Modeli i upravljanje opremom za proizvodnju amonijum nitrata. Tehnologija proizvodnje amonijum nitrata. Prisutnost cirkulacije u aparatu toplinske pumpe eliminira pregrijavanje u reakcionoj zoni, što omogućava da se proces neutralizacije izvede uz minimalne gubitke vezanog dušika

Proizvodnja amonijum nitrata

Amonijum nitrat je đubrivo bez balasta koje sadrži 35% azota u obliku amonijuma i nitrata, tako da se može koristiti na bilo kom tlu i za sve useve. Međutim, ovo đubrivo ima fizička svojstva nepovoljna za skladištenje i upotrebu. Kristali i granule amonijum nitrata šire se u vazduhu ili u kolaču u velike agregate kao rezultat njihove higroskopnosti i dobre rastvorljivosti u vodi. Osim toga, kada se temperatura i vlažnost zraka mijenjaju tokom skladištenja amonijum nitrata, može doći do polimorfnih transformacija. Za suzbijanje polimorfnih transformacija i povećanje čvrstoće granula amonijum nitrata koriste se aditivi koji se unose prilikom njegove proizvodnje - amonijum fosfati i sulfati, borna kiselina, magnezijum nitrat itd. Eksplozivnost amonijum nitrata otežava njegovu proizvodnju, skladištenje i transport.

Amonijum nitrat se proizvodi u fabrikama koje proizvode sintetički amonijak i dušičnu kiselinu. Proizvodni proces se sastoji od faza neutralizacije slabe azotne kiseline gasovitim amonijakom, isparavanja nastalog rastvora i granulacije amonijum nitrata. Korak neutralizacije se zasniva na reakciji

NH 3 +HNO 3 =NH 4 NO 3 +148,6 kJ

Ovaj proces hemisorpcije, u kojem je apsorpcija plina tekućinom praćena brzom kemijskom reakcijom, odvija se u području difuzije i vrlo je egzoterman. Toplota neutralizacije se racionalno koristi za isparavanje vode iz rastvora amonijum nitrata. Korišćenjem azotne kiseline visoke koncentracije i zagrevanjem početnih reagensa moguće je direktno dobiti talog amonijum nitrata (sa koncentracijom iznad 95-96% NH 4 NO 3) bez upotrebe isparavanja.

Najčešće sheme uključuju nepotpuno isparavanje otopine amonijum nitrata zbog topline neutralizacije (slika 2).

Najveći dio vode se isparava u hemijskom reaktoru-neutralizatoru ITN (koristeći toplinu neutralizacije). Ovaj reaktor je cilindrična posuda od nerđajućeg čelika, unutar koje se nalazi još jedan cilindar u koji se direktno unose amonijak i dušična kiselina. Unutrašnji cilindar služi kao neutralizacijski dio reaktora (zona kemijske reakcije), a prstenasti prostor između unutrašnjeg cilindra i tijela reaktora služi kao dio za isparavanje. Dobijeni rastvor amonijum nitrata teče iz unutrašnjeg cilindra u deo za isparavanje reaktora, gde dolazi do isparavanja vode usled razmene toplote između zona neutralizacije i isparavanja kroz zid unutrašnjeg cilindra. Nastala para soka se uklanja iz ITN neutralizatora i zatim se koristi kao sredstvo za grijanje.

Sulfat-fosfatni aditiv se dozira u azotnu kiselinu u obliku koncentrisane sumporne i fosforne kiseline, koje se zajedno sa dušičnim amonijakom neutralizuju u ITN neutralizatoru. Prilikom neutralizacije početne azotne kiseline, 58% rastvor amonijum nitrata na izlazu iz ITN sadrži 92-93% NH 4 NO 3; ova otopina se šalje u predneutralizator u koji se dovodi plin amonijak tako da otopina sadrži višak amonijaka (oko 1 g/dm 3 slobodnog NH 3 ), što osigurava sigurnost daljeg rada sa topljenom NH 4 NO 3 . Potpuno neutralizovani rastvor se koncentriše u kombinovanom pločastom cevastom isparivaču da bi se dobila talina koja sadrži 99,7-99,8% NH 4 NO 3 . Za granulaciju visokokoncentrovanog amonijum nitrata, talina se pumpa potopljenim pumpama na vrh granulacionog tornja visine 50-55m. Granulacija se vrši raspršivanjem taline pomoću akustičnih vibrirajućih granulatora tipa ćelije, koji osiguravaju ujednačen granulometrijski sastav proizvoda. Granule se hlade zrakom u hladnjaku s fluidiziranim slojem, koji se sastoji od nekoliko uzastopnih faza hlađenja. Ohlađene granule se prskaju surfaktantima u bubnju sa mlaznicama i prenose u ambalažu.

Zbog nedostataka amonijum nitrata, preporučljivo je proizvoditi složena i miješana gnojiva na bazi njega. Miješanjem amonijum nitrata sa krečnjakom dobijaju se amonijum-sulfat, kreč-amonijum-nitrat, amonijum-sulfat-nitrat itd. fuzionisanjem NH 4 NO 3 sa solima fosfora i kalija.

Proizvodnja uree

Urea (urea) je na drugom mjestu među dušičnim đubrivima po obimu proizvodnje nakon amonijum nitrata. Rast proizvodnje uree je rezultat njene široke primjene u poljoprivredi. Ima veliku otpornost na ispiranje u odnosu na druga azotna đubriva, tj. manje podložan ispiranju iz tla, manje higroskopan, može se koristiti ne samo kao gnojivo, već i kao dodatak hrani za stoku. Urea se također široko koristi za proizvodnju složenih gnojiva, vremenski kontroliranih gnojiva i za proizvodnju plastike, ljepila, lakova i premaza.

Urea CO(NH 2) 2 je bijela kristalna supstanca koja sadrži 46,6% dušika. Njegova proizvodnja temelji se na reakciji amonijaka s ugljičnim dioksidom

2NH 3 +CO 2 =CO(NH 2) 2 +H 2 O H=-110,1 kJ (1)

Dakle, sirovina za proizvodnju uree je amonijak i ugljični dioksid, koji se dobijaju kao nusproizvod u proizvodnji procesnog gasa za sintezu amonijaka. Stoga se proizvodnja uree u hemijskim postrojenjima obično kombinuje sa proizvodnjom amonijaka.

Reakcija (1) – ukupno; javlja se u dvije faze. U prvoj fazi dolazi do sinteze karbamata:

2NH 3 +CO 2 =NH 2 COONH 4 H=-125,6 kJ (2)

gas gas tečnost

U drugoj fazi dolazi do endotermnog procesa odvajanja vode od molekula karbamata, uslijed čega dolazi do stvaranja uree:

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

tečnost tečna tečnost

Reakcija stvaranja amonijum karbamata je reverzibilna, egzotermna i nastavlja se sa smanjenjem volumena. Da bi se ravnoteža pomaknula prema proizvodu, to se mora izvesti pri povišenom pritisku. Da bi se proces odvijao dovoljno velikom brzinom, potrebne su i povišene temperature. Povećanje pritiska kompenzuje negativan efekat visokih temperatura na pomeranje reakcione ravnoteže u suprotnom smeru. U praksi se sinteza uree provodi na temperaturama od 150-190 C i pritisak 15-20 MPa. Pod ovim uslovima, reakcija se odvija velikom brzinom i do kraja.

Razgradnja amonijum karbamata je reverzibilna endotermna reakcija koja se intenzivno odvija u tečnoj fazi. Kako bi se spriječila kristalizacija čvrstih proizvoda u reaktoru, proces se mora izvoditi na temperaturi ispod 98C (eutektička tačka za sistem CO(NH 2) 2 - NH 2 COONH 4).

Više temperature pomiču reakcijsku ravnotežu udesno i povećavaju njenu brzinu. Maksimalni stepen konverzije karbamata u ureu postiže se na 220C. Da bi se pomaknula ravnoteža ove reakcije, također se uvodi višak amonijaka koji veže reakcijsku vodu i uklanja je iz reakcijske sfere. Međutim, još uvijek nije moguće postići potpunu konverziju karbamata u ureu. Reakciona smjesa, osim produkta reakcije (uree i vode), sadrži i amonijum karbamat i produkte njegovog raspadanja - amonijak i CO 2.

Da bi se sirovina u potpunosti iskoristila, potrebno je ili osigurati povratak neizreagiranog amonijaka i ugljičnog dioksida, kao i amonijevih ugljičnih soli (međuprodukti reakcije) u kolonu za sintezu, tj. stvaranje reciklaže, odnosno odvajanje uree iz reakcione smjese i slanje preostalih reagensa u druge proizvodne pogone, na primjer u proizvodnju amonijum nitrata, tj. izvođenje procesa prema otvorenoj šemi.

U velikoj jedinici za sintezu uree sa reciklažom tečnosti i upotrebom procesa strippinga (slika 3), mogu se razlikovati jedinica visokog pritiska, jedinica niskog pritiska i sistem granulacije. Vodeni rastvor amonijum karbamata i amonijum-ugljičnih soli, kao i amonijak i ugljen-dioksid ulaze u donji deo kolone za sintezu 1 iz kondenzatora karbamata visokog pritiska 4. U koloni za sintezu na temperaturi od 170-190C i pritisku od 13-15 MPa dolazi do stvaranja karbamatnih krajeva i reakcije sinteze uree. Potrošnja reagensa je odabrana tako da molarni odnos NH 3:CO 2 u reaktoru bude 2,8-2,9. Tekuća reakciona smeša (talina) iz kolone za sintezu uree ulazi u kolonu za uklanjanje 5, gde teče niz cevi. Ugljični dioksid, komprimiran u kompresoru do tlaka od 13-15 MPa, dovodi se protivstrujno u talinu, kojoj se dodaje zrak kako bi se formirao pasivizirajući film i smanjila korozija opreme u količini koja osigurava koncentraciju kisika od 0,5-0,8% u smjesu. Kolona za odstranjivanje se zagrijava vodenom parom. Smjesa para-gas iz kolone 5, koja sadrži svježi ugljični dioksid, ulazi u kondenzator visokog pritiska 4. U njega se uvodi i tekući amonijak. Istovremeno služi kao radni tok u injektoru 3, koji dovodi otopinu amonijevih ugljičnih soli iz visokotlačnog skrubera 2 i, po potrebi, dio taline iz kolone za sintezu u kondenzator. U kondenzatoru nastaje karbamat. Toplota koja se oslobađa tokom reakcije koristi se za proizvodnju vodene pare.

Nereagirani plinovi kontinuirano izlaze iz gornjeg dijela kolone za sintezu i ulaze u visokotlačni skruber 2, u kojem se većina kondenzira uslijed hlađenja vodom, formirajući otopinu karbamata i soli amonijum-ugljika.

Vodena otopina uree koja izlazi iz kolone 5 sadrži 4-5% karbamata. Za konačnu razgradnju otopina se guši do tlaka od 0,3-0,6 MPa i zatim šalje u gornji dio destilacijske kolone 8.

Tečna faza teče u koloni niz mlaznicu u suprotnom smjeru prema mješavini para i plina koja se diže odozdo prema gore. NH 3 , CO 2 i vodena para izlaze iz vrha kolone. Vodena para se kondenzira u kondenzatoru niskog pritiska 7, a glavnina amonijaka i ugljičnog dioksida se otapa. Dobijeni rastvor se šalje u skruber 2. Završno prečišćavanje gasova koji se emituju u atmosferu vrši se apsorpcionim metodama.

70% rastvor uree koji napušta dno destilacione kolone 8 se odvaja od mešavine para i gasa i šalje, nakon smanjenja pritiska na atmosferski, prvo na isparavanje, a zatim na granulaciju. Prije prskanja taline u granulacionom tornju 12, dodaju joj se aditivi za kondicioniranje, na primjer, urea-formaldehidna smola kako bi se dobilo đubrivo koje se ne zgrušava i koje se ne kvari tokom skladištenja.

Zaštita životne sredine tokom proizvodnje đubriva

Prilikom proizvodnje fosfatnih đubriva postoji veliki rizik od zagađenja vazduha gasovima fluora. Hvatanje spojeva fluora važno je ne samo sa stanovišta zaštite okoliša, već i zbog toga što je fluor vrijedna sirovina za proizvodnju freona, fluoroplasta, fluorne gume itd. Jedinjenja fluora mogu ući u otpadne vode u fazama pranja đubriva i čišćenja gasa. Da bi se smanjila količina takve otpadne vode, preporučljivo je stvoriti zatvorene cikluse cirkulacije vode u procesima. Za prečišćavanje otpadnih voda od fluoridnih spojeva mogu se koristiti metode jonske izmjene, precipitacije gvožđem i aluminijum hidroksidima, sorpcija na aluminijum oksidu itd.

Otpadne vode iz proizvodnje azotnih đubriva koje sadrže amonijum nitrat i ureu šalju se na biološki tretman, prethodno pomešane sa ostalim otpadnim vodama u takvim razmerama da koncentracija uree ne prelazi 700 mg/l, a amonijaka 65-70 mg/l.

Važan zadatak u proizvodnji mineralnih đubriva je prečišćavanje gasova od prašine. Posebno je velika mogućnost zagađenja zraka prašinom gnojiva u fazi granulacije. Zbog toga se gas koji izlazi iz granulacionih tornjeva mora podvrgnuti čišćenju od prašine suhim i mokrim metodama.

Bibliografija

A.M. Kutepov i drugi.

Opšta hemijska tehnologija: Udžbenik. za univerzitete/A.M. Kutepov,

T.I. Bondareva, M.G. Berengarten - 3. izd., revidirano. – M.: ICC “Akademkniga”. 2003. – 528 str.

I.P. Mukhlenov, A.Ya. Averbukh, D.A. Kuznjecov, E.S. Tumarkina,

I.E. Furmer.

Opšta hemijska tehnologija: Udžbenik. za hemijsko inženjerstvo specijalista. univerziteti

U 2 toma. T.2. Najvažnija hemijska proizvodnja / I.P. Mukhlenov, A.Ya. Kuznjecov i drugi; Ed. I.P. Mukhlenova. – 4. izd., prerađeno. i dodatne – M.: „Više. škola", 1984.-263 str., ilustr.

Beskov V.S.

Opšta hemijska tehnologija: Udžbenik za univerzitete. – M.: ICC “Akademkniga”, 2005. -452 str.: ilustr.

Proizvodnja amonijum nitrata sastoji se od neutralizacije azotne kiseline gasovitim amonijakom i kristalizacije proizvoda. Amonijak ne bi trebao sadržavati više od 1% vlage, a prisustvo ulja nije dozvoljeno. Dušična kiselina se uzima u koncentraciji većoj od 45% HNO 3; sadržaj azotnih oksida u njemu ne bi trebao biti veći od 0,1%. Za dobijanje amonijum nitrata može se koristiti i otpad iz proizvodnje amonijaka - na primer, amonijačna voda i rezervoari i gasovi za pročišćavanje koji se uklanjaju iz skladišta tečnog amonijaka i dobijaju pročišćavanjem sistema za sintezu amonijaka. Sastav rezervoarskih gasova: 45-70% NH 3, 55-30% H 2 + N 2 (sa tragovima metana i argona); sastav gasova za pročišćavanje: 7,5-9% NH 3, 92,5-91% H 2 + N 2 (sa tragovima metana i argona). Pored toga, destilacioni gasovi iz proizvodnje uree se takođe koriste za proizvodnju amonijum nitrata, njihov približni sastav je: 55-57% NH 3, 18-24% CO 2, 15-20% H 2 O.

Toplotni efekat reakcije NH 3(g) +HNO 3(l) NH 4 NO 3 je 35,46 kcal/(g mol). U proizvodnji amonijum nitrata obično se koristi 45-58% kiseline. U ovom slučaju, termički efekat reakcije neutralizacije je odgovarajuće smanjen za količinu toplote razblaženja azotne kiseline sa vodom i za količinu rastvaranja amonijum nitrata.

Uz racionalnu upotrebu topline neutralizacije, isparavanjem vode mogu se dobiti koncentrirani rastvori, pa čak i otopljeni amonijum nitrat.

U skladu s tim, postoje sheme za proizvodnju otopine amonijum nitrata sa njegovim naknadnim isparavanjem (tzv. višestepeni proces) i za proizvodnju taline (jednostepeni ili neisparavajući proces). Da biste odabrali racionalnu shemu neutralizacije, potrebno je uporediti četiri fundamentalno različite sheme za proizvodnju amonijevog nitrata korištenjem topline neutralizacije:

1) instalacije koje rade na atmosferskom pritisku (višak pritiska pare soka 0,15-0,2 at);

2) instalacije sa vakuumskim isparivačem;

3) instalacije koje rade pod pritiskom, uz jednokratnu upotrebu toplote sokove pare;

4) instalacije koje rade pod pritiskom, sa dvostrukom upotrebom toplote sokove pare (proizvodnja koncentrovane taline).

U industrijskoj praksi imaju široku primjenu kao najefikasnije instalacije koje rade na atmosferskom pritisku, koristeći neutralizaciju topline i djelomično instalacije s vakuumskim isparivačem.

Tehnički zahtjevi za gotove proizvode

Prema važećem GOST 2-85 u Rusiji, granulirani amonijum nitrat se proizvodi u dva razreda: A - najviša kategorija kvaliteta i B - najviša kategorija kvaliteta (najviši razred) i prva kategorija kvaliteta (prvi razred). Pokazatelji kvaliteta industrijski proizvedenog amonijum nitrata prikazani su u tabeli 1.

Tabela 1

amonijum nitrat GOST 2-85
izgled	Granulirani proizvod bez stranih mehaničkih nečistoća
Ukupni maseni udio nitrita i amonijum azota u smislu:
za NH4NO3 u suvoj materiji, % ne manje		nije standardizovan
za azot u suvoj materiji, %, ne manje
Maseni udio vode, %, ne više
pH 10% vodenog rastvora, ne manji
Maseni udio tvari nerastvorljivih u 10% otopini dušične kiseline, %, ne više		nije standardizovan
ocjenjivanje:
Maseni udio granula
od 1 do 3 mm, %, ne manje		nije standardizovan
od 1 do 4 mm, %, ne manje
od 2 do 4 mm, %, ne manje
manje od 1 mm,%
više od 6 mm, %
Statistička jačina granula n/granula (kg/granula), ne manje
Krvljivost, %, ne manje
Dodatak za kondicioniranje	magnezijum nitrata

Preduzeća koja proizvode amonijum nitrat moraju garantovati potrošaču da će se pokazatelji kvaliteta proizvoda predviđeni GOST 2-85 održati 6 meseci pod uslovom da potrošač poštuje uslove skladištenja utvrđene standardom.

Primena amonijum nitrata

Amonijum nitrat je vrsta mineralnog đubriva bez kojeg je moderna poljoprivreda gotovo nezamisliva. Pripadnost porodici azotnih đubriva, raznovrsnost primene, mogućnost industrijskih obima proizvodnje i snabdevanja, dokazana tehnologija proizvodnje - to su prednosti koje održavaju nepokolebljivu poziciju amonijum nitrata na tržištu đubriva.

Azot je apsolutno neophodan za biljke. Klorofil, koji koristi sunčevu energiju i proizvodi građevinski materijal za žive ćelije, sadrži dušik. Spolja, amonijum nitrat su bijele granule. Zrnasta supstanca je visoko rastvorljiva u vodi i sadrži 34,4% azota. Primjenjuje se kao prihrana za sve vrste poljoprivrednih kultura, na svim tipovima zemljišta i za pripremu tla za sjetvu. U industriji se amonijum nitrat koristi kao sirovina za proizvodnju eksploziva i dalju upotrebu u hemijskoj, rudarskoj i građevinskoj industriji.

Postoji problem povezan sa visokom higroskopnošću amonijum nitrata. Granule gube tvrdoću i šire se kada se poveća vlažnost zraka. Međutim, savremeni tehnološki razvoj omogućava da se ova nijansa uzme u obzir i iskorijeni u fazi proizvodnje.

Tradicionalno se smatra da je jedna od prednosti amonijevog nitrata to što tlo u potpunosti apsorbira dio amonijaka zbog brze topljivosti gnojiva. Istovremeno, amonijum nitrat ima duže dejstvo u odnosu na nitrat. Frakciona primena amonijum nitrata može smanjiti gubitak nitratnog azota usled ispiranja. Uspješno se koristi u proizvodnji mješavina gnojiva kao najoptimalnija azotna komponenta. Trenutno, hemijsko tržište doživljava stalni porast potražnje za amonijum nitratom i kao đubrivom i kao industrijskom hemijskom sirovinom. Tome je zaslužna i podrška koju država daje poljoprivrednoj industriji i razvoju domaće industrije općenito.

Tehnološki proces proizvodnje amonijum nitrata uključuje, pored faze neutralizacije azotne kiseline amonijakom, i faze isparavanja rastvora nitrata, granulacije taline, hlađenja granula, tretmana granula površinski aktivnim materijama. , pakovanje, skladištenje i utovar nitrata, prečišćavanje emisija gasova i otpadnih voda.

Početnih 58--60% azotne kiseline se zagreva u grejaču / do 70--80 sa parom soka iz ITN aparata 3 i šalje se na neutralizaciju. Ispred uređaja 3 Fosforna i sumporna kiselina se dodaju dušičnoj kiselini u takvim količinama da gotov proizvod sadrži 0,3-0,5% P2O5 i 0,05-0,2% amonijum sulfata.

Jedinica sadrži dva ITN uređaja koja rade paralelno. Osim azotne kiseline, opskrbljuju se plinom amonijakom, prethodno zagrijanim u grijaču. 2 kondenzat pare do 120-- 130 °C. Količine unesene dušične kiseline i amonijaka se podešavaju tako da na izlazu iz pumpnog aparata otopina ima blagi višak kiseline (2-5 g/l), čime se osigurava potpuna apsorpcija amonijaka.

U aparatu se zagreva azotna kiselina (58-60%) 2 do 80--90 °C sa parom soka iz ITN aparata 8. Gas amonijak u grijalici 1 zagrijana kondenzatom pare na 120--160°C. Dušična kiselina i gasoviti amonijak u automatski kontrolisanom odnosu ulaze u reakcione delove dva ITN 5 aparata koji rade paralelno. Rastvor 89--92% NH4NO3 koji izlazi iz ITN aparata na 155--170 °C ima višak azotne kiseline u rasponu od 2--5 g/l, što osigurava potpunu apsorpciju amonijaka.

U gornjem dijelu aparata para soka iz reakcionog dijela ispire se od prskanja amonijum nitrata; pare HNO3 i NNz sa 20% rastvorom amonijum nitrata iz mašine za pranje 18 i kondenzat pare soka iz grijača dušične kiseline 2, koji se serviraju na poklopcima gornjeg dijela aparata. Dio pare soka koristi se za zagrijavanje dušične kiseline u grijaču 2, a najveći dio se šalje u perač za pranje. 18, gde se meša sa vazduhom iz granulacionog tornja, sa mešavinom pare i vazduha iz isparivača 6 i oprati na tanjirama za pranje. Isprana mješavina pare i zraka ispušta se u atmosferu pomoću ventilatora 19.

Rješenje sa ITN uređaja 8 uzastopno prolazi kroz neutralizator 4 i kontrolni neutralizator 5. Do neutralizatora 4 sumporna i fosforna kiselina se doziraju u količini koja osigurava da gotov proizvod sadrži 0,05--0,2% amonijum sulfata i 0,3--0,5% P20s. Doziranje kiselina pomoću klipnih pumpi se prilagođava ovisno o opterećenju jedinice.

Nakon neutralizacije viška NMO3 u rastvoru amonijum nitrata iz ITN uređaja i uvođenja sumporne i fosforne kiseline u naknadni neutralizator 4, rastvor prolazi kontrolni naknadni neutralizator 5 (gdje se amonijak automatski isporučuje samo u slučaju curenja kiseline iz neutralizatora 4) i ulazi u isparivač 6. Za razliku od AC-67 jedinice, gornji dio isparivača 6 opremljen sa dve ploče za ispiranje sita, na koje se dovodi kondenzat pare, koji ispira mešavinu pare i vazduha iz isparivača od amonijum nitrata

Nitratna otopina iz isparivača 6, prolazeći kroz vodeni zatvarač i neutralizator 9 i filter 10, ulazi u rezervoar 11, gde dolazi iz potapajuće pumpe 12 dovode se kroz cjevovod sa antidetonirajućom mlaznicom u rezervoar pod pritiskom 15, a zatim u granulatore 16 ili 17. Sigurnost pumpne jedinice taline osigurana je sistemom automatskog održavanja temperature taline tokom njenog isparavanja u isparivaču (ne više od 190 °C), kontrolom i regulacijom okruženja taline nakon neutralizatora 9 (unutar 0,1-- 0,5 g/l NNz), kontrola temperature taline u rezervoaru 11, kućište pumpe 12 i potisnog cjevovoda. Ako regulatorni parametri procesa odstupaju, pumpanje taline automatski prestaje, a talina u rezervoarima 11 i isparivač 6 kada temperatura poraste, razrijediti kondenzatom.

Za granulaciju se koriste dvije vrste granulatora: vibroakustični 16 i monodisperzna 17. Vibracioni i akustični granulatori, koji se koriste na jedinicama velikog kapaciteta, pokazali su se pouzdanijim i praktičnijim za rad.

Talina je granulirana u pravougaonom metalnom tornju 20 sa tlocrtnim dimenzijama 8x11 m Visina leta granula je 55 m, što obezbeđuje kristalizaciju i hlađenje granula prečnika 2-3 mm do 90--120°C sa protivstrujanjem vazduha ljeti do 500°C. hiljada m?h, a zimi (na niskim temperaturama) do 300--400 hiljada m?h. Na dnu tornja nalaze se prijemni konusi sa kojih se granule transportuju trakastim transporterom 21 poslat u CC rashladni aparat 22.

Aparati za hlađenje 22 podijeljen u tri sekcije sa autonomnim dovodom zraka ispod svake sekcije rešetke fluidiziranog sloja. U njegovom glavnom dijelu je ugrađeno sito, koje odstranjuje grudvice nitrata nastale kao rezultat poremećaja načina rada granulatora. Grudice se šalju na otapanje. Vazduh se dovodi u sekcije rashladnih uređaja pomoću ventilatora 23, zagrejan u aparatu 24 zbog topline pare soka iz ITN uređaja. Zagrijavanje se vrši kada je atmosferska vlažnost iznad 60%, a zimi kako bi se izbjeglo naglo hlađenje granula. Granule amonijum nitrata uzastopno prolaze kroz jednu, dve ili tri sekcije rashladnog aparata, u zavisnosti od opterećenja jedinice i temperature okolnog vazduha. Preporučena temperatura hlađenja granuliranog proizvoda zimi je ispod 27 °C, ljeti do 40-50 °C. Kod rada jedinica u južnim krajevima, gdje značajan broj dana temperatura zraka prelazi 30 °C, treći dio rashladnog aparata radi na prethodno ohlađenom zraku (u evaporativnom amonijačnom izmjenjivaču topline). Količina vazduha koja se dovodi u svaku sekciju je 75-80 hiljada m/h. Pritisak ventilatora 3,6 kPa. Izduvni vazduh iz delova aparata na temperaturi od 45-60°C, koji sadrži do 0,52 g/m 3 prašine amonijum nitrata, šalje se u granulacioni toranj, gde se meša sa atmosferskim vazduhom i isporučuje na pranje u perač za pranje 18.

Ohlađeni proizvod se šalje u skladište ili na tretman surfaktantom (NP disperzantom), a zatim za otpremu u rasutom stanju ili pakiranje u vreće. Tretman NF disperzantom se vrši u šupljem aparatu 27 sa centralno postavljenom mlaznicom koja raspršuje prstenasti vertikalni mlaz granula, ili u rotirajućem bubnju. Kvalitet obrade zrnastog proizvoda u svim korištenim uređajima zadovoljava zahtjeve GOST 2---85.

Granulirani amonijum nitrat se skladišti u skladištu u gomilama visine do 11 m Pre otpreme potrošaču, nitrat se iz skladišta isporučuje na prosijavanje. Nestandardni proizvod se rastvara, rastvor se vraća u park. Standardni proizvod se tretira sa NF disperzantom i šalje potrošačima.

Rezervoari za sumpornu i fosfornu kiselinu i pumpna oprema za njihovo doziranje raspoređeni su u posebnu celinu. Centralna kontrolna tačka, električna trafostanica, laboratorija, servisni i kućni prostori nalaze se u posebnom objektu.

Amonijum nitrat, ili amonijum nitrat, NH 4 NO 3 je bijela kristalna supstanca koja sadrži 35% dušika u obliku amonijuma i nitrata, oba oblika dušika lako apsorbiraju biljke. Granulirani amonijum nitrat se u velikim količinama koristi prije sjetve i za sve vrste gnojiva. U manjem obimu, koristi se za proizvodnju eksploziva.

Amonijum nitrat je visoko rastvorljiv u vodi i ima visoku higroskopnost (sposobnost da apsorbuje vlagu iz vazduha), što je razlog da se granule đubriva šire, gube kristalni oblik i dolazi do zgrušavanja đubriva - rasuti materijal se pretvara u čvrstu monolitnu masu. .

Šematski dijagram proizvodnje amonijum nitrata

Za dobivanje amonijevog nitrata koji se praktično ne stvrdnjava, koriste se brojne tehnološke metode. Efikasno sredstvo za smanjenje brzine apsorpcije vlage higroskopnim solima je njihova granulacija. Ukupna površina homogenih granula je manja od površine iste količine finokristalne soli, stoga zrnasta đubriva apsorbuju vlagu iz

Amonijum fosfati, kalijum hlorid i magnezijum nitrat se takođe koriste kao aditivi sličnog delovanja. Proces proizvodnje amonijum nitrata temelji se na heterogenoj reakciji između plinovitog amonijaka i otopine dušične kiseline:

NH 3 +HNO 3 = NH 4 NO 3; ΔN = -144,9 kJ

Hemijska reakcija se odvija velikom brzinom; u industrijskom reaktoru ograničeno je otapanjem plina u tekućini. Da bi se smanjila inhibicija difuzije, miješanje reagensa je od velike važnosti.

Tehnološki proces proizvodnje amonijum nitrata uključuje, pored faze neutralizacije azotne kiseline amonijakom, i faze isparavanja rastvora nitrata, granulacije taline, hlađenja granula, tretmana granula površinski aktivnim materijama. , pakovanje, skladištenje i utovar nitrata, prečišćavanje emisija gasova i otpadnih voda. Na sl. Na slici 8.8 prikazan je dijagram savremene velike jedinice za proizvodnju amonijum nitrata AS-72 kapaciteta 1360 tona/dan. Početnih 58-60% azotne kiseline se zagreva u grejaču na 70 - 80°C sočnom parom iz ITN 3 aparata i daje na neutralizaciju. Prije aparata 3 dušičnoj kiselini se dodaju fosforna i sumporna kiselina u takvim količinama da gotov proizvod sadrži 0,3-0,5% P 2 O 5 i 0,05-0,2% amonijum sulfata. Jedinica sadrži dva ITN uređaja koja rade paralelno. Uz azotnu kiselinu, snabdijevaju se plinom amonijakom, prethodno zagrijanim u grijaču 2 sa kondenzatom pare na 120-130°C. Količine dostavljene azotne kiseline i amonijaka su regulisane tako da na izlazu iz pumpnog aparata rastvor ima blagi višak kiseline (2-5 g/l), čime se obezbeđuje potpuna apsorpcija amonijaka.

U donjem dijelu aparata dolazi do reakcije neutralizacije na temperaturi od 155-170°C; ovo proizvodi koncentrirani rastvor koji sadrži 91-92% NH 4 NO 3 . U gornjem dijelu aparata vodena para (tzv. sokova para) ispire se od prskanja amonijum nitrata i para azotne kiseline. Dio topline iz pare soka koristi se za zagrijavanje dušične kiseline. Para soka se zatim šalje na pročišćavanje i pušta u atmosferu.

Slika 8.8 Dijagram amonijum nitrata AS-72:

1 – kiselinski grejač; 2 – grijač amonijaka; 3 – ITN uređaji; 4 – predneutralizator; 5 – isparivač; 6 – rezervoar pod pritiskom; 7.8 – granulatori; 9.23 – navijači; 10 – perač za pranje; 11 – bubanj; 12,14 – transporteri; 13 – lift; 15 – aparat sa fluidizovanim slojem; 16 – granulacioni toranj; 17 – zbirka; 18, 20 – pumpe; 19 – rezervoar za plivanje; 21 – filter za vodu; 22 – grijač zraka.

Kiseli rastvor amonijum nitrata se šalje u neutralizator 4; gdje se isporučuje amonijak, neophodan za reakciju sa preostalom dušičnom kiselinom. Zatim se rastvor dovodi u isparivač 5. Dobijena talina, koja sadrži 99,7-99,8% nitrata, prolazi kroz filter 21 na 175°C i centrifugalnom potopnom pumpom 20 se dovodi u rezervoar pod pritiskom 6, a zatim u pravougaoni rezervoar. metalni granulacioni toranj 16.

U gornjem dijelu tornja nalaze se granulatori 7 i 8, u čiji se donji dio dovodi zrak koji hladi kapljice nitrata koje padaju odozgo. Kada kapi nitrata padaju sa visine od 50-55 m i oko njih struji vazduh, formiraju se granule đubriva. Temperatura granula na izlazu iz tornja je 90-110°C; vruće granule se hlade u aparatu sa fluidizovanim slojem 15. Ovo je pravougaoni aparat sa tri sekcije i opremljen rešetkom sa rupama. Ventilatori dovode zrak ispod rešetke; u ovom slučaju se stvara fluidizovani sloj granula nitrata, koji transporterom stiže iz granulacionog tornja. Nakon hlađenja, vazduh ulazi u granulacioni toranj. Granule amonijum nitrata se transporterom 14 ubacuju u rotirajući bubanj za tretman surfaktantima. Zatim se gotovo đubrivo transporterom 12 šalje u pakovanje.

Vazduh koji izlazi iz granulacionog tornja kontaminiran je česticama amonijum nitrata, a para soka iz neutralizatora i parno-vazdušna mešavina iz isparivača sadrže neizreagovani amonijak i azotnu kiselinu, kao i čestice unesenog amonijum nitrata.

Za čišćenje ovih tokova u gornjem delu granulacionog tornja nalazi se šest paralelno delujućih perača pločastog tipa 10, navodnjavanih 20-30% rastvorom amonijum nitrata, koji se napaja pumpom 18 iz kolekcije 17. Deo ovog rastvora se ispušta u ITN neutralizator za pranje sokova parom, a zatim se meša sa rastvorom nitrata, te se stoga koristi za proizvodnju proizvoda. Pročišćeni vazduh se ventilatorom 9 usisava iz granulacionog tornja i ispušta u atmosferu.

Proizvodnja uree

Urea (urea) je na drugom mjestu među dušičnim đubrivima po obimu proizvodnje nakon amonijum nitrata. Rast proizvodnje uree je rezultat njene široke primjene u poljoprivredi. Otporniji je na ispiranje u odnosu na druga dušična đubriva, odnosno manje je podložan ispiranju iz tla, manje je higroskopan i može se koristiti ne samo kao đubrivo, već i kao dodatak hrani za stoku. Urea se takođe široko koristi za proizvodnju kompleksnih đubriva, vremenski kontrolisanih đubriva, kao i za proizvodnju plastike, lepkova, lakova i premaza. Urea CO(NH 2) 2 je bijela kristalna supstanca koja sadrži 46,6% dušika. Njegova proizvodnja temelji se na reakciji amonijaka s ugljičnim dioksidom:

2NH 3 + CO 2 ↔ CO(NH 2) 2 + H 2 O; ΔH = -110,1 kJ (1)

Dakle, sirovine za proizvodnju uree su amonijak i ugljen dioksid koji se dobijaju kao nusproizvod u proizvodnji procesnog gasa za sintezu amonijaka. Stoga se proizvodnja uree u hemijskim postrojenjima obično kombinuje sa proizvodnjom amonijaka. Reakcija (I) - ukupna; javlja se u dvije faze. U prvoj fazi dolazi do sinteze karbamata:

2NH 3 (g) + CO2 (g) ↔ NH 2 COONH 4 (l); ΔN = –125,6 kJ (2)

U drugoj fazi dolazi do endotermnog procesa odvajanja vode od molekula karbamata, uslijed čega dolazi do stvaranja uree:

NH 2 COONH 4 (l) ↔ CO(NH 2) 2 (l) + H2O (l); ΔN =15,5 kJ (3) Reakcija stvaranja amonijum karbamata je reverzibilna egzotermna reakcija koja se javlja sa smanjenjem zapremine. Da bi se ravnoteža pomaknula prema proizvodu, to se mora izvesti pri povišenom pritisku. Da bi se proces odvijao dovoljno velikom brzinom, potrebne su povišene temperature. Povećanje pritiska kompenzuje negativan efekat visokih temperatura na pomeranje reakcione ravnoteže u suprotnom smeru. U praksi se sinteza uree izvodi na temperaturama od 150-190°C i pritisku od 15-20 MPa. Pod ovim uslovima, reakcija se odvija velikom brzinom i skoro do kraja. Razgradnja amonijum karbamata je reverzibilna endotermna reakcija koja se intenzivno odvija u tečnoj fazi. Kako bi se spriječila kristalizacija čvrstih proizvoda u reaktoru, proces se mora izvoditi na temperaturama ne nižim od 98°C [eutektička tačka za CO(NH 2) 2 - NH 2 COONH 4 sistem]. Više temperature pomiču reakcijsku ravnotežu udesno i povećavaju njenu brzinu. Maksimalni stepen konverzije karbamata u ureu postiže se na 220°C. Da bi se pomaknula ravnoteža ove reakcije, uvodi se i višak amonijaka, koji ga, vezanjem reakcione vode, uklanja iz reakcione sfere. Međutim, još uvijek nije moguće postići potpunu konverziju karbamata u ureu. Reakciona smjesa, osim produkta reakcije (uree i vode), sadrži i amonijum karbamat i produkte njegovog raspadanja - amonijak i CO 2.

Da bi se sirovina u potpunosti iskoristila, potrebno je ili obezbijediti vraćanje neizreagiranog amonijaka i ugljičnog dioksida, kao i amonijevih ugljičnih soli (međuprodukti reakcije) u kolonu za sintezu, odnosno stvaranje reciklaže, ili odvojiti uree iz reakcione smjese, a preostale reagense slati u druge proizvodne pogone, na primjer za proizvodnju amonijum nitrata, tj. izvođenje procesa prema otvorenoj šemi.

U posljednjem slučaju, talina koja napušta kolonu za sintezu se prigušuje do atmosferskog tlaka; ravnoteža reakcije (2) na temperaturama od 140-150°C gotovo se potpuno pomiče ulijevo i sav preostali karbamat se raspada. U tečnoj fazi ostaje vodeni rastvor uree, koji se isparava i šalje na granulaciju. Recikliranje rezultirajućih plinova amonijaka i ugljičnog dioksida u kolonu za sintezu zahtijevalo bi njihovo komprimiranje u kompresoru do tlaka sinteze uree. Ovo je povezano sa tehničkim poteškoćama povezanim sa mogućnošću stvaranja karbamata pri niskim temperaturama i visokom pritisku već u kompresoru i začepljenja mašina i cevovoda čvrstim česticama.

Stoga se u zatvorenim krugovima (krugovi s recirkulacijom) obično koristi samo reciklaža tekućine. Postoji niz tehnoloških shema sa reciklažom tečnosti. Među najprogresivnijim su takozvane sheme s potpunom reciklažom tekućine i korištenjem procesa odstranjivanja. Stripping (stripping) se sastoji u tome da se razgradnja amonijum karbamata u talini nakon kolone za sintezu vrši pod pritiskom blizu pritiska u fazi sinteze, pročišćavanjem taline sa komprimovanim CO 2 ili komprimovanim amonijakom. U ovim uslovima dolazi do disocijacije amonijum karbamata zbog činjenice da kada se talina pročisti ugljen-dioksidom, parcijalni pritisak amonijaka naglo opada i ravnoteža reakcije (2) se pomera ulevo. Ovaj proces karakterizira korištenje topline reakcije stvaranja karbamata i manja potrošnja energije.

Na sl.8.9. Prikazan je pojednostavljeni dijagram velike jedinice za sintezu uree s reciklažom tekućine i korištenjem procesa uklanjanja. Uključuje jedinicu visokog pritiska, jedinicu niskog pritiska i sistem za granulaciju. Vodeni rastvor amonijum karbamata i soli amonijum ugljenika, kao i amonijak i ugljen dioksid ulaze u donji deo sintezne kolone 1 iz kondenzatora visokog pritiska 4. U koloni za sintezu na temperaturi od 170-190°C i pritisku od 13-15 MPa, formiranje karbamata završava i reakcija sinteze teče uree. Potrošnja reagensa je odabrana tako da u reaktoru molarni odnos NH 3 : CO 2 bude 2,8-2,9. Tekuća reakciona smeša (rastop) iz kolone za sintezu uree ulazi u kolonu za uklanjanje 5, gde teče niz cevi. Ugljični dioksid, komprimiran u kompresoru do tlaka od 13-15 MPa, dovodi se protivstrujno u talinu, kojoj se dodaje zrak u količini da formira pasivizirajući film i smanji koroziju opreme u količini koja osigurava koncentraciju kisika od 0,5- 0,8% u smeši. Kolona za odstranjivanje se zagrijava vodenom parom. Smjesa para-gas iz kolone 5, koja sadrži svježi ugljični dioksid, ulazi u kondenzator visokog pritiska 4. U njega se uvodi i tekući amonijak. Istovremeno služi kao radni tok u injektoru 3, koji opskrbljuje kondenzator otopinom amonijum-ugljičnih soli iz skrubera 2 i, po potrebi, dio

Sl.8.9. Pojednostavljena tehnološka shema za proizvodnju uree uz potpunu reciklažu tekućine i korištenje procesa uklanjanja:

1 – kolona za sintezu uree; 2 – čistač visokog pritiska; 3 – injektor; 4 – visokotlačni karbamatni kondenzator; 5 – odvodni stub; 6 – pumpe; 7 – kondenzator niskog pritiska; 8 – kolona za destilaciju niskog pritiska; 9 – grejač; 10 – zbirka; 11 – isparivač; 12 – granulacioni toranj.

rastopiti iz kolone za sintezu. U kondenzatoru nastaje karbamat. Toplota koja se oslobađa tokom reakcije koristi se za proizvodnju vodene pare.

Nereagirani plinovi kontinuirano izlaze iz gornjeg dijela kolone za sintezu i ulaze u visokotlačni skruber 2, u kojem se većina kondenzira uslijed vodenog hlađenja, stvarajući vodeni rastvor karbamata i amonijevih ugljičnih soli. Vodena otopina uree koja izlazi iz kolone 5 sadrži 4-5% karbamata. Za konačnu razgradnju, otopina se prigušuje do tlaka od 0,3-0,6 MPa i zatim šalje u gornji dio destilacijske kolone 8. Tečna faza teče u koloni niz mlaznicu u suprotnoj struji u odnosu na smjesu pare i plina koja se diže. odozdo prema gore; NH 3, CO 2 i vodena para izlaze iz vrha kolone. Vodena para se kondenzira u kondenzatoru niskog pritiska 7, a glavnina amonijaka i ugljičnog dioksida se otapa. Dobijeni rastvor se šalje u skruber 2. Završno prečišćavanje gasova koji se emituju u atmosferu vrši se apsorpcionim metodama (nije prikazano na dijagramu).

70% vodeni rastvor uree koji napušta dno destilacione kolone 8 se odvaja od mešavine para i gasa i šalje, nakon smanjenja pritiska na atmosferski pritisak, prvo na isparavanje, a zatim na granulaciju. Prije prskanja taline u granulacionom tornju 12, dodaju joj se aditivi za kondicioniranje, na primjer, urea-formaldehidna smola kako bi se dobilo đubrivo koje se ne zgrušava i koje se ne kvari tokom skladištenja.

Šematski dijagram s potpunom reciklažom

Ministarstvo obrazovanja i nauke Ruske Federacije

Državna obrazovna ustanova

Visoko stručno obrazovanje

"Tver državni tehnički univerzitet"

Odjel za TPM

Rad na kursu

disciplina: “Opća hemijska tehnologija”

Proizvodnja amonijum nitrata

• Sadržaj

Uvod

1. Fizičko-hemijska svojstva amonijum nitrata

2. Metode proizvodnje

3. Glavne faze proizvodnje amonijum nitrata iz amonijaka i azotne kiseline

3.1 Priprema rastvora amonijum nitrata

3.1.1 Osnove procesa neutralizacije

3.1.2 Karakteristike instalacija za neutralizaciju

3. 1 5 Glavna oprema

4. Proračun materijala i energije

5. Termodinamički proračun

6. Reciklaža i neutralizacija otpada u proizvodnji amonijum nitrata

Zaključak

Spisak korištenih izvora

Dodatak A

Uvod

U prirodi i ljudskom životu azot je izuzetno važan. Dio je proteinskih spojeva (16-18%), koji su osnova biljnog i životinjskog svijeta. Čovjek dnevno konzumira 80-100 g proteina, što odgovara 12-17 g dušika.

Za normalan razvoj biljke potrebni su mnogi hemijski elementi. Glavni su ugljenik, kiseonik, vodonik, azot, fosfor, magnezijum, sumpor, kalcijum, kalijum i gvožđe. Prva tri elementa biljke dobivaju se iz zraka i vode, a ostali se ekstrahiraju iz tla.

Azot ima posebno važnu ulogu u mineralnoj ishrani biljaka, iako njegov prosječni sadržaj u biljnoj masi ne prelazi 1,5%. Bez dušika, nijedna biljka ne može normalno živjeti ili se razvijati.

Dušik je sastavni dio ne samo biljnih proteina, već i hlorofila, uz pomoć kojeg biljke pod utjecajem sunčeve energije apsorbiraju ugljik iz ugljičnog dioksida CO2 u atmosferi.

Prirodna jedinjenja azota nastaju kao rezultat hemijskih procesa razgradnje organskih ostataka, tokom grmljavinskih pražnjenja, kao i biohemijski kao rezultat delovanja posebnih bakterija - Azotobacter, koje direktno apsorbuju azot iz vazduha. Istu sposobnost imaju i kvržice koje žive u korijenu mahunarki (grašak, lucerna, grah, djetelina i dr.).

Rezultirajućom žetvom iz tla se godišnje uklanja značajna količina dušika i drugih hranjivih tvari neophodnih za razvoj poljoprivrednih kultura. Osim toga, neki nutrijenti se gube kao rezultat njihovog ispiranja podzemnim i kišnicama. Stoga, kako bi se spriječilo smanjenje prinosa i iscrpljivanje tla, potrebno ga je nadopuniti hranjivim tvarima primjenom različitih vrsta gnojiva.

Poznato je da skoro svako đubrivo ima fiziološku kiselost ili alkalnost. Ovisno o tome, može djelovati kiselo ili alkalizirajuće na tlo, što se uzima u obzir pri korištenju za određene poljoprivredne kulture.

Gnojiva, čije alkalne katione biljke brže izvlače iz tla, uzrokuju zakiseljavanje; Biljke koje brže troše kisele anjone iz gnojiva doprinose alkalizaciji tla.

Dušična đubriva koja sadrže amonijum kation NH4 (amonijum nitrat, amonijum sulfat) i amidnu grupu NH2 (urea) zakiseljuju tlo. Zakiseljavajući efekat amonijum nitrata je slabiji od amonijum sulfata.

U zavisnosti od prirode zemljišta, klimatskih i drugih uslova, različite količine azota su potrebne za različite useve.

Amonijum nitrat (amonijum nitrat, ili amonijum nitrat) zauzima značajno mesto u asortimanu azotnih đubriva čija svetska proizvodnja iznosi milione tona godišnje.

Trenutno, oko 50% azotnih đubriva koja se koriste u poljoprivredi u našoj zemlji su amonijum nitrat.

Amonijum nitrat ima niz prednosti u odnosu na druga azotna đubriva. Sadrži 34-34,5% dušika i po tome je drugi nakon uree CO(NH2) 2, koji sadrži 46% dušika. Ostala đubriva koja sadrže dušik i dušik imaju znatno manje dušika (sadržaj dušika je dat prema suvoj tvari):

Tabela 1 - Sadržaj azota u jedinjenjima

Amonijum nitrat je univerzalno azotno đubrivo, jer istovremeno sadrži amonijum i nitratne oblike azota. Efikasan je u svim zonama, za skoro sve useve.

Veoma je važno da se azotni oblici amonijum nitrata u biljkama koriste u različito vreme. Amonijum azot, direktno uključen u sintezu proteina, biljke brzo apsorbuju tokom perioda rasta; Nitratni dušik se apsorbira relativno sporo, tako da traje duže. Također je utvrđeno da amonijačni oblik dušika biljke mogu koristiti bez prethodne oksidacije.

Ova svojstva amonijum nitrata veoma pozitivno utiču na povećanje prinosa gotovo svih poljoprivrednih kultura.

Amonijum nitrat je deo velike grupe stabilnih eksploziva. Za miniranje se koriste eksplozivi na bazi amonijum nitrata i amonijum nitrata, čisti ili tretirani određenim aditivima.

Mala količina salitre se koristi za proizvodnju dušikovog oksida, koji se koristi u medicini.

Uz povećanje obima proizvodnje amonijum nitrata modernizacijom postojećih proizvodnih pogona i izgradnjom novih, preduzimaju se mere za dalje poboljšanje kvaliteta gotovog proizvoda (dobivanje 100% trošnog proizvoda i očuvanje granula nakon dugotrajnog skladištenja proizvoda). ).

1. Fizičko-hemijska svojstva amonijum nitrata

U svom čistom obliku, amonijum nitrat je bijela kristalna supstanca koja sadrži 35% dušika, 60% kisika i 5% vodika. Tehnički proizvod je bijele boje sa žućkastom nijansom i sadrži najmanje 34,2% dušika.

Amonijum nitrat je jako oksidaciono sredstvo za niz neorganskih i organskih jedinjenja. Reaguje burno sa topljenjem nekih supstanci, čak i do tačke eksplozije (na primer, sa natrijum nitritom NaNO2).

Ako se gasoviti amonijak propušta preko čvrstog amonijum nitrata, brzo se formira veoma pokretljiva tečnost - amonijak 2NH4NO3*2Np ili NH4NO3*3Np.

Amonijum nitrat je visoko rastvorljiv u vodi, etil i metil alkoholima, piridinu, acetonu i tečnom amonijaku. Sa povećanjem temperature, rastvorljivost amonijum nitrata značajno raste.

Kada se amonijum nitrat rastvori u vodi, apsorbuje se velika količina toplote. Na primjer, kada se 1 mol kristalnog NH4NO3 otopi u 220-400 mola vode i temperatura od 10-15 °C, apsorbira se 6,4 kcal topline.

Amonijum nitrat ima sposobnost sublimacije. Kada se amonijum nitrat skladišti u uslovima povišene temperature i vlažnosti vazduha, njegov volumen se približno udvostručuje, što obično dovodi do pucanja posude.

Pod mikroskopom, pore i pukotine su jasno vidljive na površini granula amonijum nitrata. Povećana poroznost nitratnih granula ima veoma negativan uticaj na fizička svojstva gotovog proizvoda.

Amonijum nitrat je visoko higroskopan. Na otvorenom, u tankom sloju salitre, brzo se navlaži, gubi kristalni oblik i počinje da se zamućuje. Stepen u kojem sol apsorbira vlagu iz zraka ovisi o njegovoj vlažnosti i tlaku pare iznad zasićenog rastvora date soli na datoj temperaturi.

Razmjena vlage se odvija između zraka i higroskopne soli. Relativna vlažnost vazduha ima odlučujući uticaj na ovaj proces.

Kalcijum i krečno-amonijum nitrat imaju relativno nizak pritisak vodene pare u odnosu na zasićene rastvore; na određenoj temperaturi odgovaraju najnižoj relativnoj vlažnosti. Ovo su najhigroskopnije soli među navedenim azotnim đubrivima. Amonijum sulfat je najmanje higroskopan, a kalijum nitrat je skoro potpuno nehigroskopan.

Vlagu apsorbuje samo relativno mali sloj soli koji se nalazi neposredno uz okolni vazduh. Međutim, čak i takvo vlaženje salitre uvelike pogoršava fizička svojstva gotovog proizvoda. Brzina kojom amonijum nitrat apsorbuje vlagu iz vazduha naglo raste sa porastom temperature. Dakle, na 40 °C stopa apsorpcije vlage je 2,6 puta veća nego na 23 °C.

Predložene su mnoge metode za smanjenje higroskopnosti amonijum nitrata. Jedna takva metoda temelji se na miješanju ili spajanju amonijum nitrata s drugom soli. Prilikom odabira druge soli polazite od sljedećeg pravila: da bi se smanjila higroskopnost, pritisak vodene pare iznad zasićene otopine mješavine soli mora biti veći od njihovog tlaka iznad zasićene otopine čistog amonijevog nitrata.

Utvrđeno je da je higroskopnost mješavine dvije soli koje imaju zajednički ion veća od one najhigroskopnije (izuzetak su mješavine ili legure amonijevog nitrata s amonijum sulfatom i neke druge). Miješanje amonijum nitrata sa nehigroskopnim, ali vodonetopivim supstancama (na primjer, krečnjačka prašina, fosfatni kamen, dikalcij fosfat, itd.) ne smanjuje njegovu higroskopnost. Brojni eksperimenti su pokazali da sve soli koje imaju istu ili veću topljivost u vodi od amonijevog nitrata imaju svojstvo povećanja njegove higroskopnosti.

Soli koje mogu smanjiti higroskopnost amonijum nitrata moraju se dodati u velikim količinama (na primjer, kalijev sulfat, kalijev klorid, diamonijum fosfat), što naglo smanjuje sadržaj dušika u proizvodu.

Najefikasniji način da se smanji apsorpcija vlage iz zraka je oblaganje čestica nitrata zaštitnim filmovima organskih tvari koje ne vlaži voda. Zaštitni film smanjuje brzinu apsorpcije vlage za 3-5 puta i pomaže poboljšanju fizičkih svojstava amonijum nitrata.

Negativno svojstvo amonijum nitrata je njegova sposobnost zgrušavanja - da izgubi svoju tečnost (mrvivost) tokom skladištenja. U ovom slučaju, amonijum nitrat se pretvara u čvrstu monolitnu masu, teško mljevenu. Zgušnjavanje amonijum nitrata je uzrokovano mnogim razlozima.

Povećan sadržaj vlage u gotovom proizvodu. Čestice amonijum nitrata bilo kojeg oblika uvijek sadrže vlagu u obliku zasićene (matične) otopine. Sadržaj NH4NO3 u takvom rastvoru odgovara rastvorljivosti soli na temperaturama na kojima se ona stavlja u posudu. Kako se gotov proizvod hladi, matična tečnost često postaje prezasićena. Daljnjim smanjenjem temperature iz prezasićene otopine ispada veliki broj kristala veličine 0,2-0,3 mm. Ovi novi kristali cementiraju prethodno nevezane čestice nitrata, uzrokujući njihovo pretvaranje u gustu masu.

Mala mehanička čvrstoća čestica šalitre. Amonijum nitrat se proizvodi u obliku čestica okruglog oblika (granula), ploča ili malih kristala. Čestice granuliranog amonijum nitrata imaju manju specifičnu površinu i pravilniji oblik od ljuspičastih i finokristalnih, pa se granule manje slažu. Međutim, tokom procesa granulacije nastaje određena količina šupljih čestica koje imaju nisku mehaničku čvrstoću.

Prilikom skladištenja, vreće sa granuliranom salitrom se stavljaju u hrpe visine 2,5 m Pod pritiskom gornjih vreća uništavaju se najmanje izdržljive granule sa stvaranjem čestica poput prašine, koje zbijaju masu salitre, povećavajući njeno zgrušavanje. Praksa pokazuje da uništavanje šupljih čestica u sloju zrnastog proizvoda naglo ubrzava proces zgrušavanja. Ovo se opaža čak i ako je, kada se ubaci u kontejner, proizvod ohlađen na 45 °C i većina granula ima dobru mehaničku čvrstoću. Utvrđeno je da se i šuplje granule uništavaju rekristalizacijom.

Kako temperatura okoline raste, granule salitre gotovo potpuno gube snagu, a takav proizvod se jako stvrdne.

Termička razgradnja amonijum nitrata. Opasnost od eksplozije. Otpornost na vatru. Sa stajališta sigurnosti od eksplozije, amonijum nitrat je relativno malo osjetljiv na udarce, trenje, udarce i ostaje stabilan kada ga udare varnice različitog intenziteta. Dodaci pijeska, stakla i metalnih nečistoća ne povećavaju osjetljivost amonijum nitrata na mehanička opterećenja. Može da eksplodira samo pod uticajem jakog detonatora ili tokom termičkog raspadanja pod određenim uslovima.

Uz dugotrajno zagrijavanje, amonijev nitrat se postupno razlaže na amonijak i dušičnu kiselinu:

NH4NO3=Np+HNO3 - 174598,32 J (1)

Ovaj proces, koji se odvija apsorpcijom toplote, počinje na temperaturama iznad 110°C.

Daljnjim zagrijavanjem, amonijum nitrat se razgrađuje u azot-oksid i vodu:

NH4NO3= N2O + 2H2O + 36902,88 J (2)

Termička razgradnja amonijum nitrata odvija se u sljedećim uzastopnim fazama:

· hidroliza (ili disocijacija) molekula NH4NO3;

· termička razgradnja azotne kiseline nastale hidrolizom;

· interakcija azot-dioksida i amonijaka nastala u prva dva stupnja.

Kada se amonijum nitrat intenzivno zagreva na 220-240 °C, njegovo raspadanje može biti praćeno izbijanjem rastaljene mase.

Zagrijavanje amonijum nitrata u zatvorenoj zapremini ili u zapremini sa ograničenim oslobađanjem gasova nastalih tokom termičke razgradnje nitrata je veoma opasno.

U tim slučajevima, razgradnja amonijum nitrata može se odvijati kroz mnoge reakcije, posebno kroz sljedeće:

NH4NO3 = N2+2H2O + S 02 + 1401,64 J/kg (3)

2NH4NO3 = N2 + 2NO+ 4H20 + 359,82 J/kg (4)

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

Iz gornjih reakcija jasno je da amonijak, nastao u početnom periodu termičke razgradnje nitrata, često nema u gasnim mešavinama; U njima se odvijaju sekundarne reakcije tokom kojih se amonijak potpuno oksidira u elementarni dušik. Kao rezultat sekundarnih reakcija, pritisak mješavine plina u zatvorenom volumenu naglo raste i proces raspadanja može završiti eksplozijom.

Bakar, sulfidi, magnezijum, pirit i neke druge nečistoće aktiviraju proces razgradnje amonijum nitrata kada se zagreje. Kao rezultat interakcije ovih tvari sa zagrijanim nitratom, nastaje nestabilni amonijev nitrit, koji se na 70-80 ° C brzo raspada eksplozijom:

NH4NO3=N2+ 2H20 (6)

Amonijum nitrat ne reaguje sa gvožđem, kalajem i aluminijumom čak ni u rastopljenom stanju.

Sa povećanjem vlažnosti i povećanjem veličine čestica amonijum nitrata, njegova osjetljivost na eksploziju uvelike opada. U prisustvu približno 3% vlage, salitra postaje neosjetljiva na eksploziju čak i kada je izložena jakom detonatoru.

Termička razgradnja amonijum nitrata se povećava sa povećanjem pritiska do određene granice. Utvrđeno je da se pri pritisku od oko 6 kgf/cm2 i odgovarajućoj temperaturi sav rastopljeni nitrat raspada.

Ključno za smanjenje ili sprečavanje termičke razgradnje amonijum nitrata je održavanje alkalne sredine prilikom isparavanja rastvora. Stoga je u novoj tehnološkoj shemi za proizvodnju amonijum nitrata bez zgrušavanja preporučljivo u vrući zrak dodati malu količinu amonijaka.

S obzirom da, pod određenim uslovima, amonijum nitrat može biti eksplozivan proizvod, prilikom njegove proizvodnje, skladištenja i transporta potrebno je striktno poštovati utvrđeni tehnološki režim i bezbednosne propise.

Amonijum nitrat je nezapaljiv proizvod. Samo dušikov oksid, koji nastaje tokom termičke razgradnje soli, podržava sagorijevanje.

Mješavina amonijum nitrata sa drobljenim ugljem može se spontano zapaliti kada se jako zagrije. Neki lako oksidirani metali (kao što je cink u prahu) u dodiru s vlažnim amonijum nitratom uz malu toplinu također mogu uzrokovati njegovo paljenje. U praksi su uočeni slučajevi spontanog paljenja mješavine amonijum nitrata sa superfosfatom.

Papirne kese ili drvene bačve koje sadrže amonijum nitrat mogu se zapaliti čak i kada su izložene sunčevoj svetlosti. Kada se posuda koja sadrži amonijum nitrat zapali, mogu se osloboditi dušikovi oksidi i pare dušične kiseline. U slučaju požara nastalog od otvorenog plamena ili uslijed detonacije, amonijum nitrat se topi i djelomično se raspada. Plamen se ne širi u dubinu mase salitre.

2 . Metode proizvodnje

kiselina za neutralizaciju amonijum nitrata

U industriji se široko koristi samo metoda proizvodnje amonijevog nitrata iz sintetičkog amonijaka (ili plinova koji sadrže amonijak) i razrijeđene dušične kiseline.

Proizvodnja amonijum nitrata iz sintetičkog amonijaka (ili gasova koji sadrže amonijak) i azotne kiseline je višestepena. S tim u vezi, pokušali su dobiti amonijum nitrat direktno iz amonijaka, dušikovih oksida, kisika i vodene pare reakcijom

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

Međutim, ova metoda je morala biti napuštena, jer je zajedno s amonijevim nitratom nastao amonijev nitrit - nestabilan i eksplozivan proizvod.

U proizvodnju amonijevog nitrata iz amonijaka i dušične kiseline uvedena su brojna poboljšanja, koja su omogućila smanjenje kapitalnih troškova za izgradnju novih postrojenja i smanjenje cijene gotovog proizvoda.

Da bi se radikalno poboljšala proizvodnja amonijum nitrata, bilo je potrebno napustiti dugogodišnje preovlađujuće ideje o nemogućnosti rada bez odgovarajućih rezervi osnovne opreme (npr. isparivači, granulacioni tornjevi itd.), o opasnosti od dobijanje gotovo bezvodne taline amonijum nitrata za granulaciju.

Čvrsto je utvrđeno u Rusiji i inostranstvu da samo izgradnja blokova velike snage, koristeći savremena dostignuća nauke i tehnologije, može pružiti značajne ekonomske prednosti u odnosu na postojeću proizvodnju amonijum nitrata.

Značajna količina amonijum nitrata se trenutno proizvodi iz otpadnih gasova koji sadrže amonijak nekih sistema za sintezu uree. Prema jednom od načina njegove proizvodnje, 1 tona uree proizvodi od 1 do 1,4 tone amonijaka. Od ove količine amonijaka može se proizvesti 4,6-6,5 tona amonijum nitrata. Iako funkcionišu i naprednije sheme za sintezu uree, gasovi koji sadrže amonijak – otpad iz ove proizvodnje – će neko vreme služiti kao sirovina za proizvodnju amonijum nitrata.

Metoda za proizvodnju amonijevog nitrata iz plinova koji sadrže amonijak razlikuje se od metode proizvodnje iz plinovitog amonijaka samo u fazi neutralizacije.

Amonijum nitrat se u malim količinama dobija razmenom razgradnje soli (metode konverzije).

Ove metode za proizvodnju amonijum nitrata zasnivaju se na taloženju jedne od nastalih soli ili na proizvodnji dve soli različite rastvorljivosti u vodi. U prvom slučaju, otopine amonijum nitrata se odvajaju od sedimenata na rotirajućim filterima i prerađuju u čvrsti proizvod prema konvencionalnim postupcima. U drugom slučaju, otopine se isparavaju do određene koncentracije i razdvajaju frakcijskom kristalizacijom koja se svodi na sljedeće: pri hlađenju vrućih otopina većina amonijum nitrata se izoluje u čistom obliku, zatim se kristalizacija vrši u odvojenim oprema iz matičnih rastvora za dobijanje proizvoda kontaminiranog nečistoćama.

Sve metode za proizvodnju amonijum nitrata razmenom razgradnje soli su složene i uključuju veliku potrošnju pare i gubitak vezanog azota. Obično se koriste u industriji samo kada je potrebno iskoristiti jedinjenja dušika dobivena kao nusproizvode.

Moderna metoda proizvodnje amonijevog nitrata iz plinovitog amonijaka (ili plinova koji sadrže amonijak) i dušične kiseline stalno se usavršava.

3 . Glavne faze proizvodnje amonijum nitrata iz amonijaka i dušične kiseline

Proces proizvodnje amonijum nitrata sastoji se od sljedećih glavnih faza:

1. Dobivanje rastvora amonijum nitrata neutralizacijom azotne kiseline gasovitim amonijakom ili gasovima koji sadrže amonijak.

2. Isparavanje rastvora amonijum nitrata do rastopljenog stanja.

3. Kristalizacija iz rastopljene soli u obliku čestica okruglog oblika (granula), ljuskica (pločica) i malih kristala.

4. Sol za hlađenje ili sušenje.

5. Pakovanje gotovog proizvoda.

Za dobijanje amonijum nitrata sa niskim zgrušavanjem i vodootpornošću, pored navedenih faza, neophodna je i faza pripreme odgovarajućih aditiva.

3.1 P Priprema rastvora amonijum nitrata

3.1.1 Osnove procesa neutralizacije

Rastvori amonijum nitrata ry se dobivaju reakcijom amonijaka s dušičnom kiselinom prema reakciji:

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

Stvaranje amonijum nitrata je nepovratno i praćeno je oslobađanjem toplote. Količina toplote koja se oslobađa tokom reakcije neutralizacije zavisi od koncentracije upotrebljene azotne kiseline i njene temperature, kao i od temperature gasa amonijaka (ili gasova koji sadrže amonijak). Što je veća koncentracija dušične kiseline, to se stvara više topline. U tom slučaju voda isparava, što omogućava dobivanje koncentriranijih otopina amonijum nitrata. Za dobivanje otopina amonijum nitrata koristi se 42-58% dušične kiseline.

Upotreba dušične kiseline sa koncentracijom većom od 58% za dobijanje rastvora amonijum nitrata sa postojećim dizajnom procesa nije moguća, jer se u tom slučaju u aparatu za neutralizator razvija temperatura koja značajno prelazi tačku ključanja azotne kiseline, što može dovesti do njegovog raspadanja uz oslobađanje dušikovih oksida. Prilikom isparavanja otopina amonijum nitrata, uslijed topline reakcije u aparatima za neutralizaciju, na temperaturi od 110-120 °C, nastaje sokova para.

Prilikom dobivanja otopina amonijum nitrata najveće moguće koncentracije potrebne su relativno male površine za izmjenu topline isparivača, a za dalje isparavanje otopina se troši mala količina svježe pare. S tim u vezi, zajedno sa sirovinom, nastoje da dovedu dodatnu toplotu u neutralizator, za šta parom soka zagrijavaju amonijak na 70°C i dušičnu kiselinu na 60°C (na višoj temperaturi dušične kiseline dolazi do njenog značajnog raspadanja). dolazi, a cijevi grijača su izložene jakoj koroziji ako nisu od titanijuma).

Dušična kiselina koja se koristi u proizvodnji amonijum nitrata ne sme da sadrži više od 0,20% rastvorenih azotnih oksida. Ako kiselina nije dovoljno pročišćena zrakom da bi se uklonili otopljeni dušikovi oksidi, oni sa amonijakom stvaraju amonijum nitrit, koji se brzo razlaže na dušik i vodu. U tom slučaju gubici dušika mogu iznositi oko 0,3 kg po 1 toni gotovog proizvoda.

Pare soka, po pravilu, sadrže nečistoće NH3, NHO3 i NH4NO3. Količina ovih nečistoća u velikoj mjeri ovisi o stabilnosti pritisaka pri kojima se amonijak i dušična kiselina moraju dovoditi u neutralizator. Za održavanje određenog tlaka, dušična kiselina se dovodi iz tlačnog spremnika opremljenog preljevnom cijevi, a plin amonijaka se napaja pomoću regulatora tlaka.

Opterećenje neutralizatora također u velikoj mjeri određuje gubitak vezanog dušika s parom soka. Pri normalnom opterećenju, gubici sa kondenzatom pare soka ne bi trebali biti veći od 2 g/l (u smislu dušika). Kada se prekorači opterećenje neutralizatora, javljaju se nuspojave između amonijaka i para dušične kiseline, zbog čega se posebno stvara maglovit amonijev nitrat u plinskoj fazi, kontaminirajući paru soka, a gubitak vezanog dušika se povećava. Otopine amonijum nitrata dobijene u neutralizatorima akumuliraju se u međukontejnerima sa mešalicom, neutrališu amonijakom ili azotnom kiselinom, a zatim šalju na isparavanje.

3.1.2 Karakteristike instalacija za neutralizaciju

U zavisnosti od aplikacije potreban pritisak, moderne instalacije za proizvodnju rastvora amonijum nitrata korišćenjem neutralizacione toplote dele se na instalacije koje rade na atmosferskom pritisku; u razrjeđivanju (vakuum); na povišenom pritisku (više atmosfera) i kombinovane instalacije koje rade pod pritiskom u zoni neutralizacije i pod vakuumom u zoni odvajanja para soka od rastvora amonijum nitrata (taline).

Instalacije koje rade na atmosferskom ili malom viškom tlaka odlikuju se jednostavnošću tehnologije i dizajna. Takođe su laki za održavanje, pokretanje i zaustavljanje; slučajna kršenja navedenog načina rada obično se brzo eliminišu. Instalacije ovog tipa se najčešće koriste. Glavni aparat ovih instalacija je neutralizatorski aparat ITN (upotreba topline neutralizacije). ITN aparat radi pod apsolutnim pritiskom od 1,15--1,25 atm. Strukturno je dizajniran na takav način da gotovo da ne dolazi do ključanja otopina - uz stvaranje maglovitog amonijum nitrata.

Prisustvo cirkulacije u aparatu toplotne pumpe eliminiše pregrijavanje u reakcionoj zoni, što omogućava da se proces neutralizacije izvede uz minimalne gubitke vezanog azota.

U zavisnosti od uslova rada proizvodnje amonijum nitrata, sočna para ITN aparata se koristi za prethodno isparavanje rastvora nitrata, za isparavanje tečnog amonijaka, zagrevanje azotne kiseline i gasovitog amonijaka koji se šalje u ITN aparate i za isparavanje tekućeg amonijaka pri dobivanju plinovitog amonijaka koji se koristi u proizvodnji razrijeđene dušične kiseline.

Rastvori amonijum nitrata se proizvode iz gasova koji sadrže amonijak u instalacijama čiji glavni aparat radi pod vakuumom (isparivač) i atmosferskim pritiskom (scrubber-neutralizator). Takve instalacije su glomazne i u njima je teško održati stabilan način rada zbog varijabilnosti sastava plinova koji sadrže amonijak. Posljednja okolnost negativno utječe na točnost regulacije viška dušične kiseline, uslijed čega rezultirajuće otopine amonijevog nitrata često sadrže povećanu količinu kiseline ili amonijaka.

Instalacije za neutralizaciju koje rade pod apsolutnim pritiskom od 5-6 atm nisu baš česte. Oni zahtijevaju značajnu potrošnju energije za komprimiranje plina amonijaka i opskrbu neutralizatorima dušične kiseline pod pritiskom. Osim toga, na ovim postrojenjima mogući su povećani gubici amonijum nitrata zbog uvlačenja prskanja rastvora (čak i kod separatora složene konstrukcije prskanja se ne mogu u potpunosti uhvatiti).

U postrojenjima zasnovanim na kombinovanoj metodi kombinuju se procesi neutralizacije azotne kiseline sa amonijakom i dobijaju talog amonijum nitrata, koji se može direktno slati na kristalizaciju (tj. isparivači za koncentriranje rastvora nitrata su isključeni iz takvih instalacija). Instalacije ovog tipa zahtijevaju 58-60% dušične kiseline, koju industrija još uvijek proizvodi u relativno malim količinama. Osim toga, dio opreme mora biti napravljen od skupog titanijuma. Proces neutralizacije za dobijanje taline nitrata mora se izvesti na veoma visokim temperaturama (200-220°C). S obzirom na svojstva amonijum nitrata, za izvođenje procesa na visokim temperaturama potrebno je stvoriti posebne uslove koji sprečavaju termičku razgradnju taline nitrata.

3.1.3 Postrojenja za neutralizaciju koja rade na atmosferskom pritisku

Ove instalacije uključuju Uključuju ITN neutralizatore (koji koriste toplinu neutralizacije) i pomoćnu opremu.

Slika 1 prikazuje jedan od dizajna ITN aparata koji se koristi u mnogim postojećim pogonima za proizvodnju amonijum nitrata.

Z1 - vrtlog; BC1 - eksterna posuda (rezervoar); VTs1 - unutrašnji cilindar (neutralizacijski dio); U1 - uređaj za distribuciju azotne kiseline; Š1 - armatura za odvodnjavanje rastvora; O1 - prozori; U2 - uređaj za distribuciju amonijaka; G1 - vodeni pečat; C1 - separator-zamka

Slika 1 - ITN neutralizator aparat sa prirodnom cirkulacijom rastvora

ITN aparat je vertikalna cilindrična posuda (rezervoar) 2, u koju je postavljen cilindar (staklo) 3 sa policama 1 (vrtlog) radi poboljšanja mešanja rastvora. Cjevovodi za uvođenje azotne kiseline i plina amonijaka spojeni su na cilindar 3 (reagensi se dovode u protustruji); cijevi se završavaju uređajima 4 i 7 za bolju distribuciju kiseline i plina. U unutrašnjem cilindru dušična kiselina reagira s amonijakom. Ovaj cilindar se zove neutralizaciona komora.

Prstenasti prostor između posude 2 i cilindra 3 služi za cirkulaciju ključajućih rastvora amonijum nitrata. U donjem dijelu cilindra nalazi se 6 otvora (prozora) koji povezuju komoru za neutralizaciju sa dijelom za isparavanje grijaćeg elementa. Zbog prisustva ovih rupa, produktivnost ITN aparata je donekle smanjena, ali se postiže intenzivna prirodna cirkulacija otopina, što dovodi do smanjenja gubitka vezanog dušika.

Sokova para koja se oslobađa iz rastvora ispušta se kroz priključak u poklopcu ITN aparata i kroz trap-separator 9. Rastvori nitrata koji se formiraju u cilindru 3 u obliku emulzije - mešavine sa sokovnom parom ulaze u separator kroz vodeni zatvarač 5. Sa priključka donjeg dela separatora zamka, rastvori amonijuma Nitrat se šalje u predneutralizator-mikser na dalju obradu. Vodeni zatvarač u dijelu aparata za isparavanje omogućava vam da održavate konstantan nivo otopine u njemu i sprječava izlazak pare soka bez ispiranja od prskanja otopine koje je zahvatila.

Parni kondenzat nastaje na pločama separatora zbog djelomične kondenzacije pare soka. U ovom slučaju, toplota kondenzacije se uklanja cirkulišućom vodom koja prolazi kroz zavojnice položene na ploče. Kao rezultat djelomične kondenzacije pare soka, dobija se 15--20% rastvor NH4NO3 koji se šalje na isparavanje zajedno sa glavnim tokom rastvora amonijum nitrata.

Na slici 2 prikazan je dijagram jedne od jedinica za neutralizaciju koja radi na pritisku blizu atmosferskog.

NB1 - rezervoar pod pritiskom; C1 - separator; I1 - isparivač; P1 - grijač; SK1 - sakupljanje kondenzata; ITN1 - ITN uređaj; M1 - mešalica; TsN1 - centrifugalna pumpa

Slika 2 - Šema instalacije za neutralizaciju koja radi na atmosferskom pritisku

Čista ili sa aditivima azotna kiselina se dovodi u rezervoar pod pritiskom opremljen stalnim prelivanjem viška kiseline u skladište.

Iz tlačnog rezervoara 1 azotna kiselina se usmjerava direktno u staklo aparata ITN 6 ili kroz grijač (nije prikazan na slici), gdje se zagrijava toplinom pare soka koja se uklanja kroz separator 2.

Plinoviti amonijak ulazi u isparivač tekućeg amonijaka 3, zatim u grijač 4, gdje se zagrijava toplinom sekundarne pare iz ekspandera ili vrućim kondenzatom grijaće pare isparivača, a zatim se kroz dvije paralelne cijevi šalje u staklo aparata ITN 6.

U isparivaču 3, tekući amonijak u spreju isparava i zagađivači koji su obično povezani s plinovitim amonijakom se odvajaju. U tom slučaju nastaje slaba amonijačna voda s primjesom ulja za podmazivanje i prašine katalizatora iz radionice za sintezu amonijaka.

Dobivena otopina amonijum nitrata u neutralizatoru kontinuirano teče kroz hidrauličku zaptivku i sifon u završnu neutralizatorsku mješalicu 7, odakle se nakon neutralizacije viška kiseline šalje na isparavanje.

Sokova para koja se oslobađa u aparatu za grejanje, nakon prolaska kroz separator 2, šalje se za upotrebu kao grejna para u isparivače prvog stepena.

Kondenzat pare soka iz grijača 4 prikuplja se u kolektoru 5, odakle se troši za različite proizvodne potrebe.

Prije pokretanja neutralizatora obavljaju se pripremni radovi predviđeni u uputama za uporabu. Navedimo samo neke od pripremnih radova koji se odnose na normalno odvijanje procesa neutralizacije i osiguravanje sigurnosnih mjera.

Prije svega, morate sipati otopinu amonijum nitrata ili kondenzat pare u neutralizator do ventila za uzorkovanje.

Zatim je potrebno uspostaviti kontinuirano dovod azotne kiseline u rezervoar pod pritiskom i njeno prelivanje u magacinski prostor. Nakon toga potrebno je primiti plinoviti amonijak iz radionice za sintezu amonijaka, za šta je potrebno nakratko otvoriti ventile na liniji za ispuštanje pare soka u atmosferu i ventil za izlaz otopine u mikser-neutralizator. To sprječava stvaranje visokog tlaka u pumpnom aparatu i stvaranje nesigurne mješavine amonijaka i zraka pri pokretanju uređaja.

U istu svrhu, prije puštanja u rad, neutralizator i komunikacije povezane s njim se pročišćavaju parom.

Nakon postizanja normalnih radnih uslova, para soka iz aparata za grejanje šalje se na upotrebu kao grejna para].

3.1.4 Postrojenja za neutralizaciju koja rade pod vakuumom

Zajednička obrada amm Plinovi koji sadrže amonijak i plinoviti amonijak je nepraktičan, jer je povezan s velikim gubicima amonijum nitrata, kiseline i amonijaka zbog prisustva značajne količine nečistoća u plinovima koji sadrže amonijak (dušik, metan, vodik, itd.) - Ove nečistoće koje mjehuriće kroz rezultirajuće kipuće otopine amonijum nitrata, odnijele bi vezani dušik sa parom soka. Osim toga, para sokova kontaminirana nečistoćama ne može se koristiti kao para za grijanje. Stoga se plinovi koji sadrže amonijak obično obrađuju odvojeno od plina amonijaka.

U instalacijama koje rade pod vakuumom, toplota reakcije se koristi izvan neutralizatora - u vakuumskom isparivaču. Ovdje se vruće otopine amonijum nitrata koje dolaze iz neutralizatora kuhaju na temperaturi koja odgovara vakuumu u aparatu. Takve instalacije uključuju: neutralizator tipa scrubber, vakuumski isparivač i pomoćnu opremu.

Slika 3 prikazuje dijagram instalacije za neutralizaciju koja radi pomoću vakuumskog isparivača.

HP1 - neutralizator tipa scrubber; H1 - pumpa; B1 - vakuumski isparivač; B2 - vakuum separator; NB1 - rezervoar pod pritiskom azotne kiseline; B1 - rezervoar (mješalica na kapiji); P1 - podloška; DN1 - predneutralizator

Slika 3 - Šema instalacije za neutralizaciju sa vakuum isparivačem

Gasovi koji sadrže amonijak na temperaturi od 30--90 °C pod pritiskom od 1,2--1,3 atm dovode se u donji dio prečistača-neutralizatora 1. Cirkulirajući rastvor nitrata ulazi u gornji dio skrubera iz zaptivni rezervoar 6, koji se obično kontinuirano napaja iz rezervoara 5 azotne kiseline, ponekad prethodno zagrijane na temperaturu koja ne prelazi 60 °C. Proces neutralizacije se provodi sa viškom kiseline u rasponu od 20-50 g/l. Scruber 1 obično održava temperaturu 15-20 °C ispod tačke ključanja rastvora, što pomaže u sprečavanju kiselog raspadanja i stvaranja magle amonijum nitrata. Zadata temperatura se održava navodnjavanjem perača rastvorom iz vakuumskog isparivača, koji radi pri vakuumu od 600 mmHg. čl., pa otopina u njemu ima nižu temperaturu nego u scruberu.

Rastvor nitrata dobijen u skruberu se usisava u vakum isparivač 5, gde pri vakuumu od 560-600 mm Hg. Art. dolazi do djelomičnog isparavanja vode (isparavanje) i povećanja koncentracije otopine.

Iz vakuumskog isparivača otopina teče u rezervoar vodene zaptivke 6, odakle najveći dio ponovo odlazi na navodnjavanje pročistača 1, a ostatak se šalje u naknadni neutralizator 8. Sokova para nastala u vakuumskom isparivaču 3 je šalje se kroz vakuumski separator 4 u površinski kondenzator (nije prikazan na slici) ili u kondenzator za miješanje. U prvom slučaju, kondenzat pare soka koristi se u proizvodnji dušične kiseline, u drugom - u razne druge svrhe. Vakuum u vakuumskom isparivaču nastaje zbog kondenzacije pare soka. Nekondenzovane pare i gasovi se usisavaju iz kondenzatora pomoću vakuum pumpe i ispuštaju u atmosferu.

Izduvni gasovi iz skrubera 1 ulaze u aparat 7, gde se ispiru kondenzatom radi uklanjanja kapi rastvora nitrata, nakon čega se takođe odvode u atmosferu. U finalnom neutralizatorskom mikseru rastvori se neutrališu do sadržaja od 0,1-0,2 g/l slobodnog amonijaka i zajedno sa protokom rastvora nitrata dobijenog u ITN aparatu, šalju se na isparavanje.

Slika 4 prikazuje napredniju šemu neutralizacije vakuuma.

HK1 - hladnjak-kondenzator; CH1 - čistač-neutralizator; C1, C2 - kolekcije; TsN1, TsN2, TsN3 - centrifugalne pumpe; P1 - gas za pranje; G1 - vodeni pečat; L1 - zamka; B1 - vakuumski isparivač; BD1 - rezervoar neutralizatora; B2 - vakuum pumpa; P2 - mašina za pranje sokova; K1 - površinski kondenzator

Slika 4 - Dijagram neutralizacije vakuuma:

Destilacioni plinovi se usmjeravaju u donji dio pročistača neutralizatora 2, koji se navodnjavaju otopinom iz kolektora 3 pomoću cirkulacijske pumpe 4.

Zbirka 3 kroz vodeni zatvarač 6 prima rastvore iz čistača-neutralizatora 2, kao i rastvore nakon sifona vakuumskog isparivača 10 i sokova parnog perača 14.

Kroz rezervoar pod pritiskom (nije prikazan na slici), rastvor azotne kiseline iz gasnog perača 5, navodnjavan kondenzatom pare soka, kontinuirano se dovodi u kolekciju 7. Odavde se rastvori cirkulacionom pumpom 8 dovode do perača 5, nakon čega se vraćaju se u kolekciju 7.

Vrući plinovi nakon perilice 5 se hlade u hladnjaku-kondenzatoru 1 i ispuštaju u atmosferu.

Vruće otopine amonijum nitrata iz vodenog zatvarača 6 usisavaju se vakuum pumpom 13 u vakum isparivač 10, gdje se koncentracija NH4NO3 povećava za nekoliko posto.

Pare soka koje se oslobađaju u vakuumskom isparivaču 10, prošavši kroz sifon 9, podlošku 14 i površinski kondenzator 15, ispuštaju se u atmosferu pomoću vakuum pumpe 13.

Rastvor amonijum nitrata sa zadatom kiselinom se ispušta iz ispusnog voda pumpe 4 u rezervoar neutralizatora. Ovdje se otopina neutralizira plinom amonijaka i pumpa 12 se šalje u stanicu za isparavanje.

3.1. 5 Glavna oprema

ITN neutralizatori. Koristi se nekoliko vrsta neutralizatora, koji se uglavnom razlikuju po veličini i dizajnu uređaja za distribuciju amonijaka i dušične kiseline unutar aparata. Često se koriste uređaji sljedećih veličina: prečnik 2400 mm, visina 7155 mm, staklo - prečnik 1000 mm, visina 5000 mm. Koriste se i uređaji prečnika 2440 mm i visine 6294 mm i uređaji sa kojih je uklonjen prethodno obezbeđen mikser (slika 5).

LK1 - otvor; P1 - police; L1 - linija za uzorkovanje; L2 - izlazna linija rješenja; BC1 - unutrašnje staklo; C1 - eksterna posuda; Š1 - armatura za odvodnjavanje rastvora; P1 - distributer amonijaka; P2 - distributer dušične kiseline

Slika 5 - ITN neutralizator uređaj

U nekim slučajevima, za preradu malih količina plinova koji sadrže amonijak, koriste se ITP uređaji promjera 1700 mm i visine 5000 mm.

Grijač na plin amonijak je aparat sa školjkom i cijevi napravljen od ugljičnog čelika. Prečnik kućišta 400--476 mm, visina 3500--3280 mm. Cijev se često sastoji od 121 cijevi (promjer cijevi 25x3 mm) sa ukupnom površinom prijenosa topline od 28 m2. Plinoviti amonijak ulazi u cijevi, a grijaća para ili vrući kondenzat ulazi u međucijevni prostor.

Ako se za grijanje koristi sokova para iz opreme za grijanje, tada je grijač izrađen od nehrđajućeg čelika 1H18N9T.

Isparivač tekućeg amonijaka je aparat od ugljičnog čelika, u čijem se donjem dijelu nalazi parni kalem, a u sredini je tangencijalni ulaz plinovitog amonijaka.

U većini slučajeva, isparivač radi na svježu paru s pritiskom (viškom) od 9 atm. Na dnu isparivača amonijaka nalazi se priključak za periodično čišćenje od nakupljenih zagađivača.

Grejač azotne kiseline je aparat sa školjkom i cevima prečnika 400 mm i dužine 3890 mm. Prečnik cevi 25x2 mm, dužina 3500 mm; ukupna površina razmjene topline 32 m2. Zagrijavanje se vrši parom soka sa apsolutnim pritiskom od 1,2 atm.

Neutralizator tipa scrubber je vertikalni cilindrični aparat prečnika 1800-2400 mm i visine 4700-5150 mm. Koriste se i uređaji prečnika 2012 mm i visine 9000 mm. Unutar aparata, za ravnomjernu raspodjelu cirkulirajućih otopina po poprečnom presjeku, nalazi se nekoliko perforiranih ploča ili mlaznica od keramičkih prstenova. U gornjem dijelu uređaja opremljenih pločama položen je sloj prstenova dimenzija 50x50x3 mm, koji djeluje kao barijera protiv prskanja otopina.

Brzina gasa u slobodnom delu skrubera prečnika 1700 mm i visine 5150 mm iznosi oko 0,4 m/sec. Navodnjavanje uređaja scruber tipa rastvorima se vrši pomoću centrifugalnih pumpi kapaciteta 175-250 m3/h.

Vakumski isparivač je vertikalni cilindrični uređaj prečnika 1000-1200 mm i visine 5000-3200 mm. Mlaznica su keramički prstenovi dimenzija 50x50x5 mm, položeni u pravilne redove.

Gas za pranje je vertikalni cilindrični aparat od nerđajućeg čelika prečnika 1000 mm i visine 5000 mm. Mlaznica su keramički prstenovi dimenzija 50x50x5 mm.

Mješalica-neutralizator - cilindrični aparat s mješalicom koja se okreće brzinom od 30 o/min. Pogon se izvodi od elektromotora preko mjenjača (slika 6).

Š1 - armatura za ugradnju mjerača nivoa; B1 - ventilacioni otvor; E1 - elektromotor; P1 - mjenjač; VM1 - osovina miksera; L1 - šaht

Slika 6 - Mešalica-neutralizator

Prečnik često korišćenih uređaja je 2800 mm, visina 3200 mm. Rade pod atmosferskim pritiskom, služe za konačnu neutralizaciju rastvora amonijum nitrata i kao međuspremnici za rastvore koji se šalju na isparavanje.

Površinski kondenzator je vertikalni dvoprolazni (kroz vodu) izmjenjivač topline s ljuskom i cijevi dizajniran za kondenzaciju pare soka koja dolazi iz vakuumskog isparivača. Prečnik uređaja 1200 mm, visina 4285 mm; površina prijenosa topline 309 m2. Radi u vakuumu od približno 550-- 600 mm Hg. Art.; ima cijevi: prečnika 25x2 mm, dužine 3500 m, ukupan broj 1150 kom.; težina takvog kondenzatora je oko 7200 kg

U nekim slučajevima, da bi se eliminisale emisije u atmosferu pare soka koja se ispušta tokom isparenja iz isparivača, sifona opreme za grijanje i vodenih zaptivki, ugrađuje se površinski kondenzator sa sljedećim karakteristikama: prečnik kućišta 800 mm, visina 4430 mm, ukupan broj cijevi 483 kom., prečnika 25x2, ukupne površine 125 m2.

Vakum pumpe. Koriste se različite vrste pumpi. Pumpa tipa VVN-12 ima kapacitet od 66 m3/h, brzina rotacije osovine je 980 o/min. Pumpa je dizajnirana za stvaranje vakuuma u jedinici za neutralizaciju vakuuma.

Centrifugalne pumpe. Za cirkulaciju rastvora amonijum nitrata u instalaciji za vakuumsku neutralizaciju često se koriste pumpe 7HN-12 kapaciteta 175-250 m3/h. Instalirana snaga elektromotora je 55 kW.

4 . Proračun materijala i energije

Izračunajmo materijalnu i toplinsku ravnotežu procesa. Računam neutralizaciju dušične kiseline plinom amonijaka po 1 toni proizvoda. Početne podatke uzimam iz tabele 2, koristeći metodologiju priručnika , , .

Prihvatamo da će se proces neutralizacije odvijati pod sljedećim uslovima:

Početna temperatura, °C

gas amonijaka................................................ ...................................50

azotna kiselina................................................ ........................................................20

Tabela 2 - Početni podaci

Proračun materijala

1 Za dobijanje 1 tone nitrata reakcijom:

Np+HNO3=NH4NO3 +Q J (9)

teoretski je potrebna sljedeća količina sirovina (u kg):

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

azotne kiseline

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

Gdje su 17, 63 i 80 molekulske težine amonijaka, dušične kiseline i amonijum nitrata, respektivno.

Praktična potrošnja Np i HNO3 je nešto veća od teorijske, jer su tokom procesa neutralizacije gubici reagensa sa sokovom parom neizbježni zbog curenja u komunikacijama zbog blagog raspadanja reagujućih komponenti i nitrata itd.

2. Odredite količinu amonijum nitrata u komercijalnom proizvodu: 0,98*1000=980 kg/h

980/80=12,25 kmol/h,

kao i količina vode:

1000-980=20 kg/h

3. Izračunat ću potrošnju dušične kiseline (100%) da dobijem 12,25 kmol/h nitrata. Prema stehiometriji, troši se ista količina (kmol/h) koliko se formira nitrat: 12,25 kmol/h, odnosno 12,25*63=771,75 kg/h

Pošto uvjeti postavljaju potpunu (100%) konverziju kiseline, to će biti isporučena količina.

Proces uključuje razrijeđenu kiselinu - 60%:

771,75/0,6=1286,25 kg/h,

uključujući vodu:

1286,25-771,25=514,5 kg/h

4. Slično, potrošnja amonijaka (100%) za proizvodnju 12,25 kmol/h, ili 12,25*17=208,25 kg/h

U pogledu 25% amonijačne vode, to će biti 208,25/0,25 = 833 kg/h, uključujući vodu 833-208,25 = 624,75 kg/h.

5. Pronaći ću ukupnu količinu vode u neutralizatoru koji se isporučuje s reagensima:

514,5+624,75=1139,25 kg/h

6. Odredimo količinu vodene pare koja nastaje isparavanjem rastvora nitrata (20 kg/h ostaje u komercijalnom proizvodu): 1139,25 - 20 = 1119,25 kg/h.

7. Napravimo tabelu materijalnog bilansa procesa proizvodnje amonijum nitrata.

Tabela 3 - Materijalni bilans procesa neutralizacije

8. Izračunajmo tehnološke pokazatelje.

· teoretski koeficijenti troškova:

za kiselinu - 63/80=0,78 kg/kg

za amonijak - 17/80=0,21 kg/kg

· stvarni omjeri troškova:

za kiselinu - 1286,25/1000=1,28 kg/kg

za amonijak - 833/1000=0,83 kg/kg

Tokom procesa neutralizacije odvijala se samo jedna reakcija, konverzija sirovine je bila jednaka 1 (tj. došlo je do potpune konverzije), gubitaka nije bilo, što znači da je stvarni prinos jednak teoretskom:

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

Proračun energije

Dolazak topline. Tokom procesa neutralizacije, unos toplote se sastoji od toplote koju unose amonijak i azotna kiselina, i toplote koja se oslobađa tokom neutralizacije.

1. Toplota koju doprinosi plin amonijak je:

Q1=208,25*2,18*50=22699,25 kJ,

gdje je 208,25 potrošnja amonijaka, kg/h

2.18 - toplotni kapacitet amonijaka, kJ/(kg*°C)

50 - temperatura amonijaka, °C

2. Toplota koju uvodi azotna kiselina:

Q2=771,75*2,76*20=42600,8 kJ,

gdje je 771,25 potrošnja dušične kiseline, kg/h

2,76 - toplotni kapacitet azotne kiseline, kJ/(kg*°C)

20 - temperatura kiseline, °C

3. Toplota neutralizacije se preliminarno izračunava na 1 mol amonijum nitrata formiranog prema jednačini:

HNO3*3,95pO(tečnost) +Np(gas) =NH4NO3*3,95pO(tečnost)

gdje HNO3*3,95pO odgovara dušičnoj kiselini.

Toplotni efekat Q3 ove reakcije nalazi se iz sljedećih veličina:

a) toplota rastvaranja azotne kiseline u vodi:

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

b) toplota stvaranja čvrstog NH4NO3 iz 100% azotne kiseline i 100% amonijaka:

HNO3 (tečnost) + Np (gas) = ​​NH4NO3 (čvrsta) (11)

c) toplina rastvaranja amonijum nitrata u vodi, uzimajući u obzir potrošnju reakcione toplote za isparavanje dobijenog rastvora od 52,5% (NH4NO3 *pO) do 64% (NH4NO3 *2,5pO)

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

gdje NH4NO3*4pO odgovara koncentraciji od 52,5% NH4NO3

Vrijednost NH4NO3*4pO se izračunava iz omjera

80*47,5/52,5*18=4pO,

gdje je 80 molarna težina NH4NO3

47,5 - Koncentracija HNO3, %

52,5 - Koncentracija NH4NO3, %

18 - molarna težina pO

Slično se izračunava vrijednost NH4NO3*2,5pO, što odgovara 64% otopini NH4NO3

80*36/64*18=2,5pO

Prema reakciji (10), toplina rastvaranja q dušične kiseline u vodi iznosi 2594,08 J/mol. Za određivanje toplotnog efekta reakcije (11) potrebno je od toplote stvaranja amonijum nitrata oduzeti zbir toplota stvaranja Np (gas) i HNO3 (tečnost).

Toplina stvaranja ovih jedinjenja iz jednostavnih supstanci na 18°C ​​i 1 atm ima sledeće vrednosti (u J/mol):

Np(gas):46191,36

HNO3 (tečnost): 174472.8

NH4NO3(s):364844.8

Ukupni toplinski učinak kemijskog procesa ovisi samo o toplini stvaranja početnih interakcijskih supstanci i konačnih proizvoda. Iz ovoga slijedi da će toplinski efekat reakcije (11) biti:

q2=364844.8-(46191.36+174472.8)=144180.64 J/mol

Toplota q3 rastvaranja NH4NO3 prema reakciji (12) jednaka je 15606,32 J/mol.

Otapanje NH4NO3 u vodi nastaje apsorpcijom toplote. U tom smislu, toplota rastvora se uzima u energetski bilans sa predznakom minus. Koncentracija otopine NH4NO3 odvija se u skladu s tim s oslobađanjem topline.

Dakle, toplotni efekat Q3 reakcije

HNO3 +*3,95pO(tečnost)+ Np(gas) =NH4NO3*2,5pO(tečnost)+1,45pO(para)

bice:

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

Prilikom proizvodnje 1 tone amonijum nitrata, toplota reakcije neutralizacije će biti:

102633,52*1000/80=1282919 kJ,

gdje je 80 molekulska težina NH4NO3

Iz navedenih proračuna jasno je da će ukupni toplotni dobitak biti: sa amonijakom 22699,25, sa azotnom kiselinom 42600,8, zbog toplote neutralizacije 1282919 i ukupno 1348219,05 kJ.

Potrošnja toplote. Prilikom neutralizacije dušične kiseline amonijakom, dobivenom otopinom amonijevog nitrata iz aparata se uklanja toplina, troši se na isparavanje vode iz ove otopine i gubi u okoliš.

Količina topline koju nosi otopina amonijum nitrata je:

Q=(980+10)*2,55 kip,

gdje je 980 količina rastvora amonijum nitrata, kg

10 - gubici Np i HNO3, kg

tboil - temperatura ključanja rastvora amonijum nitrata, °C

Tačka ključanja rastvora amonijum nitrata se određuje pri apsolutnom pritisku u neutralizatoru od 1,15 - 1,2 atm; Ovaj pritisak odgovara temperaturi zasićene vodene pare od 103 °C. pri atmosferskom pritisku, tačka ključanja rastvora NH4NO3 je 115,2 °C. depresija temperature je jednaka:

T=115,2 - 100=15,2 °C

Izračunajte tačku ključanja 64% otopine NH4NO3

tboil = tsat. para+?t*z =103+15,2*1,03 = 118,7 °S,

Slični dokumenti

Karakteristike proizvedenih proizvoda, sirovina i materijala za proizvodnju. Tehnološki proces proizvodnje amonijum nitrata. Neutralizacija azotne kiseline gasovitim amonijakom i isparavanje do visoko koncentrirane taline.

kurs, dodato 19.01.2016


Automatizacija proizvodnje granuliranog amonijum nitrata. Krugovi za stabilizaciju pritiska u dovodu pare soka i regulaciju temperature kondenzata pare iz barometarskog kondenzatora. Praćenje pritiska u izlaznom vodu do vakuum pumpe.

kurs, dodato 01.09.2014


Amonijum nitrat je uobičajeno i jeftino azotno đubrivo. Pregled postojećih tehnoloških šema za njegovu proizvodnju. Modernizacija proizvodnje amonijum nitrata sa proizvodnjom kompleksnog azotno-fosfatnog đubriva u OJSC Cherepovets Azot.

disertacije, dodato 22.02.2012


Opisi granulatora za granuliranje i miješanje rasutih materijala, navlaženih prahova i pasta. Proizvodnja kompleksnih đubriva na bazi amonijum nitrata i uree. Jačanje veza između čestica sušenjem, hlađenjem i polimerizacijom.

kurs, dodato 11.03.2015


Namjena, dizajn i funkcionalni dijagram amonijačne rashladne jedinice. Konstrukcija ciklusa u termodinamičkom dijagramu za dati i optimalni režim. Određivanje rashladnog kapaciteta, potrošnje energije i potrošnje energije.

test, dodano 25.12.2013


Suština procesa sušenja i opis njegove tehnološke sheme. Atmosferske sušare sa bubnjevima, njihova struktura i osnovni proračuni. Parametri dimnih gasova koji se dovode u sušaru, automatska kontrola vlažnosti. Transport sredstva za sušenje.

kurs, dodan 24.06.2012


Pregled savremenih metoda za proizvodnju azotne kiseline. Opis tehnološke šeme instalacije, dizajn glavnog aparata i pomoćne opreme. Karakteristike sirovina i gotovih proizvoda, nusproizvoda i proizvodnog otpada.

teza, dodana 01.11.2013


Industrijske metode za proizvodnju razrijeđene dušične kiseline. Katalizatori oksidacije amonijaka. Sastav gasne mešavine. Optimalni sadržaj amonijaka u mješavini amonijaka i zraka. Vrste sistema azotne kiseline. Proračun materijalnog i toplotnog bilansa reaktora.

kurs, dodato 14.03.2015


Tehnološki proces, tehnološke norme. Fizičko-hemijska svojstva diamonijum fosfata. Tehnološki sistem. Prijem, distribucija fosforne kiseline. Prva i druga faza neutralizacije fosforne kiseline. Granulacija i sušenje proizvoda.

kurs, dodan 18.12.2008


Karakteristike sirovine i pomoćnih materijala za proizvodnju dušične kiseline. Izbor i opravdanje usvojene proizvodne šeme. Opis tehnološke šeme. Proračuni materijalnih bilansa procesa. Automatizacija tehnološkog procesa.