Tecnologia de nitrato de amônio. Tecnologia de produção de nitrato de amônio

A produção do nitrato de amônio consiste na neutralização do ácido nítrico com gás amônia e na cristalização do produto. A amônia não deve conter mais de 1% de umidade e a presença de óleo não é permitida. O ácido nítrico é ingerido em uma concentração superior a 45% de HNO 3; o teor de óxidos de nitrogênio não deve exceder 0,1%. Para obter nitrato de amônio, também podem ser utilizados resíduos da produção de amônia - por exemplo, água de amônia e gases de tanque e purga removidos de instalações de armazenamento de amônia líquida e obtidos por purga de sistemas de síntese de amônia. Composição dos gases do tanque: 45-70% NH 3, 55-30% H 2 + N 2 (com vestígios de metano e argônio); composição dos gases de purga: 7,5-9% NH 3, 92,5-91% H 2 + N 2 (com vestígios de metano e argônio). Além disso, gases de destilação da produção de uréia também são utilizados para produzir nitrato de amônio, sua composição aproximada é: 55-57% NH 3, 18-24% CO 2, 15-20% H 2 O.

O efeito térmico da reação NH 3(g) +HNO 3(l) NH 4 NO 3 é 35,46 kcal/(g mol). Na produção de nitrato de amônio, geralmente é usado ácido de 45-58%. Neste caso, o efeito térmico da reação de neutralização é correspondentemente reduzido pela quantidade de calor de diluição do ácido nítrico com água e pela quantidade de dissolução do nitrato de amônio.

Com o uso racional do calor de neutralização, soluções concentradas e até nitrato de amônio derretido podem ser obtidas pela evaporação da água.

De acordo com isso, existem esquemas para a produção de uma solução de nitrato de amônio com sua posterior evaporação (o chamado processo multiestágio) e para a produção de fundido (processo monofásico ou sem evaporação). Para selecionar um esquema de neutralização racional, é necessário comparar quatro esquemas fundamentalmente diferentes para a produção de nitrato de amônio usando calor de neutralização:

1) instalações operando à pressão atmosférica (excesso de pressão de vapor de suco 0,15-0,2 c);

2) instalações com evaporador a vácuo;

3) instalações operando sob pressão, com aproveitamento único do calor do vapor do suco;

4) instalações operando sob pressão, com duplo aproveitamento do calor do vapor do caldo (produção de fundido concentrado).

Na prática industrial, são amplamente utilizados como as instalações mais eficientes operando à pressão atmosférica, utilizando calor de neutralização e parcialmente instalações com evaporador a vácuo.

Requisitos técnicos para produtos acabados

De acordo com o atual GOST 2-85 na Rússia, o nitrato de amônio granulado é produzido em dois graus: A - a categoria de qualidade mais alta e B - a categoria de qualidade mais alta (grau mais alto) e a categoria de primeira qualidade (primeiro grau). Os indicadores de qualidade do nitrato de amônio produzido industrialmente são apresentados na Tabela 1.

tabela 1

nitrato de amônio GOST 2-85
aparência	Produto granular sem impurezas mecânicas estranhas
Fração mássica total de nitrito e nitrogênio amoniacal em termos de:
para NH4NO3 na matéria seca, % não menos		não padronizado
para nitrogênio na matéria seca, %, não menos
Fração de massa de água, %, não mais
pH de solução aquosa a 10%, não menos
Fração de massa de substâncias insolúveis em solução de ácido nítrico a 10%, %, não mais		não padronizado
Classificação:
Fração de massa de grânulos
de 1 a 3 mm, %, não menos		não padronizado
de 1 a 4 mm, %, não menos
de 2 a 4 mm, %, não menos
menos de 1mm,%
mais de 6 mm, %
Força estatística de grânulos n/grânulo (kg/grânulo), não menos
Friabilidade,%, não menos
Aditivo condicionador	Nitrato de Magnésio

As empresas produtoras de nitrato de amônio devem garantir ao consumidor que os indicadores de qualidade do produto previstos no GOST 2-85 serão mantidos por 6 meses, desde que o consumidor cumpra as condições de armazenamento estabelecidas pela norma.

Aplicação de nitrato de amônio

O nitrato de amônio é um dos tipos de fertilizantes minerais sem os quais a agricultura moderna é quase impensável. Pertencer à família dos fertilizantes nitrogenados, versatilidade de aplicação, possibilidade de volumes industriais de produção e fornecimento, tecnologia de produção comprovada - essas são as vantagens que mantêm a posição inabalável do nitrato de amônio no mercado de fertilizantes.

O nitrogênio é absolutamente necessário para as plantas. A clorofila, que aproveita a energia solar e produz material de construção para células vivas, contém nitrogênio. Externamente, o nitrato de amônio é um grânulo branco. A substância granular é altamente solúvel em água e contém 34,4% de nitrogênio. É aplicado como cobertura para todos os tipos de culturas agrícolas, em todos os tipos de solos e para preparar o solo para a semeadura. Na indústria, o nitrato de amônio é utilizado como matéria-prima para a produção de explosivos e posterior utilização nas indústrias química, de mineração e de construção.

Existe um problema associado à elevada higroscopicidade do nitrato de amónio. Os grânulos perdem a dureza e se espalham com o aumento da umidade do ar. No entanto, os modernos desenvolvimentos tecnológicos permitem ter em conta esta nuance e erradicá-la na fase de produção.

Uma das vantagens do nitrato de amônio é tradicionalmente considerada que o solo absorve completamente a parte da amônia devido à rápida solubilidade do fertilizante. Ao mesmo tempo, o nitrato de amônio tem ação mais prolongada em comparação ao nitrato. A aplicação fracionada de nitrato de amônio pode reduzir a perda de nitrogênio nitrato por lixiviação. É usado com sucesso na produção de misturas de fertilizantes como o componente de nitrogênio ideal. Atualmente, o mercado químico experimenta um aumento constante na demanda por nitrato de amônio, tanto como fertilizante quanto como matéria-prima química industrial. Isto também se deve ao apoio do Estado à indústria agrícola e ao desenvolvimento da indústria nacional em geral.

Método básico

Na produção industrial são utilizados amônia anidra e ácido nítrico concentrado:

A reação prossegue rapidamente com a liberação de uma grande quantidade de calor. A realização de tal processo em condições artesanais é extremamente perigosa (embora o nitrato de amônio possa ser facilmente obtido em condições de grande diluição com água). Após a formação de uma solução, geralmente com concentração de 83%, o excesso de água é evaporado até formar um fundido, no qual o teor de nitrato de amônio é de 95-99,5%, dependendo do grau do produto acabado. Para uso como fertilizante, o fundido é granulado em pulverizadores, seco, resfriado e revestido com compostos para evitar aglomeração. A cor dos grânulos varia do branco ao incolor. O nitrato de amônio para uso em química costuma ser desidratado, pois é muito higroscópico e a porcentagem de água nele contida (a(H2O)) é quase impossível de obter.

Método Haber

sob pressão, alta temperatura e catalisador

De acordo com o método Haber, a amônia é sintetizada a partir do nitrogênio e do hidrogênio, parte dos quais é oxidada a ácido nítrico e reage com a amônia, resultando na formação de nitrato de amônio:

Método de nitrofosfato

Este método também é conhecido como método Odd, em homenagem à cidade norueguesa onde o processo foi desenvolvido. É usado diretamente para produzir fertilizantes de nitrogênio e nitrogênio-fósforo a partir de matérias-primas naturais amplamente disponíveis. Neste caso, ocorrem os seguintes processos:

• 1. O fosfato de cálcio natural (apatita) é dissolvido em ácido nítrico:
• 2. A mistura resultante é resfriada a 0 °C, enquanto o nitrato de cálcio cristaliza na forma de tetrahidrato - Ca(NO3)2·4H2O, e é separado do ácido fosfórico.

O nitrato de cálcio resultante e o ácido fosfórico não removido são tratados com amônia e, como resultado, o nitrato de amônio é obtido:

Para obter nitrato de amônio praticamente não aglomerante, são utilizados vários métodos tecnológicos. Um meio eficaz de reduzir a taxa de absorção de umidade pelos sais higroscópicos é a sua granulação. A superfície total dos grânulos homogêneos é menor que a superfície da mesma quantidade de sal fino cristalino, de modo que os fertilizantes granulares absorvem a umidade do ar mais lentamente. Às vezes, o nitrato de amônio é fundido com sais menos higroscópicos, por exemplo, sulfato de amônio.

O processo tecnológico para a produção do nitrato de amônio consiste nas seguintes etapas principais: neutralização do ácido nítrico com gás amônia, evaporação do nitrato de amônio, cristalização e granulação do fundido, resfriamento, classificação e polvilhamento do produto acabado (Fig. 4.1. ).

Figura 4.1 Diagrama esquemático da produção de nitrato de amônio

Atualmente, em conexão com o desenvolvimento da produção de ácido nítrico 18 - 60%, a maior parte do nitrato de amônio é produzida em unidades AS-67, AS-72, AS-72M, com capacidade de 1.360 e 1.171 toneladas/dia com evaporação. em um estágio (Fig. 4.2. ) , bem como em instalações do método sem evaporação (Fig. 4.4.).

Figura 4.2 Diagrama tecnológico de produção do AS-72M: 1 - aquecedor de amônia; 2 - aquecedor ácido; 3 - Aparelhos MTI; 4 - pré-neutralizador; 1 - evaporador; 6 - neutralizador de selo d'água; 7 - coleta de material fundido; 8 - tanque de pressão; 9 - granulador vibroacústico; 10 - torre de granulação; 11 - transportador; 12 - resfriador de pellets “KS”; 13 - aquecedor de ar; 14 - esfregão de lavagem

Amônia gasosa do aquecedor 1, aquecida por suco condensado de vapor, aquecido a 120 - 160°C, e ácido nítrico do aquecedor 2, aquecido por suco de vapor, a uma temperatura de 80 - 90°C, entram no aparelho da bomba de calor (usando o calor de neutralização) 3. Para reduzir as perdas de amônia juntos A reação com vapor é realizada em excesso de ácido. A solução de nitrato de amônio do aparelho ITN é neutralizada no pós-neutralizador 4 com amônia, ao qual é adicionado simultaneamente o aditivo condicionador nitrato de magnésio e enviado para evaporação ao evaporador 1. A partir dele, o nitrato de amônio fundido formado através da água o selo pós-neutralizador 6 e o ​​coletor de fusão 7 são enviados para o tanque de pressão 8 e a partir do uso de granuladores vibroacústicos 9, entra na torre de granulação 10. O ar atmosférico é sugado para a parte inferior da torre e o ar é fornecido pelo aparelho de resfriamento de grânulos “KS” 12. Os grânulos de nitrato de amônio resultantes da parte inferior da torre entram no transportador 11 e no aparelho de leito fluidizado 12 para resfriar os grânulos, no qual o ar seco é fornecido através do aquecedor 13. Do aparelho 12 o produto acabado é enviado para embalagem. O ar do topo da torre 10 entra nos purificadores 14, irrigados com uma solução de nitrato de amônio a 20%, onde o pó de nitrato de amônio é lavado e liberado na atmosfera. Nos mesmos lavadores, os gases que saem do evaporador e do neutralizador são purificados da amônia e do ácido nítrico que não reagiram. O aparelho ITN, a torre de granulação e o evaporador combinado são os principais dispositivos do esquema tecnológico AS-72M.

O aparelho ITN (Fig. 4.3.) tem uma altura total de 10 m e é composto por duas partes: a reação inferior e a separação superior. Na parte de reação há um vidro perfurado no qual são fornecidos ácido nítrico e amônia. Além disso, devido à boa transferência de calor da massa reaccional para as paredes do vidro, a reacção de neutralização prossegue a uma temperatura inferior ao ponto de ebulição do ácido. A solução resultante de nitrato de amônio ferve e a água evapora. Devido à força de elevação do vapor, a emulsão vapor-líquido é ejetada do topo do vidro e passa pelo espaço anular entre o corpo e o vidro, continuando a evaporar. Em seguida, entra na parte superior de separação, onde a solução, passando por uma série de placas, é lavada da amônia com uma solução de nitrato de amônio e suco condensado de vapor. O tempo de permanência dos reagentes na zona de reação não excede um segundo, devido ao qual não ocorre a decomposição térmica do ácido e do nitrato de amônio. Ao utilizar o calor de neutralização no aparelho, a maior parte da água evapora e forma-se uma solução de nitrato de amônio a 90%.

O evaporador combinado de 16 m de altura consiste em duas partes. Na parte inferior do casco e tubo com diâmetro de 3 m, ocorre a evaporação da solução, passando por tubos aquecidos primeiro por vapor superaquecido aquecido a 180°C pelo ar. A parte superior do aparelho serve para limpar a mistura vapor-ar que sai do aparelho e evaporar parcialmente a solução de nitrato de amônio que entra no aparelho. O nitrato de amônio fundido com concentração de 99,7% e temperatura de cerca de 180°C sai do evaporador.

A torre de granulação tem seção retangular de 11x8 m2 e altura de cerca de 61 m. O ar externo e o ar do resfriador de grânulos entram na torre através de uma abertura na parte inferior. O fundido de nitrato de amônio que entra na parte superior da torre é disperso por meio de três granuladores vibroacústicos, nos quais o fluxo de fundido se transforma em gotículas. Quando as gotas caem de uma altura de cerca de 10 m, elas endurecem e se transformam em grânulos. A cristalização do fundido com um teor de umidade de 0,2% começa em 167°C e termina em 140°C. O volume de ar fornecido à torre é de 300 a 100 m3/hora, dependendo da época do ano. Nas unidades AS-72M é utilizado um aditivo de magnésio contra aglomeração de produtos (nitrato de magnésio). Portanto, não é necessária a operação de processamento de grânulos de surfactante prevista nos esquemas AC - 67 e AC - 72. As diferenças fundamentais no esquema tecnológico para a produção de nitrato de amônio pelo método de não evaporação (Fig. 4.) são: a utilização de ácido nítrico mais concentrado; realizar o processo de neutralização a pressão elevada (0,4 MPa); contato rápido de componentes aquecidos. Nessas condições, na etapa de neutralização, forma-se uma emulsão vapor-líquido, após a separação da qual se obtém um fundido com concentração de 98,1%, o que permite eliminar uma etapa separada de evaporação da solução.

Figura 4.4 Diagrama tecnológico do método sem evaporação: 1 - aquecedor de ácido nítrico; 2 - aquecedor de amônia; 3 - reator (neutralizador); 4 - separador de emulsão; 1 - cristalizador de tambor; 6 - faca; 7 - secagem em tambor

Aquecidas nos aquecedores 1 e 2, aquecidas pelo vapor que sai do separador, as emulsões 4, ácido nítrico e amônia entram no neutralizador 3, onde como resultado da reação se forma uma emulsão a partir de uma solução aquosa de nitrato de amônio e vapor d'água. A emulsão é separada no separador 4 e o nitrato de amônio fundido é alimentado em um tambor cristalizador 1, no qual o nitrato de amônio cristaliza na superfície de um tambor de metal, resfriado por dentro com água.

Uma camada de nitrato de amônio sólido, com cerca de 1 mm de espessura, formada na superfície do tambor é cortada com uma faca 6 e na forma de flocos é fornecida para secagem em um secador de tambor 7. Produto semelhante na forma de flocos é usado para fins técnicos.

O produto resfriado é enviado para um armazém e posteriormente para embarque a granel ou embalagem em sacos. O tratamento com um dispersante é realizado em um aparelho oco com um bico localizado centralmente que pulveriza um fluxo vertical anular de grânulos, ou em um tambor rotativo. A qualidade do processamento do produto granular em todos os dispositivos utilizados atende aos requisitos do GOST 2-85.

O nitrato de amônio granulado é armazenado em armazém em pilhas de até 11 m de altura.Antes do envio ao consumidor, o nitrato é alimentado do armazém para peneiração. O produto não padronizado é dissolvido, a solução é devolvida para destilação. O produto padrão é tratado com um dispersante NF e enviado aos consumidores.

Os tanques para ácidos sulfúrico e fosfórico e os equipamentos de bombeamento para sua dosagem estão dispostos em uma unidade separada. O ponto de controle central, a subestação elétrica, o laboratório, as instalações de serviço e as dependências residenciais estão localizados em um prédio separado.

O nitrato é acondicionado em sacos com revestimento de polietileno de 50 kg, bem como em recipientes especializados - big bags, de 500 a 800 kg. O transporte é realizado tanto em contêineres preparados quanto a granel. É possível viajar em vários tipos de transporte, mas o transporte aéreo está excluído devido ao aumento do risco de incêndio.

O nitrato de amônio é um dos fertilizantes mais comuns.

O nitrato de amônio (também conhecido como nitrato de amônio) é produzido em fábricas a partir de ácido nítrico e amônia por interação química desses compostos.

O processo de produção consiste nas seguintes etapas:

1. Neutralização do ácido nítrico com gás amônia.
2. Evaporação da solução de nitrato de amônio.
3. Cristalização de nitrato de amônio.
4. Sal de secagem.

A figura mostra um fluxograma simplificado do processo para a produção de nitrato de amônio. Como ocorre esse processo?

A matéria-prima - amônia gasosa e ácido nítrico (solução aquosa) - entra no neutralizador. Aqui, como resultado da interação química de ambas as substâncias, ocorre uma reação violenta com liberação de grande quantidade de calor. Nesse caso, parte da água evapora e o vapor d'água resultante (o chamado vapor de seiva) é descarregado para fora através do sifão.

A solução de nitrato de amônio parcialmente evaporada flui do neutralizador para o próximo aparelho - o neutralizador final. Nele, após a adição de uma solução aquosa de amônia, termina o processo de neutralização do ácido nítrico.

Do pré-neutralizador, a solução de nitrato de amônio é bombeada para um evaporador - um aparelho de vácuo em operação contínua. A solução em tais dispositivos é evaporada a pressão reduzida, neste caso a uma pressão de 160-200 mm Hg. Arte. O calor para evaporação é transferido para a solução através das paredes dos tubos aquecidos a vapor.

A evaporação é realizada até que a concentração da solução atinja 98%. Depois disso, a solução segue para a cristalização.

De acordo com um método, a cristalização do nitrato de amônio ocorre na superfície de um tambor, que é resfriado por dentro. O tambor gira e uma crosta de nitrato de amônio cristalizado de até 2 mm de espessura se forma em sua superfície. A crosta é cortada com faca e enviada por uma rampa para secagem.

O nitrato de amônio é seco com ar quente em tambores de secagem rotativos a uma temperatura de 120°. Após a secagem, o produto acabado é enviado para embalagem. O nitrato de amônio contém 34-35% de nitrogênio. Para reduzir a aglomeração, vários aditivos são adicionados à sua composição durante a produção.

O nitrato de amônio é produzido pelas fábricas na forma granular e em flocos. O salitre em flocos absorve fortemente a umidade do ar, por isso, durante o armazenamento, ele se espalha e perde sua friabilidade. O nitrato de amônio granulado tem a forma de grãos (grânulos).

A granulação do nitrato de amônio é realizada principalmente em torres (ver figura). A solução evaporada de nitrato de amônio - melt - é pulverizada por meio de uma centrífuga montada no teto da torre.

O fundido flui em um fluxo contínuo para o tambor rotativo perfurado da centrífuga. Passando pelos orifícios do tambor, o spray se transforma em bolas de diâmetro adequado e endurece ao cair.

O nitrato de amônio granulado possui boas propriedades físicas, não endurece durante o armazenamento, dispersa-se bem no campo e absorve lentamente a umidade do ar.

Sulfato de amônio - (caso contrário - sulfato de amônio) contém 21% de nitrogênio. A maior parte do sulfato de amônio é produzida pela indústria do coque.

Nos próximos anos, a produção do fertilizante nitrogenado mais concentrado - a uréia, ou uréia, que contém 46% de nitrogênio, terá grande desenvolvimento.

A uréia é produzida sob alta pressão por síntese a partir de amônia e dióxido de carbono. É utilizado não apenas como fertilizante, mas também na alimentação do gado (suplementando a nutrição protéica) e como intermediário na produção de plásticos.

Os fertilizantes de nitrogênio líquido - amônia líquida, amônia e água com amônia - também são de grande importância.

A amônia líquida é produzida a partir da amônia gasosa por liquefação sob alta pressão. Contém 82% de nitrogênio. Os compostos de amônia são soluções de nitrato de amônio, nitrato de cálcio ou uréia em amônia líquida com uma pequena adição de água. Eles contêm até 37% de nitrogênio. Água com amônia é uma solução aquosa de amônia. Contém 20% de nitrogênio. Em termos de efeito na cultura, os fertilizantes de nitrogênio líquido não são inferiores aos sólidos. E sua produção é muito mais barata que a sólida, pois são eliminadas as operações de evaporação da solução, secagem e granulação. Dos três tipos de fertilizante de nitrogênio líquido, a água com amônia é o mais utilizado. É claro que a aplicação de fertilizantes líquidos no solo, bem como seu armazenamento e transporte, requerem máquinas e equipamentos especiais.

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Introdução

O tipo mais importante de fertilizantes minerais são os fertilizantes nitrogenados: nitrato de amônio, uréia, sulfato de amônio, soluções aquosas de amônia, etc. O nitrogênio desempenha um papel extremamente importante na vida das plantas: faz parte da clorofila, que é um aceitador de energia solar energia e proteínas necessárias para a construção de uma célula viva. As plantas só podem consumir nitrogênio fixo - na forma de nitratos, sais de amônio ou amidas. Quantidades relativamente pequenas de nitrogênio fixo são formadas a partir do nitrogênio atmosférico devido à atividade dos microrganismos do solo. No entanto, a agricultura intensiva moderna não pode mais existir sem a aplicação adicional de fertilizantes nitrogenados ao solo, obtidos como resultado da fixação industrial do nitrogênio atmosférico.

Os fertilizantes nitrogenados diferem entre si no teor de nitrogênio, na forma de compostos de nitrogênio (nitrato, amônio, amida), estado de fase (sólido e líquido), existindo também fertilizantes fisiologicamente ácidos e fisiologicamente alcalinos.

Produção de nitrato de amônio

Nitrato de amônio, ou nitrato de amônio, NH4NO3 - uma substância cristalina branca contendo 35% de nitrogênio nas formas de amônio e nitrato , ambas as formas de nitrogênio são facilmente absorvidas pelas plantas. O nitrato de amônio granulado é utilizado em larga escala antes da semeadura e para todos os tipos de fertilização. Em menor escala, é usado para produzir explosivos.

O nitrato de amônio é altamente solúvel em água e possui alta higroscopicidade (capacidade de absorver a umidade do ar). Esta é a razão pela qual os grânulos de fertilizantes se espalham, perdem sua forma cristalina, ocorre a aglomeração de fertilizantes - o material a granel se transforma em uma massa sólida monolítica.

O nitrato de amônio é produzido em três tipos:

A e B – utilizados na indústria; usado em misturas explosivas (ammonites, amoniais)

B é o fertilizante nitrogenado eficaz e mais comum, contendo cerca de 33-34% de nitrogênio; tem acidez fisiológica.

Matéria-prima

As matérias-primas para a produção de nitrato de amônio são amônia e ácido nítrico.

Ácido nítrico . Ácido nítrico puro HNO

-líquido incolor com densidade 1,51 g/cm a -42 C solidifica em uma massa cristalina transparente. No ar, ele “fuma”, como o ácido clorídrico concentrado, pois seus vapores formam pequenas gotículas de neblina com a umidade do ar. O ácido nítrico não é durável. Mesmo sob a influência da luz, ele se decompõe gradualmente:

Quanto maior a temperatura e mais concentrado o ácido, mais rápida será a decomposição. Dióxido de nitrogênio liberado dissolve em ácido e lhe confere uma cor marrom.

O ácido nítrico é um dos ácidos mais poderosos; em soluções diluídas, desintegra-se completamente em íons

i- O ácido nítrico é um dos compostos de nitrogênio mais importantes: é utilizado em grandes quantidades na produção de fertilizantes nitrogenados, explosivos e corantes orgânicos, atua como agente oxidante em diversos processos químicos e é utilizado na produção de ácido sulfúrico . nitroso método, utilizado para a produção de vernizes de celulose, filme .

Produção industrial de ácido nítrico . Os métodos industriais modernos para a produção de ácido nítrico baseiam-se na oxidação catalítica da amônia com o oxigênio atmosférico. Ao descrever as propriedades da amônia, foi indicado que ela queima em oxigênio, e os produtos da reação são água e nitrogênio livre. Mas na presença de catalisadores, a oxidação da amônia com o oxigênio pode ocorrer de forma diferente. Se uma mistura de amônia e ar for passada sobre um catalisador, então a 750 °C e uma certa composição da mistura, ocorre uma conversão quase completa.

Formado

transforma-se facilmente no qual, com água na presença de oxigênio atmosférico, dá ácido nítrico.

Ligas à base de platina são usadas como catalisadores para a oxidação da amônia.

O ácido nítrico obtido pela oxidação da amônia tem concentração não superior a 60%. Se necessário, é concentrado,

A indústria produz ácido nítrico diluído nas concentrações de 55, 47 e 45%, e ácido nítrico concentrado - 98 e 97%.O ácido concentrado é transportado em tanques de alumínio, o ácido diluído - em tanques de aço resistente a ácidos.

Síntese de amônia

A amônia é um produto chave de várias substâncias contendo nitrogênio utilizadas na indústria e na agricultura. D. N. Pryanishnikov chamou a amônia de “alfa e ômega” no metabolismo de substâncias nitrogenadas nas plantas.

O diagrama mostra as principais aplicações da amônia. A composição da amônia foi estabelecida por C. Berthollet em 1784. A amônia NH3 é uma base, um agente redutor moderadamente forte e um agente complexante eficaz em relação a cátions com orbitais de ligação vagos.

Base físico-química do processo . A síntese de amônia a partir de elementos é realizada de acordo com a equação de reação

N2+ЗН2 =2NНз; ∆H<0

A reação é reversível, exotérmica, caracterizada por um grande efeito de entalpia negativa (∆H = -91,96 kJ/mol) e em altas temperaturas torna-se ainda mais exotérmica (∆H = -112,86 kJ/mol). Segundo o princípio de Le Chatelier, quando aquecido, o equilíbrio se desloca para a esquerda, no sentido de uma diminuição no rendimento de amônia. A variação da entropia neste caso também é negativa e não favorece a reação. Com um valor ∆S negativo, um aumento na temperatura reduz a probabilidade de ocorrência de uma reação,

A reação de síntese da amônia prossegue com diminuição do volume. De acordo com a equação da reação, 4 moles de reagentes gasosos iniciais formam 2 moles de produto gasoso. Com base no princípio de Le Chatelier, podemos concluir que, em condições de equilíbrio, o teor de amônia na mistura será maior em alta pressão do que em baixa pressão.

Características do produto alvo

Características físico-químicas Nitrato de amônio (nitrato de amônio) NH4NO3 tem peso molecular de 80,043; o produto puro é uma substância cristalina incolor contendo 60% de oxigênio, 5% de hidrogênio e 35% de nitrogênio (17,5% cada, nas formas de amônia e nitrato). O produto técnico contém pelo menos 34,0% de nitrogênio.

Propriedades físicas e químicas básicas do nitrato de amônio :

O nitrato de amônio, dependendo da temperatura, existe em cinco modificações cristalinas que são termodinamicamente estáveis ​​à pressão atmosférica (tabela). Cada modificação existe apenas em uma determinada faixa de temperatura, e a transição (polimórfica) de uma modificação para outra é acompanhada por mudanças na estrutura cristalina, liberação (ou absorção) de calor, bem como uma mudança abrupta no volume específico, capacidade térmica , entropia, etc. As transições polimórficas são reversíveis - enantiotrópicas.

Mesa. Modificações cristalinas de nitrato de amônio

O sistema NH4NO3-H2O (Fig. 11-2) refere-se a sistemas com eutética simples. O ponto eutético corresponde a uma concentração de 42,4% de MH4MO3 e uma temperatura de -16,9 °C. O ramo esquerdo do diagrama – a linha água liquidus – corresponde às condições para a liberação de gelo no sistema HH4MO3--H20. O ramo direito da curva liquidus é a curva de solubilidade do MH4MO3 em água. Esta curva tem três pontos de ruptura correspondentes às temperaturas de transição de modificação NH4NO3 1 = 11 (125,8 ° C), II = III (84,2 ° C) e 111 = IV (32,2 ° C).Temperatura de fusão (cristalização) do nitrato de amônio anidro é 169,6°C. Diminui com o aumento do teor de umidade do sal.

Dependência da temperatura de cristalização do NH4NO3 (Tcrystal, "C) do teor de umidade (X,%) até 1,5% é descrito pela equação:

tcrist == 169,6-13, 2x (11.6)

Dependência da temperatura de cristalização do nitrato de amônio com adição de sulfato de amônio do teor de umidade (X,%) até 1,5% e sulfato de amônio (U, %) até 3,0% é expresso pela equação:

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

O nitrato de amônio se dissolve em água e absorve calor. Abaixo estão os valores dos calores de dissolução (Q dist) do nitrato de amônio de várias concentrações em água a 25°C:

C(NH4NO3) % massa 59,69 47.05 38,84 30,76 22,85 15,09 2,17

Qsoluto kJ/kg. -202,8 -225,82 -240,45 -256,13 -271,29 -287,49 -320,95

O nitrato de amônio é altamente solúvel em água, álcoois etílico e metílico, piridina, acetona e amônia líquida.

Agência Federal de Educação

CÁLCULO E NOTA EXPLICATIVA

Para trabalhos de curso sobre tecnologia química geral sobre o tema:

“Produção de nitrato de amônio. Cálculo de um neutralizador com produtividade de G=10 t/hora NH 4 NO 3

Concluído:
estudante gr. ХН-091
Artemenko A.A.
Verificado:
Ushakov A.G.

Kemerovo 2012

Introdução 4
1.Estudo de viabilidade do método escolhido 7
2.Fluxograma da produção de nitrato de amônio 12
3. Cálculo dos balanços materiais e térmicos de neutralização
ácido nítrico com amônia 17
3.1. Balanço de materiais 17
3.2. Balanço térmico 20
4. Seleção de tamanhos de dispositivos de contato 21
Conclusão 22
Referências 23

Introdução

Os fertilizantes minerais são amplamente utilizados tanto na agricultura quanto em diversos campos da indústria. Ao contrário do mercado mundial, é o consumo industrial de fertilizantes nitrogenados o principal no mercado interno.
O tipo mais importante de fertilizantes minerais são os fertilizantes nitrogenados: nitrato de amônio, uréia, sulfato de amônio, soluções aquosas de amônia.
Nitrato de amônio, ou nitrato de amônio, NH 4 NO 3 é uma substância cristalina branca contendo 35% de nitrogênio nas formas de amônio e nitrato, ambas as formas são facilmente absorvidas pelas plantas.
Os principais consumidores de nitrato de amônio são as seguintes indústrias:
- Agricultura;
- produção de fertilizantes minerais complexos;
- complexo mineiro (produção própria de explosivos);
- indústria do carvão (produção própria de explosivos);
- produção de explosivos;
- indústria de construção;
O nitrato de amônio tem potencial ou acidez fisiológica. Essa acidez ocorre no solo, por um lado, como resultado do consumo mais rápido de íons (NH 4 +) pelas plantas e, consequentemente, do acúmulo de resíduos ácidos (íons NO 3) no solo e, por outro lado , como resultado da oxidação da amônia em ácido nítrico pela nitrificação de microrganismos do solo. Com o uso prolongado de nitrato de amônio, a acidez potencial desse fertilizante pode levar a alterações na composição química do solo, o que em alguns casos provoca diminuição da produtividade.

Culturas agrícolas.
O nitrato de amônio granulado é utilizado em larga escala antes da semeadura e para todos os tipos de fertilização. Em menor escala, é usado para produzir explosivos. O nitrato de amônio é altamente solúvel em água e possui alta higroscopicidade (capacidade de absorver a umidade do ar). Isso se deve ao fato dos grânulos do fertilizante se espalharem, perderem a forma cristalina, ocorrer o endurecimento do fertilizante - o material a granel se transforma em
massa monolítica sólida. O nitrato de amônio apresenta uma série de vantagens sobre outros fertilizantes nitrogenados, pois contém 34% de nitrogênio e nessa proporção perde apenas para a uréia.
Além disso, o nitrato de amônio contém formas de nitrogênio de amônio e nitrato, que são utilizadas pelas plantas durante diferentes períodos de crescimento, o que aumenta positivamente o rendimento de quase todas as culturas agrícolas.
As indústrias que utilizam nitrato de amônio como matéria-prima para a produção de explosivos constituem o segundo maior segmento de seu consumo no mercado interno, depois da agricultura. Amônia-
explosivos de salitre são um grande grupo de explosivos.
Eles geralmente são classificados como explosivos de baixo poder e alto poder (em equivalente TNT, 25% mais fraco que o TNT). No entanto, isso não é inteiramente verdade. Em termos de brisance, os explosivos de nitrato de amônio são geralmente de baixo teor

Eles são inferiores ao TNT, mas em termos de alta explosividade excedem o TNT, alguns deles de forma bastante significativa. Os explosivos de nitrato de amônio são utilizados em maior medida na economia nacional e em menor medida em assuntos militares. A razão para este uso é o custo significativamente mais baixo dos explosivos de nitrato de amônio e sua confiabilidade de uso significativamente menor. Em primeiro lugar, isso se deve à alta higroscopicidade dos explosivos de amônia, portanto, quando umedecidos em mais de 3%, tais explosivos perdem completamente a capacidade de explodir. Eles são suscetíveis a endurecimento, ou seja, perdem sua fluidez durante o armazenamento, razão pela qual eles completamente

Ou perdem parcialmente a capacidade explosiva.
As razões mais importantes para o endurecimento são:
1. Aumento do teor de umidade no produto acabado;
2.Heterogeneidade e baixa resistência mecânica das partículas de salitre;
3. Mudança nas modificações cristalinas do nitrato de amônio.
O nitrato de amônio é um forte agente oxidante. Reage violentamente com soluções de algumas substâncias, chegando até a explodir (nitrito de sódio), é insensível a choques, fricções, impactos e permanece estável quando atingido por faíscas de intensidade variável. É capaz de explodir apenas sob a influência de um detonador forte ou durante a decomposição térmica. O salitre não é um produto inflamável. A combustão é suportada apenas por óxido nítrico. Assim, uma das condições para a produção do nitrato de amônio é a pureza de suas soluções iniciais e do produto acabado.

2. Diagrama de fluxo para produção de nitrato de amônio

O processo de produção de nitrato de amônio consiste nas seguintes etapas principais:
1. Neutralização do ácido nítrico com gás amônia;
2. Evaporação de soluções de nitrato de amônio até o estado fundido;
3. Cristalização de sal a partir de fusão;
4. Sal de secagem ou resfriamento;
5.Embalagem.
Para obter nitrato de amônio quase antiaglomerante, vários métodos tecnológicos são usados. O processo de produção de nitrato de amônio é baseado em uma reação heterogênea entre amônia gasosa e uma solução de ácido nítrico:
NH 3 + HNO 3 = NH 4 NO 3 (2)
?H = -144,9 kJ
O efeito térmico da reação durante a interação de 100% de substâncias iniciais é de 35,46 kcal/mol.

A reação química ocorre em alta velocidade; em um reator industrial é limitado pela dissolução do gás em líquido. Para reduzir a inibição da difusão, a agitação dos reagentes é de grande importância. Condições intensivas para a realização do processo podem ser asseguradas em grande medida durante o desenvolvimento do design do aparelho. A reação (1) é realizada em um aparelho ITN de operação contínua (uso de calor de neutralização) (Fig. 2.1).

Figura 2.1. Aparelho ITN

O reator é um aparelho cilíndrico vertical que consiste em zonas de reação e separação. Na zona de reação existe um vidro 1, em cuja parte inferior existem orifícios para circulação da solução. Um pouco acima dos orifícios no interior do vidro existe um borbulhador 2 para fornecimento de gás amônia, acima dele existe um borbulhador 3 para fornecimento de ácido nítrico. A mistura vapor-líquido da reação sai pelo topo do vidro de reação; parte da solução é retirada do aparelho ITN e entra no neutralizador final, e o restante (circulação) desce novamente. O vapor de suco liberado da mistura vapor-líquido é lavado nas placas de tampa 6 a partir de respingos de solução de nitrato de amônio e vapor de ácido nítrico com uma solução de nitrato a 20% e, em seguida, com vapor de suco condensado.
O calor da reação (1) é utilizado para evaporar parcialmente a água da mistura reacional (daí o nome do aparelho - ITN). A diferença de temperaturas nas diferentes partes do aparelho leva a uma circulação mais intensa da mistura reacional.

O processo tecnológico para produção de nitrato de amônio inclui, além das etapas de neutralização do ácido nítrico com amônia, também as etapas de evaporação da solução de nitrato, granulação do fundido, resfriamento dos grânulos, tratamento dos grânulos com surfactantes , embalagem, armazenamento e carregamento de nitrato, purificação de emissões de gases e águas residuais.
A Figura 2.2 mostra o diagrama de uma unidade moderna de grande porte para produção de nitrato de amônio AS-72 com capacidade de 1.360 toneladas/dia. O ácido nítrico inicial de 58-60% é aquecido no aquecedor 1 a 70-80°C com vapor de suco do aparelho ITN 3 e fornecido para neutralização. Antes do aparelho 3, os ácidos fosfórico e sulfúrico são adicionados ao ácido nítrico em quantidades tais que o produto acabado contém 0,3-0,5% de P 2 O 5 e 0,05-0,2% de sulfato de amônio.
A unidade contém dois dispositivos ITN operando em paralelo. Além do ácido nítrico, eles recebem gás amônia, após
aquecido no aquecedor 2 por vapor condensado a 120-130°C. As quantidades fornecidas de ácido nítrico e amoníaco são reguladas para que à saída do aparelho ITN a solução tenha um ligeiro excesso de ácido (2-5 g/l), garantindo a absorção completa do amoníaco.

Fig.2.2 Diagrama da unidade de nitrato de amônio AS-72
Na parte inferior do aparelho ocorre uma reação de neutralização a uma temperatura de 155-170°C; isto produz uma solução concentrada contendo 91-92% de NH 4 NO 3 . Na parte superior do aparelho, o vapor de água (o chamado vapor de suco) é removido dos respingos de nitrato de amônio e vapor de ácido nítrico. Parte do calor do vapor do suco é usada para aquecer o ácido nítrico. O vapor do suco é então enviado para purificação e liberado na atmosfera. A solução de nitrato de amônio que sai do neutralizador tem uma reação levemente ácida ou levemente alcalina.
A solução ácida de nitrato de amônio é enviada para o neutralizador 4; onde é fornecida amônia, necessária para reagir com o ácido nítrico restante. Em seguida, a solução é alimentada no evaporador 5. O fundido resultante, contendo 99,7-99,8% de nitrato, a 175°C passa por um filtro 21 e é alimentado por uma bomba centrífuga submersível 20 em um tanque de pressão 6 e, em seguida, em um tanque retangular torre de granulação metálica 16.
Na parte superior da torre estão os granuladores 7 e 8, na parte inferior dos quais é fornecido ar, resfriando as gotas de nitrato que caem de cima. Quando gotas de nitrato caem de uma altura de 50-55 m e o ar flui ao redor delas, formam-se grânulos de fertilizante. Temperatura dos grânulos em

A saída da torre é 90-110ºC; os grânulos quentes são arrefecidos num aparelho de leito fluidizado 15. Este é um aparelho rectangular com três secções e equipado com uma grelha com furos. Os ventiladores fornecem ar sob a grade; neste caso, é criada uma camada fluidizada de grânulos de nitrato, que chega através de um transportador da torre de granulação. Após o resfriamento, o ar entra na torre de granulação.
Os grânulos de nitrato de amônio são alimentados pela esteira 14 para tratamento com surfactantes em um tambor rotativo 11. Em seguida, o fertilizante acabado é enviado pela esteira 12 para a embalagem.
O ar que sai da torre de granulação está contaminado com partículas de nitrato de amônio, e o vapor do suco do neutralizador e a mistura vapor-ar do evaporador contêm amônia que não reagiu e

Ácido nítrico, bem como partículas de nitrato de amônio arrastado. Para estes
Existem seis riachos na torre superior da torre de granulação
lavadores de lavagem de operação paralela do tipo placa 10, irrigados com solução de nitrato de amônio 20-30%, que é fornecido pela bomba 18 da coleção 17. Parte dessa solução é descarregada no neutralizador ITN para lavagem do suco a vapor, e depois misturado com nitrato de amônio e, portanto, utilizado na produção de produtos. O ar purificado é sugado da torre de granulação pelo ventilador 9 e lançado na atmosfera.

3. Cálculo do balanço material e térmico da neutralização do ácido nítrico com amônia

3.1 Balanço material

Dados iniciais
A concentração do ácido nítrico inicial é 50% HNO 3;
Concentração de amônia 100% NH 3 ;
A concentração da solução resultante é 70% NH 4 NO 3;
Capacidade de instalação G=10 t/hora
A produção de nitrato de amônio baseia-se na seguinte reação:

NH 3 + HNO 3 = NH 4 NÃO 3
M(NH3)=17g/mol
M(NH 4 NO 3) = 80 g/mol
1. Determine a quantidade de amônia 100% reagida:
m(NH 3)=17*10000/80=2125 kg/hora
M(HNO3) = 63 g/mol
2. Determine a quantidade de ácido nítrico 100% reagido:
m(HNO 3)=63*10000/80=7875 kg/hora
Então a quantidade de ácido nítrico a 50% reagido é:
m(HNO 3) = 7875/0,5 = 15750 kg/hora
Encontre a quantidade total de reagentes que entram no neutralizador:
3. Quantidade de solução de nitrato de amônio a 70%:
m(NH 4 NO 3)= 10000/0,7=14285,7 kg/hora
4.Quantidade de água evaporada durante a neutralização:
m(H 2 O)= 2125 +15750 – 14285,7=3589,3 kg/hora
Consumo de NH 3 + consumo de HNO 3 = Quantidade de NH 4 NO 3 + vapor de suco

2125 +15750 = 14285,7+3589,3
17.875 kg/hora = 17.875 kg/hora

Resumimos os resultados do cálculo na tabela:

tabela 1
Balanço material

3.2 Balanço térmico

Dados iniciais.
O ponto de ebulição do nitrato de amônio é 120°C.

A pressão no neutralizador é 117,68 kPa.
Capacidades Caloríficas:

Aos 30?: C НNO3 = 2,763 kJ/(m 3 ·? С);
A 50°C: NH3 = 2,185 kJ/ (m 3 ·? C);
A 123,6?C:C NH4NO3 =2,303 kJ/ (m 3 ·?C);

Solução.
Chegada Q =Q consumo
Chegada do calor:
1. Calor introduzido pelo ácido nítrico:
Q1 = 15907,5 * 2,763 * 30 = 1318572 kJ = 1318,572 MJ;
2. Calor fornecido por gás amônia:
Q2 = 2146,25 * 2,185 * 50 = 234478 kJ = 234,478 MJ;
Durante a produção do nitrato de amônio, é liberado calor, que pode ser determinado graficamente com bastante precisão. Para ácido nítrico a 50% Q=105,09 kJ/mol.
3. Durante a neutralização, é liberado:
Q3 = (105,09* 1000 * 10000)/80 = 13136250 kJ = 13136,25 MJ;
Renda total:
Chegada Q = Q 1 + Q 2 + Q 3 = 1318572+234478 +13136250 = 14689300 kJ.
Consumo de calor:
1. A solução de nitrato de amônio elimina:
Q 1 "= 14285,7 * 2,303 * t fervura;

A uma pressão de 117,68 kPa, a temperatura do vapor de água saturado é 103°C.
O ponto de ebulição da água é 100ºC.
A depressão da temperatura é igual a:
?t = 120 – 100 = 20 ?С;
Vamos determinar o ponto de ebulição de uma solução de nitrato de amônio a 70%:
fervura = 103 + 20 * 1,03 = 123,6?C;
Q 1" = 14285,7 * 2,303 * 123,6 = 4066436 kJ = 4066,436 MJ.
2. Calor gasto na evaporação da água:
Q 2 "= 3.589,3 * 2.379,9 = 8.542.175 kJ = 8.542,175 MJ.
3. Perda de calor:
Perdas Q = Q entrada. -Q contras. = 14689300-8542175-4066436= 2080689kJ=2080,689MJ.
Consumo total:
Exp. = Q 1 "+ Q 2 "+ Q perdas = 4066436 + 8542175 + 2080689 = 14689300 kJ.

Resumimos os resultados do cálculo na tabela:

mesa 2
Equilíbrio térmico

Chegando			Consumo
Artigo	kJ	%	Artigo	kJ	%
Pergunta 1	1318572	8,98	P 1"	4066436	27,7
Pergunta 2	234478	1,62	Q 2"	8542175	58,1
Pergunta 3	13136250	89,4	Perdas Q	2080689	14,2
Total:	14689300	100,00	Total:	14689300	100,00

1.Estudo de viabilidade do método escolhido

Os métodos mais comuns para a produção de nitrato de amônio baseiam-se na reação de neutralização do ácido nítrico com amônia.
A interação química do gás amônia e das soluções de ácido nítrico ocorre em alta velocidade, mas é limitada pela transferência de massa e pelas condições hidrodinâmicas. Portanto, a intensidade da mistura dos reagentes é de grande importância; que depende principalmente da relação entre as taxas de movimento do ácido nítrico e da amônia no reator. O contato mais próximo dos reagentes é alcançado se a velocidade linear do gás amônia exceder a velocidade linear da solução de ácido nítrico em não mais que 15 vezes.
O processo de neutralização ocorre com liberação de calor. Nas condições de produção utiliza-se ácido nítrico com concentração de 45-60%, quanto maior a concentração de ácido nítrico utilizado, menor o calor de sua diluição e maior o efeito térmico de neutralização das soluções de ácido nítrico com amônia.
Quantidade total de calor Q? liberado como resultado da reação de neutralização de soluções de ácido nítrico com gás amônia é determinado pela equação:
P? =Q reagir. -(q 1 -q 2) (1)
São possíveis os seguintes esquemas fundamentalmente diferentes para a produção de nitrato de amônio usando calor de neutralização:
- instalações operando à pressão atmosférica (excesso de pressão de vapor de suco 0,15-0,2 at);
- instalações com evaporador a vácuo;
- instalações de pressão de uso único
calor do vapor do suco;

Instalações que operam sob pressão, utilizando duplo calor do vapor do caldo (produzindo fusão concentrada).
O mais difundido na Rússia é o esquema de neutralização sob pressão atmosférica, mostrado na Figura 3.

Arroz. 1.1 Esquema para neutralização do ácido nítrico sob pressão atmosférica:
1 – tanque para ácido nítrico; 2 – aquecedor de amônia; 3 – separador de amônia líquida; 4 – aparelho bomba de calor; 5 – sifão lavador de vapor de suco; 6 – evaporador a vácuo estágio I; 7 – neutralizador completo.
Nas décadas de 1967-1970, foi desenvolvido um esquema tecnológico e concluído o projeto de uma unidade AC-67 de grande capacidade com capacidade média diária de 1.400 toneladas.
Uma particularidade da unidade AC-67 é a colocação de todos os principais equipamentos tecnológicos (desde a etapa de neutralização até a etapa de produção de fundido) na torre de granulação em cascata, sem operações intermediárias de bombeamento de soluções de nitrato de amônio. Outra característica da unidade AC-67 é que o ar não é sugado para fora da torre, mas é bombeado para dentro da torre por baixo, sob a grelha do leito fluidizado, com um ventilador potente, ou seja, a torre opera sob suporte.
A colocação de todos os principais equipamentos tecnológicos na torre de granulação, conforme observado, simplificou o esquema devido à recusa de bombear soluções concentradas de nitrato. Ao mesmo tempo, esta decisão trouxe algumas complicações nos processos de construção e

Operação da unidade:
- o tronco da torre suporta uma grande carga, pelo que é feito de betão armado com forro interno com tijolos resistentes a ácidos, o que acarreta custos de capital significativos, aumento da intensidade de mão-de-obra e duração da construção;
- a superestrutura com equipamentos tecnológicos está localizada em grande altitude, portanto deve ser totalmente fechada, aquecida e ventilada.
- a instalação dos equipamentos só pode ser iniciada após a montagem da torre, o que prolonga o ciclo de obras de construção e instalação;
- a localização dos equipamentos em altura aumenta os requisitos de desempenho dos equipamentos de elevação e transporte (elevadores);
- a operação da torre sob pressão complica a manutenção do aparelho de resfriamento do produto em leito fluidizado embutido na torre;

A utilização de um dispositivo de refrigeração embutido acarreta um aumento no consumo de energia para fornecimento de ar à torre.
Para eliminar as deficiências do esquema AC-67 e melhorar a qualidade do produto no esquema AC-72, foram adotadas as seguintes soluções técnicas:
- o aumento da resistência dos grânulos é proporcionado pela influência de três fatores: utilização de aditivo sulfato-fosfato, obtenção de grânulos maiores, regulação da taxa de resfriamento dos grânulos, para os quais é utilizado um aparelho remoto seccionado com um foi utilizado leito fluidizado e fornecimento de ar separado para cada seção;
- o equipamento está localizado abaixo em uma prateleira separada; Uma bomba é usada para bombear o fundido.
O esquema tecnológico para a produção de nitrato segundo o esquema AS-72 consiste nas mesmas etapas do esquema AS-67; Uma etapa adicional é o bombeamento de nitrato de amônio altamente concentrado para o topo da torre de granulação.

Não há diferenças fundamentais no processo tecnológico nas etapas de neutralização e evaporação no esquema AC-72 em comparação com o AC-67. O diferencial é o aquecimento do ácido nítrico em dois aquecedores individuais para cada aparelho bomba de calor, o que possibilitou a instalação de reguladores automáticos de vazão na linha de abastecimento de ácido nítrico para aquecimento. E outra diferença característica é a instalação de apenas mais um neutralizador potente, em vez de dois.
As crescentes exigências de proteção ambiental colocaram na agenda uma redução significativa na emissão de partículas de aerossol de nitrato de amônio e amônia na atmosfera. Um maior grau de purificação dessas emissões é o principal diferencial das unidades AS-72M modernizadas.

Na produção moderna de nitrato de amônio, o consumo específico de matéria-prima está próximo do teórico. Portanto, não há diferença significativa no custo do produto obtido nas unidades de grande porte AS-67, AS-72 e AS-72M.
A diferença nos indicadores técnicos e económicos consoante regimes específicos reside principalmente na área do consumo de recursos energéticos: vapor, electricidade, água reciclada. O consumo de vapor é determinado pela concentração inicial de ácido nítrico, pelo grau de aproveitamento do calor do vapor do suco obtido na etapa de neutralização.
O consumo de electricidade na produção de nitrato de amónio não é grande em termos absolutos. Mas pode oscilar dependendo do método utilizado para resfriar o produto (diretamente na torre durante o voo dos grânulos,
em dispositivos com leito fluidizado, em tambores rotativos), em métodos de purificação do ar, escolha
Na indústria, é utilizada principalmente a unidade AC-72, onde, como resultado do uso de granuladores monodispersos, é garantida uma composição granulométrica uniforme, o conteúdo de pequenos grânulos é reduzido e a velocidade do ar na seção transversal da torre é reduzido, ou seja, mais favorável

Condições para reduzir o arrasto de poeira da torre e reduzir a carga no purificador de lavagem.

Lista de literatura usada

1. Cálculos de processos tecnológicos químicos. Sob a direção geral do prof. Mukhlenova I.P. L., “Química”, 1976. –304 p.
2.http://www.xumuk.ru//
3. Klevke.V.A., “Tecnologia de fertilizantes nitrogenados”, M., Goskhimizdat, 1963.
4. Tecnologia química geral: A produção química mais importante / I. P. Mukhlenov - 4ª ed. - M.: Ensino superior, 1984. - 263 p.
5. Processos e aparelhos básicos de tecnologia química: Manual de design. Editado por Yu. I. Dytnersky, 2ª ed., M.: Chemistry, 1991.-496 p.
6. Miniovich M. A. Produção de nitrato de amônio. M. “Química”, 1974. – 240 p.

Conclusão

Neste trabalho de curso estudamos a produção de nitrato de amônio e o esquema tecnológico básico, justificamos a escolha dos equipamentos principais e auxiliares na produção de nitrato de amônio e calculamos os balanços materiais e térmicos da etapa de neutralização.
Examinamos as propriedades físicas e químicas do nitrato de amônio. Como o nitrato de amônio possui propriedades como aglomeração e higroscopicidade, é necessário tomar as seguintes medidas: para reduzir a aglomeração, utilizar aditivos em pó que pulverizem as partículas de sal. Alguns dos aditivos reduzem a superfície ativa das partículas, outros possuem propriedades de adsorção. Adicione quantidades muito pequenas de corantes aos sais aglomerantes e resfrie o nitrato de amônio antes de embalar. Para reduzir a higroscopicidade, é necessário granular o salitre. Os grânulos têm uma área superficial específica menor do que o sal cristalino fino, por isso umedecem mais lentamente.
O nitrato de amônio é o fertilizante nitrogenado mais importante e difundido usado na agricultura. Portanto, é necessário cumprir as condições de armazenamento do nitrato de amônio e criar novas soluções tecnológicas.

4.Seleção de tamanhos de dispositivos de contato

Determinamos o volume do aparelho usando o calor de neutralização:

Tempo de contato, hora;

M é a produtividade do aparelho, m 3 /hora.

G=10.000 kg/hora=36.000.000 kg/seg.

Nitrato de amônio = 1725 kg/m 3

M = G/ ? nitrato de amônio

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

V= 1 seg·20.869,5 m 3 /seg=20.869,5 m 3

Instituição educacional estadual
ensino profissional superior
"Universidade Técnica Estadual de Kuzbass"

Departamento de Tecnologia Química de Combustíveis Sólidos e Ecologia

EU APROVEI
data

Cabeça departamento_______________
(assinatura)

Estudante

1. Tema do projeto

5. Consultores de projetos (indicando as seções do projeto relacionadas a eles)

2. ______________________________ _____________________
Data da atribuição _____________
Supervisor ________________________
(assinatura)
7. Literatura básica e materiais recomendados
______________________________ ______________________________ ______________________________ ______________________________ ______________________________ _________________
A tarefa foi aceita para execução (data) _________________

Agência Federal de Educação

Instituição educacional estadual
ensino profissional superior
"Universidade Técnica Estadual de Kuzbass"

Departamento de Tecnologia Química de Combustíveis Sólidos e Ecologia

EU APROVEI
data

Cabeça departamento_______________
(assinatura)
Tarefa de design de curso

Estudante

1. Tema do projeto
______________________________ _____________________

Aprovado por despacho da universidade de
2. Prazo para o aluno enviar o projeto concluído
3. Dados iniciais do projeto
______________________________ ______________________

4. Volume e conteúdo da nota explicativa (principais assuntos das partes geral e especial) e material gráfico
______________________________ ______________________________ ______________________________ ______________________________
5. Consultores de projetos (indicando as seções do projeto relacionadas a eles)
1. ______________________________ _____________________
2. ______________________________ _____________________ Data da atribuição _____________ Gerente ________________________ (assinatura) 7. Literatura básica e materiais recomendados ______________________________ ______________________________ ______________________________ ______________________________ ______________________________ _________________ Aceitou a tarefa para execução (data) _________________