Кокс газы аммиак пен сұйылтылған азот қышқылынан аммиак селитрасын алу әдісі бұдан былай экономикалық тиімсіз ретінде қолданылмады.

Аммиак селитрасын өндіру технологиясы реакция жылуын (145 кДж/моль) пайдалана отырып, нитрат ерітіндісін буландыру үшін азот қышқылын аммиак газымен бейтараптандыруды қамтиды. Ерітіндіні қалыптастырғаннан кейін, әдетте концентрациясы 83%, артық су балқымаға дейін буланады, онда аммоний нитратының мөлшері дайын өнімнің сортына байланысты 95 - 99,5% құрайды. Тыңайтқыш ретінде пайдалану үшін балқыма бүріккіштерде түйіршіктеледі, кептіріледі, салқындатылады және тоқырауды болдырмау үшін қосылыстармен жабылады. Түйіршіктердің түсі ақтан түссізге дейін өзгереді. Химияда қолдануға арналған аммоний нитраты әдетте сусыздандырылады, өйткені ол өте гигроскопиялық және ондағы судың пайызын (ω(H 2 O)) алу мүмкін емес.

Іс жүзінде қатпайтын аммоний селитрасын өндіретін заманауи зауыттарда ылғалдылығы 0,4% немесе одан аз болатын ыстық түйіршіктер сұйық қабат аппараттарында салқындатылады. Салқындатылған түйіршіктер полиэтилен немесе бес қабатты қағаз битум пакеттеріне оралады. Түйіршіктерге үлкен беріктік беру, көлемді тасымалдау мүмкіндігін қамтамасыз ету және ұзақ сақтау мерзімінде кристалдық модификацияның тұрақтылығын сақтау үшін магнезит, гемигидрат кальций сульфаты сияқты қоспалар, сульфат шикізатының азот қышқылымен ыдырау өнімдері және т.б. аммоний нитратына қосылады (әдетте салмағы бойынша 0,5 % аспайды).

Аммоний селитрасын өндіруде концентрациясы 45%-дан жоғары (45-58%) азот қышқылы қолданылады, азот оксидтерінің мөлшері 0,1%-дан аспауы керек. Аммиак селитрасын өндіруде аммиак өндірісінің қалдықтарын да қолдануға болады, мысалы, аммиак суы және сұйық аммиак қоймаларынан шығарылған және аммиак синтезі жүйелерін тазарту кезінде алынған резервуар және тазартқыш газдар. Сонымен қатар, несепнәр өндірісінің дистилляциялық газдары аммоний нитратының өндірісінде де қолданылады.

Сағат ұтымды пайдалануБейтараптандырудың бөлінетін жылуын суды, концентрлі ерітінділерді және тіпті балқытылған аммоний селитрасын буландыру арқылы алуға болады. Осыған сәйкес аммиак селитрасының ерітіндісін кейіннен булану арқылы алу (көп сатылы процесс) және балқыманы алу (бір сатылы немесе буланусыз процесс) схемалары бар.

Нейтралдау жылуын қолдану арқылы аммоний нитратын алудың келесі принципті әр түрлі схемалары мүмкін:

Атмосфералық қысымда жұмыс істейтін қондырғылар (шырын буының артық қысымы 0,15-0,2 ат);

Вакуумды буландырғышы бар қондырғылар;

Шырын буының жылуын бір рет қолдану арқылы қысыммен жұмыс істейтін қондырғылар;

Шырын буынан қосарланған жылуды пайдаланатын қысыммен жұмыс істейтін қондырғылар (концентрлі балқыма өндіретін).

Өндірістік тәжірибеде олар атмосфералық қысымда жұмыс істейтін, бейтараптандыру жылуын және вакуумды буландырғышы бар ішінара қондырғыларды қолданатын ең тиімді қондырғылар ретінде кеңінен қолданылады.

Осы әдіспен аммоний селитрасын алу келесі негізгі кезеңдерден тұрады:

1. азот қышқылын аммиакпен бейтараптандыру арқылы аммоний селитрасының ерітіндісін алу;

2. аммоний нитратының ерітіндісін балқыма күйіне дейін булану;

3. балқымадан тұздың кристалдануы;

4. кептіру және салқындату тұзы;

5. орау.

Бейтараптандыру процесі бейтараптандырғышта жүзеге асырылады, бұл реакцияның жылуын ерітіндінің ішінара булануына жұмсауға мүмкіндік береді - ITN. Ол реакцияға сәйкес атмосфералық қысымда ерітіндідегі суды ішінара буландыру үшін реакция жылуын пайдалана отырып, 58 - 60% азот қышқылын аммиак газымен бейтараптандыру арқылы аммоний нитратының ерітіндісін алуға арналған:

NH 3 + HNO 3 = NH 4 NO 3 + Qккал

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 тыңайтқыштаразот болып табылады: аммиак селитрасы, мочевина, аммоний сульфаты, аммиактың сулы ерітінділері және т.б. Азот өсімдіктер тіршілігінде өте маңызды рөл атқарады: ол күн энергиясын қабылдаушы болып табылатын хлорофилл мен ақуыздың құрамына кіреді. тірі жасушаның құрылысы. Өсімдіктер тек бекітілген азотты тұтына алады - нитраттар, аммоний тұздары немесе амидтер түрінде. Салыстырмалы түрде аз мөлшерде бекітілген азот топырақ микроорганизмдерінің белсенділігіне байланысты атмосфералық азоттан түзіледі. Дегенмен, атмосфералық азотты өнеркәсіптік бекіту нәтижесінде алынған азот тыңайтқыштарын топыраққа қосымша енгізусіз қазіргі қарқынды ауыл шаруашылығы енді өмір сүре алмайды.

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

1. Аммоний селитрасын өндіру

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. Түйіршіктелген аммоний селитрасы егіс алдында және тыңайтқыштың барлық түрлеріне кеңінен қолданылады. Кішірек масштабта ол жарылғыш заттарды өндіру үшін қолданылады.

Аммоний нитраты суда жақсы ериді және жоғары гигроскопиялық (ауадан ылғалды сіңіру қабілеті) бар. Бұл тыңайтқыш түйіршіктерінің жайылып, кристалдық пішінін жоғалтуының себебі, тыңайтқыштардың шөгуі жүреді - сусымалы материал тұтас монолитті массаға айналады.

Аммоний нитраты үш түрде шығарылады:

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

В - тиімді және ең көп таралған азот тыңайтқышы, құрамында шамамен 33-34% азот бар; физиологиялық қышқылдығы бар.

2. Шикізат

Аммиак селитрасын өндіру үшін бастапқы материалдар аммиак және азот қышқылы болып табылады.

Азот қышқылы . Таза азот қышқылы HNO – тығыздығы 1,51 г/см3 түссіз сұйықтық, - 42 °C температурада мөлдір кристалды массаға айналады. Ауада ол концентрлі тұз қышқылы сияқты «түтіндейді», өйткені оның булары ауадағы ылғалмен тұманның ұсақ тамшыларын құрайды.Азот қышқылы төзімді емес, жарықтың әсерінен ол бірте-бірте ыдырайды:

Температура неғұрлым жоғары болса және қышқылдың концентрациясы соғұрлым жоғары болса, ыдырау соғұрлым тез жүреді. Бөлінген азот диоксиді қышқылда ериді және оған қоңыр түс береді.

Азот қышқылы - ең күшті қышқылдардың бірі; сұйылтылған ерітінділерде ол Н және -NO иондарына толығымен ыдырайды.Азот қышқылы маңызды азот қосылыстарының бірі: ол азот тыңайтқыштарын, жарылғыш заттарды және органикалық бояғыштарды өндіруде көп мөлшерде қолданылады, көптеген тотықтырғыш ретінде қызмет етеді. химиялық процестер, және күкірт қышқылын өндіруде қолданылады, азотты әдісті қолданатын қышқылдар, целлюлоза лактары мен 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.Егер аммиак пен ауа қоспасы катализатордың үстінен өтеді, содан кейін 750 ° C және қоспаның белгілі бір құрамында толық дерлік конверсия жүреді.

Алынған қоспа оңай өтеді, ол атмосфералық оттегінің қатысуымен сумен азот қышқылын береді.

Платина негізіндегі қорытпалар аммиакты тотықтыру үшін катализатор ретінде қолданылады.

Аммиактың тотығуы нәтижесінде алынған азот қышқылының концентрациясы 60%-дан аспайды. Қажет болса, ол шоғырланған,

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

3. Аммиак синтезі

аммиак азотты нитраты шикізаты

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

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

Процестің физика-химиялық негіздері . Элементтерден аммиак синтезі реакция теңдеуі бойынша жүргізіледі

N 2 +3H 2 =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. ?S теріс мәнімен температураның жоғарылауы реакцияның пайда болу ықтималдығын азайтады,

Аммиак синтезінің реакциясы көлемнің азаюымен жүреді. Реакция теңдеуіне сәйкес 4 моль бастапқы газ тәріздес әрекеттесуші заттар 2 моль газ тәрізді өнім құрайды. Ле Шателье принципіне сүйене отырып, тепе-теңдік жағдайында қоспадағы аммиак мөлшері төмен қысымға қарағанда жоғары қысымда көп болады деп 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 пен 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 — NN 4 MO 3 -H 2 O жүйесінде мұздың шығу шарттарына сәйкес келеді. Сұйықтық қисығының оң тармағы MH 4 MO 3 ерігіштік қисығы болып табылады. суда. Бұл қисық NH 4 NO 3 1 = 11 (125,8 ° C), II = III (84,2 ° C) және 111 = IV (32,2 ° C) модификациялық ауысу температурасына сәйкес келетін үш үзілу нүктесіне ие. сусыз аммиак селитрасы 169,6 ° C. Ол тұздың ылғалдылығы жоғарылаған сайын төмендейді.

NH 4 NO 3 (Tcrystal, «C) кристалдану температурасының ылғалға тәуелділігі (X,%) 1,5% дейін теңдеумен сипатталады:

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

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

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

Аммоний нитраты суда ериді және жылуды сіңіреді. Төменде әртүрлі концентрациядағы аммоний нитратының 25°С судағы еру жылуларының (Q dist) мәндері берілген:

C(NH4NO3) % 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 диаграммасыН.Х.4 Н03 - Х20

Термиялық ыдырау . Аммоний нитраты жануды қолдайтын тотықтырғыш болып табылады. Шектеулі кеңістікте қыздырғанда, термиялық ыдырау өнімдерін еркін алып тастау мүмкін болмаған кезде, селитра белгілі бір жағдайларда жарылуы (жарылуы) мүмкін. Ол сондай-ақ күшті соққылардың 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 ° C температурада салмақ жоғалту 6% / тәулігіне аспайды. Диссоциациялану жылдамдығы тек температураға ғана емес, нитраттың 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 негізінен әлсіз экзотермиялық реакциясы жүреді:

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

Термиялық ыдырау жылдамдығына азот диоксиді айтарлықтай әсер етеді, ол аммоний нитратының диссоциациясының өнімі болып табылатын азот қышқылының термиялық ыдырауы кезінде пайда болады.

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 жылу эффектісі нитраттың N 2 O және H 2 O-ға ыдырау реакциясының жылу эффектісінен 6 еседен астам жоғары. Осылайша, қышқылданған нитратта, тіпті қарапайым температурада, айтарлықтай экзотермиялық реакцияға байланысты. азот диоксидімен әрекеттесу кезінде өздігінен термиялық ыдырау орын алады, ол үлкен массалық аммоний нитраты оның тез ыдырауына әкелуі мүмкін.

Нитратты жабық жүйеде 210-220 °С қыздырғанда аммиак жиналады, азот қышқылының концентрациясы төмендейді, сондықтан ыдырау реакциясы қатты тежеледі.Тұздың көп бөлігінде жылулық 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 және ыдырау қысқа уақыт ішінде аяқталады.

Құрамында хлориді бар қоспаны 150-200°С температурада ұстаса, онда индукция деп аталатын бірінші уақыт кезеңінде ыдырау берілген температурада нитраттың ыдырауына сәйкес жылдамдықпен жүреді. Бұл кезеңде ыдыраудан басқа, басқа процестер де жүреді, олардың нәтижесі, атап айтқанда, қоспадағы қышқылдық құрамының жоғарылауы және аз мөлшерде хлордың бөлінуі. Индукциялық кезеңнен кейін ыдырау жоғары жылдамдықпен жүреді және күшті жылу бөлінуімен және көп мөлшерде улы газдардың түзілуімен бірге жүреді. Сағат тамаша мазмұнхлорид, аммоний нитратының барлық массасының ыдырауы тез аяқталады. Осыны ескере отырып, өнімдегі хлорид 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 майлаушы (ГОСТ 24926-81) қолданылуы мүмкін.

Жаппай сақтауға немесе қаптарға буып-түюге жіберілген өнімнің температурасы 55 °C аспауы керек. Контейнер ретінде полиэтилен немесе крафт қағаз пакеттері қолданылады. Полиэтилен мен крафт-қағазды аммоний селитрасымен тотықтырудың белсенді процестері басталатын температуралар сәйкесінше 270-280 және 220-230 °C құрайды. Бос пластик және крафт-қағаз қапшықтар өнім қалдықтарынан тазартылуы керек, ал егер оларды пайдалану мүмкін болмаса, 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 талап етеді.

Нитраттың 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. Алайда жанама реакциялардың пайда болуына байланысты, олардың біреуі эндотермиялық (11,9) жарылыстың нақты жылуы 0,96 МДж/кг және гексогеннің жарылу жылуымен (5,45 МДж) салыстырғанда аз. Бірақ аммиак селитрасы сияқты үлкен сыйымдылықтағы өнім үшін оның жарылғыш қасиеттерін (әлсіз болса да) ескеру қауіпсіздікті қамтамасыз ету үшін маңызды.

Өнеркәсіп өндіретін аммоний селитрасының сапасына тұтынушылардың талаптары ГОСТ 2-85-те көрсетілген, оған сәйкес тауарлық өнімнің екі сорты 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 оларды түйіршіктеу болып табылады. Біртекті түйіршіктердің жалпы беті бірдей мөлшердегі ұсақ кристалды тұздың бетінен аз, сондықтан түйіршікті тыңайтқыштар ауадан ылғалды баяу сіңіреді. Кейде аммоний нитраты азырақ гигроскопиялық тұздармен, мысалы аммоний сульфатымен біріктіріледі.

Аммоний фосфаттары, калий хлориді және магний нитраты да ұқсас әсер ететін қоспалар ретінде қолданылады. Аммиак селитрасын алу процесі газ тәрізді аммиак пен азот қышқылының ерітіндісі арасындағы гетерогенді реакцияға негізделген:

NH 3 + HNO 3 = NH 4 NO 3

?H = -144,9 кДж (VIII)

Химиялық реакция жоғары жылдамдықта жүреді; өнеркәсіптік реакторда газдың сұйықтықта еруімен шектеледі.Диффузияның тежелуін азайту үшін реагенттерді араластырудың үлкен маңызы бар.

Процесті жүргізудің интенсивті жағдайлары аппараттың конструкциясын әзірлеу кезінде айтарлықтай дәрежеде қамтамасыз етілуі мүмкін. 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 шыны / бар, оның төменгі бөлігінде ерітінді айналымы үшін тесіктер бар. Көпіршікті стақанның ішіндегі тесіктерден сәл жоғары орналасқан 2 аммиак газын беру үшін оның үстінде көпіршік бар 3 азот қышқылын беру үшін. Реакциялық бу-сұйық қоспасы реакциялық әйнектің жоғарғы жағынан шығады; ерітіндінің бір бөлігі ITN аппаратынан шығарылады және соңғы бейтараптандырғышқа түседі, ал қалған бөлігі (циркуляция) қайтадан төмендейді. Бу-сұйық қоспасынан бөлінетін шырын буы қақпақ табақшаларында жуылады 6 аммиак селитрасының ерітіндісі мен 20% нитрат ерітіндісі бар азот қышқылы буының, содан кейін шырын бу конденсатының шашырауынан.

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

Технологиялық процессАммоний селитрасын өндіруге азот қышқылын аммиакпен бейтараптандыру кезеңінен басқа, нитрат ерітіндісін булану, балқыманы түйіршіктеу, түйіршіктерді салқындату, түйіршіктерді беттік белсенді заттармен өңдеу, орау, сақтау кезеңдері кіреді. және нитраттарды тиеу, газ шығарындыларын және ағынды суларды тазарту.

Суретте. қуаттылығы 1360 тонна/тәулік АС-72 аммоний селитрасын өндіруге арналған қазіргі заманғы үлкен қуатты қондырғының диаграммасы көрсетілген. Бастапқы 58-60% азот қышқылын қыздырғышта қыздырады / 70-80 дейін ITN аппаратының шырын буымен 3 және бейтараптандыруға жіберіледі. Құрылғылардың алдында 3 азот қышқылына фосфор қышқылы қосылады күкірт қышқылыдайын өнімде 0,3-0,5% P 2 O 5 және 0,05-0,2% аммоний сульфаты болатындай мөлшерде.

Құрылғыда параллель жұмыс істейтін екі ITN құрылғысы бар. Азот қышқылынан басқа, олар қыздырғышта алдын ала қыздырылған аммиак газымен қамтамасыз етіледі. 2 бу конденсаты 120-130 °C дейін. Берілетін азот қышқылының және аммиактың мөлшері ИТН аппаратынан шыққанда ерітіндіде аммиактың толық сіңуін қамтамасыз ететін қышқылдың аздап артық болуы (2-5 г/л) болатындай реттеледі.

Аппаратта азот қышқылы (58-60%) қызады 2 ITN аппаратынан алынған шырын буымен 80-90 °C дейін 8. Қыздырғыштағы аммиак газы 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. 89-92% NH 4 NO 3 ерітіндісі ITN аппаратынан 155-170 °C температурада шығып, аммиактың толық сіңуін қамтамасыз ететін 2-5 г/л шегінде азот қышқылының артық мөлшері бар.

Аппараттың жоғарғы бөлігінде реакция бөлігінен шырын буы аммиак селитрасының шашырауынан жуылады; HNO 3 және NH 3 булары аммиак селитрасының 20% ерітіндісімен 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 жууға арналған скрубберге жіберіледі. 18, онда ол түйіршіктеу мұнарасының ауасымен, буландырғыштың бу-ауа қоспасымен араласады. 6 және скруббер жууға арналған пластиналарда жуылады. Жуылған бу-ауа қоспасы желдеткіш арқылы атмосфераға шығарылады 19.

ITN құрылғыларының шешімі 8 бейтараптандырғыш арқылы рет-ретімен өтеді 4 және бейтараптандырғышты басқару 5. Бейтараптандырғышқа 4 күкірт және фосфор қышқылдары дайын өнімде 0,05-0,2% аммоний сульфаты және 0,3-0,5% Р20 болуын қамтамасыз ететін мөлшерде дозаланады. Плунжерлі сорғылар арқылы қышқылдардың мөлшерлемесі қондырғының жүктемесіне байланысты реттеледі.

ITN құрылғыларынан аммоний нитратының ерітіндісіндегі артық NMO3 бейтараптандырылғаннан кейін және 4 бейтараптандырғышқа күкірт және фосфор қышқылдары енгізілгеннен кейін ерітінді бейтараптандырғыштан кейінгі бақылаудан өтеді. 5 (мұнда аммиак бейтараптандырғыштан қышқыл ағып кеткен жағдайда ғана автоматты түрде беріледі 4) және буландырғышқа түседі 6. АС-67 қондырғысынан айырмашылығы, буландырғыштың жоғарғы бөлігі 6 бу конденсаты жіберілетін, бу-ауа қоспасын аммоний нитратынан буландырғыштан жуатын екі електен жуғыш пластиналармен жабдықталған.

Буландырғыштан алынған нитрат балқымасы 6, су тығыздағыш пен бейтараптандырғыш арқылы өту 9 және сүзгі 10, резервуарға кіреді 11, қайдан келеді суасты сорғы 12 соғуға қарсы саптамасы бар құбыр арқылы қысымды резервуарға жеткізіледі 15, содан кейін грануляторларға 16 немесе 17. Балқыма сорғы 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 арқылы 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. Кең ауқымды қондырғыларда қолданылатын виброакустикалық грануляторлар сенімдірек және пайдалану ыңғайлылығымен дәлелденді.

Балқыма тік бұрышты металл мұнарада түйіршіктелген 20 жоспарлық өлшемдері 8х11 м Түйіршіктердің ұшу биіктігі 55 м, бұл жазда 500 мыңға дейін қарсы ауа ағынымен диаметрі 2-3 мм-ден 90-120 ° C-қа дейінгі түйіршіктердің кристалдануын және салқындатылуын қамтамасыз етеді. м/сағ, ал қыста (төмен температурада) 300- 400 мың м/сағ дейін. Мұнараның төменгі жағында түйіршіктер таспалы конвейермен тасымалданатын қабылдау конустары бар. 21 CC салқындату аппаратына жіберіледі 22.

Салқындату құрылғысы 22 сұйылтылған қабат торының әрбір секциясының астында автономды ауамен қамтамасыз етілетін үш секцияға бөлінген. Оның бас бөлігінде түйіршіктегіштердің жұмыс режимінің бұзылуы нәтижесінде пайда болған нитрат кесектерін електен өткізетін кіріктірілген экран бар. Кесектерді ерітуге жібереді. Салқындату аппараттарының бөлімдеріне желдеткіштер арқылы берілетін ауа 23, аппаратта қыздырылады 24 ITN құрылғыларынан шырын буының қызуына байланысты. Жылыту атмосфералық ылғалдылық 60% жоғары болған кезде, ал қыста түйіршіктердің кенет салқындатылуын болдырмау үшін жүзеге асырылады. Аммоний нитратының түйіршіктері қондырғының жүктемесіне және қоршаған ауа температурасына байланысты салқындату аппаратының бір, екі немесе үш секциясынан дәйекті түрде өтеді. Түйіршіктелген өнім үшін ұсынылатын салқындату температурасы қыста 27 °C 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 аммиакты жылу алмастырғышта) жұмыс істейді. Әрбір учаскеге берілетін ауа мөлшері 75-80 мың м³/сағ. Желдеткіш 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 жуу скрубберіне кіреді 18.

Салқындатылған өнім қоймаға немесе беттік белсенді затпен (NP дисперсті) өңдеуге жіберіледі, содан кейін үйіндіде жөнелтіледі немесе қаптарға оралады. 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 талаптарын қанағаттандырады.

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

Күкірт және фосфор қышқылдарына арналған ыдыстар және сорғы жабдықтарыолардың дозалануы үшін ол бөлек блокта орналастырылған. Орталық диспетчерлік пункт, электр қосалқы станциясы, зертхана, қызметтік және шаруашылық үй-жайлары жеке ғимаратта орналасқан.

Allbest.ru сайтында жарияланған

...

Ұқсас құжаттар

Аммоний нитратының физика-химиялық қасиеттері. Аммиак пен азот қышқылынан аммиак селитрасын алудың негізгі кезеңдері. Атмосфералық қысымда жұмыс істейтін және вакуумда жұмыс істейтін бейтараптандыру қондырғылары. Қалдықтарды қайта өңдеу және залалсыздандыру.

курстық жұмыс, 31.03.2014 қосылған


Өндірілген өнімнің, өндіріске арналған шикізат пен материалдардың сипаттамалары. Аммоний селитрасын алудың технологиялық процесі. Азот қышқылын аммиак газымен бейтараптандыру және жоғары концентрлі балқымаға дейін булану.

курстық жұмыс, 19.01.2016 қосылған


Түйіршіктелген аммоний нитраты өндірісін автоматтандыру. Шырынды бу беру желісіндегі қысымды тұрақтандыруға және барометрлік конденсатордан бу конденсатының температурасын реттеуге арналған схемалар. Вакуумдық сорғыға шығатын құбырдағы қысымды бақылау.

курстық жұмыс, 01.09.2014 қосылған


Аммоний нитраты – қарапайым және арзан азотты тыңайтқыш. Оны өндірудің қолданыстағы технологиялық схемаларына шолу. «Череповец Азот» ААҚ күрделі азот-фосфатты тыңайтқышты өндірумен аммоний селитрасы өндірісін жаңғырту.

диссертация, 22.02.2012 қосылған


Азот қышқылын өндіруге арналған шикізат пен көмекші материалдардың сипаттамасы. Қабылданған өндірістік схеманы таңдау және негіздеу. Технологиялық сұлбаның сипаттамасы. Процестердің материалдық баланстарын есептеу. Технологиялық процесті автоматтандыру.

диссертация, 24.10.2011 қосылды


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

диссертация, 11/01/2013 қосылды


Аммиак синтезінің катализаторларын алу және қолдану. Оксидті катализатордың құрылымы, оның тотықсыздану жағдайларының активтілікке әсері. Қалпына келтіру механизмі мен кинетикасы. Аммиак синтезінің катализаторларын 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, 11.03.2015 қосылған


Технология және химиялық реакциялараммиак өндіру кезеңдері. Шикізат, синтез өнімі. Конверсияланған газды көмірқышқыл газынан тазарту технологиясын талдау, бар проблемалар және анықталған өндірістік мәселелерді шешу жолдарын әзірлеу.

Полимерлерді өңдеу

Әртүрлі полимерлер негізінде алынған жаңа материалдардың ең маңызды ерекшелігі олардың пластикалық қасиеттері барынша айқын көрінетін тұтқыр ағынды күйде дайын өнімге айналуының салыстырмалы жеңілдігі болып табылады. Бұл оңай қалыптасу қабілеті (белгілі бір жағдайларда, қандай да бір жолмен жылытуға байланысты), содан кейін қарапайым температурада алынған пішінді берік сақтау пластикалық массаларға олардың атауын берді.

Полимерлерді өңдеу тұрғысынан оларды (бірақ өте шартты түрде) екі негізгі топқа бөлуге болады: қыздыру әсерінен тек пластикалық қасиетін өзгертетін, бірақ құрылымын сақтайтын материалдарды қамтитын термопластика және термопластика ол қыздырудың әсерінен сызықты молекулалар күрделі кеңістіктік құрылымдарды құру үшін біріктіріледі.

Термопластикаға полимерлеу әдісін қолдану арқылы мономерлерді ұзын тізбектерге біріктіру арқылы алынатын барлық дерлік пластикалық массалар жатады. Осындай қарапайым пластикалық массаларды атайық. Олардың ішінде полиэтилен немесе полиэтилен ерекшеленеді, оны «пластик патшасы» деп бекер айтпаған. Кеуекті және көбік тәрізді пластиктерден басқа, полиэтилен ең жеңіл пластикалық масса болып табылады. Оның меншікті салмағы мұздан аз ерекшеленеді, бұл су бетінде қалқып тұруға мүмкіндік береді. Ол сілтілер мен күйдіргіш қышқылдарға өте төзімді және сонымен бірге ұзаққа созылады, оңай майысады, алпыс градус аязда да икемділігін жоғалтпайды. Полиэтиленді бұрғылауға, бұруға, штамптауға болады - бір сөзбен айтқанда, металды өңдеу үшін қолданылатын станоктарда өңдеудің кез келген түрі. 115-120°-қа дейін қыздырылғанда полиэтилен жұмсақ әрі пластикке айналады, содан кейін престеу немесе инъекциялық қалыптау арқылы ыдыс-аяқтың барлық түрлерін - парфюмерлік бөтелкелерден бастап қышқылдар мен сілтілерге арналған үлкен бөтелкелерге дейін қолдануға болады. Қыздырылған кезде полиэтиленді жұқа пленкаларға оңай айналдыруға болады, олар ылғалға сезімтал өнімдерді орау үшін қолданылады. Күш пен серпімділіктің үйлесімі полиэтиленді құрайды ыңғайлы материалдыбыссыз берілістерді, желдету жабдықтарын және химиялық зауыттарға арналған құбырларды, клапандарды, тығыздағыштарды дайындау үшін.

Кәдімгі термопластиктерге поливинилхлорид (көбінесе поливинилхлорид деп дұрыс емес) жатады. Оның негізінде пластмассалардың екі негізгі түрі шығарылады: қатты целлулоид тәрізді түрі - винил пластмассалары және жұмсақ пластмассалар.

Бұған сонымен қатар полистирол кіреді - жоғары жиілікті құрылғылар мен арнайы радиожабдықтар үшін бағалы оқшаулағыш - еске түсіретін сыртқы түрітүссіз шыны, және полиметилметакрилат (органикалық шыны).

Термопластикаға дұрыс өңделген табиғи полимерлерден жасалған пластмассалар (мысалы, мақта целлюлозасын азот және күкірт қышқылдары және целлюлоза ацетаты қоспасымен өңдеу арқылы алынған нитроцеллюлоза) және ерекше жағдай ретінде поликонденсация арқылы алынған полиамидті шайырлар жатады. «сатылы» әдісі. , немесе көп полимерлеу.

Бұл негізгі материалдар топтарының арасындағы айырмашылық айтарлықтай маңызды. Термопластикалық өнімдерді ұсақтауға және қайта өңдеуге болады. Олардан белгілі бір бұйымдарды жасау үшін инъекциялық қалыптау кеңінен қолданылады. Өнім салқындатылған қалыпта бірнеше секундта қатаяды; Осының нәтижесінде қазіргі заманғы құю машиналарының өнімділігі өте жоғары: олар тәулігіне 15 мыңнан 40 мыңға дейін орташа өнімді және бірнеше жүз мың ұсақ бұйымдарды шығара алады.

Термореактивті материалдармен жағдай күрделірек: олар қатайғаннан кейін оларды қайтадан пластикке айналуы мүмкін тұтқыр-сұйықтық күйіне қайтару мүмкін емес. Сондықтан олардан құйма жасау қиын; олар негізінен жылу астында престеледі, ал алынған өнімдер қалыпты күйде өнімнің барлық көлденең қимасы бойынша шайырдың тұнбалы күйге өтуі үшін қажет болғанша сақталады. Бірақ өнім енді салқындатуды қажет етпейді.

Ыстық престеу әдісі инъекциялық қалыптауға қарағанда өнімділігі азырақ болса да, ол әдеттегі металл бұйымдарын өндіру процестерінен бірнеше есе жылдамырақ. Бұл металдарды пластмассаға ауыстыру кезінде үлкен қосымша артықшылық береді. Өйткені, көптеген күрделі металл бұйымдары оларды өңдеу үшін ұзақ сериялы өндірістік операцияларды қажет етеді. Типтік мысал - ең білікті құрал жасаушылардың ұзақ мерзімді күш-жігерін қажет ететін штамптарды өндіру. Кеңестік автомобиль өнеркәсібі қазір деп аталатын маркалардан жасалған маркаларды пайдаланады эпоксидті шайырларсәйкес толтырғышпен. Олар бір негізгі операцияның көмегімен жасалады - құю және бір көмекші - жеке, кездейсоқ қалыптасқан бұзушылықтарды тазалау. Өнеркәсіп автомобиль кузовтары, моторлы қайықтар және т.б. сияқты ірі габаритті бұйымдарды қалыптастыру мәселесін шешуге жақындады.

Қадамдық полимерлеу арқылы алынған пластикалық масса – поликапролактам (химиктердің тілінде нейлон шайыры осылай аталады) мысалын қолдана отырып, практикада пластикалық массаларды синтетикалық талшықтардан бөліп алатын шекаралардың қаншалықты еркін екенін анық көруге болады.

Капрон шайыры аминокапрон қышқылының лактамынан – капролактамнан алынады, ол өз кезегінде фенолдан, бензолдан, фурфуролдан (әсіресе ауыл шаруашылығы қалдықтарын өңдеу кезінде түзілетін өте перспективалы шикізат) және әсер ету нәтижесінде алынған ацетиленнен алынады. кальций карбидіндегі су. Полимерлеу аяқталғаннан кейін поликапролактам реактордан жұқа саңылау арқылы шығарылады. Сонымен бірге ол таспаға айналады, содан кейін ол үгінділерге айналады. Мономер қалдықтарынан қосымша тазартудан кейін бізге қажетті полиамидті шайыр алынады. Балқу температурасы айтарлықтай жоғары (216-218°) бұл шайырдан пароход винттері, мойынтірек қабықтары, станоктардың берілістері және т.б. жасалады.Бірақ полиамидті шайырлар шіруге төзімді жіптерді өндіруде кеңінен қолданылады. балық аулайтын торлар мен нейлон торлары жасалады және нейлон шұлықтары және т.б.

Жіптер шайырдың балқымасынан қалыптасады, ол кішкене тесіктерден өтіп, салқындатылған кезде элементар жіптерге қатып қалатын ағындарды құрайды. Бірнеше қарапайым жіптер біріне біріктіріліп, бұралу мен созылуларға ұшырайды.

Химия автоматтандыру сияқты өнеркәсіптік прогресстің шешуші факторының ең сенімді одақтасы болып шығады. Химиялық технология өзінің ең маңызды ерекшелігіне байланысты, әсіресе Н.С.Хрущевтің КОКП-ның 21-съезіндегі баяндамасында атап өтілген сабақтастық, автоматтандырудың ең тиімді және қажет объектісі болып табылады. Сонымен қатар, қарастыратын болсақ химиялық өндірісоның негізгі бағыттары бойынша - бұл ауқымды және жаппай өндіріс, онда химияда, әсіресе химияда және полимерлік технологияда еңбекті үнемдеудің және өндірісті кеңейтудің қандай орасан зор көздері бар екенін анық елестетуге болады.

Ең маңызды техникалық полимерлік материалдардың құрылымы мен олардың қасиеттері арасындағы терең байланыстарды тану және «жобалауды» үйрену арқылы полимерлі материалдарЕрекше «химиялық сызбаларға» сәйкес химик ғалымдар: «Шексіз таңдау материалдарының дәуірі басталды» деп сенімді түрде айта алады.

Тыңайтқыштарды қолдану

Социалистік ауыл шаруашылығының алдында біздің елде азық-түлік өнімдерінің молдығын жасап, өнеркәсіпті шикізатпен толық қамтамасыз ету міндеті тұр.

Алдағы жылдары астық өнімдерін, қант қызылшасын, картопты, техникалық дақылдарды, жеміс-жидектерді, көкөністерді, мал азықтық өсімдіктерді өндіру айтарлықтай артады. Мал шаруашылығының негізгі өнімдерін: ет, сүт, жүн және т.б. өндірісі айтарлықтай артады.

Азық-түлік молшылығы үшін күресте химия үлкен рөл атқарады.

Ауыл шаруашылығы өнімдерінің өндірісін арттырудың екі жолы бар: біріншіден, егістік алқаптарын кеңейту; екіншіден, қазірдің өзінде өңделген жер массаларының өнімділігін арттыру арқылы. Міне, химия ауыл шаруашылығына көмекке келеді.

Тыңайтқыштар олардың көмегімен өсірілетін дақылдардың санын көбейтіп қана қоймай, сапасын да жақсартады. Олар қызылшадағы қантты және картоптағы крахмалды арттырады, зығыр мен мақта талшықтарының беріктігін арттырады және т.б.Тыңайтқыштар өсімдіктердің ауруға, құрғақшылыққа, суыққа төзімділігін арттырады.

Біздің ауыл шаруашылығымыз алдағы жылдары минералды және органикалық тыңайтқыштарды көп қажет етеді. Минералды тыңайтқыштарды химия өнеркәсібінен алады. Әртүрлі минералды тыңайтқыштардан басқа, химия өнеркәсібі ауыл шаруашылығын зиянды жәндіктермен, өсімдіктер ауруларымен және арамшөптермен күресу үшін пестицидтермен – гербицидтермен, сондай-ақ өсу мен жеміс беруді реттейтін құралдармен – өсу стимуляторларымен, мақта жапырақтарын жинау алдында төгуге арналған құралдармен және т.б. (олар туралы толығырақ қолдану және әрекет ету DE 4 томында сипатталған).

Тыңайтқыштардың қандай түрлері бар?

Ауыл шаруашылығында қолданылатын тыңайтқыштар екі негізгі топқа бөлінеді: органикалық және минералды. Органикалық тыңайтқыштарға: көң, шымтезек, жасыл көң(ауа азотын сіңіретін өсімдіктер) және әртүрлі компосттар. Минералды заттардан басқа олардың құрамында органикалық заттар да бар.

Біздің елде күрделі немесе көп қырлы тыңайтқыштар да өндіріледі. Олардың құрамында бір емес, екі немесе үш батарея бар. Ауыл шаруашылығында микротыңайтқыштарды қолдану да айтарлықтай дамып келеді. Олардың құрамында бор, мыс, марганец, молибден, мырыш және басқа да элементтер бар, олардың аздаған мөлшері (бір гектарға бірнеше килограмм) өсімдіктердің дамуы мен жеміс беруі үшін қажет.

Сонымен қатар, ауыл шаруашылығында жанама тыңайтқыштар деп аталатындар да қолданылады: әк, гипс және т.б. Олар топырақтың қасиеттерін өзгертеді: өсімдіктерге зиянды қышқылдықты жояды, пайдалы микроорганизмдердің белсенділігін арттырады және топырақтың өзінде бар қоректік заттарды тыңайтқыштарға айналдырады. өсімдіктер үшін неғұрлым қолжетімді форма.топырақ және т.б.

АЗОТТЫ тыңайтқыштар

Азот тыңайтқыштарының көпшілігін өндіру үшін бастапқы материал аммиак болып табылады. Оны азот пен сутектен синтездеу арқылы немесе көмір мен шымтезек кокстеу кезінде жанама өнім ретінде алады.

Ең көп таралған азотты тыңайтқыштарға аммиак селитрасы, аммоний сульфаты, кальций селитрасы, натрий нитраты, несепнәр, сұйық азотты тыңайтқыштар (сұйық аммиак, аммиак, аммиак суы) жатады.

Бұл тыңайтқыштар бір-бірінен азотты қосылыстар түрінде ерекшеленеді. Кейбіреулерінде аммиак түріндегі азот бар. Бұл аммиак тыңайтқыштары. Оларға аммоний сульфаты жатады. Басқаларында азот нитрат түрінде, яғни азот қышқылының тұздары түрінде болады. Бұл нитраттық тыңайтқыштар. Оларға натрий нитраты мен кальций нитраты жатады. Аммоний нитраты құрамында нитрат және аммоний түрінде азот бар. Мочевина құрамында амидті қосылыс түріндегі азот бар.

Азотты тыңайтқыштардың нитрат формалары суда оңай ериді, топыраққа сіңбейді және одан оңай жуылады. Олар азот қосылыстарының басқа түрлеріне қарағанда өсімдіктерге тезірек сіңеді.

Аммиак тыңайтқыштары да суда оңай ериді және өсімдіктерге жақсы сіңеді, бірақ олар нитраттық тыңайтқыштарға қарағанда баяу әрекет етеді. Аммиак топыраққа жақсы сіңеді және одан нашар жуылады. Сондықтан аммиак тыңайтқыштары өсімдіктерді азотпен ұзақ уақыт қоректендіреді. Олар да арзанырақ. Бұл олардың нитраттық тыңайтқыштардан артықшылығы.

Аммоний нитраты қалай өндіріледі?

Аммоний нитраты - ең көп таралған тыңайтқыштардың бірі.

Аммоний нитраты (басқаша аммиак селитрасы деп аталады) зауыттарда азот қышқылы мен аммиактан осы қосылыстардың химиялық әрекеттесуі арқылы өндіріледі.

Өндіріс процесі келесі кезеңдерден тұрады:

1. Азот қышқылын аммиак газымен бейтараптандыру.
2. Аммоний нитраты ерітіндісінің булануы.
3. Аммоний нитратының кристалдануы.
4. Кептіру тұзы.

Суретте аммоний селитрасын алудың оңайлатылған технологиялық схемасы көрсетілген. Бұл процесс қалай жүреді?

Шикізат – газ тәрізді аммиак және азот қышқылы (су ерітіндісі) – бейтараптандырғышқа түседі. Мұнда екі заттың химиялық әрекеттесуі нәтижесінде көп мөлшерде жылудың бөлінуімен күшті реакция жүреді. Бұл жағдайда судың бір бөлігі буланып, нәтижесінде пайда болған су буы (шырынның буы деп аталатын) қақпақ арқылы сыртқа шығарылады.

Толық буланбаған аммоний нитратының ерітіндісі бейтараптандырғыштан келесі аппаратқа – соңғы бейтараптандырғышқа ағады. Онда аммиактың сулы ерітіндісін қосқаннан кейін азот қышқылын бейтараптандыру процесі аяқталады.

Алдын ала бейтараптандырғыштан аммоний нитратының ерітіндісі буландырғышқа - үздіксіз жұмыс істейтін вакуумдық аппаратқа айдалады. Мұндай құрылғылардағы ерітінді төмендетілген қысымда, бұл жағдайда 160-200 мм Hg қысымда буланады. Өнер. Булануға арналған жылу бумен қыздырылған түтіктердің қабырғалары арқылы ерітіндіге беріледі.

Буландыру ерітіндінің концентрациясы 98% жеткенше жүргізіледі. Осыдан кейін ерітінді кристалдануға кетеді.

Бір әдіске сәйкес аммиак селитрасының кристалдануы барабанның ішкі жағынан салқындатылатын бетінде жүреді. Барабан айналады, оның бетінде қалыңдығы 2 мм-ге дейін жететін кристалданатын аммоний нитратының қыртысы пайда болады. Жер қыртысы пышақпен кесіліп, кептіруге арналған шұңқыр арқылы жіберіледі.

Аммоний селитрасы 120° температурада айналмалы кептіру барабандарында ыстық ауамен кептіріледі. Кептіруден кейін дайын өнім қаптамаға жіберіледі. Аммоний селитрасының құрамында 34-35% азот бар. Толтыруды азайту үшін өндіріс кезінде оның құрамына әртүрлі қоспалар қосылады.

Аммоний селитрасын зауыттар түйіршікті және үлпек түрінде шығарады. Қабыршақ селитра ауадан ылғалды қатты сіңіреді, сондықтан сақтау кезінде ол жайылып, иілгіштігін жоғалтады. Түйіршіктелген аммоний нитраты дәндер (түйіршіктер) түрінде болады.

Аммиак селитрасын түйіршіктеу көбінесе мұнараларда жүзеге асырылады (суретті қараңыз). Аммоний селитрасының буланған ерітіндісі – балқыма – мұнараның төбесінде орнатылған центрифуганың көмегімен шашыратылады.

Балқыма үздіксіз ағынмен центрифуганың айналмалы перфорацияланған барабанына ағады. Барабанның саңылауларынан өтіп, бүріккіш тиісті диаметрдегі шарларға айналады және құлаған кезде қатаяды.

Түйіршіктелген аммоний нитраты жақсы физикалық қасиеттерге ие, сақтау кезінде торттанбайды, далада жақсы таралады және ауадан ылғалды баяу сіңіреді.

Аммоний сульфаты – (әйтпесе – аммоний сульфаты) құрамында 21% азот бар. Аммоний сульфатының көп бөлігін кокс өнеркәсібі өндіреді.

Алдағы жылдары ең көп шоғырланған азотты тыңайтқыш – несепнәр, немесе құрамында 46% азот бар мочевина өндірісі үлкен дамитын болады.

Мочевина жоғары қысымда аммиак пен көмірқышқыл газынан синтездеу арқылы өндіріледі. Ол тек тыңайтқыш ретінде ғана емес, сонымен қатар малды азықтандыру үшін (белокты қоректендіргіш) және пластмасса өндірісінде аралық өнім ретінде қолданылады.

Сұйық азотты тыңайтқыштардың – сұйық аммиак, аммиак және аммиак суының да маңызы зор.

Сұйық аммиак газ тәріздес аммиактан жоғары қысымда сұйылту арқылы алынады. Оның құрамында 82% азот бар. Аммиак қосылыстары – аммиак селитрасының, кальций нитратының немесе несепнәрдің сұйық аммиактағы аздаған су қосылған ерітінділері. Олардың құрамында 37%-ға дейін азот бар. Аммиак суы – аммиактың сулы ерітіндісі. Оның құрамында 20% азот бар. Өсімдікке әсері жағынан сұйық азот тыңайтқыштары қатты тыңайтқыштардан кем түспейді. Және олардың өндірісі қаттыға қарағанда әлдеқайда арзан, өйткені ерітіндіні булану, кептіру және түйіршіктеу операциялары жойылады. Сұйық азотты тыңайтқыштың үш түрінің ішінде аммиак суы ең көп қолданылады. Әрине, топыраққа сұйық тыңайтқыштарды енгізу, оны сақтау, тасымалдау үшін арнайы машиналар мен жабдықтар қажет.

Аммиак селитрасын алудың технологиялық процесі азот қышқылын аммиакпен бейтараптандыру кезеңінен басқа, нитрат ерітіндісін булану, балқыманы түйіршіктеу, түйіршіктерді салқындату, түйіршіктерді беттік белсенді заттармен өңдеу кезеңдерін қамтиды. , нитраттарды орау, сақтау және тиеу, газ шығарындыларын және ағынды суларды тазарту.

Бастапқы 58--60% азот қышқылы қыздырғышта қызады / 70--80 дейін ITN аппаратынан шырын буымен. 3 және бейтараптандыруға жіберіледі. Құрылғылардың алдында 3 Фосфор және күкірт қышқылдары азот қышқылына дайын өнімде 0,3-0,5% P2O5 және 0,05-0,2% аммоний сульфаты болатындай мөлшерде қосылады.

Құрылғыда параллель жұмыс істейтін екі ITN құрылғысы бар. Азот қышқылынан басқа, олар қыздырғышта алдын ала қыздырылған аммиак газымен қамтамасыз етіледі. 2 бу конденсатын 120-- 130 °C дейін. Берілетін азот қышқылы мен аммиак мөлшері сорғы аппаратынан шыққанда ерітіндіде аммиактың толық сіңуін қамтамасыз ететін қышқылдың шамалы артық болуы (2-5 г/л) болатындай реттеледі.

Аппаратта азот қышқылы (58-60%) қызады 2 ITN аппаратының шырын буымен 80--90 °C дейін 8. Қыздырғыштағы аммиак газы 1 бу конденсатымен 120--160°С дейін қыздырылады. Азот қышқылы мен газ тәріздес аммиак автоматты басқарылатын қатынаста параллель жұмыс істейтін екі ITN 5 аппаратының реакция бөліктеріне енеді. ITN аппаратынан 155--170 °C температурада шығатын 89--92% NH4NO3 ерітіндісінде аммиактың толық сіңуін қамтамасыз ететін 2--5 г/л шегінде азот қышқылының артық мөлшері бар.

Аппараттың жоғарғы бөлігінде реакция бөлігінен шырын буы аммиак селитрасының шашырауынан жуылады; аммиак селитрасының 20% ерітіндісімен HNO3 және NНз 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 жууға арналған скрубберге жіберіледі. 18, онда ол түйіршіктеу мұнарасының ауасымен, буландырғыштың бу-ауа қоспасымен араласады. 6 және скруббер жууға арналған пластиналарда жуылады. Жуылған бу-ауа қоспасы желдеткіш арқылы атмосфераға шығарылады 19.

ITN құрылғыларының шешімі 8 бейтараптандырғыш арқылы рет-ретімен өтеді 4 және бейтараптандырғышты басқару 5. Бейтараптандырғышқа 4 күкірт және фосфор қышқылдары дайын өнімде 0,05--0,2% аммоний сульфаты және 0,3--0,5% P20 болуын қамтамасыз ететін мөлшерде дозаланады. Плунжерлі сорғылар арқылы қышқылдардың мөлшерлемесі қондырғының жүктемесіне байланысты реттеледі.

ITN құрылғыларынан аммоний нитратының ерітіндісіндегі артық NMO3 бейтараптандырылғаннан кейін және 4 бейтараптандырғышқа күкірт және фосфор қышқылдары енгізілгеннен кейін ерітінді бейтараптандырғыштан кейінгі бақылаудан өтеді. 5 (мұнда аммиак бейтараптандырғыштан қышқыл ағып кеткен жағдайда ғана автоматты түрде беріледі 4) және буландырғышқа түседі 6. АС-67 қондырғысынан айырмашылығы, буландырғыштың жоғарғы бөлігі 6 бу конденсаты жіберілетін, бу-ауа қоспасын аммоний нитратынан буландырғыштан жуатын екі електен жуғыш пластиналармен жабдықталған.

Буландырғыштан алынған нитрат балқымасы 6, су тығыздағыш пен бейтараптандырғыш арқылы өту 9 және сүзгі 10, резервуарға кіреді 11, ол суасты сорғыдан шыққан жерде 12 соғуға қарсы саптамасы бар құбыр арқылы қысымды резервуарға жеткізіледі 15, содан кейін грануляторларға 16 немесе 17. Балқыма сорғы 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 ННз шегінде), резервуардағы балқыма 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 қолданылатын вибрациялық және акустикалық грануляторлар сенімдірек және жұмыс істеуге ыңғайлы болып шықты.

Балқыма тік бұрышты металл мұнарада түйіршіктелген 20 жоспарлық өлшемдері 8х11 м Түйіршіктердің ұшу биіктігі 55 м, бұл диаметрі 2-3 мм түйіршіктердің кристалдануын және салқындатылуын жазда 500-ге дейінгі қарсы ауа ағынымен 90--120°С-қа дейін қамтамасыз етеді. мың м?сағ, ал қыста (төмен температурада) 300--400 мың м?сағ дейін. Мұнараның төменгі жағында түйіршіктер таспалы конвейермен тасымалданатын қабылдау конустары бар. 21 CC салқындату аппаратына жіберіледі 22.

Салқындату құрылғысы 22 сұйылтылған қабат торының әрбір секциясының астында автономды ауамен қамтамасыз етілетін үш секцияға бөлінген. Оның бас бөлігінде түйіршіктегіштердің жұмыс режимінің бұзылуы нәтижесінде пайда болған нитрат кесектерін електен өткізетін кіріктірілген экран бар. Кесектерді ерітуге жібереді. Салқындату аппараттарының бөлімдеріне желдеткіштер арқылы берілетін ауа 23, аппаратта қыздырылады 24 ITN құрылғыларынан шырын буының қызуына байланысты. Жылыту атмосфералық ылғалдылық 60% жоғары болған кезде, ал қыста түйіршіктердің кенет салқындатылуын болдырмау үшін жүзеге асырылады. Аммоний нитратының түйіршіктері қондырғының жүктемесіне және қоршаған ауа температурасына байланысты салқындату аппаратының бір, екі немесе үш секциясынан дәйекті түрде өтеді. Түйіршіктелген өнім үшін ұсынылатын салқындату температурасы қыста 27 °C 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 аммиакты жылу алмастырғышта) жұмыс істейді. Әрбір учаскеге берілетін ауа мөлшері 75-80 мың м/сағ. Желдеткіш қысымы 3,6 кПа. Құрамында 0,52 г/м 3 аммиак селитрасы шаңы бар 45-60°С температурадағы аппарат бөлімдерінен шығатын ауа грануляциялық мұнараға жіберіледі, ол жерде атмосфералық ауамен араласып, жууға жіберіледі. жууға арналған скруббер 18.

Салқындатылған өнім қоймаға немесе беттік белсенді затпен (NP дисперсті) өңдеуге жіберіледі, содан кейін үйіндіде жөнелтіледі немесе қаптарға оралады. 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 талаптарын қанағаттандырады.

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

Күкірт және фосфор қышқылдарына арналған резервуарлар және оларды мөлшерлеуге арналған сорғы жабдықтары жеке блокта орналастырылған. Орталық диспетчерлік пункт, электр қосалқы станциясы, зертхана, қызметтік және шаруашылық үй-жайлары жеке ғимаратта орналасқан.

Ресей Федерациясының Білім және ғылым министрлігі

Мемлекеттік білім беру мекемесі

Жоғары кәсіби білім

«Тверь мемлекеттік техникалық университеті»

TPM бөлімі

Курстық жұмыс

«Жалпы химиялық технология» пәні бойынша

Аммоний селитрасын өндіру

• Мазмұны

Кіріспе

1. Аммоний нитратының физика-химиялық қасиеттері

2. Өндіріс әдістері

3. Аммиак пен азот қышқылынан аммиак селитрасын алудың негізгі кезеңдері

3.1 Аммоний нитратының ерітінділерін дайындау

3.1.1 Бейтараптандыру процесінің негіздері

3.1.2 Бейтараптандыру қондырғыларының сипаттамалары

3. 1 5 Негізгі құрал-жабдықтар

4. Материалдық және энергиялық есептеулер

5. Термодинамикалық есептеу

6. Аммиак селитрасы өндірісіндегі қалдықтарды қайта өңдеу және залалсыздандыру

Қорытынды

Пайдаланылған көздер тізімі

Қосымша А

Кіріспе

Табиғатта және адам өмірінде азоттың маңызы өте зор. Өсімдіктер мен жануарлар дүниесінің негізін құрайтын ақуыздық қосылыстардың (16-18%) құрамына кіреді. Адам тәулігіне 80-100 г ақуызды тұтынады, бұл 12-17 г азотқа сәйкес келеді.

Өсімдіктердің қалыпты дамуы үшін көптеген химиялық элементтер. Олардың негізгілері көміртегі, оттегі, сутегі, азот, фосфор, магний, күкірт, кальций, калий және темір. Өсімдіктің алғашқы үш элементі ауа мен судан, қалғандары топырақтан алынады.

Өсімдіктердің минералды қоректенуінде азот ерекше маңызды рөл атқарады, дегенмен оның өсімдік массасындағы орташа мөлшері 1,5%-дан аспайды. Азотсыз бірде-бір өсімдік қалыпты өмір сүре алмайды және дами алмайды.

Азот – бұл ажырамас бөлігіөсімдік белоктары ғана емес, сонымен қатар хлорофилл де бар, оның көмегімен өсімдіктер күн энергиясының әсерінен атмосферадағы көмірқышқыл газынан СО2 көміртекті сіңіреді.

Табиғи азот қосылыстары органикалық қалдықтардың ыдырауының химиялық процестерінің нәтижесінде, найзағай разрядтары кезінде, сондай-ақ биохимиялық жолмен ауадан азотты тікелей сіңіретін арнайы бактериялар – Azotobacter әрекетінің нәтижесінде түзіледі. Дәл осындай қабілетке бұршақ тұқымдас өсімдіктердің (бұршақ, жоңышқа, бұршақ, беде және т.б.) тамырларында тіршілік ететін түйінді бактериялар ие.

Ауыл шаруашылығы дақылдарын дамытуға қажетті азоттың және басқа қоректік заттардың едәуір мөлшері жыл сайын алынған өніммен топырақтан шығарылады. Сонымен қатар, кейбір қоректік заттардың жер асты сулары мен жаңбыр суларымен шайылуы нәтижесінде жоғалады. Сондықтан, өнімділіктің төмендеуіне және топырақтың сарқылуына жол бермеу үшін оны толтыру қажет. қоректік заттаржасау арқылы әртүрлі түрлерітыңайтқыштар

Әрбір дерлік тыңайтқыштың физиологиялық қышқылдығы немесе сілтілігі бар екені белгілі. Осыған байланысты ол топыраққа қышқылдандырғыш немесе сілтілі әсер етуі мүмкін, оны белгілі бір ауылшаруашылық дақылдары үшін қолданғанда ескеріледі.

Сілтілік катиондарын өсімдіктер топырақтан тезірек бөліп алатын тыңайтқыштар қышқылдануды тудырады; Тыңайтқыштардан қышқыл аниондарды тұтынатын өсімдіктер топырақтың сілтіленуіне тезірек ықпал етеді.

Құрамында аммоний катионы NH4 (аммиак селитрасы, аммоний сульфаты) және NH2 амидтік тобы (мочевина) бар азотты тыңайтқыштар топырақты қышқылдандырады. Аммоний нитратының қышқылдандырғыш әсері аммоний сульфатына қарағанда әлсіз.

Топырақтың табиғатына, климаттық және басқа жағдайларға байланысты әр түрлі дақылдарға азоттың әртүрлі мөлшері қажет.

Аммиак селитрасы (аммиак селитрасы немесе аммоний нитраты) азот тыңайтқыштары қатарында маңызды орын алады, оның әлемдік өндірісі жылына миллиондаған тоннаны құрайды.

Қазіргі уақытта біздің елде ауыл шаруашылығында қолданылатын азот тыңайтқыштарының шамамен 50% аммиак селитрасы болып табылады.

Аммоний нитраты басқа азот тыңайтқыштарына қарағанда бірқатар артықшылықтарға ие. Оның құрамында 34-34,5% азот бар және бұл жағынан 46% азоты бар мочевина CO(NH2) 2-ден кейін екінші орында. Басқа азот және құрамында азот бар тыңайтқыштарда азот айтарлықтай аз (азот құрамы құрғақ зат түрінде берілген):

1-кесте – Қосылыстардағы азот мөлшері

Аммоний нитраты әмбебап азотты тыңайтқыш болып табылады, өйткені оның құрамында бір мезгілде азоттың аммоний және нитрат формалары бар. Ол барлық аймақтарда, барлық дерлік дақылдар үшін тиімді.

Аммиак селитрасының азоттық формаларын өсімдіктер әртүрлі уақытта қолдануы өте маңызды. Белок синтезіне тікелей қатысатын аммоний азоты өсу кезеңінде өсімдіктерге тез сіңеді; нитрат азоты салыстырмалы түрде баяу сіңеді, сондықтан ол тиімдірек ұзақ уақыт. Сондай-ақ азоттың аммиактық түрін өсімдіктер алдын ала тотығусыз пайдалана алатыны анықталды.

Аммоний селитрасының бұл қасиеттері барлық дерлік ауыл шаруашылығы дақылдарының өнімділігін арттыруға өте жақсы әсер етеді.

Аммоний нитраты тұрақты жарылғыш заттардың үлкен тобына кіреді. Жарылыс жұмыстарын жүргізу үшін аммиак селитрасы мен аммоний селитрасы негізіндегі таза немесе белгілі бір қоспалармен өңделген жарылғыш заттар қолданылады.

Селитраның аз мөлшері азот оксидін алу үшін қолданылады, медицинада қолданылады.

Қолданыстағы өндіріс орындарын жаңғырту және жаңаларын салу есебінен аммоний селитрасы өндірісінің көлемін ұлғайтумен қатар, дайын өнімнің сапасын одан әрі жақсарту (100% майысқақ өнім алу және өнімді ұзақ сақтаудан кейін түйіршіктерді сақтау) шаралары қабылдануда. ).

1. Аммоний нитратының физика-химиялық қасиеттері

IN таза пішінаммоний нитраты – 35% азот, 60% оттегі және 5% сутегі бар ақ түсті кристалды зат. Техникалық өнім сарғыш реңкті ақ түсті және құрамында кемінде 34,2% азот бар.

Аммоний нитраты бірқатар бейорганикалық және органикалық қосылыстар үшін күшті тотықтырғыш болып табылады. Ол кейбір заттардың балқымаларымен, тіпті жарылу дәрежесіне дейін (мысалы, натрий нитриті NaNO2) қатты әрекеттеседі.

Газ тәріздес аммиакты қатты аммоний нитратының үстінен өткізсе, өте қозғалмалы сұйықтық тез түзіледі - аммиак 2NH4NO3*2Np немесе NH4NO3*3Np.

Аммоний нитраты суда, этил және метил спирттерінде, пиридинде, ацетонда және сұйық аммиакта жақсы ериді. Температураның жоғарылауымен аммоний нитратының ерігіштігі айтарлықтай артады.

Аммоний селитрасын суда еріткен кезде көп мөлшерде жылу сіңіріледі. Мысалы, 1 моль кристалдық NH4NO3 220-400 моль суда және 10-15 °С температурада ерігенде 6,4 ккал жылу сіңіріледі.

Аммоний нитратының сублимациялану қасиеті бар. Аммиак селитрасын жоғары температура мен ауа ылғалдылығы жағдайында сақтау кезінде оның көлемі шамамен екі есе артады, бұл әдетте контейнердің жарылуына әкеледі.

Микроскоппен қарағанда аммоний нитратының түйіршіктерінің бетінде кеуектер мен жарықтар анық көрінеді. Нитрат түйіршіктерінің кеуектілігінің жоғарылауы дайын өнімнің физикалық қасиеттеріне өте жағымсыз әсер етеді.

Аммоний нитраты өте гигроскопиялық. Ашық ауада, селитраның жұқа қабатында ол тез ылғалданады, кристалдық пішінін жоғалтады және бұлыңғырлана бастайды. Тұздың ауадан ылғалды сіңіру дәрежесі оның ылғалдылығына және берілген температурада берілген тұздың қаныққан ерітіндісінен жоғары бу қысымына байланысты.

Ауа мен гигроскопиялық тұз арасында ылғал алмасу жүреді. Бұл процеске ауаның салыстырмалы ылғалдылығы шешуші әсер етеді.

Кальций және әк-аммоний нитратының қаныққан ерітінділерге қарағанда салыстырмалы түрде төмен су буының қысымы бар; белгілі бір температурада олар ең төменгі салыстырмалы ылғалдылыққа сәйкес келеді. Бұл жоғарыда аталған азот тыңайтқыштарының ішіндегі ең гигроскопиялық тұздар. Аммоний сульфаты ең аз гигроскопиялық, ал калий нитраты толығымен дерлік гигроскопиялық емес.

Ылғалды қоршаған ауаға жақын орналасқан салыстырмалы түрде аз ғана тұз қабаты ғана сіңіреді. Дегенмен, селитраны мұндай ылғалдандырудың өзі дайын өнімнің физикалық қасиеттерін айтарлықтай нашарлатады. Аммиак селитрасының ауадан ылғалды сіңіру жылдамдығы температураның жоғарылауымен күрт артады. Осылайша, 40 ° C-та ылғалды сіңіру жылдамдығы 23 ° C-қа қарағанда 2,6 есе жоғары.

Аммоний нитратының гигроскопиялық қасиетін төмендетудің көптеген әдістері ұсынылды. Осындай әдістердің бірі аммиак селитрасын басқа тұзбен араластыруға немесе балқытуға негізделген. Екінші тұзды таңдаған кезде келесі ережеге сүйеніңіз: гигроскопиялықты азайту үшін тұздар қоспасының қаныққан ерітіндісіндегі су буының қысымы олардың таза аммоний нитратының қаныққан ерітіндісінен жоғары қысымынан жоғары болуы керек.

Ортақ ионы бар екі тұз қоспасының гигроскопиялықтығы олардың ең гигроскопиялықтарынан жоғары екені анықталды (ерекшелік аммиак селитрасының аммоний сульфаты және басқалары бар қоспалары немесе қорытпалары). Аммоний селитрасын гигроскопиялық емес, бірақ суда ерімейтін заттармен (мысалы, әктас шаңы, фосфатты жыныс, дикальций фосфаты және т.б.) араластыру оның гигроскопиялық қасиетін төмендетпейді. Көптеген тәжірибелер суда аммиак селитрасына қарағанда бірдей немесе жоғары ерігіштікке ие барлық тұздардың оның гигроскопиялық қасиетін арттыратыны анықталды.

Аммиак селитрасының гигроскопиялық қасиетін төмендететін тұздарды көп мөлшерде қосу керек (мысалы, калий сульфаты, калий хлориді, диаммоний фосфаты), бұл өнімдегі азот құрамын күрт төмендетеді.

Көпшілігі тиімді жолыАуадағы ылғалдың сіңуін азайту үшін селитра бөлшектерін сумен суланбайтын органикалық заттардың қорғаныш қабықшаларымен жабады. Қорғаныс пленкасы ылғалды сіңіру жылдамдығын 3-5 есе төмендетеді және аммоний нитратының физикалық қасиеттерін жақсартуға көмектеседі.

Аммиак селитрасының теріс қасиеті оның торттану қабілеті болып табылады - сақтау кезінде ағындылығын (ұнтақ) жоғалтады. Бұл жағдайда аммоний нитраты қатты монолитті массаға айналады, ұнтақталуы қиын. Аммиак селитрасының шөгуі көптеген себептерге байланысты.

Дайын өнімдегі ылғалдың жоғарылауы. Кез келген пішіндегі аммоний нитратының бөлшектері әрқашан қаныққан (аналық) ерітінді түрінде ылғалдан тұрады. Мұндай ерітіндідегі NH4NO3 мөлшері тұздың ыдысқа салынған температуралардағы ерігіштігіне сәйкес келеді. Дайын өнім салқындаған сайын, аналық сұйықтық жиі қаныққан болады. Температураның одан әрі төмендеуі кезінде аса қаныққан ерітіндіден мөлшері 0,2-0,3 мм болатын көптеген кристалдар түседі. Бұл жаңа кристалдар нитраттың бұрын байланыспаған бөлшектерін цементтейді, бұл оның тығыз массаға айналуына әкеледі.

Селитра бөлшектерінің төмен механикалық беріктігі. Аммоний нитраты дөңгелек пішінді бөлшектер (түйіршіктер), пластиналар немесе ұсақ кристалдар түрінде шығарылады. Түйіршіктелген аммоний нитратының бөлшектері үлпек және майда кристалды бөлшектерге қарағанда кішірек меншікті бетінің ауданы мен қалыпты пішініне ие, сондықтан түйіршіктер азырақ түзіледі. Бірақ түйіршіктеу процесінде механикалық беріктігі төмен, белгілі бір мөлшерде қуыс бөлшектер түзіледі.

Сақтау кезінде түйіршіктелген селитрасы бар қаптарды биіктігі 2,5 м штабельдерге салады.Үстіңгі қапшықтардың қысымынан ең аз төзімді түйіршіктер селитра массасын нығыздап, оның шөгуін арттыратын шаң тәрізді бөлшектердің түзілуімен жойылады. Тәжірибе көрсеткендей, түйіршіктелген өнім қабатындағы қуыс бөлшектердің жойылуы тоқырау процесін күрт жеделдетеді. Бұл ыдысқа тиелген кезде өнім 45 °C дейін салқындатылған және түйіршіктердің негізгі бөлігі жақсы механикалық беріктікке ие болса да байқалады. Қайта кристалдану салдарынан қуыс түйіршіктердің де жойылатыны анықталды.

Қоршаған ортаның температурасы жоғарылаған сайын селитра түйіршіктері дерлік күшін жоғалтады, ал мұндай өнім қатты күйеді.

Аммоний нитратының термиялық ыдырауы. Жарылыс қаупі. Отқа төзімділік. Жарылыс қауіпсіздігі тұрғысынан аммиак селитрасы соққыларға, үйкелістерге, соққыларға салыстырмалы түрде аз сезімтал және әртүрлі қарқындылық ұшқындарымен соқтығысқанда тұрақты болып қалады. Құм, шыны және металл қоспаларының қоспалары аммоний нитратының механикалық әсерге сезімталдығын арттырмайды. Ол күшті детонатордың әсерінен немесе белгілі бір жағдайларда термиялық ыдырау кезінде ғана жарылуға қабілетті.

Ұзақ қыздыру кезінде аммиак селитрасы біртіндеп аммиак пен азот қышқылына ыдырайды:

NH4NO3=Np+HNO3 - 174598,32 Дж (1)

Жылу сіңірумен жүретін бұл процесс 110°С жоғары температурада басталады.

Одан әрі қыздырғанда аммоний нитраты азот оксиді мен су түзу үшін ыдырайды:

NH4NO3= N2O + 2H2O + 36902,88 Дж (2)

Аммоний нитратының термиялық ыдырауы келесі кезекті кезеңдерде жүреді:

· NH4NO3 молекулаларының гидролизі (немесе диссоциациясы);

· гидролиз кезінде түзілген азот қышқылының термиялық ыдырауы;

· алғашқы екі кезеңде түзілген азот диоксиді мен аммиактың әрекеттесуі.

Аммиак селитрасын 220--240 °C дейін қарқынды қыздырғанда, оның ыдырауы балқытылған массаның шығуымен бірге жүруі мүмкін.

Аммиак селитрасын жабық көлемде немесе нитраттың термиялық ыдырауы кезінде түзілетін газдардың шектеулі бөлінуі бар көлемде қыздыру өте қауіпті.

Мұндай жағдайларда аммоний нитратының ыдырауы көптеген реакциялар арқылы жүруі мүмкін, атап айтқанда, мыналар арқылы:

NH4NO3 = N2+2H2O + S 02 + 1401,64 Дж/кг (3)

2NH4NO3 = N2 + 2NO+ 4H20 + 359,82 Дж/кг (4)

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

Жоғарыда келтірілген реакциялардан нитраттың термиялық ыдырауының бастапқы кезеңінде түзілетін аммиак газ қоспаларында жиі болмайтыны анық; Оларда қайталама реакциялар жүреді, оның барысында аммиак элементтік азотқа дейін толық тотығады. Екінші реттік реакциялардың нәтижесінде жабық көлемдегі газ қоспасының қысымы күрт артады және ыдырау процесі жарылыспен аяқталуы мүмкін.

Мыс, сульфидтер, магний, пириттер және кейбір басқа қоспалар аммоний селитрасын қыздырған кезде оның ыдырау процесін белсендіреді. Бұл заттардың қыздырылған нитратпен әрекеттесуі нәтижесінде тұрақсыз аммоний нитриті түзіледі, ол 70-80 ° C жарылыспен тез ыдырайды:

NH4NO3=N2+ 2H20 (6)

Аммоний нитраты балқыған күйде де темірмен, қалайымен және алюминиймен әрекеттеспейді.

Ылғалдылықтың жоғарылауымен және аммоний нитратының бөлшектерінің мөлшерінің ұлғаюымен оның жарылысқа сезімталдығы айтарлықтай төмендейді. Шамамен 3% ылғалдылық болған кезде селитра күшті детонатор әсер еткенде де жарылысқа сезімтал емес болады.

Аммиак селитрасының термиялық ыдырауы қысымның белгілі бір шекке көтерілуімен артады. Шамамен 6 кгс/см2 қысымда және сәйкес температурада барлық балқыған нитрат ыдырайтыны анықталды.

Аммоний нитратының термиялық ыдырауын азайту немесе болдырмау үшін ерітінділерді булану кезінде сілтілі ортаны сақтау өте маңызды. Сондықтан қатпайтын аммоний селитрасын алудың жаңа технологиялық сызбасында ыстық ауаға аз мөлшерде аммиак қосқан жөн.

Белгілі бір жағдайларда аммиак селитрасының жарылғыш өнім болуы мүмкін екенін ескере отырып, оны өндіру, сақтау және тасымалдау кезінде белгіленген технологиялық режим мен қауіпсіздік ережелерін қатаң сақтау қажет.

Аммоний нитраты – жанбайтын өнім. Тұздың термиялық ыдырауы кезінде түзілетін азот оксиді ғана жануды қолдайды.

Аммоний нитратының ұсақталған көмірмен қоспасы қатты қыздырылған кезде өздігінен тұтануы мүмкін. Кейбір оңай тотыққан металдар (мысалы, ұнтақ мырыш) дымқыл аммоний нитратымен шамалы жылумен жанасу да оның тұтануына әкелуі мүмкін. Тәжірибеде аммиак селитрасының суперфосфатпен қоспаларының өздігінен тұтану жағдайлары байқалды.

Құрамында аммоний нитраты бар қағаз қаптар немесе ағаш бөшкелер күн сәулесінің әсерінен болса да өртеніп кетуі мүмкін. Аммиак селитрасы бар ыдыс жанған кезде азот оксидтері мен азот қышқылының булары бөлінуі мүмкін. Ашық жалыннан немесе детонациядан туындаған өрттер кезінде аммоний нитраты балқып, ішінара ыдырайды. Жалын селитра массасының тереңдігіне таралмайды.

2 . Өндіріс әдістері

аммоний нитратының бейтараптандыру қышқылы

Өнеркәсіпте синтетикалық аммиактан (немесе құрамында аммиак бар газдардан) және сұйылтылған азот қышқылынан аммиак селитрасын алу әдісі ғана кеңінен қолданылады.

Синтетикалық аммиактан (немесе құрамында аммиак бар газдардан) және азот қышқылынан аммиак селитрасын алу көп сатылы. Осыған байланысты олар аммиак селитрасын реакция арқылы аммиактан, азот оксидтерінен, оттегі мен су буынан тікелей алуға тырысты.

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

Алайда бұл әдістен бас тартуға тура келді, өйткені аммиак селитрасымен бірге аммиак нитриті - тұрақсыз және жарылғыш өнім пайда болды.

Аммиак пен азот қышқылынан аммиак селитрасын өндіруге бірқатар жетілдірулер енгізілді, бұл жаңа зауыттарды салуға күрделі шығындарды азайтуға және дайын өнімнің өзіндік құнын төмендетуге мүмкіндік берді.

Аммиак селитрасын өндіруді түбегейлі жақсарту үшін негізгі жабдықтардың тиісті қорынсыз (мысалы, буландырғыштар, түйіршіктеу мұнаралары және т. түйіршіктеу үшін сусыз дерлік аммоний нитратының балқымасын алу.

Ресейде және шетелде ғылым мен техниканың заманауи жетістіктерін пайдалана отырып, жоғары қуатты қондырғыларды салу ғана аммиак селитрасының қолданыстағы өндірісімен салыстырғанда айтарлықтай экономикалық артықшылықтар бере алатыны нық бекітілген.

Аммиак селитрасының едәуір мөлшері қазіргі уақытта кейбір несепнәр синтезі жүйелерінің құрамында аммиак бар газдардан шығарылады. Оны өндіру әдістерінің біріне сәйкес, 1 тонна мочевина 1 тоннадан 1,4 тоннаға дейін аммиак шығарады. Осы мөлшерден аммиактан 4,6-6,5 тонна аммиак селитрасын алуға болады. Несепнәр синтезінің жетілдірілген схемалары да жұмыс істеп тұрғанымен, құрамында аммиак бар газдар - осы өндірістің қалдықтары - біраз уақыт аммиак селитрасын өндіру үшін шикізат ретінде қызмет етеді.

Құрамында аммиак бар газдардан аммиак селитрасын алу әдісі оны газ тәріздес аммиактан алу әдісінен тек бейтараптандыру сатысында ғана ерекшеленеді.

Аммоний селитрасын аз мөлшерде тұздарды алмасу арқылы ыдырату (конверсия әдістері) арқылы алады.

Аммиак селитрасын алудың бұл әдістері алынған тұздардың біреуін тұндыру немесе суда ерігіштігі әртүрлі екі тұзды өндіруге негізделген. Бірінші жағдайда аммиак селитрасының ерітінділері айналмалы сүзгілерде шөгінділерден бөлініп, кәдімгі процедуралар бойынша қатты өнімге өңделеді. Екінші жағдайда ерітінділерді белгілі бір концентрацияға дейін буландырады және фракциялық кристалдану арқылы бөлінеді, ол келесідей қайнатады: ыстық ерітінділерді салқындатқанда аммоний нитратының көп бөлігі таза күйінде оқшауланады, содан кейін кристалдану бөлек жүргізіледі. қоспалармен ластанған өнімді алу үшін аналық ерітінділерден құрал.

Тұздардың алмасу арқылы ыдырауы арқылы аммоний селитрасын алудың барлық әдістері күрделі және көп бу шығынын және байланысқан азоттың жоғалуын қамтиды. Олар әдетте өнеркәсіпте жанама өнім ретінде алынған азот қосылыстарын пайдалану қажет болғанда ғана қолданылады.

Газ тәрізді аммиактан (немесе құрамында аммиак бар газдардан) және азот қышқылынан аммиак селитрасын алудың заманауи әдісі үнемі жетілдірілуде.

3 . Аммиак пен азот қышқылынан аммиак селитрасын алудың негізгі кезеңдері

Аммиак селитрасын өндіру процесі келесі негізгі кезеңдерден тұрады:

1. Азот қышқылын газ тәрізді аммиакпен немесе құрамында аммиак бар газдармен бейтараптандыру арқылы аммоний нитратының ерітінділерін дайындау.

2. Аммоний нитратының ерітінділерін балқыма күйіне дейін буландыру.

3. Балқытылған тұздан дөңгелек пішінді бөлшектер (түйіршіктер), үлпек (пластинкалар) және ұсақ кристалдар түріндегі кристалдану.

4. Салқындату немесе кептіру тұзы.

5. Дайын өнімді орау.

Төмен қататын және суға төзімді аммиак селитрасын алу үшін көрсетілген кезеңдерден басқа тиісті қоспаларды дайындау кезеңі де қажет.

3.1 Б Аммоний нитратының ерітінділерін дайындау

3.1.1 Бейтараптандыру процесінің негіздері

Аммоний нитратының ерітінділері ry реакцияға сәйкес аммиакты азот қышқылымен әрекеттесу арқылы алынады:

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

Аммоний нитратының түзілуі қайтымсыз және жылудың бөлінуімен бірге жүреді. Бейтараптандыру реакциясы кезінде бөлінетін жылу мөлшері қолданылатын азот қышқылының концентрациясына және оның температурасына, сондай-ақ аммиак газының (немесе аммиак бар газдардың) температурасына байланысты. Азот қышқылының концентрациясы неғұрлым жоғары болса, соғұрлым көп жылу бөлінеді. Бұл жағдайда су буланады, бұл аммоний нитратының неғұрлым концентрлі ерітінділерін алуға мүмкіндік береді. Аммоний нитратының ерітінділерін алу үшін 42-58% азот қышқылы қолданылады.

Аммиак селитрасының ерітінділерін алу үшін концентрациясы 58%-дан жоғары азот қышқылын процестің қолданыстағы конструкциясымен пайдалану мүмкін емес, өйткені бұл жағдайда бейтараптандырғыш аппаратында азот қышқылының қайнау температурасынан айтарлықтай асатын температура дамиды. азот оксидтерінің бөлінуімен оның ыдырауына әкелуі мүмкін. Аммоний нитратының ерітінділерін буландырған кезде температурасы 110-120 °С болатын бейтараптандырғыш аппараттардағы реакцияның жылуы есебінен шырын буы пайда болады.

Ең жоғары ықтимал концентрациядағы аммоний нитратының ерітінділерін алу кезінде буландырғыштардың салыстырмалы түрде шағын жылу алмасу беттері қажет, ал ерітінділерді одан әрі булану үшін аз мөлшерде таза бу жұмсалады. Осыған байланысты олар шикізатпен бірге бейтараптандырғышты қосымша жылумен қамтамасыз етуге ұмтылады, ол үшін аммиакты 70 ° C дейін және азот қышқылын 60 ° C дейін шырын буымен (азот қышқылының жоғары температурасында, оның айтарлықтай ыдырауында) қыздырады. пайда болады және жылытқыш құбырлар әсер етеді қатты коррозия, егер олар титаннан жасалмаса).

Аммоний нитратының өндірісінде қолданылатын азот қышқылының құрамында еріген азот оксидтері 0,20%-дан аспауы керек. Егер қышқыл еріген азот оксидтерін жою үшін ауамен жеткілікті түрде тазартылмаса, олар аммиакпен аммоний нитритін түзеді, ол тез азот пен суға ыдырайды. Бұл жағдайда азоттың жоғалуы дайын өнімнің 1 тоннасына шамамен 0,3 кг болуы мүмкін.

Шырын буында, әдетте, NH3, NHO3 және NH4NO3 қоспалары бар. Бұл қоспалардың мөлшері аммиак пен азот қышқылын бейтараптандырғышқа беру керек қысымның тұрақтылығына қатты тәуелді. Берілген қысымды ұстап тұру үшін азот қышқылы толып кететін құбырмен жабдықталған қысымды резервуардан, ал аммиак газы қысым реттегішінің көмегімен беріледі.

Бейтараптандырғыштың жүктемесі шырын буымен байланысқан азоттың жоғалуын да анықтайды. Қалыпты жүктеме кезінде шырын бу конденсаты бар жоғалтулар 2 г/л (азот бойынша) аспауы керек. Бейтараптандырғыш жүктемесі асып кеткенде аммиак пен азот қышқылының буы арасында жанама реакциялар пайда болады, соның нәтижесінде газ фазасында, атап айтқанда, тұманды аммоний нитраты түзіліп, шырын буын ластайды және байланысқан азоттың жоғалуы артады. Бейтараптандырғыштарда алынған аммоний селитрасының ерітінділері араластырғыштары бар аралық ыдыстарда жинақталады, аммиак немесе азот қышқылымен бейтараптандырады, содан кейін булануға жіберіледі.

3.1.2 Бейтараптандыру қондырғыларының сипаттамалары

Қолданбаға байланыстықажетті қысым, бейтараптандыру жылуын пайдалана отырып аммоний нитраты ерітінділерін өндіруге арналған заманауи қондырғылар атмосфералық қысымда жұмыс істейтін қондырғыларға бөлінеді; сирек кезде (вакуумда); жоғары қысымда (бірнеше атмосферада) және бейтараптандыру аймағында қысыммен және вакуумда аммоний нитратының ерітіндісінен (балқыма) шырын буларын бөлу аймағында жұмыс істейтін аралас қондырғылар.

Атмосфералық немесе шамалы артық қысымда жұмыс істейтін қондырғылар технология мен дизайнның қарапайымдылығымен сипатталады. Сондай-ақ оларға техникалық қызмет көрсету, іске қосу және тоқтату оңай; көрсетілген жұмыс режимінің кездейсоқ бұзылуы әдетте тез жойылады. Бұл түрдегі қондырғылар ең көп қолданылады. Бұл қондырғылардың негізгі аппараты ITN бейтараптандырғыш аппараты (бейтараптандыру жылуын пайдалану) болып табылады. ITN аппараты 1,15--1,25 атм абсолютті қысыммен жұмыс істейді. Құрылымдық тұрғыдан ол ерітінділердің қайнауы дерлік болмайтындай етіп жасалған - тұманды аммоний нитратының пайда болуымен.

Жылу сорғысының аппаратында циркуляцияның болуы реакция аймағында қызып кетуді болдырмайды, бұл бейтараптандыру процесін байланысқан азоттың ең аз шығынымен жүргізуге мүмкіндік береді.

Аммиак селитрасын өндірудің жұмыс жағдайына байланысты ИТН аппараттарының шырын буы нитрат ерітінділерін алдын ала булану үшін, сұйық аммиакты булану үшін, ИТН аппараттарына жіберілетін азот қышқылын және газ тәрізді аммиакты қыздыру үшін қолданылады. сұйылтылған азот қышқылын өндіруде қолданылатын газ тәріздес аммиак алу кезінде сұйық аммиактың булануы.

Аммиак селитрасының ерітінділері негізгі аппараттары вакуумда (буландырғыш) және атмосфералық қысымда (скруббер-нейтрализатор) жұмыс істейтін қондырғыларда аммиак бар газдардан өндіріледі. Мұндай қондырғылар көлемді және құрамында аммиак бар газдар құрамының өзгермелілігіне байланысты оларда тұрақты жұмыс режимін сақтау қиын. Соңғы жағдай азот қышқылының артық мөлшерін реттеу дәлдігіне теріс әсер етеді, нәтижесінде аммоний нитратының ерітінділерінде көбінесе қышқылдың немесе аммиактың жоғарылауы болады.

5-6 атм абсолютті қысыммен жұмыс істейтін бейтараптандыру қондырғылары өте кең таралған емес. Олар аммиак газын сығымдау және бейтараптандырғыштарға қысымды азот қышқылын беру үшін айтарлықтай энергия шығынын қажет етеді. Сонымен қатар, бұл қондырғыларда ерітінділердің шашырандыларының түсуіне байланысты аммиак селитрасының ысыраптарының жоғарылауы мүмкін (тіпті күрделі конструкциядағы сепараторларда да шашырауды толығымен ұстау мүмкін емес).

Аралас әдіске негізделген қондырғыларда азот қышқылын аммиакпен бейтараптандыру процестері біріктіріліп, кристалдануға тікелей жіберілетін аммоний нитратының балқымасы алынады (яғни, мұндай қондырғылардан нитрат ерітінділерін концентрлеуге арналған буландырғыштар шығарылады). Осы типтегі қондырғылар 58-60% азот қышқылын қажет етеді, оны өнеркәсіп әлі де салыстырмалы түрде аз мөлшерде шығарады. Сонымен қатар, кейбір жабдық қымбат титаннан жасалған болуы керек. Нитрат балқымасын алу үшін бейтараптандыру процесі өте жоғары температурада (200-220 ° C) жүргізілуі керек. Аммиак селитрасының қасиеттерін ескере отырып, процесті жоғары температурада жүргізу үшін нитрат балқымасының термиялық ыдырауын болдырмайтын арнайы жағдайлар жасау қажет.

3.1.3 Атмосфералық қысымда жұмыс істейтін бейтараптандыру қондырғылары

Бұл қондырғыларға жатадыОларға ITN бейтараптандырғыш құрылғылары (бейтараптандыру жылуын пайдалану) және көмекші жабдықтар жатады.

1-суретте аммиак селитрасын өндіретін көптеген қолданыстағы зауыттарда қолданылатын ITN аппаратының конструкцияларының бірі көрсетілген.

Z1 - айналдырғыш; ВС1 - сыртқы ыдыс (резервуар); VTs1 - ішкі цилиндр (бейтараптандыру бөлігі); U1 - азот қышқылын таратуға арналған құрылғы; Ш1 - ерітінділерді төгуге арналған фитинг; O1 - терезелер; U2 - аммиакты таратуға арналған құрылғы; G1 - су тығыздағыш; С1 - бөлгіш-тұзақ

1-сурет - ерітінділердің табиғи айналымы бар ITN бейтараптандырғыш аппараты

ITN аппараты – тік цилиндрлік ыдыс (резервуар) 2, оның ішінде ерітінділердің араласуын жақсарту үшін сөрелері 1 (айналғыш) бар цилиндр (шыны) 3 орналастырылған. 3-цилиндрге азот қышқылы мен аммиак газын енгізуге арналған құбырлар қосылған (реагенттер қарсы токпен беріледі); қышқыл мен газды жақсырақ бөлу үшін құбырлар 4 және 7 құрылғылармен аяқталады. Ішкі цилиндрде азот қышқылы аммиакпен әрекеттеседі. Бұл цилиндр бейтараптандыру камерасы деп аталады.

2-ші ыдыс пен 3-цилиндр арасындағы сақиналы кеңістік аммоний нитратының қайнаған ерітінділерінің айналымына қызмет етеді. Цилиндрдің төменгі бөлігінде бейтараптандыру камерасын қыздыру элементінің булану бөлігімен байланыстыратын 6 тесік (терезелер) бар. Осы саңылаулардың болуына байланысты ITN аппаратының өнімділігі біршама төмендейді, бірақ ерітінділердің қарқынды табиғи айналымына қол жеткізіледі, бұл байланысқан азоттың жоғалуын азайтуға әкеледі.

Ерітіндіден бөлінетін шырын буы ИТН аппаратының қақпағындағы фитинг арқылы және трап-сепаратор 9 арқылы шығарылады. 3 цилиндрде эмульсия түрінде түзілген нитрат ерітінділері – шырын буымен қоспалар сепараторға арқылы түседі. су тығыздағыш 5. Трап-сепаратордың төменгі бөлігінің фитингінен аммоний ерітінділері Нитрат одан әрі өңдеу үшін соңғы бейтараптандырғыш-араластырғышқа жіберіледі. Аппараттың булану бөлігіндегі су тығыздағыш ондағы ерітіндінің тұрақты деңгейін ұстап тұруға мүмкіндік береді және ол сіңірген ерітіндінің шашырауынан шайылмай шырын буының шығуын болдырмайды.

Шырын буының ішінара конденсациялануынан сепаратор табақшаларында бу конденсаты пайда болады. Бұл жағдайда конденсацияның жылуы табақтарға салынған катушкалар арқылы өтетін айналмалы су арқылы жойылады. Шырын буының ішінара конденсациялануы нәтижесінде NH4NO3 15--20% ерітіндісі алынады, ол аммоний нитраты ерітіндісінің негізгі ағынымен бірге булануға жіберіледі.

2-суретте атмосфераға жақын қысымда жұмыс істейтін бейтараптандыру қондырғыларының бірінің диаграммасы көрсетілген.

NB1 - қысымды резервуар; C1 - бөлгіш; I1 - буландырғыш; P1 - жылытқыш; SK1 - конденсатты жинау; ITN1 - ITN құрылғысы; M1 - араластырғыш; TsN1 - орталықтан тепкіш сорғы

2-сурет - Атмосфералық қысымда жұмыс істейтін бейтараптандыру қондырғысының схемасы

Таза немесе қоспалары бар азот қышқылы қоймаға артық қышқылдың тұрақты төгілуімен жабдықталған қысымды резервуарға беріледі.

1 қысымды резервуардан азот қышқылы тікелей ITN 6 аппаратының шынысына немесе қыздырғыш (суретте көрсетілмеген) арқылы жіберіледі, онда ол сепаратор 2 арқылы шығарылған шырын буының жылуымен қызады.

Газ тәріздес аммиак сұйық аммиакты буландырғышқа 3 түседі, содан кейін қыздырғышқа 4 түседі, онда ол кеңейткіштен екінші реттік будың жылуымен немесе буландырғыштардың қыздыру буының ыстық конденсатымен қызады, содан кейін екі параллель құбыр арқылы жіберіледі. ITN 6 аппаратының әйнегі.

Буландырғышта 3 сұйық аммиак спрейі буланады және әдетте газ тәрізді аммиакпен байланысты ластаушы заттар бөлінеді. Бұл жағдайда аммиак синтезі цехының майлау майы мен катализатор шаңының қоспасынан әлсіз аммиак суы түзіледі.

Бейтараптандырғышта алынған аммоний селитрасының ерітіндісі гидравликалық тығыздағыш пен шашыратқыш қақпақ арқылы соңғы бейтараптандырғыш араластырғышқа 7 үздіксіз құйылады, ол жерден артық қышқылды бейтараптандырғаннан кейін булануға жіберіледі.

Жылыту аппаратында бөлінген шырын буы 2 сепаратордан өтіп, бірінші сатыдағы буландырғыштарға қыздыру буы ретінде пайдалануға жіберіледі.

4 жылытқыштан алынған шырын бу конденсаты коллекторға 5 жиналады, одан әр түрлі өндірістік қажеттіліктерге жұмсалады.

Бейтараптандырғышты іске қоспас бұрын пайдалану нұсқаулығында қарастырылған дайындық жұмыстары жүргізіледі. Солардың бірнешеуін ғана атап өтейік дайындық жұмыстарыбейтараптандыру процесін қалыпты жүргізуге және қауіпсіздік шараларын қамтамасыз етуге байланысты.

Ең алдымен аммиак селитрасының ерітіндісін немесе бу конденсатын бейтараптандырғышқа сынама алу клапанына дейін құю керек.

Содан кейін қысымды резервуарға азот қышқылының үздіксіз берілуін және оның қойма қоймасына толып кетуін орнату қажет. Осыдан кейін аммиакты синтездеу цехынан газ тәріздес аммиакты алу қажет, ол үшін шырын буын атмосфераға шығаруға арналған желідегі клапандарды және араластырғыш-бейтараптандырғышқа ерітінді шығаруға арналған клапанды қысқаша ашу қажет. Бұл аппаратта ITN құруға жол бермейді Жоғарғы қан қысымыжәне аппаратты іске қосу кезінде қауіпті аммиак-ауа қоспасының түзілуі.

Осы мақсатта іске қосу алдында бейтараптандырғыш пен оған қосылған коммуникациялар бумен тазартылады.

Қалыпты жұмыс жағдайларына қол жеткізгеннен кейін жылыту аппаратының шырын буы қыздыру буы ретінде пайдалануға жіберіледі].

3.1.4 Вакуумда жұмыс істейтін бейтараптандыру қондырғылары

аммның бірлескен өңдеуіаммиак бар газдар мен газ тәріздес аммиак практикалық емес, өйткені ол аммиак бар газдарда (азот, метан, сутегі және т. Бұл қоспалар аммоний нитратының қайнаған ерітінділері арқылы көпіршіктеніп, байланысқан азотты шырын буымен бірге алып кетеді. Сонымен қатар, қоспалармен ластанған шырын буын қыздыру буы ретінде пайдалануға болмайды. Сондықтан құрамында аммиак бар газдар әдетте аммиак газынан бөлек өңделеді.

Вакуумда жұмыс істейтін қондырғыларда реакция жылуы бейтараптандырғыштың сыртында – вакуумды буландырғышта қолданылады. Мұнда бейтараптандырғыштан келетін аммоний селитрасының ыстық ерітінділері аппараттағы вакуумға сәйкес температурада қайнатылады. Мұндай қондырғыларға мыналар жатады: скруббер типті бейтараптандырғыш, вакуумды буландырғыш және қосалқы жабдық.

3-суретте вакуумды буландырғыш көмегімен жұмыс істейтін бейтараптандыру қондырғысының диаграммасы көрсетілген.

HP1 – скруббер типті бейтараптандырғыш; H1 - сорғы; В1 – вакуумды буландырғыш; В2 – вакуумдық сепаратор; NB1 - азот қышқылы қысымды резервуар; B1 - резервуар (қақпа араластырғыш); P1 - шайба; DN1 - алдын ала бейтараптандырғыш

3-сурет – Вакуумды буландырғышпен бейтараптандыру қондырғысының схемасы

Скруббер-бейтараптандырғыштың төменгі бөлігіне 1,2--1,3 атм қысыммен 30--90 °С температурада аммиак бар газдар беріледі 1. Айналымдағы нитрат ерітіндісі скруббердің жоғарғы бөлігіне скрубберден түседі. тығыздағыш резервуар 6, ол әдетте 5 резервуардан үздіксіз азот қышқылымен қамтамасыз етіледі, кейде 60 ° C аспайтын температураға дейін алдын ала қыздырылады. Бейтараптандыру процесі 20-50 г/л аралығындағы қышқылдың артық мөлшерімен жүргізіледі. 1-скруббер әдетте ерітінділердің қайнау температурасынан 15-20 °C төмен температураны сақтайды, бұл қышқылдың ыдырауын және аммоний нитраты тұманының пайда болуын болдырмауға көмектеседі. Белгіленген температура скрубберді 600 мм сын.бағ. вакуумда жұмыс істейтін вакуумды буландырғыштың ерітіндісімен суару арқылы сақталады. Art., сондықтан ондағы шешім көп төмен температураскрубберге қарағанда.

Скрубберде алынған нитрат ерітіндісі вакуумды буландырғышқа 5 сорылады, мұндағы вакуумде 560-600 мм сын.бағ. Өнер. судың ішінара булануы (булануы) және ерітінді концентрациясының жоғарылауы орын алады.

Вакуумды буландырғыштан ерітінді су тығыздағыш резервуарға 6 құйылады, одан оның көп бөлігі қайтадан скрубберді 1 суаруға кетеді, ал қалғаны кейінгі бейтараптандырғышқа 8 жіберіледі. Вакуумды буландырғышта 3 түзілетін шырын буы вакуумдық сепаратор 4 арқылы беттік конденсаторға (суретте көрсетілмеген) немесе араластырғыш типті конденсаторға жіберіледі. Бірінші жағдайда шырын бу конденсаты азот қышқылын өндіруде, екіншісінде - әртүрлі басқа мақсаттарда қолданылады. Вакуумды буландырғыштағы вакуум шырын буының конденсациялануынан пайда болады. Конденсацияланбаған булар мен газдар конденсаторлардан вакуумдық сорғы арқылы сорылып, атмосфераға шығарылады.

1-скрубберден шығатын газдар 7-аппаратқа түседі, онда нитрат ерітіндісінің тамшыларын кетіру үшін конденсатпен жуылады, содан кейін олар да атмосфераға шығарылады. Соңғы бейтараптандырғыш араластырғышта ерітінділер 0,1-0,2 г/л бос аммиак мөлшеріне дейін бейтараптандырылады және ИТН аппаратында алынған нитрат ерітіндісінің ағынымен бірге булануға жіберіледі.

4-суретте вакуумды бейтараптандырудың неғұрлым жетілдірілген схемасы көрсетілген.

XK1 - тоңазытқыш-конденсатор; CH1 - скруббер-нейтрализатор; С1, С2 – жинақтар; TsN1, TsN2, TsN3 - ортадан тепкіш сорғылар; P1 - газ жуу машинасы; G1 - су тығыздағыш; L1 - тұзақ; В1 – вакуумды буландырғыш; BD1 - бейтараптандырғыш резервуар; B2 - вакуумдық сорғы; P2 - шырын машинасын жууға арналған машина; K1 - беттік конденсатор

4-сурет – Вакуумды бейтараптандыру диаграммасы:

Ректификациялық газдар бейтараптандырғыш скруббердің 2 төменгі бөлігіне бағытталады, циркуляциялық сорғы 4 арқылы коллектордан 3 ерітіндімен суарылады.

Коллекция 3 су тығыздағыш 6 арқылы скруббер-бейтараптандырғыштан 2 ерітінділерді, сондай-ақ вакуумды буландырғыштың 10 және шырын бу шайғышының 14 қақпағынан кейінгі ерітінділерді алады.

Қысымды резервуар арқылы (суретте көрсетілмеген) газ скрубберінен 5 шырын буының конденсатымен суарылған азот қышқылы ерітіндісі коллекцияға 7 үздіксіз ағады. Осы жерден ерітінділер айналым сорғысы 8 шайбаға 5 беріледі, содан кейін олар коллекцияға 7 оралады.

Жуғыштан 5 кейінгі ыстық газдар тоңазытқыш-конденсаторда 1 салқындатылып, атмосфераға шығарылады.

Су тығыздағыш 6 аммиак селитрасының ыстық ерітінділері вакуумдық сорғымен 13 вакуумды буландырғышқа 10 сорылады, онда NH4NO3 концентрациясы бірнеше пайызға артады.

Вакуумды буландырғышта 10 бөлінетін шырын булары қақпақтан 9, шайбадан 14 және беткі конденсатордан 15 өтіп, вакуумдық сорғы 13 арқылы атмосфераға шығарылады.

Берілген қышқылдығы бар аммиак селитрасының ерітіндісі 4-сораптың ағызу желісінен бейтараптандырғыш резервуарына шығарылады. Мұнда ерітінді аммиак газымен залалсыздандырылады және сорғы 12 булану станциясына жіберіледі.

3.1. 5 Негізгі құрал-жабдықтар

ITN бейтараптандырғыштары.Нейтрализаторлардың бірнеше түрі қолданылады, олар негізінен аммиак пен азот қышқылын аппарат ішінде таратуға арналған құрылғылардың өлшемдері мен конструкциялары бойынша ерекшеленеді. Көбінесе келесі өлшемдегі құрылғылар қолданылады: диаметрі 2400 мм, биіктігі 7155 мм, шыны - диаметрі 1000 мм, биіктігі 5000 мм. Диаметрі 2440 мм және биіктігі 6294 мм құрылғылар және бұрын берілген араластырғыш жойылған құрылғылар да қолданылады (5-сурет).

LK1 - люк; P1 - сөрелер; L1 – сынама алу сызығы; L2 - ерітінді шығару сызығы; BC1 - ішкі шыны; С1 – сыртқы сауыт; Ш1 - ерітінділерді төгуге арналған фитинг; P1 – аммиак таратқышы; P2 – азот қышқылының дистрибьюторы

5-сурет - ITN бейтараптандырғыш құрылғысы

Кейбір жағдайларда аз мөлшерде аммиак бар газдарды өңдеу үшін диаметрі 1700 мм және биіктігі 5000 мм болатын ITP құрылғылары қолданылады.

Аммиак газының қыздырғышы көміртекті болаттан жасалған құбырлы құрылғы болып табылады. Корпус диаметрі 400--476 мм, биіктігі 3500--3280 мм. Түтік жиі 121 түтіктен тұрады (түтік диаметрі 25x3 мм), жалпы жылу беру беті 28 м2. Газ тәріздес аммиак құбырларға түседі, ал қыздыру буы немесе ыстық конденсат құбыр аралық кеңістікке түседі.

Жылыту үшін жылыту жабдықтарының шырын буы пайдаланылса, онда жылытқыш 1Х18Н9Т баспайтын болаттан жасалған.

Сұйық аммиакты буландырғыш көміртекті болаттан жасалған аппарат, оның төменгі бөлігінде бу орамы, ал ортасында газ тәрізді аммиактың тангенциалды кірісі бар.

Көп жағдайда буландырғыш 9 атм қысымда (артық) таза бумен жұмыс істейді. Аммиакты буландырғыштың төменгі жағында жиналған ластаушы заттардан мерзімді тазалауға арналған фитинг бар.

Азот қышқылының қыздырғышы диаметрі 400 мм, ұзындығы 3890 мм болатын қабықшалы аппарат болып табылады. Түтік диаметрі 25х2 мм, ұзындығы 3500 мм; жалпы жылу алмасу беті 32 м2. Жылыту абсолютті қысымы 1,2 атм болатын шырын буымен жүзеге асырылады.

Скруббер типті бейтараптандырғыш диаметрі 1800-2400 мм, биіктігі 4700-5150 мм болатын тік цилиндрлік аппарат болып табылады. Диаметрі 2012 мм және биіктігі 9000 мм құрылғылар да қолданылады. Аппарат ішінде циркуляциялық ерітінділерді көлденең қима бойынша біркелкі бөлу үшін бірнеше перфорацияланған пластиналар немесе керамикалық сақиналардан жасалған саптама бар. Пластиналармен жабдықталған құрылғылардың үстіңгі бөлігінде 50x50x3 мм өлшемдері бар сақиналар қабаты төселген, ол ерітінділердің шашырауына қарсы тосқауыл ретінде әрекет етеді.

Диаметрі 1700 мм, биіктігі 5150 мм скруббердің бос бөлігіндегі газ жылдамдығы шамамен 0,4 м/сек. Скруббер типті аппаратты ерітінділермен суару өнімділігі 175-250 м3/сағ ортадан тепкіш сорғылар арқылы жүзеге асырылады.

Вакуумды буландырғыш – диаметрі 1000-1200 мм, биіктігі 5000-3200 мм болатын тік цилиндрлік құрылғы. Саптама 50x50x5 мм өлшемді керамикалық сақиналар болып табылады, әдеттегі қатарларға салынған.

Газ шайғышы диаметрі 1000 мм, биіктігі 5000 мм баспайтын болаттан жасалған тік цилиндрлік аппарат болып табылады. Саптама 50x50x5 мм өлшемді керамикалық сақиналар болып табылады.

Араластырғыш-нейтрализатор – 30 айн/мин жылдамдықпен айналатын араластырғышы бар цилиндрлік аппарат. Жетек электр қозғалтқышынан беріліс қорабы арқылы жүзеге асырылады (6-сурет).

Ш1 - деңгей өлшегішті орнатуға арналған фитинг; B1 - ауа желдеткіші; E1 - электр қозғалтқышы; P1 - беріліс қорабы; VM1 - араластырғыш білігі; L1 - люк

6-сурет – Араластырғыш-нейтрализатор

Жиі қолданылатын құрылғылардың диаметрі 2800 мм, биіктігі 3200 мм. Олар атмосфералық қысыммен жұмыс істейді, аммоний нитратының ерітінділерін түпкілікті бейтараптандыру үшін және булануға жіберілген ерітінділер үшін аралық контейнерлер ретінде қызмет етеді.

Беттік конденсатор – бұл вакуумды буландырғыштан шығатын шырын буын конденсациялауға арналған тік құбырлы екі жолды (су арқылы) жылу алмастырғыш. Құрылғының диаметрі 1200 мм, биіктігі 4285 мм; жылу беру беті 309 м2. Ол шамамен 550-- 600 мм Hg вакуумда жұмыс істейді. Өнер; түтіктері бар: диаметрі 25х2 мм, ұзындығы 3500 м, жалпы саны 1150 дана; мұндай конденсатордың салмағы шамамен 7200 кг

Кейбір жағдайларда буландырғыштардан, жылыту қондырғыларының қақпақтарынан және су тығыздағыштарынан тазарту кезінде шығарылатын шырын буының атмосфераға шығарындыларын жою үшін келесі сипаттамалары бар беттік конденсатор орнатылады: корпус диаметрі 800 мм, биіктігі 4430 мм, түтіктердің жалпы саны. 483 дана, диаметрі 25х2, жалпы беті 125 м2.

Вакуумдық сорғылар. Сорғылардың әртүрлі түрлері қолданылады. ВВН-12 типті сорғының өнімділігі 66 м3/сағ, біліктің айналу жылдамдығы 980 айн/мин. Сорғы вакуумды бейтараптандыру қондырғысында вакуум жасауға арналған.

Ортадан тепкіш сорғылар. Вакуумды бейтараптандыру қондырғысында аммоний селитрасының ерітіндісін айналдыру үшін өнімділігі 175-250 м3/сағ 7ХН-12 сорғылары жиі қолданылады. Электр қозғалтқышының орнатылған қуаты 55 кВт.

4 . Материалдық және энергиялық есептеулер

Процестің материалды және жылулық балансын есептейік. Азот қышқылын аммиак газымен бейтараптандыруды 1 тонна өнімге есептеймін. Бастапқы мәліметтерді , , , оқу құралдарының әдістемесін пайдалана отырып, 2-кестеден аламын.

Біз бейтараптандыру процесі келесі шарттарда жүретінін қабылдаймыз:

Бастапқы температура, °C

аммиак газы................................................. ... ...........................50

азот қышқылы.................................................. ........ ...................................20

2-кесте – Бастапқы деректер

Материалды есептеу

1 Реакция арқылы 1 тонна нитрат алу үшін:

Np+HNO3=NH4NO3 +Q J (9)

Теориялық тұрғыдан шикізаттың келесі мөлшері қажет (кг):

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

азот қышқылы

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

Мұндағы 17, 63 және 80 сәйкесінше аммиак, азот қышқылы және аммоний нитратының молекулалық салмағы.

Np және HNO3 практикалық шығыны теориялық қарағанда біршама жоғары, өйткені бейтараптандыру процесінде реагенттердің шырын буы бар жоғалуы реакцияға түсетін компоненттер мен нитраттардың аздап ыдырауы салдарынан коммуникациялардағы ағып кетуден және т.б.

2. Тауарлы өнімдегі аммоний селитрасының мөлшерін анықтаңыз: 0,98*1000=980 кг/сағ.

980/80=12,25 кмоль/сағ,

сондай-ақ су мөлшері:

1000-980=20 кг/сағ

3. 12,25 кмоль/сағ нитрат алу үшін азот қышқылының шығынын (100%) есептеймін. Стехиометрия бойынша оның жұмсалған мөлшері (кмоль/сағ) нитрат түзілгендей: 12,25 кмоль/сағ немесе 12,25*63=771,75 кг/сағ.

Шарттар қышқылдың толық (100%) конверсиясын белгілейтіндіктен, бұл жеткізілетін сома болады.

Процесс сұйылтылған қышқылды қамтиды - 60%:

771,75/0,6=1286,25 кг/сағ,

оның ішінде су:

1286,25-771,25=514,5 кг/сағ

4. Сол сияқты аммиак шығыны (100%) 12,25 кмоль/сағ, немесе 12,25*17=208,25 кг/сағ.

25% аммиак суы бойынша бұл 208,25/0,25 = 833 кг/сағ болады, оның ішінде су 833-208,25 = 624,75 кг/сағ.

5. Реагенттермен бірге берілген бейтараптандырғыштағы судың жалпы мөлшерін табамын:

514,5+624,75=1139,25 кг/сағ

6. Нитрат ерітіндісінің булануынан түзілетін су буының мөлшерін анықтайық (20 кг/сағ тауарлық өнімде қалады): 1139,25 - 20 = 1119,25 кг/сағ.

7. Аммиак селитрасын алу процесінің материалдық балансының кестесін құрастырайық.

3-кесте – Бейтараптандыру процесінің материалдық балансы

8. Технологиялық көрсеткіштерді есептейік.

· теориялық шығындар коэффициенттері:

қышқыл үшін - 63/80=0,78 кг/кг

аммиак үшін - 17/80=0,21 кг/кг

· нақты шығындар коэффициенттері:

қышқыл үшін - 1286,25/1000=1,28 кг/кг

аммиак үшін - 833/1000=0,83 кг/кг

Бейтараптандыру процесінде бір ғана реакция болды, шикізаттың конверсиясы 1-ге тең болды (яғни, толық конверсия болды), ешқандай шығын болмады, бұл нақты шығымдылықтың теориялық реакцияға тең екенін білдіреді:

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

Энергияны есептеу

Жылудың келуі. Бейтараптандыру процесінде жылу кірісі аммиак пен азот қышқылымен енгізілген жылудан және бейтараптандыру кезінде бөлінетін жылудан тұрады.

1. Аммиак газының бөлетін жылуы:

Q1=208,25*2,18*50=22699,25 кДж,

мұндағы 208,25 аммиак шығыны, кг/сағ

2.18 - аммиактың жылу сыйымдылығы, кДж/(кг*°С)

50 - аммиак температурасы, °C

2. Азот қышқылының берген жылуы:

Q2=771,75*2,76*20=42600,8 кДж,

мұндағы 771,25 азот қышқылының шығыны, кг/сағ

2,76 - азот қышқылының жылу сыйымдылығы, кДж/(кг*°С)

20 - қышқыл температурасы, °C

3. Нейтралдау жылуы түзілген аммоний нитратының 1 мольіне алдын ала мына теңдеу бойынша есептеледі:

HNO3*3,95pO(сұйық) +Np(газ) =NH4NO3*3,95pO(сұйық)

мұндағы HNO3*3,95pO азот қышқылына сәйкес келеді.

Бұл реакцияның Q3 жылу эффектісі келесі шамалардан табылады:

а) азот қышқылының суда еру жылуы:

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

б) 100% азот қышқылынан және 100% аммиактан қатты NH4NO3 түзілу жылуы:

HNO3 (сұйық) + Np (газ) = NH4NO3 (қатты) (11)

в) алынған ерітіндіні 52,5%-дан (NH4NO3 *pO) 64%-ға (NH4NO3 *2,5pO) булану реакциясының жылу шығынын ескере отырып, аммоний нитратының суда еру жылуы.

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

мұндағы NH4NO3*4pO 52,5% NH4NO3 концентрациясына сәйкес келеді

NH4NO3*4pO мәні қатынасынан есептеледі

80*47,5/52,5*18=4пО,

мұндағы 80 NH4NO3 молярлық салмағы

47,5 - HNO3 концентрациясы, %

52,5 - NH4NO3 концентрациясы, %

18 - молярлық салмақ pO

NH4NO3*2,5pO шамасы NH4NO3-тің 64% ерітіндісіне сәйкес келетіндей есептеледі.

80*36/64*18=2,5пО

(10) реакцияға сәйкес азот қышқылының судағы еру жылуы q 2594,08 Дж/моль. (11) реакцияның жылу эффектісін анықтау үшін аммоний нитратының түзілу жылуынан Np (газ) және HNO3 (сұйықтық) түзілу жылуларының қосындысын алып тастау керек.

Бұл қосылыстардың түзілу жылуы қарапайым заттар 18°C және 1 атм температурада келесі мәндер бар (Дж/моль):

Np(газ):46191,36

HNO3 (сұйық): 174472,8

NH4NO3(лар):364844,8

Химиялық процестің жалпы жылу эффектісі тек алғашқы әрекеттесетін заттар мен соңғы өнімдердің түзілу жылуларына байланысты. Бұдан шығатыны (11) реакцияның жылу эффектісі:

q2=364844,8-(46191,36+174472,8)=144180,64 Дж/моль

(12) реакцияға сәйкес NH4NO3 еру жылуы q3 15606,32 Дж/мольге тең.

NH4NO3 суда еруі жылуды сіңірумен жүреді. Осыған байланысты ерітіндінің жылуы минус таңбасы бар энергетикалық баланста алынады. NH4NO3 ерітіндісінің концентрациясы сәйкесінше жылу бөлінуімен жүреді.

Осылайша, Q3 реакциясының жылу эффектісі

HNO3 +*3,95pO(сұйық)+ Np(газ) =NH4NO3*2,5pO(сұйық)+1,45 pO(бу)

болады:

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

1 т аммиак селитрасын алған кезде бейтараптандыру реакциясының жылуы:

102633,52*1000/80=1282919 кДж,

мұндағы 80 NH4NO3 молекулалық массасы

Жоғарыда келтірілген есептеулерден жалпы жылу алуы: аммиакпен 22699,25, азот қышқылымен 42600,8, бейтараптандыру жылуы есебінен 1282919 және барлығы 1348219,05 кДж болатыны анық.

Жылу шығыны. Азот қышқылын аммиакпен бейтараптандыру кезінде алынған аммоний нитратының ерітіндісімен жылу аппараттан алынады, осы ерітіндідегі суды буландыруға жұмсалады және қоршаған ортаға жоғалады.

Аммоний нитраты ерітіндісімен өтетін жылу мөлшері:

Q=(980+10)*2,55 ткип,

мұндағы 980 аммиак селитрасы ерітіндісінің мөлшері, кг

10 – Np және HNO3 шығыны, кг

tboil – аммоний нитраты ерітіндісінің қайнау температурасы, °С

Аммоний нитраты ерітіндісінің қайнау температурасы бейтараптандырғышта 1,15 - 1,2 атм абсолютті қысымда анықталады; Бұл қысым 103 ° C қаныққан су буының температурасына сәйкес келеді. атмосфералық қысымда NH4NO3 ерітіндісінің қайнау температурасы 115,2 °C. Температураның төмендеуі мынаған тең:

Т=115,2 - 100=15,2 °С

64% NH4NO3 ерітіндісінің қайнау температурасын есептеңдер

қайнау = тсат. бу+?t*з =103+15,2*1,03 = 118,7 °С,

Ұқсас құжаттар

Өндірілген өнімнің, өндіріске арналған шикізат пен материалдардың сипаттамалары. Аммоний селитрасын алудың технологиялық процесі. Азот қышқылын аммиак газымен бейтараптандыру және жоғары концентрлі балқымаға дейін булану.

курстық жұмыс, 19.01.2016 қосылған


Түйіршіктелген аммоний нитраты өндірісін автоматтандыру. Шырынды бу беру желісіндегі қысымды тұрақтандыруға және барометрлік конденсатордан бу конденсатының температурасын реттеуге арналған схемалар. Вакуумдық сорғыға шығатын құбырдағы қысымды бақылау.

курстық жұмыс, 01.09.2014 қосылған


Аммоний нитраты – қарапайым және арзан азотты тыңайтқыш. Оны өндірудің қолданыстағы технологиялық схемаларына шолу. «Череповец Азот» ААҚ күрделі азот-фосфатты тыңайтқышты өндірумен аммоний селитрасы өндірісін жаңғырту.

диссертация, 22.02.2012 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, 11.03.2015 қосылған


Аммиактың мақсаты, құрылымы және функционалдық диаграммасы тоңазытқыш қондырғы. Берілген және үшін термодинамикалық диаграммада циклды тұрғызу оңтайлы режимдер. Салқындату сыйымдылығын, қуат тұтынуды және энергия шығынын анықтау.

сынақ, 25/12/2013 қосылды


Кептіру процесінің мәні және оның технологиялық схемасының сипаттамасы. Барабандық атмосфералық кептіргіштер, олардың құрылымы және негізгі есептеулері. Кептіргішке берілетін түтін газдарының параметрлері, ылғалдылықты автоматты реттеу. Кептіру агентін тасымалдау.

курстық жұмыс, 24.06.2012 қосылған


Азот қышқылын алудың заманауи әдістеріне шолу. Қондырудың технологиялық сызбасын сипаттау, негізгі аппарат пен қосалқы жабдықтың конструкциясы. Шикізат пен дайын өнімнің, жанама өнімдердің және өндіріс қалдықтарының сипаттамасы.

диссертация, 11/01/2013 қосылды


Сұйылтылған азот қышқылын алудың өнеркәсіптік әдістері. Аммиакты тотығу катализаторлары. Газ қоспасының құрамы. Аммиак-ауа қоспасындағы аммиактың оңтайлы мөлшері. Азот қышқылы жүйелерінің түрлері. Реактордың материалды және жылулық балансын есептеу.

курстық жұмыс, 14.03.2015 қосылған


Технологиялық процесс, технологиялық нормалар. Диаммоний фосфатының физика-химиялық қасиеттері. Технологиялық жүйе. Фосфор қышқылының қабылдануы, таралуы. Фосфор қышқылын бейтараптандырудың бірінші және екінші кезеңдері. Өнімді түйіршіктеу және кептіру.

курстық жұмыс, 18.12.2008 қосылған


Азот қышқылын өндіруге арналған шикізат пен көмекші материалдардың сипаттамасы. Қабылданған өндірістік схеманы таңдау және негіздеу. Технологиялық сұлбаның сипаттамасы. Процестердің материалдық баланстарын есептеу. Технологиялық процесті автоматтандыру.