Аммоний нитраты – азотты тыңайтқыштардың негізгі түрлерінің бірі; кем дегенде 34,2% азот бар. Түйіршіктелген шикізат аммоний нитратыконцентратсыз 30-40% азот қышқылы және газ тәрізді аммиак.

Кондиционер ретінде кейде 92,5% күкірт қышқылы қолданылады, ол аммоний сульфатын түзу үшін азот қышқылымен бірге аммиакпен бейтараптандырылады. Дайын түйіршіктерді шашырату үшін беттік белсенді зат қолданылады - «NF» диспергінің 40% сулы ерітіндісі.

Аммоний селитрасын алудың негізгі кезеңдері: азот қышқылын газ тәрізді аммиакпен бейтараптандыру; аммоний нитратының жоғары концентрлі балқымасын алу; балқымалы түйіршіктеу; аммоний нитратының түйіршіктерін салқындату; түйіршіктерді беттік-белсенді затпен өңдеу - дисперсті «НФ»; атмосфераға шығарар алдында ауа мен шырын буларын тазарту; дайын өнімді орау және сақтау.

Өндірістің технологиялық схемасы

Аммоний нитраты - ең көп таралған азот тыңайтқыштарының бірі. Оны сұйылтылған азот қышқылын (40--50%) газ тәрізді аммиакпен бейтараптандыру арқылы алады.

Қабылдау сыйымдылығынан 1 (9.8-сурет) азот қышқылы жылу алмастырғыш 2 арқылы өтіп, бейтараптандырғышқа 3 түседі. Жылу алмастырғышта 5 алдын ала қыздырылған газ тәріздес аммиак те сонда беріледі. Аммиактың негізгі мөлшері аммиак синтезі цехынан газ күйінде келеді. Сонымен қатар қоймадан сұйық аммиак жеткізіледі, ол 4-аппаратта буланады.

Бейтараптандырғышта 3, атмосфералық қысымда және белгілі бір температурада бейтараптандыру процесі жүреді.

онымен параллельде бейтараптандыру жылуы есебінен ерітіндінің ішінара булануы жүреді. Концентраты 60-80% (әлсіз сілті деп аталатын) аммоний селитрасының жартылай тазартылған әлсіз қышқыл ерітіндісі араластырғышпен - донейтрализатормен 6 резервуарға түседі, онда ол аммиакпен ақырында бейтараптандырылады. Ерітіндіні булану кезінде пайда болатын бу (шырынның буы) бейтараптандырғыштың жоғарғы бөлігінен алынады. Егер процесс дұрыс жүргізілмесе, аммиак пен азот қышқылының бір бөлігін шырын буымен бейтараптандырғыштан алып кетуге болады.

Әлсіз сұйықтықты 98,5% NH4NO3 дейін булану вакуумда екі кезеңде жүргізіледі. Бастапқыда буландырғышта 8 сұйықтықтың концентрациясы 82% NH4NO3, содан кейін буландырғышта 12, алдын ала белгіленгенге дейін жеткізіледі.

Әлсіз сұйықтық буландырғыштың төменгі бөлігіне беріледі 8. Бірінші сатыдағы буландырғышта қыздыру агенті ретінде негізінен шырын буы қолданылады. Оған қосымша су буы беріледі. Шырын буының концентрациясы жоғарылаған сайын буландырғыштың қыздыру камерасында инертті газдар жиналып, жылу беруді нашарлатады. Аппараттың 8 қалыпты жұмысын қамтамасыз ету үшін сақиналы кеңістік атмосфераға инертті газдарды шығару арқылы тазартылады.

Аппараттан 8 тазартылған бір сұйықтық коллекторға 10 ауыстырылады. Мұнда алынған селитраның сапасын жақсарту үшін ерітіндіге доломит ерітіндісін қосады, бұл селитраның шөгуін азайтады.

Коллектордан 10 сұйықтық буландырғышқа 12. Сепараторда 13 буланған ерітінді шырын буына және концентрлі ерітінді – балқымаға бөлінеді. Шырын буы барометрлік конденсаторға 14 өтеді, ал балқыма түйіршіктеу мұнарасына 15 беріледі. Түйіршіктелген аммоний нитраты (соңғы өнім) конвейер 17 арқылы шығатын құбыр 16 арқылы мұнарадан шығарылады.

Аммоний нитраты немесе аммоний нитраты, NH 4 NO 3 - кристалды зат ақ түс, аммоний және нитрат түрінде 35% азот бар, азоттың екі түрі де өсімдіктерге оңай сіңеді. Түйіршікті аммоний селитрасы егіс алдында және үстіңгі байытудың барлық түрлеріне кең көлемде қолданылады. Кішірек ауқымда ол жарылғыш заттарды өндіру үшін қолданылады.

Аммоний селитрасы суда жақсы ериді және жоғары гигроскопиялық (ауадан ылғалды сіңіру қабілеті) бар, бұл тыңайтқыш түйіршіктерінің таралуына, кристалдық пішінін жоғалтуына, тыңайтқыштардың шөгуі пайда болады - сусымалы материал қатты монолитті массаға айналады.

электр схемасыаммоний нитраты өндірісі

Іс жүзінде қатпайтын аммоний селитрасын алу үшін бірқатар технологиялық әдістер қолданылады. Тиімді емгигроскопиялық тұздардың ылғалды сіңіру жылдамдығын төмендету олардың түйіршіктелуі болып табылады. Біртекті түйіршіктердің жалпы беті бірдей мөлшердегі ұсақ кристалды тұздың бетінен аз, сондықтан түйіршікті тыңайтқыштар ылғалды баяу сіңіреді.

Сондай-ақ ұқсас әсер ететін қоспалар ретінде аммоний фосфаттары, калий хлориді, магний нитраты қолданылады. Аммиак селитрасын алу процесі газ тәрізді аммиактың азот қышқылы ерітіндісімен әрекеттесуінің гетерогенді реакциясына негізделген:

NH 3 + HNO 3 \u003d NH 4 NO 3; ΔН = -144,9кДж

Химиялық реакция жоғары жылдамдықпен жүреді; өнеркәсіптік реакторда ол сұйықтықтағы газдың еруімен шектеледі. Реактивтерді араластыру диффузияның тежелуін азайту үшін үлкен маңызға ие.

Технологиялық процессАммиак селитрасын өндіруге азот қышқылын аммиакпен бейтараптандыру кезеңінен басқа, нитрат ерітіндісін булану, балқыманы түйіршіктеу, түйіршіктерді салқындату, түйіршіктерді беттік белсенді заттармен өңдеу, орау, сақтау және нитраттарды тиеу, газ шығарындыларын және ағынды суларды тазарту. Суретте. 8.8 қуаттылығы 1360 тонна/тәулік аммиак селитрасын АС-72 өндіруге арналған қазіргі заманғы үлкен қуатты қондырғының диаграммасын көрсетеді. Түпнұсқа 58-60% азот қышқылы қыздырғышта ITN 3 аппаратының шырын буымен 70 - 80°С дейін қызады және бейтараптандыруға беріледі. Аппараттардың алдында 3, фосфорлық және күкірт қышқылыдайын өнімде 0,3-0,5% P 2 O 5 және 0,05-0,2% аммоний сульфаты болатындай мөлшерде. Құрылғы параллель жұмыс істейтін екі ITN құрылғысымен жабдықталған. Оларға азот қышқылынан басқа газ тәріздес аммиак беріледі, қыздырғышта 2 бу конденсатын 120-130°С дейін қыздырады. Берілетін азот қышқылының және аммиактың мөлшері ИТН аппаратының шығысында ерітіндіде қышқылдың аздап артық болуы (2-5 г/л) болатындай реттеледі, бұл аммиактың толық сіңуін қамтамасыз етеді.

Аппараттың төменгі бөлігінде 155-170°С температурада бейтараптандыру реакциясы жүреді; бұл 91-92% NH 4 NO 3 бар концентрлі ерітіндіні шығарады. Аппараттың жоғарғы бөлігінде су буы (шырын буы деп аталатын) аммоний нитраты мен азот қышқылы буының шашырауынан жуылады. Шырын буының жылуының бір бөлігі азот қышқылын қыздыруға жұмсалады. Содан кейін шырынның буы тазартуға жіберіледі және атмосфераға шығарылады.

8.8-сурет Аммиак селитрасы АС-72 қондырғысының схемасы:

1 – қышқылды қыздырғыш; 2 – аммиак қыздырғышы; 3 – ITN құрылғылары; 4 - кейінгі бейтараптандырғыш; 5 – буландырғыш; 6 - қысымды резервуар; 7.8 - грануляторлар; 9.23 - жанкүйерлер; 10 – жууға арналған скруббер; 11 - барабан; 12.14 - конвейерлер; 13 - лифт; 15 – құйылған төсеніш аппараты; 16 - түйіршіктеу мұнарасы; 17 - жинақ; 18, 20 - сорғылар; 19 - жүзуге арналған резервуар; 21 - жүзуге арналған сүзгі; 22 - ауа жылытқышы.

Аммиак селитрасының қышқыл ерітіндісі бейтараптандырғышқа 4 жіберіледі; аммиак енетін жерде, қалған азот қышқылымен әрекеттесу үшін қажет. Содан кейін ерітінді буландырғышқа 5 беріледі. Алынған балқыма, құрамында 99,7-99,8% нитрат, 175 суасты сорғы 20 қысымды резервуарға 6, содан кейін төртбұрышты металл түйіршіктеу мұнарасына 16 беріледі.

Мұнараның жоғарғы бөлігінде 7 және 8 грануляторлар орналасқан, олардың төменгі бөлігі ауамен қамтамасыз етілген, ол жоғарыдан түсетін селитра тамшыларын салқындатады. Селитра тамшылары 50-55 м биіктіктен құлаған кезде олардың айналасына ауа өткенде тыңайтқыш түйіршіктері түзіледі. Мұнараның шығатын жеріндегі түйіршіктердің температурасы 90-110°С; ыстық түйіршіктер құйылған қабат аппаратында салқындатылады 15. Бұл үш секциясы бар және саңылаулары бар тормен жабдықталған төртбұрышты аппарат. Желдеткіштер тордың астындағы ауаны береді; бұл түйіршіктеу мұнарасынан конвейер арқылы келетін нитрат түйіршіктерінің сұйық қабатын жасайды. Салқындағаннан кейін ауа түйіршіктеу мұнарасына түседі. Аммиак селитрасы конвейерінің түйіршіктері 14 айналмалы барабанда беттік белсенді заттармен өңдеуге арналған. Содан кейін дайын тыңайтқыш конвейер 12 арқылы қаптамаға жіберіледі.

Түйіршіктеу мұнарасынан шығатын ауа аммиак селитрасының бөлшектерімен ластанған, ал бейтараптандырғыштың шырын буы мен буландырғыштың бу-ауа қоспасында әрекеттеспеген аммиак пен азот қышқылы, сондай-ақ тасымалданатын аммоний нитратының бөлшектері бар.

Түйіршіктеу мұнарасының жоғарғы бөлігінде осы ағындарды тазалау үшін 20-30% аммиак селитрасының ерітіндісімен суарылатын, 17 коллекциядан 18 сорғымен қамтамасыз етілетін алты параллель жұмыс істейтін жуу науасы типті скрубберлер 10 бар. бұл ерітінді шырын буларын жуу үшін ITN бейтараптандырғышына жіберіледі, содан кейін селитра ерітіндісімен араласады, демек, өнімдерді жасау үшін қолданылады. Тазартылған ауа желдеткіш 9 арқылы түйіршіктеу мұнарасынан сорылып, атмосфераға шығарылады.

Жақсы жұмысыңызды білім қорына жіберу оңай. Төмендегі пішінді пайдаланыңыз

Білім қорын оқу мен жұмыста пайдаланатын студенттер, аспиранттар, жас ғалымдар сізге шексіз алғысын білдіреді.

Жарияланды http://www.allbest.ru/

• Кіріспе
• 1. Аммоний селитрасын өндіру
• 2. Шикізат
• 3. Аммиак синтезі
• 4. Мақсатты өнімнің сипаттамасы
• 5. Мақсатты өнімді өндірудің негізгі процестерін физикалық-химиялық негіздеу және өндірістің экологиялық қауіпсіздігі.

Кіріспе

Ең маңызды көрініс минералды тыңайтқыштаразотты: аммоний селитрасы, карбамид, аммоний сульфаты, аммиактың судағы ерітінділері және т.б. тірі жасуша. Өсімдіктер тек байланысқан азотты – нитраттар, аммоний тұздары немесе амидтер түрінде тұтына алады. Салыстырмалы түрде аз мөлшерде байланысқан азот топырақ микроорганизмдерінің белсенділігіне байланысты атмосфералық азоттан түзіледі. Дегенмен, атмосфералық азотты өнеркәсіптік бекіту нәтижесінде алынған азот тыңайтқыштарын топыраққа қосымша енгізусіз қазіргі қарқынды егіншілік енді өмір сүре алмайды.

Азотты тыңайтқыштар бір-бірінен азоттылығымен, азотты қосылыстар түрінде (нитрат, аммоний, амид), фазалық күйі (қатты және сұйық), физиологиялық қышқылдық және физиологиялық сілтілі тыңайтқыштар да ажыратылады.

1. Аммоний селитрасын өндіру

Аммоний нитраты немесе аммоний нитраты, NH 4 NO 3 – аммоний және нитрат түріндегі 35% азоты бар ақ кристалды зат , азоттың екі түрі де өсімдіктермен оңай сіңеді. Түйіршікті аммоний селитрасы егіс алдында және үстіңгі байытудың барлық түрлеріне кең көлемде қолданылады. Кішірек ауқымда ол жарылғыш заттарды өндіру үшін қолданылады.

Аммоний нитраты суда жақсы ериді және жоғары гигроскопиялық (ауадан ылғалды сіңіру қабілеті) бар. Бұл тыңайтқыш түйіршіктерінің таралуының, кристалдық пішінін жоғалтуының, тыңайтқыштардың шөгуі орын алуының себебі - борпылдақ материал қатты монолитті массаға айналады.

Аммоний нитраты үш түрде шығарылады:

А және В – өнеркәсіпте қолданылады; жарылғыш қоспаларда қолданылады (аммониттер, аммиалдар)

B - шамамен 33-34% азотты қамтитын тиімді және ең көп таралған азот тыңайтқышы; физиологиялық қышқылдығы бар.

2. Шикізат

Аммиак селитрасын өндірудегі шикізат аммиак пен азот қышқылы болып табылады.

Азот қышқылы . Таза азот қышқылы HNO – тығыздығы 1,51 г/см3 түссіз сұйықтық - 42°С, мөлдір кристалдық массаға айналады. Ауада ол концентрлі тұз қышқылы сияқты «түтіндейді», өйткені оның булары «ауадағы ылғалмен бірге шағын тұман тамшыларын құрайды. Азот қышқылы күшінде ерекшеленбейді, Жарық әсерінен ол бірте-бірте ыдырайды:

Температура неғұрлым жоғары болса және қышқылдың концентрациясы соғұрлым тезірек ыдырауы мүмкін. Бөлінген азот диоксиді қышқылда ериді және оған қоңыр түс береді.

Азот қышқылы - ең күшті қышқылдардың бірі; сұйылтылған ерітінділерде Н және -NO иондарына толығымен ыдырайды.Азот қышқылының бірі ең маңызды байланыстаразот: в үлкен мөлшерлера, ол азотты тыңайтқыштар, жарылғыш заттар мен органикалық бояғыштар өндірісінде тұтынылады, көптеген химиялық процестерде тотықтырғыш ретінде қызмет етеді, азотты әдіспен күкірт қышқылын өндіруде қолданылады, целлюлоза лактарын, пленкаларын өндіру үшін қолданылады .

Азот қышқылының өнеркәсіптік өндірісі . Азот қышқылын алудың заманауи өнеркәсіптік әдістері аммиакты атмосфералық оттегімен каталитикалық тотығуға негізделген. Аммиактың қасиеттерін сипаттағанда оның оттегіде жанатыны, ал реакция өнімдері су және бос азот екені көрсетілді.Бірақ катализаторлардың қатысуымен аммиактың оттегімен тотығуы басқаша жүруі мүмкін.Аммиак қоспасын өткізгенде. катализатордың үстінде ауамен, содан кейін 750 ° C және қоспаның белгілі бір құрамымен толық дерлік трансформация жүреді.

Түзілген заттар оңай өтеді, ол сумен атмосфералық оттегінің қатысуымен азот қышқылын береді.

Аммиак тотығуында катализатор ретінде платина негізіндегі қорытпалар қолданылады.

Аммиакты тотықтыру арқылы алынған азот қышқылының концентрациясы 60%-дан аспайды. Қажет болса, шоғырландырыңыз

Өнеркәсіпте сұйылтылған азот қышқылының концентрациясы 55, 47 және 45%, ал концентрлі – 98 және 97% өндіріледі.Концентрлі қышқыл алюминий цистерналарында, сұйылтылған – қышқылға төзімді болат резервуарларда тасымалданады.

3. Аммиак синтезі

аммиак азотты нитраты шикізаты

Аммиак өнеркәсіпте қолданылатын әртүрлі азотты заттардың негізгі өнімі болып табылады және ауыл шаруашылығы. Д.Н. Прянишников өсімдіктердегі азотты заттардың алмасуында аммиакты «альфа және омега» деп атады.

Диаграмма аммиактың негізгі қолданылуын көрсетеді. Аммиак құрамын 1784 жылы С.Бертолле белгіледі. Аммиак NH 3 негіз, орташа күшті тотықсыздандырғыш және бос байланысатын орбитальдары бар катиондарға қатысты тиімді комплекс түзуші болып табылады.

Процестің физикалық және химиялық негіздері . Элементтерден аммиак синтезі реакция теңдеуі бойынша жүргізіледі

N 2 + 3H 2 \u003d 2NH 3; ?Х<0

Реакция қайтымды, экзотермиялық, үлкен теріс энтальпиялық әсермен сипатталады (?Н = -91,96 кДж/моль) және жоғары температурада одан да экзотермиялық болады (?Н = -112,86 кДж/моль). Ле Шателье принципі бойынша қыздырған кезде тепе-теңдік солға, аммиак шығымының төмендеуіне қарай ығысады. Бұл жағдайда энтропияның өзгеруі де теріс және реакцияға қолайлы емес. Теріс мәнмен S, температураның жоғарылауы реакцияның пайда болу ықтималдығын азайтады,

Аммиак синтезі реакциясы көлемнің азаюымен жүреді. Реакция теңдеуіне сәйкес 4 моль бастапқы газ тәріздес әрекеттесуші заттар 2 моль газ тәрізді өнімді құрайды. Ле Шателье принципіне сүйене отырып, тепе-теңдік жағдайында қоспадағы аммиак мөлшері төмен қысымға қарағанда жоғары қысымда көп болады деген қорытынды жасауға болады.

4. Мақсатты өнімнің сипаттамасы

Физико-химиялық сипаттамалары . Аммоний нитраты (аммоний нитраты) NH4NO3 молекулалық салмағы 80,043; таза өнім – құрамында 60% оттегі, 5% сутегі және 35% азот бар түссіз кристалды зат (әрқайсысы аммиак және нитрат түрінде 17,5%). Техникалық өнімде кем дегенде 34,0% азот бар.

Аммоний нитратының негізгі физикалық-химиялық қасиеттеріс:

Аммоний нитраты, температураға байланысты, атмосфералық қысымда термодинамикалық тұрақты болып табылатын бес кристалдық модификацияда болады (кесте). Әрбір модификация тек белгілі бір температура диапазонында болады, ал бір модификациядан екіншісіне өту (полиморфты) кристалдық құрылымның өзгеруімен, жылудың бөлінуімен (немесе жұтылуымен), сондай-ақ меншікті көлемнің, жылу сыйымдылығының күрт өзгеруімен бірге жүреді. , энтропия және т.б.Полиморфты ауысулар қайтымды – энантиотропты.

Кесте. Аммоний нитратының кристалдық модификациялары

NH 4 NO 3 -H 2 O жүйесі (11-2-сурет) қарапайым эвтектикасы бар жүйелерге жатады. Эвтектикалық нүкте 42,4% MH 4 MO 3 концентрациясына және -16,9 ° C температураға сәйкес келеді. Диаграмманың сол тармағы судың ликвидациялық сызығы HH 4 MO 3 -H 2 O жүйесінде мұздың шығу шарттарына сәйкес келеді.Сұйықтық қисығының оң тармағы MH 4 MO 3 ерігіштік қисығы. суда. Бұл қисық NH 4 NO 3 модификациялық ауысуларының температураларына сәйкес үш үзілу нүктесіне ие 1=11 (125,8 °C), II=III (84,2 °C) және 111 = IV (32,2 "С) Балқу температурасы (кристалдану) сусыз аммиак селитрасының мөлшері 169,6 ° C. Ол тұз ылғалдылығының жоғарылауымен төмендейді.

NH 4 NO 3 (Tcryst, «C) кристалдану температурасының ылғалдылыққа тәуелділігі (X,%-дан 1,5%-ға дейін теңдеумен сипатталады:

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

Аммоний сульфатын қосқандағы аммоний нитратының кристалдану температурасының ылғалдылыққа тәуелділігі. (X,%) 1,5%-ға дейін және аммоний сульфаты (U, %) 3,0%-ға дейін мына теңдеумен өрнектеледі:

t crist \u003d 169,6 - 13,2X + 2, OU. (11.7).

Аммоний нитраты жылуды сіңіру арқылы суда ериді. Төменде әртүрлі концентрациядағы аммоний нитратының 25°С судағы еру жылуларының (Qsolv) мәндері берілген:

C (NH 4 NO 3) % массалар 59,69 47.05 38,84 30,76 22,85 15,09 2,17
Q ерітіндісі кДж/кг. -202,8 -225,82 -240,45 -256,13 -271,29 -287,49 -320,95

Аммоний нитраты суда, этил және метил спирттерінде, пиридинде, ацетонда, сұйық аммиакта жақсы ериді.

Күріш. 11-2. Жүйе күйінің диаграммасыNH4 Н03 - Х20

термиялық ыдырау . Аммоний нитраты жануды қолдауға қабілетті тотықтырғыш болып табылады. Оны шектеулі кеңістікте қыздырғанда, термиялық ыдырау өнімдерін еркін жою мүмкін болмаған кезде, нитрат белгілі бір жағдайларда жарылуы (жарылуы) мүмкін. Ол сондай-ақ күшті әсерлердің әсерінен жарылуы мүмкін, мысалы, жарылғыш заттар бастаған кезде.

110°С қыздырудың бастапқы кезеңінде нитраттың аммиак пен азот қышқылына эндотермиялық диссоциациясы біртіндеп жүреді:

NH 4 NO 3 > NH 3 + HNO 3 - 174,4 кДж/моль. (11,9)

165°С температурада салмақ жоғалту тәулігіне 6%-дан аспайды. Диссоциациялану жылдамдығы тек температураға ғана емес, селитра беті мен оның көлемінің арақатынасына, қоспалардың құрамына және т.б.

Аммиак азот қышқылына қарағанда балқымада аз ериді, сондықтан ол тезірек жойылады; азот қышқылының концентрациясы температурамен анықталатын тепе-теңдік шамасына дейін артады. Балқымада азот қышқылының болуы термиялық ыдыраудың автокаталитикалық сипатын анықтайды.

200-270 ° C температура диапазонында нитраттың азот оксидіне және суға ыдырауының әлсіз экзотермиялық реакциясы негізінен жүреді:

NH 4 NO 3 > N 2 O+ 2H 2 O + 36,8 кДж / моль. (11.10)

Аммиак селитрасының диссоциациясының өнімі болып табылатын азот қышқылының термиялық ыдырауы кезінде түзілетін азот диоксиді термиялық ыдырау жылдамдығына айтарлықтай әсер етеді.

Азот диоксиді нитратпен әрекеттескенде азот қышқылы, су және азот түзіледі:

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

Бұл реакцияның термиялық әсері селитраның N 2 O және H 2 O-ға ыдырау реакциясының термиялық әсерінен 6 еседен астам жоғары аммоний нитраты оның тез ыдырауына әкелуі мүмкін.

Селитраны жабық жүйеде 210-220°С қыздырғанда аммиак жиналады, азот қышқылының концентрациясы төмендейді, сондықтан ыдырау реакциясы қатты тежеледі.Тұздың көп бөлігінің құрамында болғанына қарамастан, термиялық ыдырау процесі іс жүзінде тоқтайды. әлі ыдыраған жоқ. Жоғары температурада аммиак тезірек тотығады, азот қышқылы жүйеде жиналады және реакция айтарлықтай өздігінен үдеумен жүреді, бұл жарылысқа әкелуі мүмкін.

Қосымша аммиактың бөлінуімен ыдырауы мүмкін заттардың аммоний нитраты (мысалы, мочевина және ацетамид), термиялық ыдырауды тежейді. Күміс немесе таллий катиондары бар тұздар балқымада нитрат иондарымен комплекстердің түзілуіне байланысты реакция жылдамдығын едәуір арттырады. Хлор иондары термиялық ыдырау процесіне күшті каталитикалық әсер етеді. Құрамында хлорид пен аммоний селитрасы бар қоспаны 220-230 °С дейін қыздырғанда газдың көп бөлінуінен өте жылдам ыдырау басталады. Реакцияның жылуы әсерінен қоспаның температурасы өте жоғарылайды, ал ыдырау қысқа мерзімде аяқталады.

Құрамында хлориді бар қоспаны 150-200°С температурада ұстаса, онда индукциялық кезең деп аталатын бірінші уақыт кезеңінде ыдырау селитраның берілген температурадағы ыдырауына сәйкес жылдамдықпен жүреді. Бұл кезеңде ыдыраудан басқа, басқа процестер де жүреді, оның нәтижесі, атап айтқанда, қоспадағы қышқылдық құрамының жоғарылауы және аз мөлшерде хлордың бөлінуі болып табылады. Индукциялық кезеңнен кейін ыдырау жоғары жылдамдықпен жүреді және жылудың күшті бөлінуімен және көп мөлшерде улы газдардың түзілуімен бірге жүреді. Сағат тамаша мазмұнаммоний нитратының барлық массасының хлоридті ыдырауы тез аяқталады. Осыны ескере отырып, өнімдегі хлоридтердің мөлшері қатаң шектелген.

Аммиак селитрасын өндіруде қолданылатын механизмдерді пайдалану кезінде өніммен әрекеттеспейтін және термиялық ыдыраудың бастапқы температурасын төмендетпейтін майлау материалдарын пайдалану керек. Осы мақсатта, мысалы, VNIINP-282 майды (ГОСТ 24926-81) қолдануға болады.

Жаппай сақтауға немесе қаптарға буып-түюге жіберілген өнімнің температурасы 55 °C аспауы керек. Контейнер ретінде полиэтилен немесе крафт қағаздан жасалған қаптар қолданылады. Полиэтилен мен крафт-қағазды аммоний нитратымен тотығудың белсенді процестері басталатын температуралар сәйкесінше 270–280 және 220–230 °C құрайды. Бос полиэтилен және крафт-қағаз қаптар өнім қалдықтарынан тазартылып, пайдалануға жарамсыз болса, өртелуі керек.

Жарылыс энергиясы бойынша аммоний нитраты көптеген жарылғыш заттарға қарағанда үш есе әлсіз. Түйіршіктелген өнім негізінен жарылуы мүмкін, бірақ детонатор капсуласы арқылы іске қосу мүмкін емес, бұл қуатты жарылғыш заттардың үлкен зарядтарын қажет етеді.

Селитраның жарылғыш ыдырауы мына теңдеу бойынша жүреді:

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

(11.12) теңдеу бойынша жарылыс жылуы 1,48 МДж/кг болуы керек еді. Бірақ жанама реакцияларға байланысты, олардың біреуі эндотермиялық (11,9) жарылыстың нақты жылуы 0,96 МДж/кг құрайды, бұл RDX жарылысының жылуымен (5,45 МДж) салыстырғанда аз. Бірақ аммиак селитрасы сияқты үлкен тонналық өнім үшін оның жарылғыш қасиеттерін (әлсіз болса да) ескеру қауіпсіздікті қамтамасыз ету үшін маңызды.

Өнеркәсіп шығаратын аммиак селитрасының сапасына тұтынушылардың талаптары ГОСТ 2-85-те көрсетілген, оған сәйкес екі сортты тауарлық өнім шығарылады.

Түйіршіктердің беріктігі ГОСТ-21560.2-82 сәйкес IPG-1, MIP-10-1 немесе OSPG-1M құрылғылары арқылы анықталады.

Қаптарға салынған түйіршіктелген аммоний селитрасының иілгіштігі ГОСТ-21560.5-82 бойынша анықталады.

ГОСТ 14702-79-" су өткізбейтін"

5. Мақсатты өнімді өндірудің негізгі процестерін физикалық-химиялық негіздеу және өндірістің экологиялық қауіпсіздігі.

Іс жүзінде қатпайтын аммоний селитрасын алу үшін бірқатар технологиялық әдістер қолданылады. Гигроскопиялық тұздардың ылғалды сіңіру жылдамдығын төмендетудің тиімді құралы олардың түйіршіктері болып табылады. Біртекті түйіршіктердің жалпы беті бірдей мөлшердегі ұсақ кристалды тұздың бетінен аз, сондықтан түйіршікті тыңайтқыштар ауадан ылғалды баяу сіңіреді. Кейде аммоний селитрасы азырақ гигроскопиялық тұздармен, мысалы аммоний сульфатымен легирленген.

Сондай-ақ ұқсас әсер ететін қоспалар ретінде аммоний фосфаттары, калий хлориді, магний нитраты қолданылады. Аммиак селитрасын алу процесі газ тәрізді аммиактың азот қышқылы ерітіндісімен әрекеттесуінің гетерогенді реакциясына негізделген:

NH 3 + HNO 3 \u003d NH 4 NO 3

?H = -144,9 кДж (VIII)

Химиялық реакция жоғары жылдамдықпен жүреді; өнеркәсіптік реакторда ол сұйықтықтағы газдың еруімен шектеледі.Реагенттерді араластыру диффузиялық кедергіні азайту үшін үлкен маңызға ие.

Процесті жүргізудің интенсивті жағдайларын аппараттың конструкциясын әзірлеу арқылы үлкен дәрежеде қамтамасыз етуге болады. Реакция (VIII) үздіксіз жұмыс істейтін ITN аппаратында (бейтараптандыру жылуын пайдалана отырып) жүзеге асырылады. Реактор реакция және бөлу аймақтарынан тұратын тік цилиндрлік аппарат болып табылады. Реакция аймағында стақан / бар, оның төменгі бөлігінде ерітінді циркуляциясы үшін тесіктер бар. Шыны ішіндегі саңылаулардың үстіне көпіршікті сәл жоғары қояды. 2 газ тәріздес аммиак беру үшін, оның үстінде - көпіршік 3 азот қышқылымен қамтамасыз ету. Реакциялық бу-сұйық қоспасы реакция стаканының жоғарғы жағынан шығады; ерітіндінің бір бөлігі ITN аппаратынан шығарылып, кейінгі бейтараптандырғышқа түседі, ал қалған бөлігі (айналмалы) қайтадан төмендейді. Бу-сұйық қоспасынан бөлінетін шырын буы жабылған пластиналарда жуылады 6 аммиак селитрасының ерітіндісінің шашырауынан және 20% нитрат ерітіндісімен азот қышқылының буларынан, содан кейін шырын бу конденсатынан.

Реакция жылуы (VIII) суды ішінара буландыруға жұмсалады реакция қоспасы(осыдан аппараттың атауы - ITN). Температура айырмашылығы әртүрлі бөліктераппараты реакциялық қоспаның қарқынды айналымына әкеледі.

Аммиак селитрасын алудың технологиялық процесіне азот қышқылын аммиакпен бейтараптандыру кезеңінен басқа, нитрат ерітіндісін булану, балқыманы түйіршіктеу, түйіршіктерді салқындату, түйіршіктерді беттік белсенді заттармен өңдеу, нитраттарды орау, сақтау және тиеу, газ шығарындылары мен сарқынды суларды тазарту.

Суретте. қуаттылығы 1360 тонна/тәулік АС-72 аммоний селитрасын өндіруге арналған қазіргі заманғы үлкен қуатты қондырғының схемасы келтірілген. Бастапқы 58-60% азот қышқылы қыздырғышта қызады / 70-80 дейін ITN аппаратынан шырын буымен 3 және бейтараптандыруға жіберілді. Машиналардың алдында 3 фосфор және күкірт қышқылдары азот қышқылына дайын өнімде 0,3-0,5% P 2 O 5 және 0,05-0,2% аммоний сульфаты болатындай мөлшерде қосылады.

Құрылғы параллель жұмыс істейтін екі ITN құрылғысымен жабдықталған. Азот қышқылынан басқа, олар қыздырғышта алдын ала қыздырылған газ тәрізді аммиакпен қамтамасыз етіледі. 2 бу конденсаты 120-130 °С дейін. Берілетін азот қышқылының және аммиактың мөлшері ИТН аппаратының шығысында ерітіндіде қышқылдың аздап артық болуы (2-5 г/л) болатындай реттеледі, бұл аммиактың толық сіңуін қамтамасыз етеді.

Аппаратта азот қышқылы (58-60%) қызады 2 ITN аппаратының шырын буымен 80-90 °С дейін 8. Қыздырғыштағы газ тәрізді аммиак 1 бу конденсатын 120-160°С дейін қыздырады. Азот қышқылы мен газ тәріздес аммиак автоматты басқарылатын қатынаста параллель жұмыс істейтін екі ITN 5 аппаратының реакция бөліктеріне енеді. ITN құрылғыларын 155-170 ° C температурада қалдыратын NH 4 NO 3 89-92% ерітіндісінде аммиактың толық сіңуін қамтамасыз ететін 2-5 г / л диапазонында азот қышқылының артық мөлшері бар.

Аппараттың жоғарғы бөлігінде реакция бөлігінен шырын буы аммоний нитратының шашырауынан жуылады; аммиак селитрасының 20% ерітіндісімен HNO 3 және NH 3 булары жуу скрубберінен 18 және азот қышқылын қыздырғыштан алынған шырын бу конденсаты 2, аппараттың үстіңгі бөлігінің қақпақ табақшаларында қызмет етеді. Шырын буының бір бөлігі 2-жылытқышта азот қышқылын қыздыруға жұмсалады, ал оның негізгі бөлігі жуу скрубберіне жіберіледі. 18, онда ол түйіршіктеу мұнарасының ауасымен, буландырғыштағы бу-ауа қоспасымен араласады. 6 және скруббердің жуу пластиналарында жуылады. Жуылған бу-ауа қоспасы желдеткіш арқылы атмосфераға шығарылады 19.

ITN құрылғыларының шешімі 8 бейтараптандырғыштан кейін кезекпен өтеді 4 және басқару түрлендіргіші 5. Бейтараптандырғышқа 4 күкірт және фосфор қышқылдарын дайын өнімде 0,05-0,2% аммоний сульфатының және 0,3-0,5% P20s болуын қамтамасыз ететін мөлшерде дозалайды. Плунжерлі сорғылар арқылы қышқылдардың мөлшерлемесі қондырғының жүктемесіне байланысты реттеледі.

ITN аппаратынан аммоний нитраты ерітіндісіндегі артық NMO3 бейтараптандырылғаннан кейін және кейінгі бейтараптандырғышта 4 енгізілген күкірт және фосфор қышқылдары бейтараптандырылғаннан кейін ерітінді бақылаудан кейінгі бейтараптандырғыштан өтеді. 5 (мұнда аммиак тек бейтараптандырғыштан қышқыл шыққан жағдайда ғана автоматты түрде беріледі. 4) және буландырғышқа түседі 6. AC-67 қондырғысынан айырмашылығы, буландырғыштың жоғарғы бөлігі 6 бу конденсатымен қамтамасыз етілген, бу-ауа қоспасын аммоний нитратынан буландырғыштан жуатын екі електен жуу пластинасымен жабдықталған.

Буландырғыштан алынған селитра балқымасы 6, су тығыздағышынан өткеннен кейін 9 және сүзгі 10, резервуарға кіреді 11, оның суасты сорғысы қайдан 12 соғуға қарсы саптамасы бар құбыр арқылы қысымды резервуарға беріледі 15, содан кейін грануляторларға 16 немесе 17. Балқыма айдау қондырғысының қауіпсіздігі оны буландырғышта (190 °С жоғары емес) булану кезінде балқыма температурасын автоматты түрде ұстау жүйесімен, бейтараптандырғыштан кейінгі балқыма ортасын бақылау және реттеумен қамтамасыз етіледі. 9 (0,1-0,5 г/л NH 3 шегінде), резервуардағы балқыманың температурасын бақылау 11, сорғы корпусы 12 және қысымды құбыр. Егер процестің реттеуші параметрлері ауытқыса, балқыманы айдау автоматты түрде тоқтайды, ал резервуарлардағы балқыма 11 және буландырғыш 6 температура көтерілгенде, конденсатпен сұйылтыңыз.

Түйіршіктеу грануляторлардың екі түрімен қамтамасыз етіледі: виброакустикалық 16 және монодисперсті 17. Үлкен қуатты қондырғыларда жұмыс істейтін виброакустикалық грануляторлар жұмыс кезінде сенімдірек және ыңғайлы болып шықты.

Балқыма тік бұрышты металл мұнарада түйіршіктелген 20 өлшемдері 8х11 м.. Түйіршіктердің ұшу биіктігі 55 м диаметрі 2-3 мм түйіршіктердің кристалдануын және салқындатуын жазда 500 мың м/сағ дейін қарсы ауа ағынымен 90-120 ° C дейін қамтамасыз етеді. ал қыста (төмен температурада) 300 - 400 мың м/сағ дейін. Мұнараның төменгі бөлігінде қабылдау конустары бар, олардан түйіршіктер таспалы конвейер арқылы тасымалданады. 21 CS салқындату аппаратына жіберіледі 22.

Салқындату құрылғысы 22 сұйылтылған қабат торының әрбір секциясының астында автономды ауамен қамтамасыз етілетін үш секцияға бөлінген. Оның бас бөлігінде түйіршіктегіш жұмысының бұзылуы нәтижесінде пайда болған селитра кесектері сүзгіленетін кіріктірілген экран бар. Кесектерді ерітуге жібереді. Салқындатқыш бөліктерге ауа желдеткіштер арқылы беріледі 23, аппаратта қыздырылады 24 ITN аппаратынан шырын буының қызуына байланысты. Жылыту атмосфералық ауаның ылғалдылығы 60% -дан жоғары болған кезде жүзеге асырылады қыс мезгілітүйіршіктердің кенет салқындауына жол бермеу үшін. Аммиак селитрасының түйіршіктері қондырғының жүктемесіне және атмосфералық ауаның температурасына байланысты салқындату аппаратының бір, екі немесе үш секциясынан дәйекті түрде өтеді. Қыста түйіршіктелген өнімді салқындату үшін ұсынылатын температура 27 ° C-тан төмен, жазда 40-50 ° C дейін. Ауа температурасының айтарлықтай саны 30 ° C-тан асатын оңтүстік аймақтарда қондырғыларды пайдалану кезінде салқындату аппаратының үшінші бөлімі алдын ала салқындатылған ауада (буландырғыш аммиак жылу алмастырғышында) жұмыс істейді. Әрбір секцияға берілетін ауа мөлшері 75-80 мың м3/сағ. Желдеткіштердің қысымы 3,6 кПа. Құрамында 0,52 г/м 3 аммиак селитрасы шаңы бар 45-60°С температурадағы аппарат бөлімдерінен шығатын ауа түйіршіктеу мұнарасына жіберіледі, онда ол араласады. атмосфералық ауажәне жууға арналған скрубберге кіреді 18.

Салқындатылған өнім қоймаға немесе беттік-активті заттарды өңдеуге (дисперсант НФ), содан кейін үйіп жөнелтуге немесе қаптарға буып-түюге жіберіледі. NF диспергаторымен өңдеу қуыс аппаратта жүргізіледі 27 түйіршіктердің сақиналы тік ағынын шашатын орталықта орналасқан саптамамен немесе айналмалы барабанда. Барлық қолданылатын құрылғыларда түйіршіктелген өнімді өңдеу сапасы ГОСТ 2-85 талаптарына сәйкес келеді.

Түйіршіктелген аммоний селитрасы қоймада биіктігі 11 м-ге дейін қадаларда сақталады.Тұтынушыға жөнелтпес бұрын қоймадағы селитра електен өткізуге беріледі. Стандартты емес өнім ерітіледі, ерітінді паркке қайтарылады. Стандартты өнім NF дисперсиясымен өңделеді және тұтынушыларға жіберіледі.

Күкірт және фосфор қышқылдарына арналған резервуарлар және сорғы жабдықтарыолардың дозалануы үшін тәуелсіз блокта ұйымдастырылған. Орталық диспетчерлік пункт, электрлік қосалқы станция, зертхана, қызметтік және тұрмыстық үй-жайлар жеке ғимаратта орналасқан.

Allbest.ru сайтында орналастырылған

...

Ұқсас құжаттар

Аммоний нитратының физикалық және химиялық қасиеттері. Аммиак пен азот қышқылынан аммиак селитрасын алудың негізгі кезеңдері. Атмосфералық қысымда жұмыс істейтін және вакуумда жұмыс істейтін бейтараптандыру қондырғылары. Қалдықтарды кәдеге жарату және кәдеге жарату.

курстық жұмыс, 31.03.2014 қосылған


Өнімдердің, шикізат пен өндіріске арналған материалдардың сипаттамалары. Аммоний селитрасын алудың технологиялық процесі. Азот қышқылын газ тәріздес аммиакпен бейтараптандыру және жоғары концентрлі балқыма күйіне дейін булану.

курстық жұмыс, 19.01.2016 қосылған


Түйіршіктелген аммоний селитрасын өндіруді автоматтандыру. Шырын бу беру желісіндегі қысымды тұрақтандыру схемалары және барометрлік конденсатордан бу конденсатының температурасын реттеу. Вакуумдық сорғыға шығатын құбырдағы қысымды реттеу.

курстық жұмыс, 01/09/2014 қосылды


Аммоний нитраты қарапайым және арзан азот тыңайтқышы ретінде. Оны өндірудің қолданыстағы технологиялық схемаларына шолу. «Череповецкий азот» ААҚ күрделі азот-фосфатты тыңайтқышты өндірумен аммоний селитрасы өндірісін жаңғырту.

диссертация, 22.02.2012 қосылған


Шикізаттың сипаттамасы, азот қышқылын өндіруге арналған көмекші материалдар. Қабылданған өндірістік схеманы таңдау және негіздеу. Сипаттама технологиялық схемасы. Процестердің материалдық баланстарын есептеу. Технологиялық процесті автоматтандыру.

диссертация, 24.10.2011 қосылған


Сұйылтылған азот қышқылын алудың өнеркәсіптік әдістері. Аммиакты тотығу катализаторлары. Құрама газ қоспасы. Аммиак-ауа қоспасындағы аммиактың оңтайлы мөлшері. Азот қышқылы жүйелерінің түрлері. Реактордың материалды-жылулық балансын есептеу.

курстық жұмыс, 14.03.2015 қосылған


Қарау заманауи әдістеразот қышқылын өндіру. Қондырудың технологиялық сызбасын сипаттау, негізгі аппарат пен қосалқы жабдықтың конструкциясы. Шикізаттың сипаттамасы және дайын өнімдер, жанама өнімдер және қалдықтар.

диссертация, 11/01/2013 қосылды


Аммиак синтезінің катализаторларын алу және қолдану. Оксидті катализатордың құрылымы, оның тотықсыздану жағдайларының белсенділігіне әсері. Қалпына келтіру механизмі мен кинетикасы. Аммиак синтезі үшін катализаторларды қалпына келтіруге арналған термогравиметриялық қондырғы.

диссертация, 16.05.2011 қосылған


Сусымалы материалдарды, ылғалдандырылған ұнтақтар мен пасталарды түйіршіктеуге және араластыруға арналған түйіршіктегіштердің сипаттамасы. Аммиак селитрасы мен несепнәр негізіндегі күрделі тыңайтқыштарды өндіру. Кептіру, салқындату және полимерлеу арқылы бөлшектер арасындағы байланыстарды нығайту.

курстық жұмыс, 03/11/2015 қосылды


Аммиак алу сатысының технологиясы және химиялық реакциялары. Шикізат, синтез өнімі. Конверсияланған газды көмірқышқыл газынан тазарту технологиясын талдау, бар мәселелер және анықталған өндірістік мәселелерді шешу әдістерін жасау.

Аммоний нитратын реакция бойынша азот қышқылын газ тәрізді аммиакпен бейтараптандыру арқылы алады:

NH 3 (г) + НNO 3 (л) NH 4 NO 3 +144,9 кДж

Бұл дерлік қайтымсыз реакция жоғары жылдамдықпен және айтарлықтай жылу мөлшерінің бөлінуімен жүреді. Әдетте ол атмосфераға жақын қысымда жүзеге асырылады; кейбір елдерде бейтараптандыру қондырғылары 0,34 МПа қысыммен жұмыс істейді. Аммоний селитрасын өндіруде сұйылтылған 47-60% азот қышқылы қолданылады.

Бейтараптандыру реакциясының жылуы суды буландыруға және ерітіндіні концентрлеуге жұмсалады.

Өнеркәсіптік өндіріс келесі кезеңдерді қамтиды: ИТН аппаратында азот қышқылын газ тәрізді аммиакпен бейтараптандыру (бейтараптандыру жылуын қолдану); селитра ерітіндісін булану, селитра балқымасын түйіршіктеу, түйіршіктерді салқындату, беттік белсенді зат түйіршіктерін өңдеу, селитраны орау, сақтау және тиеу, газ шығарындылары және ағынды суларды тазарту. Азот қышқылын бейтараптандыру кезінде қоспалар енгізіледі.

1-суретте қуаттылығы 1360 т/тәулік заманауи ірі тоннажды АС-72 қондырғысының диаграммасы көрсетілген.

Күріш. 1.

1 - қышқылды қыздырғыш; 2 - аммиак қыздырғышы; 3 - ITN құрылғылары; 4 - бейтараптандырғыш; 5 - буландырғыш; 6 - қысымды резервуар; 7, 8 - грануляторлар; 9, 23 - жанкүйерлер; 10 - жууға арналған скруббер; 11 - барабан; 12.14 - конвейерлер; 13 - лифт; 15-сұйықталған төсек аппараты; 16 - түйіршіктеу мұнарасы; 17 - жинақ; 18, 20 - сорғылар; 19 - жүзуге арналған резервуар; 21-жүзуге арналған сүзгі; 22 - ауа жылытқышы

Келіп түскен 58-60% азот қышқылы ITN 3 аппаратының шырын буымен қыздырғышта 1-ден 70-80oС-қа дейін қызады және бейтараптандыруға беріледі. 3-аппарат алдында азот қышқылына 0,3-0,5% P 2 O 5 және 0,05-0,2% аммоний сульфаты мөлшерінде дайын өнімді есептегенде термиялық фосфор және күкірт қышқылдарын қосады.

Күкірт және фосфор қышқылдары плунжерлі сорғылармен беріледі, олардың өнімділігі оңай және дәл реттеледі. Құрылғы параллель жұмыс істейтін екі бейтараптандыру құрылғысымен жабдықталған. Мұнда сонымен қатар газ тәрізді аммиак беріледі, қыздырғышта 2 бу конденсаты арқылы 120-130 ° C дейін қыздырылады. Берілетін азот қышқылы мен аммиак мөлшері ITN аппаратының шығысында ерітіндіде азот қышқылының аздап артық болуы үшін реттеледі. , аммиактың толық сіңуін қамтамасыз ету.

Аппараттың төменгі бөлігінде 91-92% NH 4 NO 3 бар ерітінді алу үшін 155-170°С температурада қышқылдарды бейтараптандыру жүргізіледі. Аппараттың жоғарғы бөлігінде су буы (шырын буы деп аталатын) аммоний нитраты мен HN0 3 буының шашырауынан жуылады. Шырын буының жылуының бір бөлігі азот қышқылын қыздыруға жұмсалады. Содан кейін шырынның буы жууға арналған скрубберлерде тазалауға жіберіледі, содан кейін атмосфераға жіберіледі.

Аммиак селитрасының қышқыл ерітіндісі бейтараптандырғышқа 4 жіберіледі, онда аммиак ерітіндіні бейтараптандыруға қажетті мөлшерде беріледі. Содан кейін ерітінді 1,4 МПа қысыммен су буымен және шамамен 180 ° C дейін қыздырылған ауамен өткізілетін дупардағы буландырғышқа 5 беріледі. Құрамында 99,8-99,7% селитра бар алынған балқыма 175°С температурада сүзгіден 21 өтеді және орталықтан тепкіш суасты сорғымен 20 қысымды резервуарға 5, содан кейін ұзындығы 11 м төртбұрышты металл түйіршіктеу мұнарасына 16 беріледі. , ені 8 м және конустың биіктігі 52,8 м.

Мұнараның жоғарғы бөлігінде грануляторлар 7 және 8; мұнараның төменгі бөлігіне ауа беріледі, түйіршіктерге айналатын селитраның салқындатқыш тамшылары. Селитра бөлшектерінің түсу биіктігі 50--55м. Түйіршіктегіштердің конструкциясы шағын түйіршіктердің ең аз мөлшерімен біркелкі гранулометриялық құрамдағы түйіршіктерді өндіруді қамтамасыз етеді, бұл мұнарадан шаңның ауамен түсуін азайтады. Мұнарадан шығатын жердегі түйіршіктердің температурасы 90--110°С, сондықтан оларды суыту үшін сұйық қабат аппаратына жібереді 15. Қайнаған төсеніш аппараты үш секциядан тұратын және тесіктері бар тормен жабдықталған төртбұрышты аппарат болып табылады. . Ауа тордың астына желдеткіштер арқылы беріледі, осылайша түйіршіктеу мұнарасынан конвейер арқылы келетін биіктігі 100--150 мм селитра түйіршіктерінің сұйық қабатын жасайды. Түйіршіктердің IV модификациясының бар болу шарттарына сәйкес келетін 40°С (бірақ 50°С жоғары емес) температураға дейін қарқынды салқындауы бар. Егер салқындату ауасының температурасы 15°С төмен болса, онда сұйық қабат аппаратына кірер алдында ауа жылу алмастырғышта 20°С-қа дейін қызады. Суық уақытта 1-2 секция жұмыс істей алады.

Аппараттан 15 ауа түйіршіктер түзу және оларды салқындату үшін түйіршіктеу мұнарасына түседі.

Сұйық қабат аппаратынан аммоний нитратының түйіршіктері конвейер 14 арқылы БАЗ-мен өңдеу үшін айналмалы барабанға 11 беріледі. Мұнда түйіршіктерге NF дисперсиясының шашыратылған 40% сулы ерітіндісімен шашыратылады. Осыдан кейін селитра кездейсоқ ұсталған металл заттарды бөлу үшін электромагниттік сепаратордан өтеді және бункерге жіберіледі, содан кейін таразыға және қағаз немесе полиэтилен пакеттерге буып-түюге жіберіледі. Қаптар вагондарға немесе қоймаға тиеу үшін конвейермен тасымалданады.

Түйіршіктеу мұнарасының жоғарғы бөлігінен шығатын ауа аммиак селитрасының бөлшектерімен ластанған, ал бейтараптандырғыштың шырын буы мен буландырғыштың бу-ауа қоспасында әрекеттеспеген аммиак пен азот қышқылы және сіңірілген аммоний нитратының бөлшектері бар. Түйіршіктеу мұнарасының жоғарғы бөлігінде тазалау үшін резервуардан 18 сорғымен берілетін аммоний селитрасының 20-30% ерітіндісімен суарылатын, параллель жұмыс істейтін алты жуғыш пластинкалы скруббер 10 орнатылған. Бұл ерітіндінің бір бөлігі шырын буын жуу үшін ITN бейтараптандырғышына жіберіледі, содан кейін аммоний нитратының ерітіндісімен араласады, демек, өнімдерді өндіруге кетеді.

Ерітіндінің бір бөлігі (20-30%) циклден үздіксіз алынып тасталады, сондықтан цикл таусылады және суды қосу арқылы толықтырылады. Әрбір скруббердің шығатын жерінде өнімділігі 100 000 м 3/сағ желдеткіш 9 орнатылған, ол түйіршіктеу мұнарасынан ауаны сорып, атмосфераға шығарады.

Аммоний селитрасын өндіру

Аммоний селитрасы аммиак және нитрат түрінде 35% азоттан тұратын балластсыз тыңайтқыш болып табылады, сондықтан оны кез келген топырақта және кез келген дақылға қолдануға болады. Дегенмен, бұл тыңайтқыштың оны сақтау және пайдалану үшін қолайсыз физикалық қасиеттері бар. Аммиак селитрасының кристалдары мен түйіршіктері олардың гигроскопиялық және суда жақсы ерігіштігі нәтижесінде ауада таралады немесе ірі агрегаттарға айналады. Сонымен қатар аммиак селитрасын сақтау кезінде ауаның температурасы мен ылғалдылығы өзгерген кезде полиморфты түрлендірулер болуы мүмкін. Полиморфты трансформацияларды басу және аммоний нитратының түйіршіктерінің беріктігін арттыру үшін оны өндіру кезінде енгізілетін қоспалар - аммоний фосфаттары мен сульфаттары, бор қышқылы, магний нитраты және т.б. аммоний селитрасының жарылғыш қасиеті оны өндіруді, сақтауды және тасымалдауды қиындатады.

Аммоний нитраты синтетикалық аммиак пен азот қышқылын өндіретін зауыттарда өндіріледі. Өндіріс процесі әлсіз азот қышқылын газ тәріздес аммиакпен бейтараптандыру, алынған ерітіндіні булану және аммоний селитрасын түйіршіктеу сатыларынан тұрады. Бейтараптандыру қадамы реакцияға негізделген

NH 3 + HNO 3 \u003d NH 4 NO 3 +148, 6 кДж

Газдың сұйықтықпен жұтылуы жылдам химиялық реакциямен жүретін бұл хемосорбция процесі диффузиялық аймақта жүреді және жоғары экзотермиялық болып табылады. Аммиак селитрасының ерітінділерінен суды буландыру үшін бейтараптандыру жылуын ұтымды пайдаланады. Жоғары концентрациядағы азот қышқылын қолдану және бастапқы реагенттерді қыздыру арқылы булануды қолданбай-ақ аммоний нитратының балқымасын (концентрациясы 95-96% NH 4 NO 3 жоғары) тікелей алуға болады.

Аммиак селитрасының ерітіндісін бейтараптандыру жылуының әсерінен толық буланбаған жиі кездесетін схемалар (2-сурет).

Судың негізгі бөлігі ITN химиялық реактор-нейтрализаторда (бейтараптандыру жылуын пайдалана отырып) буланады. Бұл реактор тот баспайтын болаттан жасалған цилиндрлік ыдыс, оның ішінде аммиак пен азот қышқылы тікелей енгізілетін басқа цилиндр орналасқан. Ішкі цилиндр реактордың бейтараптандыру бөлігі ретінде қызмет етеді (аймақ химиялық реакция), ал ішкі цилиндр мен реактор ыдысы арасындағы сақиналы кеңістік булану бөлігі болып табылады. Алынған аммиак селитрасының ерітіндісі ішкі цилиндрден реактордың булану бөлігіне беріледі, онда судың булануы ішкі цилиндр қабырғасы арқылы бейтараптандыру және булану аймақтары арасындағы жылу алмасу есебінен жүреді. Алынған шырын буы HP бейтараптандырғышынан шығарылады, содан кейін қыздыру агенті ретінде пайдаланылады.

Сульфат-фосфат қоспасы азот қышқылына концентрлі күкірт және фосфор қышқылдары түріндегі дозаланады, олар ITN бейтараптандырғышында азот аммиакпен бірге бейтараптандырылады. Бастапқы азот қышқылын бейтараптандыру кезінде ИТН шығысындағы аммиак селитрасының 58% ерітіндісінде 92-93% NH 4 NO 3; бұл ерітінді кейіннен бейтараптандырғышқа жіберіледі, оған газ тәріздес аммиак ерітіндіде аммиактың артық мөлшері (шамамен 1 г/дм 3 бос NH 3) болатындай етіп жеткізіледі, бұл NH-мен әрі қарай жұмыс істеудің қауіпсіздігін қамтамасыз етеді. 4 NO 3 балқымасы. Бейтараптандырылған ерітінді құрамында 99,7-99,8% NH 4 NO 3 бар балқыманы алу үшін біріктірілген пластиналы құбырлы буландырғышта концентрленеді. Жоғары концентрлі аммоний селитрасын түйіршіктеу үшін балқыма суасты сорғылары арқылы биіктігі 50-55 м түйіршіктеу мұнарасының басына айдалады. Түйіршіктеу өнімнің бөлшектердің біркелкі бөлінуін қамтамасыз ететін акустикалық ұяшықты түрдегі виброгрануляторлардың көмегімен балқыманы бүрку арқылы жүзеге асырылады. Түйіршіктер бірнеше дәйекті салқындату сатыларынан тұратын сұйық қабаттағы салқындатқышта ауамен салқындатылады. Салқындатылған түйіршіктер саптамалары бар барабанда беттік белсенді заттармен шашырайды және қаптамаға ауыстырылады.

Аммиак селитрасының кемшіліктерін ескере отырып, оның негізінде күрделі және аралас тыңайтқыштарды шығарған жөн. Аммоний селитрасын әктаспен араластыру арқылы аммоний сульфаты, әк-аммоний селитрасы, аммоний сульфатты нитраты және т.б. алады.Нитрофосканы NH 4 NO 3 фосфор және калий тұздарымен балқыту арқылы алуға болады.

Мочевина өндірісі

Азотты тыңайтқыштардың ішінде карбамид (мочевина) өндірілуі бойынша аммоний селитрасынан кейін екінші орында. Карбамид өндірісінің өсуі оның ауыл шаруашылығында қолдану аясының кеңдігімен түсіндіріледі. Ол басқа азот тыңайтқыштарымен салыстырғанда шаймалауға үлкен төзімділікке ие, яғни. топырақтың шайылуына аз сезімтал, гигроскопиялық аз, тек тыңайтқыш ретінде ғана емес, сонымен қатар мал азығына қоспа ретінде де қолдануға болады. Мочевина сондай-ақ құрама тыңайтқыштарда, уақытпен реттелетін тыңайтқыштарда, пластмассаларда, желімдерде, лактар ​​мен жабындарда кеңінен қолданылады.

Карбамид CO(NH 2) 2 – құрамында 46,6% азот бар ақ түсті кристалды зат. Оның өндірісі аммиактың көмірқышқыл газымен әрекеттесу реакциясына негізделген

2NH 3 + CO 2 \u003d CO (NH 2) 2 + H 2 O H=-110,1 кДж (1)

Сонымен, мочевина өндірісінің шикізаты аммиак синтезі үшін технологиялық газ өндірісінде жанама өнім ретінде алынған аммиак және көмірқышқыл газы болып табылады. Сондықтан химия зауыттарында несепнәр өндіру әдетте аммиак өндірісімен біріктіріледі.

Реакция (1) – жалпы; ол екі кезеңде жүреді. Бірінші кезеңде карбаматтың синтезі жүреді:

2NH 3 + CO 2 \u003d NH 2 COONH 4 H \u003d -125,6 кДж (2)

газ газ сұйықтығы

Екінші кезеңде карбамат молекулаларынан судың бөлінуінің эндотермиялық процесі жүреді, нәтижесінде карбамид түзіледі:

NH 2 COONH 4 \u003d CO (NH 2) 2 + H 2 O H \u003d 15,5 (3)

сұйық сұйық сұйықтық

Аммоний карбаматының түзілу реакциясы қайтымды экзотермиялық, көлемінің азаюымен жүреді. Тепе-теңдікті өнімге қарай жылжыту үшін оны жоғары қысымда орындау керек. Процесс жеткілікті жоғары жылдамдықпен жүруі үшін жоғары температура да қажет. Қысымның жоғарылауы реакция тепе-теңдігінің қарама-қарсы бағытта ығысуына жоғары температураның кері әсерін өтейді. Тәжірибеде мочевина синтезі 150-190 температурада жүргізіледі C және қысым 15-20 МПа. Бұл жағдайларда реакция жоғары жылдамдықпен және соңына дейін жүреді.

Аммоний карбаматының ыдырауы сұйық фазада қарқынды жүретін қайтымды эндотермиялық реакция болып табылады. Реактордағы қатты өнімдердің кристалдануын болдырмау үшін процесті 98С төмен температурада жүргізу керек (CO (NH 2) 2 - NH 2 COONH 4 жүйесі үшін эвтектикалық нүкте).

Көбірек жоғары температураларреакцияның тепе-теңдігін оңға жылжыту және оның жылдамдығын арттыру. Карбаматтың карбамидке айналуының максималды дәрежесіне 220С жетеді. Бұл реакцияның тепе-теңдігін ауыстыру үшін аммиактың артық мөлшері де енгізіледі, ол реакция суын байланыстыру арқылы оны реакция сферасынан алып тастайды. Дегенмен, әлі күнге дейін карбаматтың несепнәрге толық айналуына қол жеткізу мүмкін емес. Реакция қоспасында реакция өнімдерінен (карбамид пен су) басқа аммоний карбаматы және оның ыдырау өнімдері, аммиак және СО 2 бар.

Шикізатты толық пайдалану үшін не реакцияға түспеген аммиак пен көмірқышқыл газын, сондай-ақ көміртек аммоний тұздарын (аралық реакция өнімдері) синтез бағанасына қайтаруды қамтамасыз ету қажет, яғни. қайта өңдеуді құру немесе реакциялық қоспадан карбамидті бөлу және қалған реагенттерді басқа салаларға, мысалы, аммоний селитрасын өндіруге жіберу, т.б. ашық процесті жүргізу.

Мочевина синтезі үшін сұйық қайта өңдеу және аршу процесін қолдану (3-сурет) үлкен қуатты қондырғыда жоғары қысымды қондырғыны, қондырғыны ажыратуға болады. төмен қысымжәне түйіршіктеу жүйесі. Жоғары қысымды карбамат конденсаторынан 1 синтез колоннасының төменгі бөлігіне аммоний карбаматының және көміртегі аммоний тұздарының сулы ерітіндісі, сондай-ақ аммиак пен көмірқышқыл газы түседі. қысым 13-15 МПа, карбамат ұштарының түзілуі және мочевина синтезінің реакциясы жүреді. Реагенттер шығыны реактордағы NH 3:CO 2 молярлық қатынасы 2,8-2,9 болатындай етіп таңдалады. Мочевина синтезінің колоннасынан алынған сұйық реакциялық қоспасы (балқыма) аршу колоннасына 5 түседі, ол жерден құбырлар бойымен ағады. Компрессорда 13-15 МПа қысымға дейін сығылған көмірқышқыл газы балқымаға қарсы токпен беріледі, оған пассивтендіргіш пленканы қалыптастыру және жабдықты азайту үшін қоспада 0,5-0,8% оттегі концентрациясын қамтамасыз ететін мөлшерде ауа қосылады. коррозия. Аршу бағанасы бумен қыздырылады. Жаңа көмірқышқыл газы бар 5-бағандағы газ-бу қоспасы жоғары қысымды конденсаторға 4 түседі. Оған сұйық аммиак да енгізіледі. Ол бір мезгілде инжекторда 3 жұмыс ағыны қызметін атқарады, ол конденсаторға жоғары қысымды скрубберден 2 аммоний көміртегі тұздарының ерітіндісін және қажет болған жағдайда синтез колоннасынан балқыманың бір бөлігін береді. Конденсаторда карбамат түзіледі. Реакция кезінде бөлінетін жылу бу шығаруға жұмсалады.

Синтез колоннасының жоғарғы бөлігінен реакцияға түспеген газдар үздіксіз шығып, жоғары қысымды скрубберге 2 түседі, онда олардың көпшілігі судың салқындауы есебінен конденсацияланып, карбамат пен көміртекті аммоний тұздарының ерітіндісін түзеді.

Аршу колонкасынан 5 шығатын карбамидтің сулы ерітіндісінде 4-5% карбамат бар. Оның түпкілікті ыдырауы үшін ерітінді 0,3-0,6 МПа қысымға дейін дроссельмен айдалады, содан кейін дистилляциялық колоннаның 8 жоғарғы бөлігіне жіберіледі.

Сұйық фаза төменнен жоғары көтерілетін бу-газ қоспасына қарсы ағынмен орам бойынша төмен қарай ағып кетеді. NH 3 ,CO 2 және су буы бағананың жоғарғы жағынан шығады. Төмен қысымды конденсаторда 7 су буы конденсацияланады, ал аммиак пен көмірқышқыл газының негізгі бөлігі еріген. Алынған ерітінді скрубберге жіберіледі 2. Атмосфераға шығарылатын газдарды соңғы тазарту абсорбциялық әдістермен жүргізіледі.

Ректификация колоннасының 8 түбінен шығатын 70% мочевина ерітіндісі газ-бу қоспасынан бөлініп, қысымды атмосфераға түсіргеннен кейін алдымен булануға, содан кейін түйіршіктеуге жіберіледі. Түйіршіктеу мұнарасындағы 12 балқыманы бүрку алдында сақтау кезінде бұзылмайтын тыңайтқыш алу үшін оған кондиционерлік қоспалар, мысалы, мочевина-формальдегидті шайыр қосылады.

Тыңайтқыштар өндірісінде қоршаған ортаны қорғау

Фосфор тыңайтқыштарын өндіруде атмосфераның фторлы газдармен ластану қаупі жоғары. Фтор қосылыстарын ұстау тек қорғаныс тұрғысынан ғана маңызды емес қоршаған орта, сонымен қатар фтор фреондарды, фторопласттарды, фторкаучуктарды және т.б. алу үшін бағалы шикізат болғандықтан. Фтор қосылыстары тыңайтқыштарды жуу, газды тазалау кезеңдерінде ағынды суларға түсуі мүмкін. Процестерде тұйық су айналымы циклдарын құру үшін мұндай ағынды сулардың мөлшерін азайту мақсатқа сай. Ағынды суларды фтор қосылыстарынан тазарту үшін ион алмасу әдістері, темір және алюминий гидроксидтерімен тұндыру, алюминий оксидіне сорбциялау және т.б.

Құрамында аммоний селитрасы мен карбамид бар азотты тыңайтқыштар өндірісінің қалдық сулары басқалармен алдын ала араластырылып, биологиялық тазартуға жіберіледі. канализациякарбамидтің концентрациясы 700 мг/л, ал аммиак - 65-70 мг/л аспайтындай пропорцияда.

Минералды тыңайтқыштар өндірісіндегі маңызды міндет газдарды шаңнан тазарту болып табылады. Түйіршіктеу сатысында атмосфераны тыңайтқыш шаңымен ластау мүмкіндігі ерекше. Сондықтан түйіршіктеу мұнараларынан шығатын газ міндетті түрде құрғақ және ылғалды әдістермен шаңнан тазартылады.

Әдебиеттер тізімі

А.М. Кутепов және т.б.

Жалпы химиялық технология: Прок. университеттер үшін / А.М. Кутепов,

Т.И. Бондарева, М.Г. Беренгартен.- 3-ші басылым, қайта қаралған. - М .: «Академкнига» ХКК. 2003. - 528 ж.

I.P. Мухленов, А.Я. Авербух, Д.А.Кузнецов, Е.С. Тұмаркин,

И.Е. Фурмер.

Жалпы химиялық технология: Прок. химия инженериясы үшін. маман. университеттер.

2 томда. Т.2. Ең маңызды химиялық өндіріс / И.П. Мухленов, А.Я. Кузнецов және басқалар; Ред. I.P. Мухленов. – 4-бас., қайта қаралған. және қосымша - М .: «Жоғары. мектеп», 1984.-263 б., сырқат.

Бесков В.С.

Жалпы химиялық технология: Жоғары оқу орындарына арналған оқу құралы. - М.: «Академкнига» ХКК, 2005. -452 б.: сырқат.