითბო წარმოიქმნება. ამ შემთხვევაში წყალი ორთქლდება, რაც შესაძლებელს ხდის ამონიუმის ნიტრატის უფრო კონცენტრირებული ხსნარების მიღებას. ამონიუმის ნიტრატის ხსნარების მისაღებად გამოიყენება 42-58% აზოტის მჟავა.

58%-ზე მაღალი კონცენტრაციის მქონე აზოტის მჟავის გამოყენება ამონიუმის ნიტრატის ხსნარების მისაღებად პროცესის არსებული დიზაინით შეუძლებელია, რადგან ამ შემთხვევაში ნეიტრალიზატორის აპარატში ვითარდება ტემპერატურა, რომელიც მნიშვნელოვნად აღემატება აზოტის მჟავას დუღილის წერტილს, რომელიც შეიძლება გამოიწვიოს მისი დაშლა აზოტის ოქსიდების გამოყოფით. როდესაც ამონიუმის ნიტრატის ხსნარები აორთქლდება, წვენის ორთქლი წარმოიქმნება ნეიტრალიზატორის აპარატებში რეაქციის სიცხის გამო, რომლის ტემპერატურაა 110-120 °C.

მაქსიმალური კონცენტრაციის ამონიუმის ნიტრატის ხსნარების მიღებისას საჭიროა აორთქლების შედარებით მცირე თბოგაცვლის ზედაპირები და მცირე რაოდენობით სუფთა ორთქლი მოიხმარება ხსნარების შემდგომი აორთქლებისთვის. ამასთან დაკავშირებით, საკვებ მასალასთან ერთად, ისინი ცდილობენ მიაწოდონ დამატებითი სითბო ნეიტრალიზატორს, რისთვისაც აცხელებენ ამიაკის 70 ° C-მდე და აზოტის მჟავას 60 ° C-მდე წვენის ორთქლით (აზოტის მჟავას მაღალ ტემპერატურაზე, მისი მნიშვნელოვანი დაშლა ხდება და გამათბობელი მილები ექვემდებარება ძლიერ კოროზიას, თუ ისინი არ არის დამზადებული ტიტანისგან).

აზოტის მჟავა, რომელიც გამოიყენება ამონიუმის ნიტრატის წარმოებაში, უნდა შეიცავდეს არაუმეტეს 0,20% გახსნილ აზოტის ოქსიდებს. თუ მჟავა არ არის საკმარისად გაწმენდილი ჰაერით გახსნილი აზოტის ოქსიდების მოსაშორებლად, ისინი წარმოქმნიან ამონიუმის ნიტრიტს ამიაკით, რომელიც სწრაფად იშლება აზოტად და წყალში. ამ შემთხვევაში, აზოტის დანაკარგები შეიძლება იყოს დაახლოებით 0,3 კგ 1 ტონა მზა პროდუქტზე.

წვენის ორთქლი, როგორც წესი, შეიცავს მინარევებს NH3, NHO3 და NH4NO3. ამ მინარევების რაოდენობა ძლიერ დამოკიდებულია იმ წნევის სტაბილურობაზე, რომლის დროსაც ამიაკი და აზოტის მჟავა უნდა მიეწოდოს ნეიტრალიზატორს. მოცემული წნევის შესანარჩუნებლად აზოტის მჟავა მიეწოდება წნევის ავზიდან, რომელიც აღჭურვილია გადინების მილით, ხოლო ამიაკის გაზი მიეწოდება წნევის რეგულატორის გამოყენებით.

ნეიტრალიზატორის დატვირთვა ასევე დიდწილად განსაზღვრავს შეკრული აზოტის დაკარგვას წვენის ორთქლით. ნორმალური დატვირთვის პირობებში, წვენის ორთქლის კონდენსატის დანაკარგები არ უნდა აღემატებოდეს 2 გ/ლ-ს (აზოტის თვალსაზრისით). როდესაც ნეიტრალიზატორის დატვირთვა გადაჭარბებულია, გვერდითი რეაქციები ხდება ამიაკისა და აზოტის მჟავას ორთქლს შორის, რის შედეგადაც, კერძოდ, გაზის ფაზაში წარმოიქმნება დაბურული ამონიუმის ნიტრატი, რომელიც აბინძურებს წვენის ორთქლს და იზრდება შეკრული აზოტის დაკარგვა. ნეიტრალიზატორებში მიღებული ამონიუმის ნიტრატის ხსნარები გროვდება შუალედურ კონტეინერებში ამრევებით, ანეიტრალებს ამიაკის ან აზოტის მჟავას და შემდეგ იგზავნება აორთქლებაზე.

3.1.2 ნეიტრალიზაციის დანადგარების მახასიათებლები

განაცხადის მიხედვითსაჭირო წნევა, თანამედროვე დანადგარები ამონიუმის ნიტრატის ხსნარების წარმოებისთვის ნეიტრალიზაციის სითბოს გამოყენებით იყოფა დანადგარებად, რომლებიც მუშაობენ ატმოსფერულ წნევაზე; იშვიათ შემთხვევებში (ვაკუუმი); ამაღლებულ წნევაზე (რამდენიმე ატმოსფერო) და კომბინირებული დანადგარები, რომლებიც მუშაობენ წნევის ქვეშ ნეიტრალიზაციის ზონაში და ვაკუუმში, ამონიუმის ნიტრატის ხსნარიდან წვენის ორთქლის გამოყოფის ზონაში (დნობა).

დანადგარები, რომლებიც მუშაობენ ატმოსფერულ ან მცირე ზედმეტ წნევაზე, ხასიათდება ტექნოლოგიისა და დიზაინის სიმარტივით. ასევე ადვილია მათი შენარჩუნება, დაწყება და გაჩერება; მითითებული ოპერაციული რეჟიმის შემთხვევითი დარღვევები ჩვეულებრივ სწრაფად აღმოიფხვრება. ამ ტიპის დანადგარები ყველაზე ფართოდ გამოიყენება. ამ დანადგარების მთავარი აპარატი არის ნეიტრალიზატორის აპარატი ITN (ნეიტრალიზაციის სითბოს გამოყენება). ITN აპარატი მუშაობს აბსოლუტური წნევის ქვეშ 1,15--1,25 ატმ. სტრუქტურულად, იგი შექმნილია ისე, რომ თითქმის არ ხდება ხსნარების ადუღება - ნისლიანი ამონიუმის ნიტრატის წარმოქმნით.

სითბოს ტუმბოს აპარატში ცირკულაციის არსებობა გამორიცხავს რეაქციის ზონაში გადახურებას, რაც საშუალებას იძლევა განეიტრალების პროცესი ჩატარდეს შეკრული აზოტის მინიმალური დანაკარგებით.

ამონიუმის ნიტრატის წარმოების ოპერაციული პირობებიდან გამომდინარე, ITN აპარატების წვენის ორთქლი გამოიყენება ნიტრატის ხსნარების წინასწარი აორთქლისთვის, თხევადი ამიაკის აორთქლებისთვის, აზოტის მჟავისა და აირისებრი ამიაკის გასათბობად ITN აპარატებში და თხევადი ამიაკის აორთქლება გაზავებული ამიაკის მიღებისას, რომელიც გამოიყენება განზავებული აზოტის მჟავას წარმოებაში.

ამონიუმის ნიტრატის ხსნარები იწარმოება ამიაკის შემცველი აირებისგან იმ დანადგარებში, რომელთა ძირითადი აპარატი მუშაობს ვაკუუმში (აორთქლება) და ატმოსფერულ წნევაზე (სკრაბერ-ნეიტრალიზატორი). ასეთი დანადგარები მოცულობითია და ძნელია მათში მუშაობის სტაბილური რეჟიმის შენარჩუნება ამიაკის შემცველი გაზების შემადგენლობის ცვალებადობის გამო. ეს უკანასკნელი გარემოება უარყოფითად მოქმედებს ჭარბი აზოტის მჟავას რეგულირების სიზუსტეზე, რის შედეგადაც ამონიუმის ნიტრატის მიღებული ხსნარები ხშირად შეიცავს მჟავას ან ამიაკის გაზრდილ რაოდენობას.

ნეიტრალიზაციის დანადგარები, რომლებიც მუშაობენ 5-6 ატმ აბსოლუტური წნევის ქვეშ, არც თუ ისე გავრცელებულია. ისინი საჭიროებენ ენერგიის მნიშვნელოვან მოხმარებას ამიაკის გაზის შეკუმშვისა და ნეიტრალიზატორებისთვის ზეწოლის ქვეშ მყოფი აზოტის მჟავის მიწოდებისთვის. გარდა ამისა, ამ დანადგარებში, შესაძლებელია ამონიუმის ნიტრატის გაზრდილი დანაკარგები ხსნარების ჩახშობის გამო (კომპლექსური დიზაინის გამყოფებშიც კი, ნაპერწკლების სრულად დაჭერა შეუძლებელია).

კომბინირებულ მეთოდზე დაფუძნებულ დანადგარებში აზოტმჟავას ამიაკით ნეიტრალიზაციის პროცესები გაერთიანებულია და წარმოიქმნება ამონიუმის ნიტრატის დნობა, რომელიც შეიძლება პირდაპირ გაიგზავნოს კრისტალიზაციაზე (ანუ, ნიტრატის ხსნარების აორთქლება გამორიცხულია ასეთი დანადგარებიდან). ამ ტიპის ინსტალაციისთვის საჭიროა 58-60% აზოტის მჟავა, რომელსაც ინდუსტრია ჯერ კიდევ შედარებით მცირე რაოდენობით აწარმოებს. გარდა ამისა, ზოგიერთი აღჭურვილობა უნდა იყოს დამზადებული ძვირადღირებული ტიტანისგან. ნიტრატის დნობის მისაღებად ნეიტრალიზაციის პროცესი უნდა ჩატარდეს ძალიან მაღალ ტემპერატურაზე (200-220 ° C). ამონიუმის ნიტრატის თვისებების გათვალისწინებით, პროცესის მაღალ ტემპერატურაზე განსახორციელებლად აუცილებელია სპეციალური პირობების შექმნა, რომლებიც ხელს უშლის ნიტრატის დნობის თერმულ დაშლას.

3.1.3 ატმოსფერულ წნევაზე მომუშავე ნეიტრალიზაციის დანადგარები

ეს დანადგარები მოიცავსმათ შორისაა ITN ნეიტრალიზატორი მოწყობილობები (განეიტრალების სითბოს გამოყენებით) და დამხმარე აღჭურვილობა.

სურათი 1 გვიჩვენებს ITN აპარატის ერთ-ერთ დიზაინს, რომელიც გამოიყენება ამონიუმის ნიტრატის წარმოების ბევრ ქარხანაში.

Z1 - swirler; BC1 - გარე ჭურჭელი (რეზერვუარი); VTs1 - შიდა ცილინდრი (ნეიტრალიზაციის ნაწილი); U1 - აზოტის მჟავის გამანაწილებელი მოწყობილობა; Ш1 - სანიაღვრე ხსნარებისთვის იარაღი; O1 - ფანჯრები; U2 - მოწყობილობა ამიაკის განაწილებისთვის; G1 - წყლის ბეჭედი; C1 - გამყოფი-ხაფანგი

სურათი 1 - ITN ნეიტრალიზატორის აპარატი ხსნარების ბუნებრივი მიმოქცევით

ITN აპარატი არის ვერტიკალური ცილინდრული ჭურჭელი (რეზერვუარი) 2, რომელშიც მოთავსებულია ცილინდრი (მინა) 3 თაროებით 1 (მორევი) ხსნარების შერევის გასაუმჯობესებლად. აზოტის მჟავისა და ამიაკის გაზის შეყვანის მილსადენები დაკავშირებულია მე-3 ცილინდრთან (რეაგენტები მიეწოდება კონტრდენებით); მილები მთავრდება 4 და 7 მოწყობილობებით მჟავისა და გაზის უკეთ განაწილებისთვის. შიდა ცილინდრში აზოტის მჟავა რეაგირებს ამიაკთან. ამ ცილინდრს ეწოდება ნეიტრალიზაციის კამერა.

რგოლოვანი სივრცე მე-2 ჭურჭელსა და 3 ცილინდრს შორის ემსახურება ამონიუმის ნიტრატის მდუღარე ხსნარების ცირკულაციას. ცილინდრის ქვედა ნაწილში არის 6 ხვრელი (ფანჯარა), რომელიც აკავშირებს ნეიტრალიზაციის კამერას გათბობის ელემენტის აორთქლების ნაწილთან. ამ ხვრელების არსებობის გამო, ITN აპარატის პროდუქტიულობა გარკვეულწილად მცირდება, მაგრამ მიიღწევა ხსნარების ინტენსიური ბუნებრივი მიმოქცევა, რაც იწვევს შეკრული აზოტის დაკარგვის შემცირებას.

ხსნარიდან გამოთავისუფლებული წვენის ორთქლი გამოიყოფა ITN აპარატის საფარში და ხაფანგ-სეპარატორის მეშვეობით 9. ცილინდრში 3-ში წარმოქმნილი ნიტრატის ხსნარები ემულსიის სახით - წვენის ორთქლის ნარევები გამყოფში შედიან გამყოფში. წყლის დალუქვა 5. ტრაპ-სეპარატორის ქვედა ნაწილის დამაგრებიდან ამონიუმის ხსნარები ნიტრატი იგზავნება საბოლოო ნეიტრალიზატორ-მიქსერში შემდგომი დამუშავებისთვის. აპარატის აორთქლების ნაწილში წყლის დალუქვა საშუალებას გაძლევთ შეინარჩუნოთ მასში ხსნარის მუდმივი დონე და ხელს უშლის წვენის ორთქლის გაჟონვას მის მიერ შემოტანილი ხსნარის ნაპერწკლებისგან გამორეცხვის გარეშე.

გამყოფ ფირფიტებზე ორთქლის კონდენსატი წარმოიქმნება წვენის ორთქლის ნაწილობრივი კონდენსაციის გამო. ამ შემთხვევაში, კონდენსაციის სიცხე ამოღებულია თეფშებზე დაფენილ ხვეულებში გამავალი წყლის მიმოქცევით. წვენის ორთქლის ნაწილობრივი კონდენსაციის შედეგად მიიღება NH4NO3-ის 15--20%-იანი ხსნარი, რომელიც იგზავნება აორთქლებაზე ამონიუმის ნიტრატის ხსნარის ძირითად ნაკადთან ერთად.

სურათი 2 გვიჩვენებს ერთ-ერთი ნეიტრალიზაციის ერთეულის დიაგრამას, რომელიც მუშაობს ატმოსფერულთან ახლოს წნევაზე.

NB1 - წნევის ავზი; C1 - გამყოფი; I1 - აორთქლება; P1 - გამათბობელი; SK1 - კოლექცია კონდენსატისთვის; ITN1 - ITN აპარატი; M1 - შემრევი; TsN1 - ცენტრიდანული ტუმბო

სურათი 2 - ატმოსფერულ წნევაზე მოქმედი ნეიტრალიზაციის დანადგარის დიაგრამა

სუფთა ან დანამატებით აზოტის მჟავა მიეწოდება ზეწოლის ავზს, რომელიც აღჭურვილია ჭარბი მჟავის მუდმივი გადინებით შესანახად.

წნევის ავზიდან 1, აზოტის მჟავა მიმართულია უშუალოდ ITN 6 აპარატის მინაში ან გამათბობლის მეშვეობით (სურათზე არ არის ნაჩვენები), სადაც იგი თბება გამყოფი 2-ით ამოღებული წვენის ორთქლის სითბოთი.

აირისებრი ამიაკი შედის თხევადი ამიაკის აორთქლებაში 3, შემდეგ გამათბობელში 4, სადაც ის თბება ექსპანდერის მეორადი ორთქლის სითბოთი ან აორთქლების გამაცხელებელი ორთქლის ცხელი კონდენსატით და შემდეგ იგზავნება ორი პარალელური მილით. აპარატის მინა ITN 6.

აორთქლება 3, თხევადი ამიაკის სპრეი აორთქლდება და დამაბინძურებლები, როგორც წესი, დაკავშირებულია აირისებრ ამიაკთან, გამოყოფილია. ამ შემთხვევაში სუსტი ამიაკის წყალი წარმოიქმნება ამიაკის სინთეზის სახელოსნოს საპოხი ზეთისა და კატალიზატორის მტვრის ნაზავით.

ნეიტრალიზატორში მიღებული ამონიუმის ნიტრატის ხსნარი განუწყვეტლივ მიედინება ჰიდრავლიკური დალუქვისა და ჩახშობის ხაფანგში საბოლოო ნეიტრალიზატორის მიქსერში 7, საიდანაც, ჭარბი მჟავის განეიტრალების შემდეგ, იგი იგზავნება აორთქლებაზე.

გაცხელების აპარატში გამოთავისუფლებული წვენის ორთქლი, გამყოფი 2-ში გავლის შემდეგ, იგზავნება გამოსაყენებლად, როგორც გათბობის ორთქლი პირველი ეტაპის აორთქლებამდე.

წვენის ორთქლის კონდენსატი გამათბობელი 4-დან გროვდება კოლექტორ 5-ში, საიდანაც იგი იხარჯება სხვადასხვა წარმოების საჭიროებებზე.

ნეიტრალიზატორის დაწყებამდე ტარდება საოპერაციო ინსტრუქციებით გათვალისწინებული მოსამზადებელი სამუშაოები. აღვნიშნოთ მხოლოდ რამდენიმე მოსამზადებელი სამუშაო, რომელიც დაკავშირებულია ნეიტრალიზაციის პროცესის ნორმალურ წარმართვასთან და უსაფრთხოების ზომების დაცვასთან.

უპირველეს ყოვლისა, თქვენ უნდა დაასხით ამონიუმის ნიტრატის ხსნარი ან ორთქლის კონდენსატი ნეიტრალიზატორში სინჯის აღების სარქველამდე.

შემდეგ საჭიროა აზოტის მჟავის უწყვეტი მიწოდება წნევის ავზში და მისი გადადინება საწყობის შესანახ ზონაში. ამის შემდეგ აუცილებელია ამიაკის სინთეზის სახელოსნოდან აირისებრი ამიაკის მიღება, რისთვისაც საჭიროა მოკლედ გახსნათ სარქველები ხაზზე წვენის ორთქლის ატმოსფეროში გასათავისუფლებლად და ხსნარის გამოსასვლელი სარქველი მიქსერ-ნეიტრალიზატორში. ეს ხელს უშლის სატუმბი აპარატში მაღალი წნევის შექმნას და მოწყობილობის გაშვებისას სახიფათო ამიაკი-ჰაერის ნარევის წარმოქმნას.

ამავე მიზნით, გაშვებამდე, ნეიტრალიზატორი და მასთან დაკავშირებული კომუნიკაციები იწმინდება ორთქლით.

ნორმალური ოპერაციული პირობების მიღწევის შემდეგ, გათბობის აპარატიდან წვენის ორთქლი იგზავნება გამოსაყენებლად, როგორც გათბობის ორთქლი].

3.1.4 ვაკუუმში მომუშავე ნეიტრალიზაციის სადგურები

მმ-ის ერთობლივი დამუშავებაამიაკის შემცველი გაზები და აირისებრი ამიაკი არაპრაქტიკულია, რადგან ის დაკავშირებულია ამონიუმის ნიტრატის, მჟავისა და ამიაკის დიდ დანაკარგებთან ამიაკის შემცველ აირებში მნიშვნელოვანი რაოდენობის მინარევების არსებობის გამო (აზოტი, მეთანი, წყალბადი და ა.შ.) - ეს მინარევები, რომლებიც ბუშტუკებენ ამონიუმის ნიტრატის მდუღარე ხსნარებში, გაატარებენ შეკრულ აზოტს წვენის ორთქლთან ერთად. გარდა ამისა, მინარევებით დაბინძურებული წვენის ორთქლი არ შეიძლება გამოყენებულ იქნას ორთქლის გამაცხელებლად. ამიტომ, ამიაკის შემცველი აირები, როგორც წესი, მუშავდება ამიაკის გაზისგან დამოუკიდებლად.

ვაკუუმში მომუშავე დანადგარებში რეაქციის სითბო გამოიყენება ნეიტრალიზატორის გარეთ - ვაკუუმ აორთქლებაში. აქ ნეიტრალიზატორიდან მომდინარე ამონიუმის ნიტრატის ცხელ ხსნარებს ადუღებენ აპარატში არსებული ვაკუუმის შესაბამის ტემპერატურაზე. ასეთი დანადგარებია: სკრაბერის ტიპის ნეიტრალიზატორი, ვაკუუმ აორთქლება და დამხმარე მოწყობილობა.

სურათი 3 გვიჩვენებს ნეიტრალიზაციის ინსტალაციის დიაგრამას, რომელიც მუშაობს ვაკუუმური აორთქლების გამოყენებით.

HP1 - სკრაბერის ტიპის ნეიტრალიზატორი; H1 - ტუმბო; B1 - ვაკუუმური ამაორთქლებელი; B2 - ვაკუუმის გამყოფი; NB1 - აზოტის მჟავას წნევის ავზი; B1 - სატანკო (კარიბჭის მიქსერი); P1 - გამრეცხი; DN1 - წინასწარი ნეიტრალიზატორი

სურათი 3 - განეიტრალების ინსტალაციის სქემა ვაკუუმური აორთქლების საშუალებით

ამიაკის შემცველი აირები 30--90 °C ტემპერატურაზე 1,2--1,3 ატმ წნევის ქვეშ მიეწოდება სკრაბერ-ნეიტრალიზატორის ქვედა ნაწილს 1. ნიტრატის მოცირკულირე ხსნარი სკრაბერის ზედა ნაწილში შედის დალუქვის ავზი 6, რომელიც, როგორც წესი, განუწყვეტლივ მიეწოდება ავზ 5 აზოტის მჟავას, ზოგჯერ წინასწარ თბება არაუმეტეს 60 °C ტემპერატურამდე. ნეიტრალიზაციის პროცესი ტარდება მჟავას ჭარბი რაოდენობით 20-50 გ/ლ ფარგლებში. Scrubber 1 ჩვეულებრივ ინარჩუნებს ტემპერატურას 15-20 °C ხსნარების დუღილის წერტილამდე, რაც ხელს უშლის მჟავას დაშლას და ამონიუმის ნიტრატის ნისლის წარმოქმნას. დაყენებული ტემპერატურა შენარჩუნებულია სკრაბერის მორწყვით ვაკუუმ აორთქლების ხსნარით, რომელიც მუშაობს ვაკუუმში 600 მმ Hg. ხელოვნება, ამიტომ მასში შემავალი ხსნარი უფრო დაბალი ტემპერატურაა, ვიდრე სკრაბერში.

სკრაბერში მიღებული ნიტრატის ხსნარი იწოვება ვაკუუმ აორთქლებაში 5, სადაც ვაკუუმში 560-600 მმ Hg. Ხელოვნება. ხდება წყლის ნაწილობრივი აორთქლება (აორთქლება) და ხსნარის კონცენტრაციის ზრდა.

ვაკუუმ ამაორთქლებელიდან ხსნარი ჩაედინება წყლის დალუქვის ავზში 6, საიდანაც მისი უმეტესი ნაწილი ისევ მიდის სკრაბერის 1-ის მორწყვისთვის, დანარჩენი კი იგზავნება შემდგომ ნეიტრალიზატორში 8. ვაკუუმ აორთქლება 3-ში წარმოქმნილი წვენის ორთქლი არის იგზავნება ვაკუუმური გამყოფის მეშვეობით 4 ზედაპირის კონდენსატორში (სურათზე არ არის ნაჩვენები) ან შერევის ტიპის კონდენსატორში. პირველ შემთხვევაში, წვენის ორთქლის კონდენსატი გამოიყენება აზოტის მჟავას წარმოებაში, მეორეში - სხვადასხვა მიზნებისათვის. ვაკუუმი ვაკუუმ ევაპორატორში იქმნება წვენის ორთქლის კონდენსაციის გამო. არაკონდენსირებული ორთქლები და აირები კონდენსატორებიდან იწოვება ვაკუუმური ტუმბოს საშუალებით და იხსნება ატმოსფეროში.

გამწმენდი 1-დან გამონაბოლქვი აირები შედის მე-7 აპარატში, სადაც მათ რეცხავენ კონდენსატით ნიტრატის ხსნარის წვეთების მოსაშორებლად, რის შემდეგაც ისინი ასევე ამოღებულია ატმოსფეროში. საბოლოო ნეიტრალიზატორის მიქსერში ხსნარები განეიტრალება 0,1-0,2 გ/ლ თავისუფალი ამიაკის შემცველობამდე და ITN აპარატში მიღებულ ნიტრატის ხსნარის ნაკადთან ერთად იგზავნება აორთქლებაზე.

სურათი 4 გვიჩვენებს ვაკუუმის ნეიტრალიზაციის უფრო მოწინავე სქემას.

XK1 - მაცივარი-კონდენსატორი; CH1 - სკრაბერ-ნეიტრალიზატორი; C1, C2 - კოლექციები; TsN1, TsN2, TsN3 - ცენტრიდანული ტუმბოები; P1 - გაზის გამრეცხი; G1 - წყლის ბეჭედი; L1 - ხაფანგი; B1 - ვაკუუმური ამაორთქლებელი; BD1 - ნეიტრალიზატორის ავზი; B2 - ვაკუუმური ტუმბო; P2 - წვენის სარეცხი მანქანა; K1 - ზედაპირის კონდენსატორი

სურათი 4 - ვაკუუმის ნეიტრალიზაციის დიაგრამა:

დისტილაციური აირები მიემართება ნეიტრალიზატორის სკრაბერის ქვედა ნაწილზე 2, ირწყვება კოლექტორ 3 ხსნარით ცირკულაციის ტუმბოს 4 გამოყენებით.

კრებული 3 წყლის დალუქვის მეშვეობით 6 იღებს ხსნარებს სკრაბერ-ნეიტრალიზატორიდან 2, ისევე როგორც ხსნარებს ვაკუუმ აორთქლება 10 და წვენის ორთქლის გამრეცხი 14 ხაფანგის შემდეგ.

წნევის ავზის მეშვეობით (სურათზე არ არის ნაჩვენები), აზოტის მჟავას ხსნარი გაზის გამრეცხი 5-დან, მორწყული წვენის ორთქლის კონდენსატით, განუწყვეტლივ მიეწოდება 7-ს კოლექციაში. აქედან ხსნარები მიეწოდება ცირკულაციის ტუმბოს 8-ს სარეცხი 5-ს, რის შემდეგაც ისინი უბრუნდებიან კოლექციას 7.

გამრეცხი 5-ის შემდეგ ცხელი აირები გაცივდება მაცივარ-კონდენსატორში 1 და გამოიყოფა ატმოსფეროში.

ამონიუმის ნიტრატის ცხელი ხსნარები წყლის დალუქვიდან 6 იწოვება ვაკუუმური ტუმბო 13 ვაკუუმ აორთქლებაში 10, სადაც NH4NO3 კონცენტრაცია იზრდება რამდენიმე პროცენტით.

ვაკუუმური აორთქლების 10-ში გამოთავისუფლებული წვენის ორთქლი, რომელიც გაივლის ხაფანგში 9, გამრეცხი 14 და ზედაპირული კონდენსატორი 15, გამოიყოფა ატმოსფეროში ვაკუუმური ტუმბო 13-ით.

მოცემული მჟავიანობით ამონიუმის ნიტრატის ხსნარი იხსნება ტუმბო 4-ის გამონადენის ხაზიდან ნეიტრალიზატორის ავზში. აქ ხსნარი განეიტრალება ამიაკის გაზით და ტუმბო 12 იგზავნება აორთქლების სადგურში.

3.1. 5 ძირითადი აღჭურვილობა

ITN ნეიტრალიზატორები.გამოიყენება რამდენიმე სახის ნეიტრალიზატორი, რომლებიც ძირითადად განსხვავდება აპარატის შიგნით ამიაკის და აზოტის მჟავის განაწილების მოწყობილობების ზომითა და დიზაინით. ხშირად გამოიყენება შემდეგი ზომის მოწყობილობები: დიამეტრი 2400 მმ, სიმაღლე 7155 მმ, მინა - დიამეტრი 1000 მმ, სიმაღლე 5000 მმ. ასევე გამოიყენება მოწყობილობები 2440 მმ დიამეტრით და 6294 მმ სიმაღლით და მოწყობილობები, რომლიდანაც ამოღებულია ადრე მოწოდებული მიქსერი (სურათი 5).

LK1 - ლუქი; P1 - თაროები; L1 - შერჩევის ხაზი; L2 - ხსნარის გამომავალი ხაზი; BC1 - შიდა მინა; C1 - გარე ჭურჭელი; Ш1 - სანიაღვრე ხსნარებისთვის იარაღი; P1 - ამიაკის დისტრიბუტორი; P2 - აზოტის მჟავას დისტრიბუტორი

სურათი 5 - ITN ნეიტრალიზატორი მოწყობილობა

ზოგიერთ შემთხვევაში, მცირე რაოდენობით ამიაკის შემცველი გაზების დასამუშავებლად გამოიყენება ITP მოწყობილობები 1700 მმ დიამეტრით და 5000 მმ სიმაღლით.

ამიაკის გაზის გამათბობელი არის ნახშირბადოვანი ფოლადისგან დამზადებული ჭურვი-მილის აპარატი. კორპუსის დიამეტრი 400--476 მმ, სიმაღლე 3500--3280 მმ. მილი ხშირად შედგება 121 მილისგან (მილის დიამეტრი 25x3 მმ) საერთო სითბოს გადაცემის ზედაპირით 28 მ2. აირისებრი ამიაკი ხვდება მილებში, ხოლო გამაცხელებელი ორთქლი ან ცხელი კონდენსატი შემოდის მილათაშორის სივრცეში.

თუ გათბობის მოწყობილობებიდან მიღებული წვენის ორთქლი გამოიყენება გათბობისთვის, მაშინ გამათბობელი დამზადებულია უჟანგავი ფოლადისგან 1Х18Н9Т.

თხევადი ამიაკის ამაორთქლებელი არის ნახშირბადოვანი ფოლადის აპარატი, რომლის ქვედა ნაწილში არის ორთქლის ხვეული, ხოლო შუაში არის აირისებრი ამიაკის ტანგენციალური შეყვანა.

უმეტეს შემთხვევაში, აორთქლება მუშაობს სუფთა ორთქლით 9 ატმ წნევით (ჭარბი). ამიაკის აორთქლების ბოლოში არის დაგროვილი დამაბინძურებლებისგან პერიოდული გაწმენდის მოწყობილობა.

აზოტის მჟავას გამათბობელი არის გარსი-მილის აპარატი, რომლის დიამეტრი 400 მმ და სიგრძე 3890 მმ. მილის დიამეტრი 25x2 მმ, სიგრძე 3500 მმ; თბოგამცვლელი მთლიანი ზედაპირი 32 მ2. გათბობა ხორციელდება წვენის ორთქლით აბსოლუტური წნევით 1,2 ატმ.

სკრაბერის ტიპის ნეიტრალიზატორი არის ვერტიკალური ცილინდრული აპარატი, რომლის დიამეტრი 1800-2400 მმ და სიმაღლე 4700-5150 მმ. ასევე გამოიყენება 2012 მმ დიამეტრის და 9000 მმ სიმაღლის მოწყობილობები. აპარატის შიგნით მოცირკულირე ხსნარების ერთგვაროვანი განაწილებისთვის განივი მონაკვეთზე არის რამდენიმე პერფორირებული ფირფიტა ან კერამიკული რგოლებისგან დამზადებული საქშენი. ფირფიტებით აღჭურვილი მოწყობილობების ზედა ნაწილში იდება რგოლების ფენა 50x50x3 მმ განზომილებით, რომელიც მოქმედებს როგორც ბარიერი ხსნარების ნაპერწკლებისგან.

გაზის სიჩქარე სკრაბერის თავისუფალ მონაკვეთში 1700 მმ დიამეტრით და 5150 მმ სიმაღლით არის დაახლოებით 0,4 მ/წმ. სკრაბერის ტიპის აპარატის ხსნარებით მორწყვა ხორციელდება ცენტრიდანული ტუმბოების გამოყენებით 175-250 მ3/სთ სიმძლავრით.

ვაკუუმ ამაორთქლებელი არის ვერტიკალური ცილინდრული მოწყობილობა, რომლის დიამეტრი 1000-1200 მმ და სიმაღლე 5000-3200 მმ. საქშენი არის კერამიკული რგოლები ზომით 50x50x5 მმ, დალაგებულია რეგულარულ რიგებში.

გაზის გამრეცხი არის ვერტიკალური ცილინდრული აპარატი, რომელიც დამზადებულია უჟანგავი ფოლადისგან, დიამეტრით 1000 მმ და სიმაღლე 5000 მმ. საქშენი არის კერამიკული რგოლები ზომით 50x50x5 მმ.

შემრევ-ნეიტრალიზატორი - ცილინდრული აპარატი 30 ბრ/წთ სიჩქარით მოძრავი ამრევით. მოძრაობა ხორციელდება ელექტროძრავიდან გადაცემათა კოლოფით (სურათი 6).

Ш1 - ფიტინგები დონის მრიცხველის დაყენებისთვის; B1 - ჰაერის გამწოვი; E1 - ელექტროძრავა; P1 - გადაცემათა კოლოფი; VM1 - მიქსერის ლილვი; L1 - ჭაბურღილი

სურათი 6 - შემრევ-ნეიტრალიზატორი

ხშირად გამოყენებული მოწყობილობების დიამეტრი 2800 მმ, სიმაღლე 3200 მმ. ისინი მოქმედებენ ატმოსფერული წნევის ქვეშ, ემსახურებიან ამონიუმის ნიტრატის ხსნარების საბოლოო განეიტრალებას და შუალედურ კონტეინერებს აორთქლებისთვის გაგზავნილი ხსნარებისთვის.

ზედაპირული კონდენსატორი არის ვერტიკალური გარსისა და მილის ორგადასასვლელი (წყლის გავლით) სითბოს გადამცვლელი, რომელიც შექმნილია ვაკუუმური აორთქლების წვენის ორთქლის კონდენსაციისთვის. მოწყობილობის დიამეტრი 1200 მმ, სიმაღლე 4285 მმ; სითბოს გადამცემი ზედაპირი 309 მ2. ის მუშაობს ვაკუუმში დაახლოებით 550-600 მმ Hg. Ხელოვნება.; აქვს მილები: დიამეტრი 25x2 მმ, სიგრძე 3500 მ, საერთო რაოდენობა 1150 ც.; ასეთი კონდენსატორის წონაა დაახლოებით 7200 კგ

ზოგიერთ შემთხვევაში, აორთქლების, გამათბობელი მოწყობილობების და წყლის ლუქების გაწმენდის დროს გამონადენი წვენის ორთქლის ატმოსფეროში გამონაბოლქვის აღმოსაფხვრელად, დამონტაჟებულია ზედაპირული კონდენსატორი შემდეგი მახასიათებლებით: სხეულის დიამეტრი 800 მმ, სიმაღლე 4430 მმ, მილების საერთო რაოდენობა. 483 ც., დიამეტრი 25x2, საერთო ფართი 125 მ2.

ვაკუუმური ტუმბოები. გამოიყენება სხვადასხვა ტიპის ტუმბოები. VVN-12 ტიპის ტუმბოს სიმძლავრეა 66 მ3/სთ, ლილვის ბრუნვის სიჩქარე 980 ბრ/წთ. ტუმბო შექმნილია ვაკუუმის შესაქმნელად ვაკუუმის ნეიტრალიზაციის განყოფილებაში.

ცენტრიდანული ტუმბოები. ვაკუუმური ნეიტრალიზაციის ინსტალაციაში ამონიუმის ნიტრატის ხსნარის ცირკულაციისთვის ხშირად გამოიყენება 7ХН-12 ტუმბოები, რომელთა სიმძლავრეა 175-250 მ3/სთ. ელექტროძრავის დადგმული სიმძლავრე 55 კვტ.

4 . მასალისა და ენერგიის გამოთვლები

მოდით გამოვთვალოთ პროცესის მატერიალური და თერმული ბალანსი. მე ვიანგარიშებ აზოტის მჟავას ნეიტრალიზაციას ამიაკის გაზით 1 ტონა პროდუქტზე. საწყის მონაცემებს ვიღებ ცხრილიდან 2, სახელმძღვანელოების მეთოდოლოგიით, , .

ჩვენ ვაღიარებთ, რომ ნეიტრალიზაციის პროცესი გაგრძელდება შემდეგი პირობებით:

საწყისი ტემპერატურა, °C

ამიაკის გაზი................................................ ...................................50

აზოტის მჟავა...................................................... ...................................................20

ცხრილი 2 - საწყისი მონაცემები

მასალის გაანგარიშება

1 რეაქციის შედეგად მივიღოთ 1 ტონა ნიტრატი:

NH3+HNO3=NH4NO3 +Q J (9)

თეორიულად საჭიროა ნედლეულის შემდეგი რაოდენობა (კგ):

ამიაკი

17 - 80 x = 1000 * 17/80 = 212.5

x - 1000

აზოტის მჟავა

63 - 80 x = 1000 * 63/80 = 787.5

x - 1000

სადაც 17, 63 და 80 არის ამიაკის, აზოტის მჟავას და ამონიუმის ნიტრატის მოლეკულური წონა, შესაბამისად.

NH3-ისა და HNO3-ის პრაქტიკული მოხმარება ოდნავ აღემატება თეორიულს, ვინაიდან ნეიტრალიზაციის პროცესში რეაგენტების დანაკარგები წვენის ორთქლით გარდაუვალია კომუნიკაციებში გაჟონვის გამო, რეაქტიული კომპონენტების და ნიტრატის უმნიშვნელო დაშლის გამო და ა.შ.

2. დაადგინეთ ამონიუმის ნიტრატის რაოდენობა კომერციულ პროდუქტში: 0,98*1000=980 კგ/სთ.

ან

980/80=12,25 კმოლ/სთ,

და ასევე წყლის რაოდენობა:

1000-980=20 კგ/სთ

3. გამოვთვლი აზოტის მჟავას მოხმარებას (100%) 12,25 კმოლ/სთ ნიტრატის მისაღებად. სტოქიომეტრიის მიხედვით იხარჯება (კმოლ/სთ), რამდენიც წარმოიქმნება ნიტრატი: 12,25 კმოლ/სთ, ანუ 12,25*63=771,75 კგ/სთ.

ვინაიდან პირობები ადგენს მჟავის სრულ (100%) კონვერტაციას, ეს იქნება მიწოდებული რაოდენობა.

პროცესი მოიცავს გაზავებულ მჟავას - 60%:

771.75/0.6=1286.25 კგ/სთ,

წყლის ჩათვლით:

1286,25-771,25=514,5 კგ/სთ

4. ანალოგიურად, ამიაკის მოხმარება (100%) 12,25 კმოლ/სთ, ანუ 12,25*17=208,25 კგ/სთ.

25% ამიაკის წყლის თვალსაზრისით, ეს იქნება 208,25/0,25 = 833 კგ/სთ, წყლის ჩათვლით 833-208,25 = 624,75 კგ/სთ.

5. რეაგენტებთან ერთად მიწოდებულ ნეიტრალიზატორში ვიპოვი წყლის მთლიან რაოდენობას:

514,5+624,75=1139,25 კგ/სთ

6. განვსაზღვროთ ნიტრატის ხსნარის აორთქლების შედეგად წარმოქმნილი წყლის ორთქლის რაოდენობა (კომერციულ პროდუქტში რჩება 20 კგ/სთ): 1139,25 - 20 = 1119,25 კგ/სთ.

7. შევადგინოთ ამონიუმის ნიტრატის წარმოების პროცესის მატერიალური ბალანსის ცხრილი.

ცხრილი 3 - ნეიტრალიზაციის პროცესის მატერიალური ბალანსი

8. გამოვთვალოთ ტექნოლოგიური მაჩვენებლები.

· თეორიული ხარჯების კოეფიციენტები:

მჟავისთვის - 63/80=0,78 კგ/კგ

ამიაკისთვის - 17/80=0,21 კგ/კგ

· ფაქტობრივი ხარჯების კოეფიციენტები:

მჟავისთვის - 1286,25/1000=1,28 კგ/კგ

ამიაკისთვის - 833/1000=0,83 კგ/კგ

ნეიტრალიზაციის პროცესის დროს მოხდა მხოლოდ ერთი რეაქცია, ნედლეულის გარდაქმნა იყო 1-ის ტოლი (ანუ მოხდა სრული კონვერტაცია), დანაკარგები არ ყოფილა, რაც ნიშნავს, რომ რეალური მოსავლიანობა თეორიულის ტოლია:

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

ენერგიის გაანგარიშება

სითბოს ჩამოსვლა. ნეიტრალიზაციის პროცესის დროს სითბოს შეყვანა შედგება ამიაკის და აზოტის მჟავის მიერ შეყვანილი სითბოსგან და ნეიტრალიზაციის დროს გამოთავისუფლებული სითბოსგან.

1. ამიაკის გაზის მიერ შეტანილი სითბო არის:

Q1=208.25*2.18*50=22699.25 კჯ,

სადაც 208.25 არის ამიაკის მოხმარება, კგ/სთ

2.18 - ამიაკის თბოტევადობა, კჯ/(კგ*°C)

50 - ამიაკის ტემპერატურა, °C

2. აზოტის მჟავით შემოტანილი სითბო:

Q2=771.75*2.76*20=42600.8 კჯ,

სადაც 771.25 არის აზოტის მჟავას მოხმარება, კგ/სთ

2.76 - აზოტის მჟავას თბოტევადობა, კჯ/(კგ*°C)

20 - მჟავა ტემპერატურა, °C

3. ნეიტრალიზაციის სიცხე წინასწარ გამოითვლება 1 მოლ ამონიუმის ნიტრატზე, რომელიც წარმოიქმნება განტოლების მიხედვით:

HNO3*3.95H2O(თხევადი) +NH3(გაზი) =NH4NO3*3.95H2O(თხევადი)

სადაც HNO3*3.95H2O შეესაბამება აზოტის მჟავას.

ამ რეაქციის Q3 თერმული ეფექტი გვხვდება შემდეგი რაოდენობით:

ა) წყალში აზოტის მჟავას დაშლის სითბო:

HNO3+3.95 H2O=HNO3*3.95H2O (10)

ბ) მყარი NH4NO3 100% აზოტის მჟავისა და 100% ამიაკის წარმოქმნის სითბო:

HNO3 (თხევადი) + NH3 (გაზი) = NH4NO3 (მყარი) (11)

გ) წყალში ამონიუმის ნიტრატის დაშლის სიცხე, მიღებული ხსნარის აორთქლების რეაქციის სითბოს მოხმარების გათვალისწინებით 52,5%-დან (NH4NO3 *H2O) 64%-მდე (NH4NO3 *2,5H2O)

NH4NO3 +2.5H2O= NH4NO3*2.5H2O, (12)

სადაც NH4NO3*4H2O შეესაბამება 52,5% NH4NO3 კონცენტრაციას

NH4NO3*4H2O-ის მნიშვნელობა გამოითვლება თანაფარდობიდან

80*47.5/52.5*18=4H2O,

სადაც 80 არის NH4NO3-ის მოლური წონა

47.5 - HNO3 კონცენტრაცია, %

52.5 - NH4NO3 კონცენტრაცია, %

18 - H2O-ის მოლური წონა

NH4NO3*2.5H2O-ის მნიშვნელობა გამოითვლება ანალოგიურად, რაც შეესაბამება NH4NO3 64%-იან ხსნარს.

80*36/64*18=2.5H2O

რეაქციის მიხედვით (10) აზოტის მჟავას q ხსნარის სითბო წყალში არის 2594,08 ჯ/მოლი. რეაქციის თერმული ეფექტის დასადგენად (11) აუცილებელია ამონიუმის ნიტრატის წარმოქმნის სითბოს გამოკლდეს NH3 (გაზი) და HNO3 (თხევადი) წარმოქმნის სითბოს ჯამი.

ამ ნაერთების წარმოქმნის სითბოს მარტივი ნივთიერებებისგან 18°C ​​და 1 ატმ-ზე აქვს შემდეგი მნიშვნელობები (ჯ/მოლში):

NH3 (გაზი): 46191.36

HNO3 (თხევადი): 174472.8

NH4NO3(s):364844.8

ქიმიური პროცესის საერთო თერმული ეფექტი დამოკიდებულია მხოლოდ საწყისი ურთიერთქმედების ნივთიერებებისა და საბოლოო პროდუქტების წარმოქმნის სიცხეებზე. აქედან გამომდინარეობს, რომ რეაქციის თერმული ეფექტი (11) იქნება:

q2=364844.8-(46191.36+174472.8)=144180.64 ჯ/მოლი

NH4NO3-ის დაშლის სითბო q3 (12) რეაქციის მიხედვით უდრის 15606,32 ჯ/მოლ.

NH4NO3 წყალში დაშლა ხდება სითბოს შთანთქმით. ამასთან დაკავშირებით, ხსნარის სითბო აღებულია ენერგეტიკულ ბალანსში მინუს ნიშნით. NH4NO3 ხსნარის კონცენტრაცია შესაბამისად მიმდინარეობს სითბოს გამოყოფით.

ამრიგად, Q3 რეაქციის თერმული ეფექტი

HNO3 +*3.95H2O(თხევადი)+ NH3(გაზი) =NH4NO3*2.5H2O(თხევადი)+1.45 H2O(ორთქლი)

იქნება:

Q3=q1+q2+q3= -25940.08+144180.64-15606.32=102633.52 ჯ/მოლი

1 ტონა ამონიუმის ნიტრატის წარმოებისას ნეიტრალიზაციის რეაქციის სიცხე იქნება:

102633.52*1000/80=1282919 კჯ,

სადაც 80 არის NH4NO3-ის მოლეკულური წონა

ზემოაღნიშნული გამოთვლებიდან ირკვევა, რომ მთლიანი სითბური მომატება იქნება: ამიაკით 22699,25, აზოტის მჟავით 42600,8, ნეიტრალიზაციის სიცხის გამო 1282919 და სულ 1348219,05 კჯ.

სითბოს მოხმარება. აზოტის მჟავას ამიაკით ნეიტრალიზაციისას, სითბო გამოიყოფა აპარატიდან მიღებული ამონიუმის ნიტრატის ხსნარით, იხარჯება ამ ხსნარიდან წყლის აორთქლებაზე და იკარგება გარემოში.

ამონიუმის ნიტრატის ხსნარით გადატანილი სითბოს რაოდენობაა:

Q=(980+10)*2.55 tkip,

სადაც 980 არის ამონიუმის ნიტრატის ხსნარის რაოდენობა, კგ

10 - NH3 და HNO3 დანაკარგები, კგ

tboil - ამონიუმის ნიტრატის ხსნარის დუღილის ტემპერატურა, °C

ამონიუმის ნიტრატის ხსნარის დუღილის წერტილი განისაზღვრება აბსოლუტური წნევით ნეიტრალიზატორში 1,15 - 1,2 ატმ; ეს წნევა შეესაბამება გაჯერებული წყლის ორთქლის ტემპერატურას 103 °C. ატმოსფერული წნევის დროს NH4NO3 ხსნარის დუღილის წერტილი არის 115,2 °C. ტემპერატურის დეპრესია უდრის:

?t=115,2 - 100=15,2 °C

გამოთვალეთ 64% NH4NO3 ხსნარის დუღილის წერტილი

თბოილ = წატ. ორთქლი+?t*з =103+15.2*1.03 = 118.7 °С,

მსგავსი დოკუმენტები

წარმოებული პროდუქტების, ნედლეულისა და წარმოებისთვის მასალების მახასიათებლები. ამონიუმის ნიტრატის წარმოების ტექნოლოგიური პროცესი. აზოტის მჟავის ნეიტრალიზაცია ამიაკის გაზით და აორთქლება მაღალ კონცენტრირებულ დნობამდე.

კურსის სამუშაო, დამატებულია 19/01/2016


გრანულირებული ამონიუმის ნიტრატის წარმოების ავტომატიზაცია. წვენების ორთქლის მიწოდების ხაზში წნევის სტაბილიზაციის სქემები და ბარომეტრული კონდენსატორიდან ორთქლის კონდენსატის ტემპერატურის რეგულირება. ვაკუუმური ტუმბოს გასასვლელ ხაზში წნევის მონიტორინგი.

კურსის სამუშაო, დამატებულია 01/09/2014


ამონიუმის ნიტრატი არის ჩვეულებრივი და იაფი აზოტის სასუქი. მისი წარმოების არსებული ტექნოლოგიური სქემების მიმოხილვა. ამონიუმის ნიტრატის წარმოების მოდერნიზაცია კომპლექსური აზოტ-ფოსფატური სასუქის წარმოებით OJSC Cherepovets Azot-ში.

დისერტაცია, დამატებულია 02/22/2012


გრანულატორების აღწერა ნაყარი მასალების გრანულაციისა და შერევისთვის, დატენიანებული ფხვნილები და პასტები. ამონიუმის ნიტრატისა და შარდოვანაზე დაფუძნებული რთული სასუქების წარმოება. ნაწილაკებს შორის კავშირების გაძლიერება გაშრობით, გაგრილებით და პოლიმერიზაციით.

კურსის სამუშაო, დამატებულია 03/11/2015


ამიაკის სამაცივრო დანადგარის დანიშნულება, დიზაინი და ფუნქციონალური დიაგრამა. ციკლის აგება თერმოდინამიკურ დიაგრამაში მოცემული და ოპტიმალური რეჟიმისთვის. გაგრილების სიმძლავრის, ენერგიის მოხმარების და ენერგიის მოხმარების განსაზღვრა.

ტესტი, დამატებულია 12/25/2013


გაშრობის პროცესის არსი და მისი ტექნოლოგიური სქემის აღწერა. ბარაბანი ატმოსფერული საშრობები, მათი სტრუქტურა და ძირითადი გამოთვლები. საშრობისთვის მიწოდებული გრიპის აირების პარამეტრები, ტენიანობის ავტომატური კონტროლი. საშრობი ნივთიერების ტრანსპორტირება.

კურსის სამუშაო, დამატებულია 24/06/2012


აზოტის მჟავას წარმოების თანამედროვე მეთოდების მიმოხილვა. ინსტალაციის ტექნოლოგიური სქემის აღწერა, ძირითადი აპარატისა და დამხმარე აღჭურვილობის დიზაინი. ნედლეულისა და მზა პროდუქციის, ქვეპროდუქტებისა და წარმოების ნარჩენების მახასიათებლები.

ნაშრომი, დამატებულია 11/01/2013


განზავებული აზოტის მჟავის წარმოების სამრეწველო მეთოდები. კატალიზატორები ამიაკის დაჟანგვისთვის. გაზის ნარევის შემადგენლობა. ამიაკის ოპტიმალური შემცველობა ამიაკის ჰაერის ნარევში. აზოტის მჟავას სისტემების სახეები. რეაქტორის მატერიალური და თერმული ბალანსის გაანგარიშება.

კურსის სამუშაო, დამატებულია 03/14/2015


ტექნოლოგიური პროცესი, ტექნოლოგიური ნორმები. დიამონიუმის ფოსფატის ფიზიკურ-ქიმიური თვისებები. ტექნოლოგიური სისტემა. ფოსფორმჟავას მიღება, განაწილება. ფოსფორის მჟავას ნეიტრალიზაციის პირველი და მეორე ეტაპები. პროდუქტის გრანულაცია და გაშრობა.

კურსის სამუშაო, დამატებულია 18/12/2008


ნედლეულისა და აზოტის მჟავის წარმოებისთვის დამხმარე მასალების მახასიათებლები. მიღებული საწარმოო სქემის შერჩევა და დასაბუთება. ტექნოლოგიური სქემის აღწერა. პროცესების მატერიალური ნაშთების გამოთვლები. ტექნოლოგიური პროცესის ავტომატიზაცია.

ამონიუმის ნიტრატი ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული სასუქია.

ამონიუმის ნიტრატი (სხვაგვარად ცნობილია, როგორც ამონიუმის ნიტრატი) წარმოებულია ქარხნებში აზოტის მჟავისა და ამიაკისგან ამ ნაერთების ქიმიური ურთიერთქმედებით.

წარმოების პროცესი შედგება შემდეგი ეტაპებისგან:

1. აზოტის მჟავის ნეიტრალიზაცია ამიაკის გაზით.
2. ამონიუმის ნიტრატის ხსნარის აორთქლება.
3. ამონიუმის ნიტრატის კრისტალიზაცია.
4. საშრობი მარილი.

ნახატზე ნაჩვენებია ამონიუმის ნიტრატის წარმოების პროცესის გამარტივებული დიაგრამა. როგორ ხდება ეს პროცესი?

ნეიტრალიზატორში ხვდება ნეიტრალიზატორის ნედლეული - აირისებრი ამიაკი და აზოტის მჟავა (წყალხსნარი). აქ ორივე ნივთიერების ქიმიური ურთიერთქმედების შედეგად ხდება ძალადობრივი რეაქცია დიდი რაოდენობით სითბოს გამოყოფით. ამ შემთხვევაში წყლის ნაწილი აორთქლდება და წარმოქმნილი წყლის ორთქლი (ე.წ. წვენის ორთქლი) ხაფანგის მეშვეობით გარეთ გამოიყოფა.

არასრულად აორთქლებული ამონიუმის ნიტრატის ხსნარი ნეიტრალიზატორიდან მიედინება შემდეგ აპარატში - საბოლოო ნეიტრალიზატორში. მასში ამიაკის წყალხსნარის დამატების შემდეგ მთავრდება აზოტის მჟავას ნეიტრალიზაციის პროცესი.

წინასწარი ნეიტრალიზატორიდან, ამონიუმის ნიტრატის ხსნარი ტუმბოს აორთქლებაში - მუდმივად მოქმედ ვაკუუმურ აპარატში. ასეთ მოწყობილობებში ხსნარი აორთქლდება შემცირებული წნევით, ამ შემთხვევაში 160-200 მმ Hg წნევით. Ხელოვნება. აორთქლების სითბო გადადის ხსნარში ორთქლით გაცხელებული მილების კედლებით.

აორთქლება ტარდება მანამ, სანამ ხსნარის კონცენტრაცია არ მიაღწევს 98%-ს. ამის შემდეგ ხსნარი მიდის კრისტალიზაციაზე.

ერთი მეთოდის მიხედვით, ამონიუმის ნიტრატის კრისტალიზაცია ხდება ბარაბნის ზედაპირზე, რომელიც გაცივებულია შიგნიდან. ბარაბანი ბრუნავს და მის ზედაპირზე წარმოიქმნება ამონიუმის ნიტრატის კრისტალიზაციის ქერქი 2 მმ-მდე სისქით. ქერქს ჭრიან დანით და აგზავნიან საშრობით გასაშრობად.

ამონიუმის ნიტრატს აშრობენ ცხელი ჰაერით მბრუნავ საშრობ დოლში 120° ტემპერატურაზე. გაშრობის შემდეგ მზა პროდუქტი იგზავნება შესაფუთად. ამონიუმის ნიტრატი შეიცავს 34-35% აზოტს. ნამცხვრის შესამცირებლად, წარმოების დროს მის შემადგენლობას ემატება სხვადასხვა დანამატები.

ამონიუმის ნიტრატს აწარმოებენ ქარხნები მარცვლოვანი სახით და ფანტელების სახით. ფიფქის მარილი ძლიერად შთანთქავს ჰაერის ტენიანობას, ამიტომ შენახვისას ვრცელდება და კარგავს რბილობას. გრანულირებული ამონიუმის ნიტრატს აქვს მარცვლების (გრანულების) ფორმა.

ამონიუმის ნიტრატის გრანულაცია უმეტესად კოშკებში ხორციელდება (იხ. სურათი). ამონიუმის ნიტრატის აორთქლებული ხსნარი - დნობა - ასხურება კოშკის ჭერზე დამონტაჟებული ცენტრიფუგის გამოყენებით.

დნობა უწყვეტი ნაკადით მიედინება ცენტრიფუგის მბრუნავ პერფორირებულ ბარაბანში. ბარაბნის ხვრელების გავლისას სპრეი იქცევა შესაბამისი დიამეტრის ბურთულებად და დაცემისას გამაგრდება.

გრანულირებული ამონიუმის გვარჯილას აქვს კარგი ფიზიკური თვისებები, არ იკვებება შენახვის დროს, კარგად იშლება მინდორში და ნელ-ნელა შთანთქავს ტენიანობას ჰაერიდან.

ამონიუმის სულფატი - (სხვა შემთხვევაში - ამონიუმის სულფატი) შეიცავს 21% აზოტს. ამონიუმის სულფატის უმეტესი ნაწილი წარმოებულია კოქსის ინდუსტრიაში.

უახლოეს წლებში დიდ განვითარებას მიიღებს ყველაზე კონცენტრირებული აზოტიანი სასუქის - შარდოვანა ანუ შარდოვანა, რომელიც შეიცავს 46% აზოტს, წარმოებას.

შარდოვანა წარმოიქმნება მაღალი წნევის ქვეშ ამიაკის და ნახშირორჟანგის სინთეზით. იგი გამოიყენება არა მხოლოდ როგორც სასუქი, არამედ პირუტყვის გამოსაკვებად (ცილოვანი კვების შესასრულებლად) და როგორც შუამავალი პლასტმასის წარმოებისთვის.

ასევე დიდი მნიშვნელობა აქვს თხევად აზოტოვან სასუქებს - თხევად ამიაკი, ამიაკი და ამიაკი წყალი.

თხევადი ამიაკი იწარმოება აირისებრი ამიაკისაგან მაღალი წნევის ქვეშ გათხევადების გზით. შეიცავს 82% აზოტს. ამიაკის ნაერთები არის ამონიუმის ნიტრატის, კალციუმის ნიტრატის ან შარდოვანას ხსნარი თხევადი ამიაკით წყლის მცირე დამატებით. ისინი შეიცავს 37%-მდე აზოტს. ამიაკის წყალი არის ამიაკის წყალხსნარი. შეიცავს 20% აზოტს. მოსავალზე ზემოქმედების მხრივ თხევადი აზოტოვანი სასუქები არ ჩამოუვარდება მყარს. და მათი წარმოება ბევრად იაფია, ვიდრე მყარი, რადგან აღმოფხვრილია ხსნარის აორთქლების, გაშრობის და გრანულაციის ოპერაციები. თხევადი აზოტის სასუქის სამი სახეობიდან ყველაზე ფართოდ გამოიყენება ამიაკის წყალი. რა თქმა უნდა, თხევადი სასუქების ნიადაგზე შეტანა, ასევე მათი შენახვა და ტრანსპორტირება საჭიროებს სპეციალურ მანქანებსა და აღჭურვილობას.

თუ შეცდომას იპოვით, გთხოვთ, მონიშნეთ ტექსტის ნაწილი და დააწკაპუნეთ Ctrl+Enter.