Ամոնիումի նիտրատի արտադրություն. Ամոնիումի նիտրատի արտադրության տեխնոլոգիաների ակնարկ Ամոնիումի նիտրատի արտադրություն

Պոլիմերների վերամշակում

Տարբեր պոլիմերների հիման վրա ստացված նոր նյութերի ամենակարևոր առանձնահատկությունը մածուցիկ հոսքային վիճակի փուլում դրանց պատրաստի արտադրանքի վերածելու համեմատական ​​պարզությունն է, որում առավել ցայտուն են դրանց պլաստիկ հատկությունները: Հեշտ ձևավորվելու այս ունակությունը (որոշակի պայմաններում, այսպես թե այնպես, կապված է ջեռուցման հետ), այնուհետև սովորական ջերմաստիճանում ձեռք բերված ձևը հաստատակամորեն պահպանելու համար, պլաստիկ զանգվածներին տվեց իրենց անունը:

Պոլիմերների մշակման տեսանկյունից դրանք (սակայն, շատ պայմանականորեն) կարելի է բաժանել երկու հիմնական խմբի՝ ջերմապլաստիկներ, որոնք ներառում են նյութեր, որոնք փոխում են միայն իրենց պլաստիկությունը ջեռուցման ազդեցության տակ, բայց պահպանում են իրենց կառուցվածքը, և ջերմակայուն պլաստմասսա։ որոնք տաքացման ազդեցությամբ գծային մոլեկուլներ, ինչպես կկցվեն իրար՝ ձևավորելով բարդ տարածական կառուցվածքներ։

Թերմոպլաստիկները ներառում են գրեթե բոլոր պլաստիկ զանգվածները, որոնք ստացվում են մոնոմերները պոլիմերացման միջոցով երկար շղթաների մեջ միացնելուց։ Թվարկենք այս տեսակի մի քանի սովորական պլաստիկ զանգվածներ։ Դրանցից առանձնանում է պոլիէթիլենը կամ պոլիէթիլենը, որն առանց պատճառի չի կոչվում «պլաստմասսաների արքա»։ Բացառությամբ ծակոտկեն և փրփուր պլաստմասսաների, պոլիէթիլենը ամենաթեթև պլաստիկ զանգվածն է: Նրա տեսակարար կշիռը քիչ է տարբերվում սառույցից, ինչը թույլ է տալիս լողալ ջրի մակերեսին։ Այն բացառիկ դիմացկուն է ալկալիների և կաուստիկ թթուների նկատմամբ և միևնույն ժամանակ ամուր է, հեշտությամբ թեքվում է, չի կորցնում ճկունությունը նույնիսկ վաթսուն աստիճան սառնամանիքի ժամանակ: Պոլիէթենը հարմար է հորատման, պտտման, դրոշմելու, - մի խոսքով, ցանկացած տեսակի մշակման այն մեքենաների վրա, որոնք օգտագործվում են մետաղի մշակման համար։ Տաքացնելով մինչև 115-120 °, պոլիէթիլենը դառնում է փափուկ և պլաստիկ, այնուհետև սեղմելով կամ ներարկման ձևավորումով հնարավոր է դրանից արտադրել ցանկացած տեսակի ուտեստ՝ օծանելիքի շշերից մինչև թթուների և ալկալիների համար նախատեսված հսկայական շշեր: Երբ տաքացվում է, պոլիէթիլը կարող է հեշտությամբ գլորվել բարակ թաղանթների մեջ, որոնք օգտագործվում են փաթաթելու համար, որոնք վախենում են խոնավությունից: Ուժի և առաձգականության համադրությունը պոլիէթիլենին դարձնում է հարմար նյութ անաղմուկ շարժակների, օդափոխման սարքավորումների և քիմիական գործարանների խողովակների, փականների, միջադիրների արտադրության համար:

Պոլիվինիլքլորիդը (հաճախ ոչ այնքան ճիշտ է կոչվում պոլիվինիլքլորիդ) նույնպես պատկանում է սովորական ջերմապլաստիկներին: Դրա հիման վրա արտադրվում են պլաստմասսաների երկու հիմնական տեսակ՝ կոշտ ցելյուլոիդային տիպ՝ այսպես կոչված վինիլային պլաստմասսա և փափուկ պլաստիկ միացություններ։

Այստեղ հարում են նաև պոլիստիրոլը՝ բարձր հաճախականությամբ սարքերի և հատուկ ռադիոսարքավորումների արժեքավոր մեկուսիչ, որը արտաքինից անգույն ապակի է հիշեցնում, և պոլիմեթիլ մետակրիլատը (օրգանական ապակի)։

Ջերմապլաստիկները ներառում են համապատասխան մշակված բնական պոլիմերներից պատրաստված պլաստմասսա (օրինակ՝ նիտրոցելյուլոզա, որը ստացվում է ազոտական ​​և ծծմբական թթուների և բջջանյութի ացետատի խառնուրդով բամբակի ցելյուլոզա մշակելով), և, որպես բացառություն, պոլիամիդային խեժեր, որոնք ստացվում են պոլիկոնդենսացիայի գործընթացով և այլն։ կոչվում է «աստիճան» կամ բազմակի պոլիմերացում։

Նյութերի այս հիմնական խմբերի տարբերությունը շատ էական է։ Թերմոպլաստիկ արտադրանքները կարող են մանրացնել և վերամշակվել: Դրանցից որոշակի արտադրանքի արտադրության համար լայնորեն օգտագործվում է ներարկման ձուլումը: Ապրանքը կարծրանում է սառեցված կաղապարում մի քանի վայրկյանում; արդյունքում՝ ժամանակակից ներարկման ձուլման մեքենաների արտադրողականությունը շատ բարձր է՝ մեկ օրում նրանք կարող են արտադրել 15-ից 40 հազար միջին և մի քանի հարյուր հազար փոքր արտադրանք։

Ջերմակայուն նյութերի դեպքում իրավիճակն ավելի բարդ է. դրանք կարծրանալուց հետո գրեթե անհնար է դրանք վերադարձնել մածուցիկ հոսող վիճակի, երբ դրանք կարող են նորից պլաստիկ դառնալ: Հետևաբար, դրանցից հեռացնելը դժվար է. դրանք հիմնականում սեղմվում են ջերմության տակ, և ստացված արտադրանքը պահվում է կաղապարի մեջ այնքան ժամանակ, որքան անհրաժեշտ է, որպեսզի խեժը անցնի թրմվող վիճակի արտադրանքի ամբողջ խաչմերուկով: Բայց արտադրանքը այլեւս չի պահանջում սառեցում:

Թեև տաք սեղմման մեթոդը մի փոքր ավելի քիչ արդյունավետ է, քան ներարկման ձևավորումը, այնուամենայնիվ, նույնիսկ այն շատ անգամ ավելի արագ է, քան մետաղական արտադրանքի արտադրության սովորական տեխնոլոգիական գործընթացները: Սա հսկայական լրացուցիչ առավելություն է տալիս մետաղները պլաստմասսայով փոխարինելիս: Ի վերջո, շատ բարդ մետաղական արտադրանքներ իրենց հարդարման համար պահանջում են արտադրական գործողությունների երկար շարք: Տիպիկ օրինակ է ձուլվածքների արտադրությունը, որը պահանջում է ամենահմուտ գործիքագործների երկարատև ջանքերը: Խորհրդային ավտոմոբիլաշինությունն այժմ օգտագործում է նամականիշներ, որոնք պատրաստված են, այսպես կոչված, էպոքսիդային խեժերից՝ համապատասխան լցանյութով։ Դրանք ստեղծվում են մեկ հիմնական գործողության՝ ձուլման և մեկ օժանդակ՝ անհատական, պատահական ձևավորված անկանոնությունների մաքրման միջոցով։ Արդյունաբերությունը մոտեցել է խոշոր չափերի արտադրանքի ձևավորման խնդրի լուծմանը, ինչպիսիք են մեքենաների կորպուսը, մոտորանավակները և այլն։

Օգտագործելով փուլային պոլիմերացման մեթոդով ստացված պլաստիկ զանգվածի օրինակը՝ պոլիկապրոլակտամ (ինչպես քիմիկոսների լեզվով կոչվում է նեյլոնե խեժ) - կարելի է հստակ տեսնել, թե որքան պայմանական են այն սահմանները, որոնք գործնականում առանձնացնում են պլաստիկ զանգվածները սինթետիկ մանրաթելերից:

Կապրոնի խեժը ստացվում է ամինոկապրոինաթթվի լակտամից՝ կապրոլակտամից, որն իր հերթին ստացվում է ֆենոլից, բենզոլից, ֆուրֆուրալից (շատ խոստումնալից հումք է, որը ձևավորվում է, մասնավորապես, գյուղատնտեսական թափոնների վերամշակման ժամանակ) և ացետիլենից՝ ստացված ջրի ազդեցությամբ։ կալցիումի կարբիդ: Պոլիմերացման ավարտից հետո պոլիկապրոլակտամն ազատվում է ռեակտորից բարակ բացվածքի միջոցով: Միաժամանակ այն ամրանում է ժապավենի տեսքով, որն այնուհետեւ մանրացնում են փշրանքների: Մոնոմերային մնացորդներից լրացուցիչ մաքրումից հետո ստացվում է մեզ անհրաժեշտ պոլիամիդային խեժը։ Այս խեժից, որի հալման ջերմաստիճանը բավականին բարձր է (216-218 °), պատրաստվում են շոգենավերի պտուտակներ, կրող պատյաններ, հաստոցներ և այլն: Բայց պոլիամիդային խեժերը առավել լայնորեն օգտագործվում են թելերի արտադրության մեջ, որոնցից չեն փտում: պատրաստվում են ձկնորսական ցանցեր և նեյլոնե գուլպաներ և այլն։

Թելերը ձևավորվում են խեժի հալոցքից, որն անցնում է փոքր անցքերով՝ ձևավորելով հոսքեր, որոնք սառչելուց հետո պնդանում են՝ վերածվելով թելերի։ Մի քանի տարրական թելեր միացվում են մեկի մեջ և ենթարկվում ոլորման և ձգման:

Քիմիան արդյունաբերական առաջընթացի այնպիսի որոշիչ գործոնի ամենահուսալի դաշնակիցն է, ինչպիսին է ավտոմատացումը: Քիմիական տեխնոլոգիան իր ամենակարևոր հատկանիշի շնորհիվ, որը հատկապես ընդգծված է ԽՄԿԿ 21-րդ համագումարում Ն.Ս. Խրուշչովի զեկույցում, այն է՝ շարունակականությունը, ամենաարդյունավետ և ցանկալի օբյեկտն է ավտոմատացման համար։ Եթե ​​հաշվի առնենք նաև, որ քիմիական արտադրությունն իր հիմնական ուղղություններով մեծածավալ և զանգվածային արտադրություն է, ապա պարզ կարելի է պատկերացնել, թե աշխատուժի խնայողության և արտադրության ընդլայնման ինչպիսի հսկայական աղբյուրներ են պարունակում քիմիան, հատկապես քիմիան և տեխնոլոգիան։ պոլիմերներ.

Ճանաչելով կարևորագույն տեխնիկական նյութերի՝ պոլիմերների կառուցվածքի և դրանց հատկությունների խորը կապերը և սովորելով «նախագծել» պոլիմերային նյութերը մի տեսակ «քիմիական գծագրերի» համաձայն՝ քիմիկոսները կարող են վստահորեն ասել. «Անսահմանափակ ընտրության նյութերի դարաշրջան սկսվել է».

Պարարտանյութերի կիրառում

Սոցիալիստական ​​գյուղատնտեսության առջեւ խնդիր է դրված մեր երկրում սննդամթերքի առատություն ստեղծելու եւ արդյունաբերությանը հումքով ամբողջ ծավալով մատակարարելու խնդիր։

Առաջիկա տարիներին զգալիորեն կաճի հացահատիկային մթերքների, շաքարի ճակնդեղի, կարտոֆիլի, արդյունաբերական մշակաբույսերի, մրգի, բանջարեղենի, կերային բույսերի արտադրությունը։ Զգալիորեն կավելանա անասնաբուծական հիմնական մթերքների՝ միս, կաթ, բուրդ և այլն արտադրությունը։

Սննդի առատության համար պայքարում քիմիան հսկայական դեր է խաղում։

Գյուղմթերքների արտադրությունն ավելացնելու երկու ճանապարհ կա. երկրորդ՝ արդեն մշակված հողատարածքների բերքատվության ավելացմամբ։ Այստեղ է, որ քիմիան օգնում է գյուղատնտեսությանը:

Պարարտանյութերը ոչ միայն մեծացնում են քանակությունը, այլեւ բարելավում են դրանց օգնությամբ աճեցված մշակաբույսերի որակը։ Դրանք բարձրացնում են ճակնդեղի շաքարի պարունակությունը և կարտոֆիլի օսլայի պարունակությունը, մեծացնում են կտավատի և բամբակի մանրաթելերի ամրությունը և այլն: Պարարտանյութերը բարձրացնում են բույսերի դիմադրողականությունը հիվանդությունների, երաշտի և ցրտերի նկատմամբ:

Առաջիկա տարիներին մեր գյուղատնտեսությունը մեծ քանակությամբ հանքային և օրգանական պարարտանյութերի կարիք կունենա։ Հանքային պարարտանյութեր ստանում է քիմիական արդյունաբերությունից։ Բացի տարբեր հանքային պարարտանյութերից, քիմիական արդյունաբերությունը գյուղատնտեսությանը տրամադրում է թունաքիմիկատներ՝ վնասակար միջատների, բույսերի հիվանդությունների և մոլախոտերի դեմ պայքարի համար՝ թունաքիմիկատներ, ինչպես նաև աճի և պտղաբերության կարգավորման միջոցներ՝ աճի խթանիչներ, բամբակի տերևների նախնական անկման միջոցներ և այլն։ (դրանց կիրառման և գործողությունների մասին ավելին նկարագրված է 4-րդ DE-ում):

Ինչ են պարարտանյութերը

Գյուղատնտեսության մեջ օգտագործվող պարարտանյութերը բաժանվում են երկու հիմնական խմբի՝ օրգանական և հանքային։ Օրգանական պարարտանյութերից են՝ գոմաղբը, տորֆը, կանաչ գոմաղբը (մթնոլորտային ազոտը կլանում են բույսեր) և տարբեր կոմպոստներ։ Նրանց կազմը, բացի հանքանյութերից, ներառում է օրգանական նյութեր։

Մեր երկրում արտադրվում են նաև բարդ, կամ բազմակողմ պարարտանյութեր։ Դրանք պարունակում են ոչ թե մեկ, այլ երկու կամ երեք մարտկոց։ Զգալիորեն զարգանում է նաև միկրոպարարտանյութերի օգտագործումը գյուղատնտեսության մեջ։ Դրանք ներառում են բոր, պղինձ, մանգան, մոլիբդեն, ցինկ և այլ տարրեր, որոնցից փոքր քանակությամբ (մի քանի կիլոգրամ մեկ հեկտարում) անհրաժեշտ է բույսերի զարգացման և պտղաբերության համար։

Բացի այդ, գյուղատնտեսության մեջ օգտագործվում են նաև այսպես կոչված անուղղակի պարարտանյութեր՝ կրաքար, գիպս և այլն: Նրանք փոխում են հողի հատկությունները. վերացնում են բույսերի համար վնասակար թթվայնությունը, ուժեղացնում են օգտակար միկրոօրգանիզմների ակտիվությունը և փոխակերպում հողի մեջ պարունակվող սննդանյութերը։ բույսերի համար ավելի մատչելի ձևի, հողի և այլն:

ԱԶՈՏԱԿԱՆ պարարտանյութեր

Ազոտային պարարտանյութերի մեծ մասի արտադրության մեկնարկային նյութը ամոնիակն է: Ստացվում է ազոտից և ջրածնից սինթեզով կամ որպես կողմնակի արտադրանք (ենթամթերք) ածխի և տորֆի կոքսացման ժամանակ։

Ամենատարածված ազոտային պարարտանյութերն են ամոնիումի նիտրատը, ամոնիումի սուլֆատը, կալցիումի նիտրատը, նատրիումի նիտրատը, միզանյութը, հեղուկ ազոտային պարարտանյութերը (հեղուկ ամոնիակ, ամոնիակ, ամոնիակ ջուր):

Այս պարարտանյութերը միմյանցից տարբերվում են ազոտային միացությունների տեսքով։ Ոմանք պարունակում են ազոտ ամոնիակի տեսքով։ Սրանք ամոնիակային պարարտանյութեր են: Դրանք ներառում են ամոնիումի սուլֆատ: Մյուսների մոտ ազոտը նիտրատային է, այսինքն՝ ազոտական ​​թթվի աղերի տեսքով։ Սրանք նիտրատային պարարտանյութեր են: Դրանք ներառում են նատրիումի նիտրատ և կալցիումի նիտրատ: Ամոնիումի նիտրատում ազոտը միաժամանակ պարունակվում է ինչպես նիտրատային, այնպես էլ ամոնիումի ձևերով։ Միզանյութը պարունակում է ազոտ՝ ամիդային միացության տեսքով։

Ազոտական ​​պարարտանյութերի նիտրատային ձևերը հեշտությամբ լուծվում են ջրում, չեն ներծծվում հողի կողմից և հեշտությամբ լվանում են դրանից։ Դրանք բույսերի կողմից ներծծվում են ավելի արագ, քան ազոտային միացությունների այլ ձևերը։

Ամոնիակային պարարտանյութերը նույնպես հեշտությամբ լուծվում են ջրի մեջ և լավ են ներծծվում բույսերի կողմից, սակայն դրանք ավելի դանդաղ են գործում, քան նիտրատային պարարտանյութերը: Ամոնիակը լավ կլանում է հողը և թույլ լվանում դրանից։ Հետեւաբար, ամոնիակային պարարտանյութերը բույսերին ապահովում են ազոտային սնուցում ավելի երկար ժամանակով: Նրանք նույնպես ավելի էժան են։ Սա նրանց առավելությունն է նիտրատային պարարտանյութերի նկատմամբ:

Ինչպես է պատրաստվում ամոնիումի նիտրատը

Ամոնիումի նիտրատը ամենատարածված պարարտանյութերից է:

Ամոնիումի նիտրատը (այլապես՝ ամոնիումի նիտրատ) գործարաններում ստանում են ազոտական ​​թթվից և ամոնիակից՝ այդ միացությունների քիմիական փոխազդեցությամբ։

Արտադրության գործընթացը բաղկացած է հետևյալ փուլերից.

1. Ազոտական ​​թթվի չեզոքացում գազային ամոնիակով:
2. Ամոնիումի նիտրատի լուծույթի գոլորշիացում:
3. Ամոնիումի նիտրատի բյուրեղացում:
4. Չորացնող աղ.

Նկարը պարզեցված ձևով ցույց է տալիս ամոնիումի նիտրատի արտադրության տեխնոլոգիական սխեման: Ինչպե՞ս է ընթանում այս գործընթացը:

Հումքը՝ գազային ամոնիակ և ազոտական ​​թթու (ջրային լուծույթ) մտնում է չեզոքացուցիչ: Այստեղ երկու նյութերի քիմիական փոխազդեցության արդյունքում առաջանում է բուռն ռեակցիա՝ մեծ քանակությամբ ջերմության արտազատմամբ։ Այս դեպքում ջրի մի մասը գոլորշիանում է, և ստացված ջրային գոլորշին (այսպես կոչված հյութի գոլորշին) թակարդի միջոցով դուրս է թափվում դեպի դրս:

Ամոնիումի նիտրատի ոչ լրիվ մաքրված լուծույթը չեզոքացնողից գալիս է հաջորդ ապարատի՝ չեզոքացուցիչի: Դրանում ամոնիակի ջրային լուծույթի ավելացումից հետո ավարտվում է ազոտական ​​թթվի չեզոքացման գործընթացը։

Չեզոքացուցիչից ամոնիումի նիտրատի լուծույթը մղվում է գոլորշիացնող սարք՝ անընդհատ գործող վակուումային ապարատ: Նման սարքերում լուծույթը գոլորշիացվում է նվազեցված ճնշման տակ, այս դեպքում՝ 160-200 մմ Hg ճնշման տակ: Արվեստ. Գոլորշիացման համար ջերմությունը փոխանցվում է լուծույթին գոլորշու միջոցով տաքացվող խողովակների պատերով:

Գոլորշիացումն իրականացվում է այնքան ժամանակ, քանի դեռ լուծույթի կոնցենտրացիան հասնում է 98%-ի: Դրանից հետո լուծումը գնում է բյուրեղացման:

Մեկ մեթոդի համաձայն, ամոնիումի նիտրատի բյուրեղացումը տեղի է ունենում թմբուկի մակերեսի վրա, որը սառչում է ներսից: Թմբուկը պտտվում է, և դրա մակերեսին ձևավորվում է մինչև 2 մմ հաստությամբ բյուրեղացնող ամոնիումի նիտրատի կեղև։ Կեղևը կտրում են դանակով և ուղարկում են չորացման համար:

Ամոնիումի նիտրատը չորանում է տաք օդով պտտվող չորացման թմբուկներում 120° ջերմաստիճանում։ Չորացնելուց հետո պատրաստի արտադրանքն ուղարկվում է փաթեթավորման։ Ամոնիումի նիտրատը պարունակում է 34-35% ազոտ։ Թխվածքը նվազեցնելու համար արտադրության ընթացքում դրա բաղադրության մեջ ներմուծվում են տարբեր հավելումներ։

Ամոնիումի նիտրատը արտադրվում է գործարանների կողմից հատիկավոր և փաթիլների տեսքով։ Սելիտրայի փաթիլը ուժեղ կլանում է օդի խոնավությունը, ուստի պահպանման ընթացքում այն ​​տարածվում է և կորցնում փխրունությունը: Գրանուլացված ամոնիումի նիտրատն ունի հատիկների (հատիկների) ձև։

Ամոնիումի նիտրատի հատիկավորումը հիմնականում կատարվում է աշտարակներում (տես նկարը): Ամոնիումի նիտրատի մեկ լուծույթ՝ հալված, ցողվում է աշտարակի առաստաղում տեղադրված ցենտրիֆուգով:

Հալվածքը լցվում է ցենտրիֆուգի պտտվող ծակ թմբուկի մեջ՝ շարունակական հոսքով։ Անցնելով թմբուկի անցքերից՝ սփրեյը վերածվում է համապատասխան տրամագծով գնդիկների ու ցած ընկնելու ժամանակ կարծրանում։

Հատիկավոր ամոնիումի նիտրատն օժտված է լավ ֆիզիկական հատկություններով, պահեստավորման ընթացքում չի թխում, լավ ցրվում է դաշտում և դանդաղորեն կլանում է օդի խոնավությունը:

Ամոնիումի սուլֆատ - (հակառակ դեպքում - ամոնիումի սուլֆատ) պարունակում է 21% ազոտ: Ամոնիումի սուլֆատի մեծ մասը արտադրվում է կոքսի արդյունաբերության կողմից:

Առաջիկա տարիներին մեծապես կզարգանա առավել խտացված ազոտային պարարտանյութի՝ կարբամիդի կամ միզանյութի արտադրությունը, որը պարունակում է 46% ազոտ։

Միզանյութը ստացվում է բարձր ճնշման սինթեզում ամոնիակից և ածխաթթու գազից։ Այն օգտագործվում է ոչ միայն որպես պարարտանյութ, այլև անասուններին կերակրելու համար (լրացուցիչ սպիտակուցային սնուցում) և որպես պլաստմասսա արտադրության միջանկյալ միջոց։

Մեծ նշանակություն ունեն հեղուկ ազոտային պարարտանյութերը՝ հեղուկ ամոնիակ, ամոնիակ և ամոնիակ ջուր։

Հեղուկ ամոնիակը ստացվում է գազային ամոնիակից բարձր ճնշման հեղուկացման միջոցով: Այն պարունակում է 82% ազոտ։ Ամոնիակները ամոնիումի նիտրատի, կալցիումի նիտրատի կամ միզանյութի լուծույթներն են հեղուկ ամոնիակում ջրի փոքր ավելացումով: Դրանք պարունակում են մինչև 37% ազոտ։ Ամոնիակ ջուրը ամոնիակի ջրային լուծույթ է: Այն պարունակում է 20% ազոտ։ Հեղուկ ազոտական ​​պարարտանյութերը բերքի վրա իրենց ազդեցության առումով չեն զիջում պինդ պարարտանյութերին։ Եվ դրանց արտադրությունը շատ ավելի էժան է, քան պինդները, քանի որ լուծույթը գոլորշիացնելու, չորացնելու և հատիկավորելու գործողություններ չկան։ Հեղուկ ազոտային պարարտանյութի երեք տեսակներից առավել լայնորեն օգտագործվում է ամոնիակային ջուրը։ Իհարկե, հեղուկ պարարտանյութերի կիրառումը հողի վրա, ինչպես նաև դրանց պահեստավորումն ու տեղափոխումը պահանջում են հատուկ մեքենաներ և սարքավորումներ:

Ամոնիումի նիտրատ կամ ամոնիումի նիտրատ NH 4 NO 3 սպիտակ բյուրեղային նյութ է, որը պարունակում է 35% ազոտ ամոնիումի և նիտրատի ձևերով, ազոտի երկու ձևերն էլ հեշտությամբ կլանում են բույսերը: Հատիկավոր ամոնիումի նիտրատը մեծ մասշտաբով օգտագործվում է ցանքից առաջ և բոլոր տեսակի վերին հագնվելու համար: Ավելի փոքր մասշտաբով այն օգտագործվում է պայթուցիկ նյութերի արտադրության համար։

Ամոնիումի նիտրատը լավ լուծվում է ջրի մեջ և ունի բարձր հիգրոսկոպիկություն (օդից խոնավություն կլանելու ունակություն), ինչը հանգեցնում է պարարտանյութի հատիկների տարածմանը, կորցնում են իրենց բյուրեղային ձևը, առաջանում է պարարտանյութի թխում.

Ամոնիումի նիտրատի արտադրության սխեմատիկ դիագրամ

Գործնականում չփակող ամոնիումի նիտրատ ստանալու համար օգտագործվում են մի շարք տեխնոլոգիական մեթոդներ։ Հիգրոսկոպիկ աղերի կողմից խոնավության կլանման արագությունը նվազեցնելու արդյունավետ միջոց է դրանց հատիկավորումը։ Միասեռ հատիկների ընդհանուր մակերեսը փոքր է նույն քանակությամբ նուրբ բյուրեղային աղի մակերեսից, հետևաբար հատիկավոր պարարտանյութերը ավելի դանդաղ են կլանում խոնավությունը:

Որպես նմանատիպ գործող հավելումներ օգտագործվում են նաև ամոնիումի ֆոսֆատները, կալիումի քլորիդը, մագնեզիումի նիտրատը: Ամոնիումի նիտրատի արտադրության գործընթացը հիմնված է գազային ամոնիակի փոխազդեցության տարասեռ ռեակցիայի վրա ազոտաթթվի լուծույթի հետ.

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

Քիմիական ռեակցիան ընթանում է բարձր արագությամբ. արդյունաբերական ռեակտորում այն ​​սահմանափակվում է հեղուկի մեջ գազի լուծարմամբ։ Ռեակտիվների խառնումը մեծ նշանակություն ունի դիֆուզիոն հետամնացությունը նվազեցնելու համար:

Ամոնիումի նիտրատի արտադրության տեխնոլոգիական գործընթացը, բացի ամոնիակով ազոտական ​​թթվի չեզոքացման փուլից, ներառում է նաև նիտրատային լուծույթի գոլորշիացման, հալվածքի հատիկավորում, հատիկների սառեցում, հատիկների մշակումը մակերևութային ակտիվ նյութերով, նիտրատի փաթեթավորում, պահեստավորում և բեռնում, գազերի արտանետումների և կեղտաջրերի մաքրում: Նկ. 8.8-ում ներկայացված է 1360 տոննա/օր հզորությամբ ամոնիումի նիտրատի AS-72 արտադրության ժամանակակից մեծ հզորությամբ միավորի դիագրամ: Բնօրինակ 58-60% ազոտաթթուն ջեռուցվում է ջեռուցիչում մինչև 70-80°C ITN 3 ապարատի հյութի գոլորշիով և սնվում է չեզոքացման: Նախքան 3-րդ սարքավորումը, ֆոսֆորական և ծծմբական թթուները ավելացվում են ազոտական ​​թթվին այնպիսի քանակությամբ, որ պատրաստի արտադրանքը պարունակում է 0,3-0,5% P 2 O 5 և 0,05-0,2% ամոնիումի սուլֆատ: Միավորը հագեցած է երկու ITN սարքերով, որոնք աշխատում են զուգահեռաբար: Բացի ազոտական ​​թթվից, նրանց մատակարարվում է գազային ամոնիակ, որը նախապես տաքացվում է ջեռուցիչ 2-ում գոլորշու կոնդենսատով մինչև 120-130°C: Մատակարարվող ազոտական ​​թթվի և ամոնիակի քանակները կարգավորվում են այնպես, որ ITN ապարատի ելքի մոտ լուծույթն ունենա թթվի մի փոքր ավելցուկ (2-5 գ/լ), որն ապահովում է ամոնիակի ամբողջական կլանումը։

Սարքի ստորին հատվածում չեզոքացման ռեակցիա է տեղի ունենում 155-170°C ջերմաստիճանում; դա առաջացնում է 91-92% NH 4 NO 3 պարունակող խտացված լուծույթ: Սարքի վերին մասում ջրային գոլորշիները (այսպես կոչված հյութի գոլորշին) լվանում են ամոնիումի նիտրատի և ազոտական ​​թթվի գոլորշիներից: Հյութի գոլորշու ջերմության մի մասն օգտագործվում է ազոտական ​​թթու տաքացնելու համար։ Այնուհետև հյութի գոլորշին ուղարկվում է մաքրման և արտանետվում մթնոլորտ:

Նկար 8.8 AS-72 ամոնիումի նիտրատի միավորի սխեման.

1 – թթվային տաքացուցիչ; 2 – ամոնիակ ջեռուցիչ; 3 – ITN սարքեր; 4 - հետո չեզոքացուցիչ; 5 - գոլորշիացնող; 6 - ճնշման բաք; 7.8 - հատիկավորիչներ; 9.23 - երկրպագուներ; 10 – լվացքի մացառ; 11 - թմբուկ; 12.14 - փոխակրիչներ; 13 - վերելակ; 15 – հեղուկացված մահճակալի ապարատ; 16 - հատիկավոր աշտարակ; 17 - հավաքածու; 18, 20 - պոմպեր; 19 - լողի տանկ; 21 - ֆիլտր լողի համար; 22 - օդի տաքացուցիչ:

Ամոնիումի նիտրատի թթվային լուծույթ ուղարկվում է չեզոքացուցիչ 4; որտեղ ներթափանցում է ամոնիակը, որն անհրաժեշտ է մնացած ազոտաթթվի հետ փոխազդեցության համար: Այնուհետև լուծույթը սնվում է գոլորշիչ 5: Ստացված հալոցը, որը պարունակում է 99,7-99,8% նիտրատ, անցնում է ֆիլտրով 21 175 ° C ջերմաստիճանում և սնվում է ճնշման տանկի մեջ 6 կենտրոնախույս սուզվող պոմպի միջոցով, այնուհետև ուղղանկյունի մեջ: մետաղական հատիկավոր աշտարակ 16.

Աշտարակի վերին մասում կան հատիկներ 7 և 8, որոնց ստորին հատվածում օդ է մատակարարվում, որը սառեցնում է վերևից թափվող սելիտրայի կաթիլները։ 50-55 մ բարձրությունից սելիտրայի կաթիլների անկման ժամանակ առաջանում են պարարտանյութի հատիկներ, երբ դրանց շուրջ օդ է հոսում։ Գնդիկների ջերմաստիճանը աշտարակի ելքի մոտ 90-110°C է; տաք հատիկները սառչում են հեղուկացված անկողնու ապարատում 15: Սա ուղղանկյուն ապարատ է, որն ունի երեք հատված և հագեցած է անցքերով: Օդափոխիչները օդ են մատակարարում վանդակաճաղի տակ; Սա ստեղծում է նիտրատային հատիկների հեղուկացված շերտ, որը գալիս է փոխակրիչի միջով հատիկավոր աշտարակից: Սառչելուց հետո օդը մտնում է հատիկավոր աշտարակ: Ամոնիումի նիտրատի կոնվեյեր 14-ի հատիկներն օգտագործվում են պտտվող թմբուկի մեջ մակերևութային ակտիվ նյութերով մշակման համար: Այնուհետև պատրաստի պարարտանյութը փոխակրիչ 12-ով ուղարկվում է փաթեթավորման:

Գրանուլյացիայի աշտարակից դուրս եկող օդը աղտոտված է ամոնիումի նիտրատի մասնիկներով, իսկ չեզոքացնողից ստացված հյութի գոլորշին և գոլորշիացնողից գոլորշի-օդ խառնուրդը պարունակում են չհակազդող ամոնիակ և ազոտաթթու, ինչպես նաև տարվող ամոնիումի նիտրատի մասնիկներ:

Այս հոսանքները հատիկավոր աշտարակի վերին մասում մաքրելու համար կան վեց զուգահեռ գործող լվացքի սկուտեղի տիպի մաքրիչ 10, ոռոգված ամոնիումի նիտրատի 20-30% լուծույթով, որը մատակարարվում է 18-րդ պոմպով 17 հավաքածուից: այս լուծույթը շեղվում է ITN չեզոքացուցիչին՝ հյութի գոլորշիները լվանալու համար, այնուհետև խառնվում է սելիտրա լուծույթի հետ և, հետևաբար, օգտագործվում է արտադրանք պատրաստելու համար: Մաքրված օդը ներծծվում է հատիկավոր աշտարակից օդափոխիչ 9-ով և արտանետվում մթնոլորտ:

Ուրայի արտադրություն

Ազոտային պարարտանյութերի շարքում կարբամիդը (ուրա) արտադրական առումով երկրորդ տեղում է ամոնիումի նիտրատից հետո: Կարբամիդի արտադրության աճը պայմանավորված է գյուղատնտեսության մեջ դրա կիրառման լայն շրջանակով։ Այն ավելի դիմացկուն է տարրալվացման նկատմամբ, քան մյուս ազոտային պարարտանյութերը, այսինքն՝ ավելի քիչ ենթակա է հողից տարրալվացման, ավելի քիչ հիգրոսկոպիկ և կարող է օգտագործվել ոչ միայն որպես պարարտանյութ, այլև որպես հավելում անասունների կերերին: Միզանյութը լայնորեն օգտագործվում է նաև բարդ պարարտանյութերի, ժամանակով կառավարվող պարարտանյութերի և պլաստմասսաների, սոսինձների, լաքերի և ծածկույթների մեջ։ Կարբամիդ CO (NH 2) 2-ը սպիտակ բյուրեղային նյութ է, որը պարունակում է 46,6% ազոտ: Դրա արտադրությունը հիմնված է ածխածնի երկօքսիդի հետ ամոնիակի փոխազդեցության վրա.

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

Այսպիսով, միզանյութի արտադրության համար հումք են հանդիսանում ամոնիակը և ածխաթթու գազը, որոնք ստացվում են որպես ամոնիակի սինթեզի գործընթացային գազի արտադրության մեջ կողմնակի արտադրանք: Հետեւաբար, քիմիական գործարաններում միզանյութի արտադրությունը սովորաբար զուգակցվում է ամոնիակի արտադրության հետ: Ռեակցիա (I) - ընդհանուր; այն ընթանում է երկու փուլով. Առաջին փուլում կարբամատի սինթեզը տեղի է ունենում.

2NH 3 (գ) + CO2 (գ) ↔ NH 2 COOHNH 4 (գ); ΔН = –125,6 կՋ (2)

Երկրորդ փուլում տեղի է ունենում կարբամատի մոլեկուլներից ջրի պառակտման էնդոթերմիկ գործընթաց, որի արդյունքում ձևավորվում է կարբամիդ.

NH 2 COOHNH 4 (l) ↔ CO (NH 2) 2 (l) + H2O (l); ΔН =15,5 կՋ (3) Ամոնիումի կարբամատի առաջացման ռեակցիան շրջելի էկզոտերմիկ ռեակցիա է, որն ընթանում է ծավալի նվազմամբ։ Հավասարակշռությունը դեպի արտադրանք տեղափոխելու համար այն պետք է իրականացվի բարձր ճնշման տակ: Որպեսզի գործընթացը ընթանա բավականաչափ բարձր արագությամբ, անհրաժեշտ է բարձր ջերմաստիճան: Ճնշման աճը փոխհատուցում է բարձր ջերմաստիճանների բացասական ազդեցությունը ռեակցիայի հավասարակշռության հակառակ ուղղությամբ տեղաշարժի վրա: Գործնականում կարբամիդի սինթեզն իրականացվում է 150-190°C ջերմաստիճանի և 15-20 ՄՊա ճնշման դեպքում։ Այս պայմաններում ռեակցիան ընթանում է բարձր արագությամբ և գրեթե մինչև ավարտը։ Ամոնիումի կարբամատի տարրալուծումը շրջելի էնդոթերմիկ ռեակցիա է, որն ինտենսիվորեն ընթանում է հեղուկ փուլում։ Ռեակտորում պինդ արտադրանքի բյուրեղացումը կանխելու համար գործընթացը պետք է իրականացվի 98 ° C-ից ոչ ցածր ջերմաստիճանում [էվեկտիկական կետ CO(NH 2) 2 - NH 2 COONH 4 համակարգի համար]: Ավելի բարձր ջերմաստիճանները փոխում են ռեակցիայի հավասարակշռությունը դեպի աջ և մեծացնում դրա արագությունը: Կարբամատի կարբամիդի փոխակերպման առավելագույն աստիճանը հասնում է 220°C-ում։ Այս ռեակցիայի հավասարակշռությունը փոխելու համար ներմուծվում է նաև ամոնիակի ավելցուկ, որը կապելով ռեակցիայի ջուրը՝ այն հեռացնում է ռեակցիայի ոլորտից։ Այնուամենայնիվ, դեռևս հնարավոր չէ հասնել կարբամատի ամբողջական փոխակերպմանը միզանյութի: Ռեակցիայի խառնուրդը, ի լրումն ռեակցիայի արգասիքների (ուրա և ջուր), պարունակում է նաև ամոնիումի կարբամատ և դրա տարրալուծման արտադրանք՝ ամոնիակ և CO 2:

Հումքի լիարժեք օգտագործման համար անհրաժեշտ է կա՛մ նախատեսել չպատասխանված ամոնիակի և ածխածնի երկօքսիդի, ինչպես նաև ածխածնի ամոնիումի աղերի (միջանկյալ ռեակցիայի արտադրանքների) վերադարձը սինթեզի սյունակ, այսինքն՝ վերամշակման ստեղծում, կամ միզանյութի անջատումը ռեակցիայի խառնուրդից և մնացած ռեակտիվների ուղղորդումը դեպի այլ արդյունաբերություններ, օրինակ՝ ամոնիումի նիտրատի արտադրության համար, այսինքն. բաց գործընթացի անցկացում։

Վերջին դեպքում, սինթեզի սյունից դուրս եկող հալոցքը ենթարկվում է մթնոլորտային ճնշման. ռեակցիայի հավասարակշռությունը (2) 140-150°C ջերմաստիճանում գրեթե ամբողջությամբ տեղափոխվում է ձախ, և ամբողջ մնացած կարբամատը քայքայվում է։ Հեղուկ փուլում մնում է միզանյութի ջրային լուծույթը, որը գոլորշիացվում է և ուղարկվում հատիկավորման։ Ստացված ամոնիակի և ածխածնի երկօքսիդի գազերի վերամշակումը սինթեզի սյունակում կպահանջի դրանք սեղմել կոմպրեսորում միզանյութի սինթեզի ճնշման համար: Սա կապված է տեխնիկական դժվարությունների հետ՝ կապված ցածր ջերմաստիճաններում և բարձր ճնշման տակ արդեն իսկ կոմպրեսորում կարբամատի ձևավորման հնարավորության և մեքենաների և խողովակաշարերի պինդ մասնիկներով խցանման հետ:

Հետեւաբար, փակ սխեմաներում (վերաշրջանառությամբ սխեմաներ) սովորաբար օգտագործվում է միայն հեղուկի վերամշակում: Կան մի շարք տեխնոլոգիական սխեմաներ հեղուկի վերամշակմամբ: Ամենաառաջադեմներից են այսպես կոչված սխեմաները ամբողջական հեղուկի վերամշակմամբ և մերկացման գործընթացի կիրառմամբ: Փչելը (փչելը) բաղկացած է նրանից, որ սինթեզի սյունից հետո հալոցքում ամոնիումի կարբամատի տարրալուծումն իրականացվում է սինթեզի փուլում ճնշմանը մոտ ճնշման տակ՝ հալոցքը սեղմված CO 2-ով կամ սեղմված ամոնիակով փչելով: Այս պայմաններում ամոնիումի կարբամատի տարանջատումը տեղի է ունենում այն ​​պատճառով, որ երբ հալոցքը փչում է ածխածնի երկօքսիդով, ամոնիակի մասնակի ճնշումը կտրուկ նվազում է, և ռեակցիայի հավասարակշռությունը (2) տեղափոխվում է ձախ: Նման գործընթացն առանձնանում է կարբամատների առաջացման ռեակցիայի ջերմության օգտագործմամբ և էներգիայի ավելի ցածր սպառմամբ։

Նկ.8.9-ում: տրված է հեղուկի վերամշակմամբ մեծ հզորությամբ միզանյութի սինթեզի միավորի պարզեցված գծապատկերը և մաքրման գործընթացի կիրառումը: Այն կարելի է բաժանել բարձր ճնշման միավորի, ցածր ճնշման միավորի և հատիկավորման համակարգի: Ամոնիումի կարբամատի և ածխածնի ամոնիումի աղերի ջրային լուծույթը, ինչպես նաև ամոնիակը և ածխաթթու գազը մտնում են սինթեզի 1-ին սյունակի ստորին հատվածը բարձր ճնշման կոնդենսատորից 4: Սինթեզի սյունակում 170-190 ° C ջերմաստիճանում և a. ճնշումը 13-15 ՄՊա, կարբամատի ծայրերի ձևավորումը և սինթեզի ռեակցիան առաջանում է կարբամիդ: Ռեակտիվների սպառումն ընտրվում է այնպես, որ ռեակտորում NH 3 :CO 2-ի մոլային հարաբերակցությունը լինի 2,8-2,9: Հեղուկ ռեակցիայի խառնուրդը (հալվածքը) միզանյութի սինթեզի սյունակից մտնում է մերկացման սյունակ 5, որտեղ այն հոսում է խողովակներով: Կոմպրեսորում 13-15 ՄՊա ճնշման տակ սեղմված ածխածնի երկօքսիդը սնվում է հալոցքին հակառակ հոսանքով, որին օդը ավելացվում է այնպիսի քանակությամբ, որն ապահովում է թթվածնի 0,5-0,8% կոնցենտրացիան խառնուրդում՝ պասիվացնող թաղանթ ձևավորելու և սարքավորումները նվազեցնելու համար: կոռոզիա. Մերկացման սյունը տաքացվում է գոլորշու միջոցով: Թարմ ածխածնի երկօքսիդ պարունակող 5-րդ սյունակից գազ-գոլորշի խառնուրդը մտնում է բարձր ճնշման կոնդենսատոր 4։ Նրա մեջ ներմուծվում է նաև հեղուկ ամոնիակ։ Այն միաժամանակ ծառայում է որպես աշխատանքային հոսք 3-ի ներարկիչում, որը մատակարարում է ածխածնի-ամոնիումային աղերի լուծույթ 2-րդ մաքրիչից դեպի կոնդենսատոր և, անհրաժեշտության դեպքում, մաս:

Նկ.8.9. Հեղուկի ամբողջական վերամշակմամբ կարբամիդի արտադրության պարզեցված հոսքի դիագրամ և մաքրման գործընթացի կիրառմամբ.

1 - կարբամիդի սինթեզի սյունակ; 2 – բարձր ճնշման մաքրիչ; 3 - ներարկիչ; 4 – բարձր ճնշման կարբամատային կոնդենսատոր; 5 – մերկացման սյունակ; 6 - պոմպեր; 7 – ցածր ճնշման կոնդենսատոր; 8 – ցածր ճնշման թորման սյուն; 9 - ջեռուցիչ; 10 - հավաքածու; 11 - գոլորշիացնող; 12 - հատիկավոր աշտարակ:

հալվել սինթեզի սյունակից: Կարբամատը ձևավորվում է կոնդենսատորում: Ռեակցիայի ընթացքում արձակված ջերմությունն օգտագործվում է գոլորշու արտադրության համար։

Սինթեզի սյունակի վերին մասից անընդհատ դուրս են գալիս չհակազդող գազերը՝ ներթափանցելով բարձր ճնշման մաքրիչ 2, որում դրանց մեծ մասը խտանում է ջրային հովացման պատճառով՝ ձևավորելով կարբամատի և ածխածնի ամոնիումի աղերի ջրային լուծույթ։ Կարբամիդի ջրային լուծույթը, որը թողնում է քերծման 5-րդ սյունակը, պարունակում է 4-5% կարբամատ: Իր վերջնական տարրալուծման համար լուծույթը խեղդվում է մինչև 0,3-0,6 ՄՊա ճնշում, այնուհետև ուղարկվում է թորման 8-րդ սյունակի վերին հատված: Հեղուկ փուլը սյունակում հոսում է վարդակով ներքև՝ հակառակ հոսանքի՝ դեպի բարձրացող գոլորշի-գազի խառնուրդ: ներքևից վեր; NH 3, CO 2 և ջրի գոլորշիները դուրս են գալիս սյունակի վերևից: Ջրի գոլորշիները խտանում են ցածր ճնշման կոնդենսատորում 7, մինչդեռ ամոնիակի և ածխածնի երկօքսիդի հիմնական մասը լուծվում է: Ստացված լուծույթն ուղարկվում է 2-րդ մաքրիչ: Մթնոլորտ արտանետվող գազերի վերջնական մաքրումն իրականացվում է կլանման մեթոդներով (գծագրում ներկայացված չէ):

Կարբամիդի 70% ջրային լուծույթը, որը թողնում է թորման սյունակի 8-ի ստորին հատվածը, առանձնացվում է գոլորշի-գազի խառնուրդից և ուղարկվում է մթնոլորտային ճնշումը իջեցնելուց հետո՝ սկզբում գոլորշիացման, այնուհետև հատիկավորման: Նախքան հալոցքը հատիկավոր աշտարակ 12-ում ցողելը, դրան ավելացվում են օդորակիչ հավելումներ, ինչպիսիք են միզա-ֆորմալդեհիդային խեժը, որպեսզի ստացվի չփակող պարարտանյութ, որը չի քայքայվում պահպանման ընթացքում:

Սխեմատիկ դիագրամ ամբողջական վերամշակմամբ

Ամոնիումի նիտրատի արտադրություն

Ամոնիումի նիտրատը բալաստից զերծ պարարտանյութ է, որը պարունակում է 35% ազոտ ամոնիակի և նիտրատի տեսքով, ուստի այն կարող է օգտագործվել ցանկացած հողի և ցանկացած մշակաբույսերի համար: Այնուամենայնիվ, այս պարարտանյութն ունի անբարենպաստ ֆիզիկական հատկություններ իր պահպանման և օգտագործման համար: Ամոնիումի նիտրատի բյուրեղները և հատիկները տարածվում են օդում կամ փաթաթվում խոշոր ագրեգատների՝ իրենց հիգրոսկոպիկության և ջրում լավ լուծելիության արդյունքում: Բացի այդ, երբ օդի ջերմաստիճանը և խոնավությունը փոխվում են ամոնիումի նիտրատի պահպանման ժամանակ, կարող են առաջանալ պոլիմորֆային փոխակերպումներ։ Բազմորֆ փոխակերպումները ճնշելու և ամոնիումի նիտրատի հատիկների ամրությունը բարձրացնելու համար օգտագործվում են դրա արտադրության ընթացքում ներմուծված հավելումներ՝ ամոնիումի ֆոսֆատներ և սուլֆատներ, բորային թթու, մագնեզիումի նիտրատ և այլն: Ամոնիումի նիտրատի պայթուցիկ բնույթը բարդացնում է դրա արտադրությունը, պահպանումը և տեղափոխումը:

Ամոնիումի նիտրատն արտադրվում է սինթետիկ ամոնիակ և ազոտական ​​թթու արտադրող գործարաններում։ Արտադրության գործընթացը բաղկացած է գազային ամոնիակով թույլ ազոտական ​​թթվի չեզոքացման, ստացված լուծույթի գոլորշիացման և ամոնիումի նիտրատի հատիկավորման փուլերից։ Չեզոքացման քայլը հիմնված է ռեակցիայի վրա

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

Քիմիորբցիայի այս գործընթացը, որի դեպքում հեղուկի կողմից գազի կլանումը ուղեկցվում է արագ քիմիական ռեակցիայով, տեղի է ունենում դիֆուզիոն շրջանում և խիստ էկզոթերմիկ է: Չեզոքացման ջերմությունը ռացիոնալ կերպով օգտագործվում է ամոնիումի նիտրատի լուծույթներից ջուրը գոլորշիացնելու համար: Օգտագործելով բարձր կոնցենտրացիայի ազոտական ​​թթու և տաքացնելով նախնական ռեակտիվները, հնարավոր է ուղղակիորեն ստանալ ամոնիումի նիտրատի հալոց (95-96% NH 4 NO 3-ից բարձր կոնցենտրացիայով) առանց գոլորշիացման:

Չեզոքացման ջերմության պատճառով ամոնիումի նիտրատի լուծույթի թերի գոլորշիացման ամենատարածված սխեմաները (նկ. 2):

Ջրի հիմնական մասը գոլորշիացվում է քիմիական ռեակտոր-չեզոքացուցիչ ITN-ում (օգտագործելով չեզոքացման ջերմությունը): Այս ռեակտորը չժանգոտվող պողպատից գլանաձև անոթ է, որի ներսում կա ևս մեկ գլան, որտեղ ուղղակիորեն ներմուծվում են ամոնիակ և ազոտաթթու։ Ներքին մխոցը ծառայում է որպես ռեակտորի չեզոքացման մաս (քիմիական ռեակցիայի գոտի), իսկ ներքին մխոցի և ռեակտորի նավի միջև եղած օղակաձև տարածությունը՝ որպես գոլորշիացման մաս։ Ստացված ամոնիումի նիտրատի լուծույթը ներքին մխոցից մատակարարվում է ռեակտորի գոլորշիացնող մաս, որտեղ ջրի գոլորշիացումը տեղի է ունենում ներքին մխոցի պատի միջով չեզոքացման և գոլորշիացման գոտիների միջև ջերմափոխանակության պատճառով: Ստացված հյութի գոլորշին հանվում է HP-ի չեզոքացուցիչից, այնուհետև օգտագործվում է որպես տաքացնող միջոց:

Սուլֆատ-ֆոսֆատ հավելումը դոզանացվում է ազոտական ​​թթվի մեջ՝ խտացված ծծմբական և ֆոսֆորական թթուների տեսքով, որոնք չեզոքացվում են ազոտային ամոնիակի հետ միասին ITN չեզոքացնող սարքում: Բնօրինակ ազոտական ​​թթուն չեզոքացնելիս ԱՄոնիումի նիտրատի 58% լուծույթը ITN-ի ելքում պարունակում է 92-93% NH 4 NO 3; այս լուծույթն ուղարկվում է չեզոքացնող սարք, որի մեջ գազային ամոնիակը մատակարարվում է այնպես, որ լուծույթը պարունակում է ամոնիակի ավելցուկ (մոտ 1 գ/դմ 3 ազատ NH 3), որն ապահովում է NH-ի հետ հետագա աշխատանքի անվտանգությունը: 4 NO 3 հալեցնում. Չեզոքացված լուծույթը կենտրոնացվում է համակցված թիթեղային խողովակային գոլորշիչի մեջ՝ 99,7-99,8% NH 4 NO 3 պարունակող հալվածք ստանալու համար: Բարձր խտացված ամոնիումի նիտրատի հատիկավորման համար հալոցքը սուզվող պոմպերով մղվում է 50-55 մ բարձրությամբ հատիկավոր աշտարակի գագաթ: Գրանուլյացիան իրականացվում է հալոցքը ցողելով ակուստիկ բջջային տիպի թրթռացողիչների օգնությամբ, որոնք ապահովում են արտադրանքի մասնիկների չափսերի միատեսակ բաշխում։ Հատիկները սառչում են օդով հեղուկացված մահճակալի սառնարանում, որը բաղկացած է մի քանի հաջորդական սառեցման փուլերից: Սառեցված հատիկները ցողում են մակերեսային ակտիվ նյութերով վարդակներով թմբուկի մեջ և տեղափոխվում փաթեթավորում:

Հաշվի առնելով ամոնիումի նիտրատի թերությունները, նպատակահարմար է դրա հիման վրա արտադրել բարդ և խառը պարարտանյութեր: Ամոնիումի նիտրատը կրաքարի հետ խառնելով՝ ստացվում է ամոնիումի սուլֆատ, կրաքար-ամոնիումի նիտրատ, ամոնիումի սուլֆատի նիտրատ և այլն։Նիտրոֆոսկան կարելի է ստանալ՝ NH 4 NO 3 ֆոսֆորի և կալիումի աղերի հետ միաձուլելով։

Ուրայի արտադրություն

Ազոտային պարարտանյութերի շարքում կարբամիդը (ուրա) արտադրական առումով երկրորդ տեղում է ամոնիումի նիտրատից հետո: Կարբամիդի արտադրության աճը պայմանավորված է գյուղատնտեսության մեջ դրա կիրառման լայն շրջանակով։ Այն ունի մեծ դիմադրություն տարրալվացմանը՝ համեմատած այլ ազոտական ​​պարարտանյութերի, այսինքն. ավելի քիչ ենթակա է հողից տարրալվացման, ավելի քիչ հիգրոսկոպիկ, կարող է օգտագործվել ոչ միայն որպես պարարտանյութ, այլև որպես հավելում խոշոր եղջերավոր անասունների կերի համար: Միզանյութը լայնորեն օգտագործվում է նաև բարդ պարարտանյութերի, ժամանակով կառավարվող պարարտանյութերի և պլաստմասսաների, սոսինձների, լաքերի և ծածկույթների մեջ։

Կարբամիդ CO(NH 2) 2-ը սպիտակ բյուրեղային նյութ է, որը պարունակում է 46,6% ազոտ: Դրա արտադրությունը հիմնված է ածխաթթու գազի հետ ամոնիակի փոխազդեցության ռեակցիայի վրա

2NH 3 + CO 2 \u003d CO (NH 2) 2 + H 2 O H=-110.1 կՋ (1)

Այսպիսով, միզանյութի արտադրության հումքը ամոնիակն է և ածխաթթու գազը, որոնք ստացվում են որպես ամոնիակի սինթեզի գործընթացային գազի արտադրության մեջ կողմնակի արտադրանք: Հետեւաբար, քիմիական գործարաններում միզանյութի արտադրությունը սովորաբար զուգակցվում է ամոնիակի արտադրության հետ:

Ռեակցիա (1) - ընդհանուր; այն ընթանում է երկու փուլով. Առաջին փուլում կարբամատի սինթեզը տեղի է ունենում.

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

գազ գազի հեղուկ

Երկրորդ փուլում տեղի է ունենում կարբամատի մոլեկուլներից ջրի պառակտման էնդոթերմիկ գործընթաց, որի արդյունքում ձևավորվում է կարբամիդ.

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

հեղուկ հեղուկ հեղուկ

Ամոնիումի կարբամատի առաջացման ռեակցիան շրջելի էկզոթերմիկ է, ընթանում է ծավալի նվազմամբ։ Հավասարակշռությունը դեպի արտադրանք տեղափոխելու համար այն պետք է իրականացվի բարձր ճնշման տակ: Որպեսզի գործընթացը ընթանա բավականաչափ բարձր արագությամբ, անհրաժեշտ է նաև բարձր ջերմաստիճան։ Ճնշման աճը փոխհատուցում է բարձր ջերմաստիճանների բացասական ազդեցությունը ռեակցիայի հավասարակշռության հակառակ ուղղությամբ տեղաշարժի վրա: Գործնականում միզանյութի սինթեզն իրականացվում է 150-190 ջերմաստիճանում C և ճնշում 15-20 ՄՊա: Այս պայմաններում ռեակցիան ընթանում է բարձր արագությամբ և մինչև վերջ։

Ամոնիումի կարբամատի տարրալուծումը շրջելի էնդոթերմիկ ռեակցիա է, որն ինտենսիվորեն ընթանում է հեղուկ փուլում։ Ռեակտորում պինդ արտադրանքի բյուրեղացումը կանխելու համար գործընթացը պետք է իրականացվի 98C-ից ցածր ջերմաստիճանում (էվեկտիկական կետ CO (NH 2) 2 - NH 2 COONH 4 համակարգի համար):

Ավելի բարձր ջերմաստիճանները փոխում են ռեակցիայի հավասարակշռությունը դեպի աջ և մեծացնում դրա արագությունը: Կարբամատի կարբամիդի փոխակերպման առավելագույն աստիճանը հասնում է 220C: Այս ռեակցիայի հավասարակշռությունը փոխելու համար ներմուծվում է նաև ամոնիակի ավելցուկ, որը կապելով ռեակցիայի ջուրը՝ այն հեռացնում է ռեակցիայի ոլորտից։ Այնուամենայնիվ, դեռևս հնարավոր չէ հասնել կարբամատի ամբողջական փոխակերպմանը միզանյութի: Ռեակցիայի խառնուրդը, բացի ռեակցիայի արտադրանքներից (կարբամիդ և ջուր), պարունակում է նաև ամոնիումի կարբամատ և դրա տարրալուծման արտադրանք, ամոնիակ և CO 2:

Հումքի լիարժեք օգտագործման համար անհրաժեշտ է կամ նախատեսել չպատասխանված ամոնիակի և ածխածնի երկօքսիդի, ինչպես նաև ածխածնի ամոնիումի աղերի (միջանկյալ ռեակցիայի արտադրանքների) վերադարձը սինթեզի սյունակ, այսինքն. վերամշակման կամ կարբամիդի անջատում ռեակցիայի խառնուրդից և մնացած ռեակտիվների ուղարկումը այլ արդյունաբերություններ, օրինակ՝ ամոնիումի նիտրատի արտադրություն, այսինքն. բաց գործընթացի անցկացում։

Հեղուկի վերամշակմամբ միզանյութի սինթեզի և մերկացման գործընթացի կիրառման մեծ հզորության միավորում կարելի է առանձնացնել բարձր ճնշման միավորը, ցածր ճնշման միավորը և հատիկավորման համակարգը։ Ամոնիումի կարբամատի և ածխածնի ամոնիումի աղերի, ինչպես նաև ամոնիակի և ածխածնի երկօքսիդի ջրային լուծույթը մտնում է սինթեզի 1-ին սյունակի ստորին հատվածը բարձր ճնշման կարբամատային կոնդենսատորից 4: Սինթեզի սյունակում 170-190C ջերմաստիճանում և a. ճնշումը 13-15 ՄՊա, կարբամատի ծայրերի ձևավորումը և միզանյութի սինթեզի ռեակցիան շարունակվում է։ Ռեակտիվների սպառումն ընտրված է այնպես, որ ռեակտորում NH 3:CO 2-ի մոլային հարաբերակցությունը լինի 2,8-2,9: Հեղուկ ռեակցիայի խառնուրդը (հալվածքը) միզանյութի սինթեզի սյունակից մտնում է մերկացման սյունակ 5, որտեղ այն հոսում է խողովակներով: Կոմպրեսորում 13-15 ՄՊա ճնշման տակ սեղմված ածխածնի երկօքսիդը սնվում է հալոցքին հակառակ հոսանքով, որին օդը ավելացվում է այնպիսի քանակությամբ, որն ապահովում է թթվածնի 0,5-0,8% կոնցենտրացիան խառնուրդում՝ պասիվացնող թաղանթ ձևավորելու և սարքավորումները նվազեցնելու համար: կոռոզիա. Մերկացման սյունը տաքացվում է գոլորշու միջոցով: Թարմ ածխածնի երկօքսիդ պարունակող 5-րդ սյունակից գազ-գոլորշի խառնուրդը մտնում է բարձր ճնշման կոնդենսատոր 4։ Նրա մեջ ներմուծվում է նաև հեղուկ ամոնիակ։ Այն միաժամանակ ծառայում է որպես աշխատանքային հոսք ներարկիչ 3-ում, որը կոնդենսատորին մատակարարում է ամոնիումի ածխածնի աղերի լուծույթ՝ բարձր ճնշման մաքրիչ 2-ից և, անհրաժեշտության դեպքում, սինթեզի սյունակից հալվածի մի մասը: Կարբամատը ձևավորվում է կոնդենսատորում: Ռեակցիայի ընթացքում արձակված ջերմությունն օգտագործվում է գոլորշու արտադրության համար։

Սինթեզի սյունակի վերին մասից շարունակաբար դուրս են գալիս չհակազդող գազերը՝ ներթափանցելով բարձր ճնշման մաքրիչ 2, որի մեջ ջրի սառեցման պատճառով դրանց մեծ մասը խտանում է՝ առաջացնելով կարբամատի և ածխածնի ամոնիումի աղերի լուծույթ։

Կարբամիդի ջրային լուծույթը, որը թողնում է քերծման 5-րդ սյունակը, պարունակում է 4-5% կարբամատ: Իր վերջնական տարրալուծման համար լուծույթը խեղդվում է 0,3-0,6 ՄՊա ճնշման տակ, այնուհետև ուղարկվում է թորման 8-րդ սյունակի վերին մաս:

Հեղուկ փուլը սյունակում հոսում է ներքևից ներքևից վեր բարձրացող գոլորշի-գազի խառնուրդին հակառակ հոսանքով: NH 3, CO 2 և ջրի գոլորշիները դուրս են գալիս սյունակի վերևից: Ջրի գոլորշիները խտանում են ցածր ճնշման կոնդենսատորում 7, մինչդեռ ամոնիակի և ածխածնի երկօքսիդի հիմնական մասը լուծվում է: Ստացված լուծույթն ուղարկվում է 2-րդ մաքրիչ։ Մթնոլորտ արտանետվող գազերի վերջնական մաքրումն իրականացվում է կլանման մեթոդներով։

Միզանյութի 70% լուծույթը, որը թողնում է թորման 8-րդ սյունակի հատակը, առանձնացվում է գազ-գոլորշի խառնուրդից և ճնշումն իջեցնելուց հետո ուղարկվում է մթնոլորտ, սկզբում գոլորշիացման, այնուհետև հատիկավորման: Նախքան հալոցքը հատիկավոր աշտարակ 12-ում ցողելը, դրան ավելացվում են օդորակիչ հավելումներ, ինչպիսիք են միզա-ֆորմալդեհիդային խեժը, որպեսզի ստացվի չփակող պարարտանյութ, որը չի քայքայվում պահպանման ընթացքում:

Շրջակա միջավայրի պաշտպանություն պարարտանյութերի արտադրության մեջ

Ֆոսֆորային պարարտանյութերի արտադրության մեջ կա ֆտոր գազերով մթնոլորտի աղտոտման բարձր ռիսկ։ Ֆտորային միացությունների գրավումը կարևոր է ոչ միայն շրջակա միջավայրի պահպանության տեսանկյունից, այլ նաև այն պատճառով, որ ֆտորը արժեքավոր հումք է ֆրեոնների, ֆտորոպլաստիկայի, ֆտորկաուչուկների և այլնի արտադրության համար։ Ֆտորի միացությունները կարող են ներթափանցել կեղտաջրերի մեջ պարարտանյութերի լվացման, գազի մաքրման փուլերում: Գործընթացներում ջրի շրջանառության փակ ցիկլեր ստեղծելու համար նպատակահարմար է նվազեցնել նման կեղտաջրերի քանակը։ Ֆտորի միացություններից կեղտաջրերի մաքրման համար կարող են օգտագործվել իոնափոխանակման մեթոդներ, երկաթի և ալյումինի հիդրօքսիդներով նստեցում, ալյումինի օքսիդի վրա սորբում և այլն։

Ամոնիումի նիտրատ և միզանյութ պարունակող ազոտային պարարտանյութերի արտադրության թափոնները ուղարկվում են կենսաբանական մաքրման՝ նախապես խառնելով այլ կեղտաջրերի հետ այնպիսի համամասնությամբ, որ միզանյութի կոնցենտրացիան չի գերազանցում 700 մգ/լ, իսկ ամոնիակը՝ 65-70 մգ։ /լ.

Հանքային պարարտանյութերի արտադրության մեջ կարևոր խնդիր է գազերի մաքրումը փոշուց։ Հատկապես մեծ է պարարտանյութի փոշով մթնոլորտը հատիկավորման փուլում աղտոտելու հնարավորությունը։ Հետևաբար, հատիկավոր աշտարակներից դուրս եկող գազը պարտադիր ենթարկվում է փոշու մաքրման չոր և թաց եղանակներով։

Մատենագիտություն

Ա.Մ. Կուտեպովը և ուրիշներ։

Ընդհանուր քիմիական տեխնոլոգիա՝ Պրոց. համալսարանների համար / Ա.Մ. Կուտեպով,

Թ.Ի. Բոնդարևա, Մ.Գ. Berengarten. - 3-րդ հրատ., Վերանայված: - Մ .: ICC «Akademkniga»: 2003. - 528 թ.

Ի.Պ. Մուխլենով, Ա.Յա. Ավերբուխ, Դ.Ա.Կուզնեցով, Է.Ս. Թումարկին,

Ի.Է. Ֆուրմեր.

Ընդհանուր քիմիական տեխնոլոգիա՝ Պրոց. քիմիական ճարտարագիտության համար։ մասնագետ։ համալսարանները։

2 հատորով. Տ.2. Ամենակարևոր քիմիական արտադրությունը / I.P. Մուխլենով, Ա.Յա. Կուզնեցովը և ուրիշներ; Էդ. Ի.Պ. Մուխլենովը։ – 4-րդ հրատ., վերանայված։ և լրացուցիչ - Մ .: «Բարձրագույն. դպրոց», 1984.-263 էջ, հղ.

Բեսկով Վ.Ս.

Ընդհանուր քիմիական տեխնոլոգիա. Դասագիրք բուհերի համար. - Մ.: ICC «Akademkniga», 2005. -452 p.: ill.

Կրթության դաշնային գործակալություն

ԿԱՐԳԱՎՈՐՄԱՆ ԵՎ ԲԱՑԱՏԱՐԱԿԱՆ ԾԱՆՈԹՈՒԹՅՈՒՆ

Ընդհանուր քիմիական տեխնոլոգիայի վերաբերյալ դասընթացի աշխատանքը թեմայի շուրջ.

«Ամոնիումի նիտրատի արտադրություն. G = 10 տ / ժ հզորությամբ չեզոքացուցիչի հաշվարկ NH 4 NO 3

Ավարտված:
ուսանող գր. XN-091
Արտեմենկո Ա.Ա.
Ստուգվում:
Ուշակով Ա.Գ.

Կեմերովո 2012 թ

Ներածություն 4
1.Ընտրված մեթոդի տեխնիկատնտեսական հիմնավորում 7
2.Ամոնիումի նիտրատի արտադրության տեխնոլոգիական սխեմա 12
3. Չեզոքացման նյութական և ջերմային մնացորդների հաշվարկ
ազոտական ​​թթու ամոնիակ 17
3.1.Նյութական հաշվեկշիռ 17
3.2.Ջերմային հաշվեկշիռ 20
4. Կոնտակտային սարքի չափերի ընտրություն 21
Եզրակացություն 22
Հղումներ 23

Ներածություն

Հանքային պարարտանյութերը լայնորեն կիրառվում են ինչպես գյուղատնտեսության, այնպես էլ արդյունաբերության տարբեր ոլորտներում։ Ի տարբերություն համաշխարհային շուկայի, ներքին շուկայում հիմնականը ազոտական ​​պարարտանյութերի արդյունաբերական սպառումն է։
Հանքային պարարտանյութերի ամենակարևոր տեսակներն են ազոտը՝ ամոնիումի նիտրատ, միզանյութ, ամոնիումի սուլֆատ, ամոնիակի ջրային լուծույթներ։
Ամոնիումի նիտրատ կամ ամոնիումի նիտրատ NH 4 NO 3 սպիտակ բյուրեղային նյութ է, որը պարունակում է 35% ազոտ ամոնիումի և նիտրատի ձևերով, երկու ձևերն էլ հեշտությամբ կլանվում են բույսերի կողմից:
Ամոնիումի նիտրատի հիմնական սպառողները հետևյալ ճյուղերն են.
- Գյուղատնտեսություն;
- համալիր հանքային պարարտանյութերի արտադրություն;
- հանքարդյունաբերական համալիր (պայթուցիկների սեփական արտադրություն);
- ածխի արդյունաբերություն (պայթուցիկների սեփական արտադրություն);
- պայթուցիկ նյութերի արտադրություն;
- շինարարական արդյունաբերություն;
Ամոնիումի նիտրատն ունի պոտենցիալ կամ ֆիզիոլոգիական թթվայնություն: Այս թթվայնությունը առաջանում է հողում, մի կողմից, բույսերի կողմից իոնների (NH 4+) ավելի արագ սպառման և, համապատասխանաբար, հողում թթվային մնացորդի (NO 3 իոնների) կուտակման հետևանքով, և մյուս կողմից՝ հողի միկրոօրգանիզմների նիտրացման միջոցով ամոնիակի ազոտաթթվի օքսիդացման արդյունքում։ Ամոնիումի նիտրատի երկարատև օգտագործման դեպքում այս պարարտանյութի պոտենցիալ թթվայնությունը կարող է հանգեցնել հողի քիմիական կազմի փոփոխության, ինչը որոշ դեպքերում բերում է բերքատվության նվազմանը:

գյուղատնտեսական մշակաբույսեր.
Գրանուլացված ամոնիումի նիտրատը լայնածավալ օգտագործվում է ցանքից առաջ և բոլոր տեսակի վերին հագնվելու համար: Ավելի փոքր մասշտաբով այն օգտագործվում է պայթուցիկ նյութերի արտադրության համար։ Ամոնիումի նիտրատը լավ է լուծվում ջրի մեջ և բարձր հիգրոսկոպիկ է (օդից խոնավությունը կլանելու ունակություն): Սա է պատճառը, որ պարարտանյութի հատիկները տարածվում են, կորցնում են իրենց բյուրեղային ձևը, առաջանում է պարարտանյութերի խտացում՝ զանգվածային նյութը վերածվում է.
պինդ միաձույլ զանգված։ Ամոնիումի նիտրատը մի շարք առավելություններ ունի մյուս ազոտային պարարտանյութերի նկատմամբ, քանի որ պարունակում է 34% ազոտ և այս առումով զիջում է միայն միզանյութին։
Բացի այդ, ամոնիումի նիտրատը պարունակում է ազոտի և՛ ամոնիումային, և՛ նիտրատ ձևեր, որոնք օգտագործվում են բույսերի կողմից աճի տարբեր ժամանակահատվածներում, ինչը դրականորեն նպաստում է գրեթե բոլոր մշակաբույսերի բերքատվության բարձրացմանը:
Արդյունաբերությունները, որոնք օգտագործում են ամոնիումի նիտրատը որպես հումք պայթուցիկ նյութերի արտադրության համար, ներքին շուկայում դրա սպառման երկրորդ խոշոր հատվածն են գյուղատնտեսությունից հետո: Ամոնիակ -
սելիտրա պայթուցիկները պայթուցիկների մեծ խումբ են։
Դրանք սովորաբար կոչվում են ցածր հզորության բարձր պայթուցիկ նյութեր (տրոտիլային համարժեքով դրանք 25%-ով ավելի թույլ են, քան տրոտիլը): Այնուամենայնիվ, սա ամբողջովին ճիշտ չէ: Բրիսանսի առումով ամոնիումի նիտրատ պայթուցիկները, որպես կանոն, ցածր են

Ինչն է զիջում տրոտիլին, իսկ պայթյունավտանգության առումով դրանք գերազանցում են տրոտիլին, իսկ որոշները շատ նշանակալից են։ Ամոնիումի նիտրատ պայթուցիկ նյութերն ավելի շատ օգտագործվում են ազգային տնտեսության մեջ և ավելի քիչ՝ ռազմական գործերում։ Այս օգտագործման պատճառը ամոնիումի նիտրատ պայթուցիկների զգալիորեն ցածր արժեքն է, դրանց օգտագործման զգալիորեն ցածր հուսալիությունը: Առաջին հերթին դա պայմանավորված է ամոնիակային պայթուցիկների բարձր հիգրոսկոպիկությամբ, հետևաբար 3%-ից ավելի խոնավանալիս նման պայթուցիկները լիովին կորցնում են իրենց պայթելու ունակությունը։ Նրանք ենթակա են թխման, այսինքն. պահեստավորման ընթացքում կորցնում են իրենց հոսունությունը, ինչի պատճառով նրանք ամբողջությամբ

Կամ մասամբ կորցնում են իրենց պայթուցիկ կարողությունը:
Թխվածքի առաջացման ամենակարևոր պատճառներն են.
1. Պատրաստի արտադրանքի խոնավության ավելացում;
2. Սելիտրայի մասնիկների տարասեռություն և ցածր մեխանիկական ուժ;
3. Ամոնիումի նիտրատի բյուրեղային փոփոխությունների փոփոխություն:
Ամոնիումի նիտրատը ուժեղ օքսիդացնող նյութ է: Որոշ նյութերի լուծույթների հետ այն բուռն արձագանքում է մինչև պայթյունը (նատրիումի նիտրիտ), անզգայուն է ցնցումների, շփման, հարվածների նկատմամբ և կայուն է մնում տարբեր ուժգնության կայծերի դեպքում: Այն կարող է պայթել միայն ուժեղ դետոնատորի կամ ջերմային քայքայման ազդեցության տակ: Սելիտրան այրվող արտադրանք չէ: Այրումը ապահովվում է միայն ազոտի օքսիդով: Այսպիսով, ամոնիումի նիտրատի արտադրության պայմաններից մեկը դրա սկզբնական լուծույթների և պատրաստի արտադրանքի մաքրությունն է։

2.Ամոնիումի նիտրատի արտադրության տեխնոլոգիական սխեմա

Ամոնիումի նիտրատի արտադրության գործընթացը բաղկացած է հետևյալ հիմնական փուլերից.
1. Ազոտական ​​թթվի չեզոքացում գազային ամոնիակով;
2. Ամոնիումի նիտրատի լուծույթների գոլորշիացում մինչև հալված վիճակ;
3. Աղի բյուրեղացում հալոցքից;
4. Աղի չորացում կամ սառեցում;
5. Փաթեթավորում.
Գրեթե չփակող ամոնիումի նիտրատ ստանալու համար կիրառվում են մի շարք տեխնոլոգիական մեթոդներ։ Ամոնիումի նիտրատի արտադրության գործընթացը հիմնված է գազային ամոնիակի փոխազդեցության տարասեռ ռեակցիայի վրա ազոտաթթվի լուծույթի հետ.
NH 3 + HNO 3 \u003d NH 4 NO 3 (2)
?H = -144,9 կՋ
100% սկզբնական նյութերի փոխազդեցության ժամանակ ռեակցիայի ջերմային ազդեցությունը կազմում է 35,46 կկալ/մոլ։

Քիմիական ռեակցիան ընթանում է բարձր արագությամբ. արդյունաբերական ռեակտորում այն ​​սահմանափակվում է հեղուկի մեջ գազի լուծարմամբ։ Ռեակտիվների խառնումը մեծ նշանակություն ունի դիֆուզիոն հետամնացությունը նվազեցնելու համար: Գործընթացի իրականացման ինտենսիվ պայմանները կարող են մեծապես ապահովվել ապարատի դիզայնի մշակմամբ։ Ռեակցիան (1) իրականացվում է անընդհատ գործող ITN ապարատում (օգտագործելով չեզոքացման ջերմությունը) (նկ. 2.1):

Նկ.2.1. ITN սարք

Ռեակտորը ուղղահայաց գլանաձև ապարատ է, որը բաղկացած է ռեակցիայի և տարանջատման գոտիներից։ Ռեակցիայի գոտում կա ապակի 1, որի ստորին մասում կան լուծույթի շրջանառության անցքեր։ Բաժակի ներսի անցքերից մի փոքր վեր տեղադրված է գազային ամոնիակ մատակարարելու համար 2 բուլղար, վերևում՝ ազոտական ​​թթու մատակարարելու համար նախատեսված փուչիկ 3։ Ռեակցիոն գոլորշի-հեղուկ խառնուրդը դուրս է գալիս ռեակցիայի բաժակի վերևից. լուծույթի մի մասը հանվում է ITN ապարատից և մտնում է չեզոքացուցիչի մեջ, իսկ մնացածը (շրջանառվող) նորից իջնում ​​է: Գոլորշի-հեղուկ խառնուրդից ազատված հյութի գոլորշին լվանում են 6-րդ գլխարկի ափսեների վրա ամոնիումի նիտրատի լուծույթի և ազոտաթթվի գոլորշու շաղերից նիտրատի 20% լուծույթով, այնուհետև հյութի գոլորշիների խտացումով:
Ռեակցիայի ջերմությունը (1) օգտագործվում է ռեակցիոն խառնուրդից ջրի մասնակի գոլորշիացման համար (այստեղից էլ ապարատի անվանումը՝ ITN)։ Սարքի տարբեր մասերում ջերմաստիճանների տարբերությունը հանգեցնում է ռեակցիայի խառնուրդի ավելի ինտենսիվ շրջանառության:

Ամոնիումի նիտրատի արտադրության տեխնոլոգիական գործընթացը, բացի ամոնիակով ազոտաթթվի չեզոքացման փուլերից, ներառում է նաև սելիտրա լուծույթի գոլորշիացման, հալվածքի հատիկավորման, հատիկների սառեցման, հատիկների մշակումը մակերևութային ակտիվ նյութերով, փաթեթավորումը, պահպանումը և այլն: բեռնման սելիտրա, մաքրելով գազերի արտանետումները և կեղտաջրերը:
Նկար 2.2-ում ներկայացված է 1360 տոննա/օր հզորությամբ ամոնիումի նիտրատի AS-72 արտադրության ժամանակակից մեծ հզորությամբ միավորի դիագրամը: Օրիգինալ 58-60% ազոտաթթուն տաքացվում է ջեռուցիչում 1-ից մինչև 70-80? ITN 3 ապարատի հյութի գոլորշիով և սնվում է չեզոքացման: Նախքան 3-րդ սարքավորումը, ֆոսֆորական և ծծմբական թթուները ավելացվում են ազոտական ​​թթվին այնպիսի քանակությամբ, որ պատրաստի արտադրանքը պարունակում է 0,3-0,5% P 2 O 5 և 0,05-0,2% ամոնիումի սուլֆատ:
Միավորն ունի երկու ITN սարքեր, որոնք աշխատում են զուգահեռ: Ազոտական ​​թթվից բացի նրանց գազային ամոնիակ է մատակարարվում, նախկինում
ջեռուցվում է 2-ում գոլորշու կոնդենսատով մինչև 120-130? Մատուցվող ազոտական ​​թթվի և ամոնիակի քանակությունը կարգավորվում է այնպես, որ ITN ապարատի ելքի մոտ լուծույթում առկա է թթվի մի փոքր ավելցուկ (2-5 գ/լ), որն ապահովում է ամոնիակի ամբողջական կլանումը։

Նկ. 2.2 AS-72 ամոնիումի նիտրատի միավորի սխեման
Սարքի ստորին հատվածում չեզոքացման ռեակցիա է տեղի ունենում 155-170°C ջերմաստիճանում; դա առաջացնում է 91-92% NH 4 NO 3 պարունակող խտացված լուծույթ: Սարքի վերին մասում ջրային գոլորշիները (այսպես կոչված հյութի գոլորշին) լվանում են ամոնիումի նիտրատի և ազոտական ​​թթվի գոլորշիներից: Հյութի գոլորշու ջերմության մի մասն օգտագործվում է ազոտական ​​թթու տաքացնելու համար։ Այնուհետև հյութի գոլորշին ուղարկվում է մաքրման և արտանետվում մթնոլորտ: Ամոնիումի նիտրատի լուծույթը, որը թողնում է չեզոքացուցիչը, ունի մի փոքր թթվային կամ թեթևակի ալկալային ռեակցիա:
Ամոնիումի նիտրատի թթվային լուծույթ ուղարկվում է չեզոքացուցիչ 4; որտեղ ներթափանցում է ամոնիակը, որն անհրաժեշտ է մնացած ազոտաթթվի հետ փոխազդեցության համար: Այնուհետև լուծույթը սնվում է գոլորշիչ 5: Ստացված հալոցը, որը պարունակում է 99,7-99,8% նիտրատ, անցնում է ֆիլտրով 21 175 ° C ջերմաստիճանում և սնվում է ճնշման տանկի մեջ 6 կենտրոնախույս սուզվող պոմպի միջոցով, այնուհետև ուղղանկյունի մեջ: մետաղական հատիկավոր աշտարակ 16.
Աշտարակի վերին մասում կան հատիկներ 7 և 8, որոնց ստորին հատվածում օդ է մատակարարվում, որը սառեցնում է վերևից թափվող սելիտրայի կաթիլները։ 50-55 մ բարձրությունից սելիտրայի կաթիլների անկման ժամանակ առաջանում են պարարտանյութի հատիկներ, երբ դրանց շուրջ օդ է հոսում։ Գնդիկի ջերմաստիճանը

Աշտարակից ելքը հավասար է 90-110?C; տաք հատիկները սառչում են հեղուկացված անկողնու ապարատում 15: Սա ուղղանկյուն ապարատ է, որն ունի երեք հատված և հագեցած է անցքերով: Օդափոխիչները օդ են մատակարարում վանդակաճաղի տակ; Սա ստեղծում է նիտրատային հատիկների հեղուկացված շերտ, որը գալիս է փոխակրիչի միջով հատիկավոր աշտարակից: Սառչելուց հետո օդը մտնում է հատիկավոր աշտարակ:
Ամոնիումի նիտրատի փոխակրիչ 14-ի հատիկները սնվում են մակերևութային ակտիվ նյութերի մշակման համար պտտվող թմբուկում 11: Այնուհետև պատրաստի պարարտանյութի փոխակրիչը 12 ուղարկվում է փաթեթ:
Օդը, որը դուրս է գալիս հատիկավոր աշտարակից, աղտոտված է ամոնիումի նիտրատի մասնիկներով, իսկ չեզոքացնողից ստացված հյութի գոլորշին և գոլորշիացնողից գոլորշի-օդ խառնուրդը պարունակում են չհակազդող ամոնիակ և

Ազոտական ​​թթու, ինչպես նաև ներծծված ամոնիումի նիտրատի մասնիկներ: Սրանց համար
Հոսքերը հատիկավոր աշտարակի վերին աշտարակում վեցն են
Զուգահեռ գործող լվացքի ափսեի տիպի մացառներ 10, ոռոգվում են ամոնիումի նիտրատի 20-30% լուծույթով, որը մատակարարվում է պոմպ 18-ով 17 հավաքածուից: Այս լուծույթի մի մասը շեղվում է ITN չեզոքացուցիչի մեջ՝ հյութի գոլորշու լվացման համար, այնուհետև խառնվում է: ամոնիումի նիտրատով և, հետևաբար, օգտագործվում է արտադրանք պատրաստելու համար: Մաքրված օդը ներծծվում է հատիկավոր աշտարակից օդափոխիչ 9-ով և արտանետվում մթնոլորտ:

3. Ամոնիակով ազոտական ​​թթվի չեզոքացման նյութական և ջերմային հաշվեկշռի հաշվարկ

3.1 Նյութական հաշվեկշիռ

Նախնական տվյալներ
Բնօրինակ ազոտական ​​թթվի կոնցենտրացիան 50% HNO 3;
Ամոնիակի կոնցենտրացիան 100% NH 3;
Ստացված լուծույթի կոնցենտրացիան 70% NH 4 NO 3 է;
Գործարանի հզորությունը G=10 տ/ժ
Ամոնիումի նիտրատի ստացման հիմքը հետևյալ ռեակցիան է.

NH 3 + HNO 3 \u003d NH 4 NO 3
M(NH 3) \u003d 17 գ / մոլ
M (NH 4 NO 3) \u003d 80 գ / մոլ
1. Որոշենք արձագանքած 100% ամոնիակի քանակը.
մ (NH 3) \u003d 17 * 10000 / 80 \u003d 2125 կգ / ժ
M (HNO 3) \u003d 63 գ / մոլ
2. Որոշենք արձագանքած 100% ազոտաթթվի քանակը.
m(HNO 3)=63*10000/80=7875 կգ/ժ
Այնուհետև արձագանքված 50% ազոտական ​​թթվի քանակը կազմում է.
մ (HNO 3) \u003d 7875 / 0,5 \u003d 15750 կգ / ժ
Գտեք չեզոքացնողի մեջ մտնող ռեակտիվների ընդհանուր քանակը.
3. Ամոնիումի նիտրատի 70% լուծույթի քանակը.
մ (NH 4 NO 3) \u003d 10000 / 0.7 \u003d 14285.7 կգ / ժ
4. Չեզոքացման ժամանակ գոլորշիացված ջրի քանակը.
մ (H 2 O) \u003d 2125 + 15750 - 14285.7 \u003d 3589.3 կգ / ժ
NH 3 սպառում + HNO 3 սպառում \u003d NH 4 NO 3 + հյութի գոլորշի

2125 +15750 = 14285,7+3589,3
17875կգ/ժամ=17875կգ/ժամ

Հաշվարկների արդյունքներն ամփոփված են աղյուսակում.

Աղյուսակ 1
նյութական հավասարակշռություն

3.2 Ջերմային հավասարակշռություն

Նախնական տվյալներ.
Ամոնիումի նիտրատի եռման ջերմաստիճանը 120°C է։

Փոխարկիչում ճնշումը 117,68 կՊա է։
Ջերմային հզորություններ.

30 ?՝ C HNO3 \u003d 2,763 կՋ / (մ 3 ? C);
50° C-ում` NH3 \u003d 2,185 կՋ / (մ 3 ·? C);
123,6 C-ում: C NH4NO3 \u003d 2,303 կՋ / (m 3 ·? C);

Լուծում.
Q մուտքագրում =Q մինուս.
Ջերմային մուտքագրում.
1. Ազոտական ​​թթվի ներածվող ջերմությունը.
Q 1 \u003d 15907.5 * 2.763 * 30 \u003d 1318572 կՋ \u003d 1318.572 ՄՋ;
2. Գազային ամոնիակով մատակարարվող ջերմություն.
Q 2 \u003d 2146,25 * 2,185 * 50 \u003d 234478 կՋ \u003d 234,478 ՄՋ;
Ամոնիումի նիտրատի արտադրության ժամանակ ջերմություն է արտազատվում, որը կարելի է բավականին ճշգրիտ որոշել գրաֆիկորեն։ 50% ազոտական ​​թթվի համար Q=105,09 կՋ/մոլ.
3. Չեզոքացնելիս բաց է թողնվում հետևյալը.
Q 3 \u003d (105.09 * 1000 * 10000) / 80 \u003d 13136250 կՋ \u003d 13136.25 ՄՋ;
Ընդհանուր եկամուտը:
Q մուտքագրում \u003d Q 1 + Q 2 + Q 3 \u003d 1318572 + 234478 + 13136250 \u003d 14689300 կՋ:
Ջերմային սպառում.
1. Ամոնիումի նիտրատի լուծույթը տանում է.
Q 1 " \u003d 14285.7 * 2.303 * t bp;

117,68 կՊա ճնշման դեպքում հագեցած ջրի գոլորշիների ջերմաստիճանը 103°C է։
Ջրի եռման ջերմաստիճանը 100°C է։
Ջերմաստիճանի դեպրեսիան հետևյալն է.
?t = 120 - 100 = 20?C;
Եկեք որոշենք ամոնիումի նիտրատի 70% լուծույթի եռման կետը.
t kip \u003d 103 + 20 * 1.03 \u003d 123.6 ° C;
Q 1 " \u003d 14285.7 * 2.303 * 123.6 \u003d 4066436 կՋ \u003d 4066.436 ՄՋ:
2. Ջրի գոլորշիացման համար սպառված ջերմություն.
Q 2 " \u003d 3589.3 * 2379.9 \u003d 8542175 կՋ \u003d 8542.175 ՄՋ:
3. Ջերմային կորուստ.
Q կորուստներ = Q adj. -Ք հոսք \u003d 14689300-8542175-4066436 \u003d 2080689 կՋ \u003d 2080,689 ՄՋ:
Ընդհանուր սպառումը:
Q հոսք \u003d Q 1 «+ Q 2» + Q կորուստներ \u003d 4066436 + 8542175 + 2080689 \u003d 14689300 կՋ:

Հաշվարկների արդյունքներն ամփոփված են աղյուսակում.

աղյուսակ 2
Ջերմային հավասարակշռություն

Գալիս			Սպառումը
Հոդված	կՋ	%	Հոդված	կՋ	%
Q1	1318572	8,98	Q1"	4066436	27,7
Q2	234478	1,62	Q2"	8542175	58,1
Q 3	13136250	89,4	Q կորուստ	2080689	14,2
Ընդամենը:	14689300	100,00	Ընդամենը:	14689300	100,00

1.Ընտրված մեթոդի տեխնիկատնտեսական հիմնավորում

Ամոնիումի նիտրատի արտադրության ամենատարածված մեթոդները հիմնված են ամոնիակի հետ ազոտական ​​թթվի չեզոքացման ռեակցիայի վրա։
Գազային ամոնիակի և ազոտական ​​թթվի լուծույթների քիմիական փոխազդեցությունն ընթանում է բարձր արագությամբ, սակայն սահմանափակվում է զանգվածի տեղափոխմամբ և հիդրոդինամիկական պայմաններով։ Հետևաբար, ռեագենտների խառնման ինտենսիվությունը մեծ նշանակություն ունի. որը հիմնականում կախված է ռեակտորում ազոտական ​​թթվի և ամոնիակի շարժման արագությունների հարաբերակցությունից։ Ռեակտիվների ամենամոտ շփումը ձեռք է բերվում, եթե գազային ամոնիակի գծային արագությունը գերազանցում է ազոտաթթվի լուծույթի գծային արագությունը ոչ ավելի, քան 15 անգամ:
Չեզոքացման գործընթացն ընթանում է ջերմության արտանետմամբ։ Արտադրության պայմաններում օգտագործվում է 45-60% կոնցենտրացիայով ազոտական ​​թթու, ինչքան մեծ է օգտագործվող ազոտական ​​թթվի կոնցենտրացիան, այնքան ցածր է դրա նոսրացման ջերմության արժեքը և այնքան մեծ է ազոտաթթվի լուծույթները ամոնիակով չեզոքացնելու ջերմային ազդեցությունը։
Ջերմության ընդհանուր քանակը Q ? , ազատված ազոտաթթվի լուծույթների գազային ամոնիակով չեզոքացման ռեակցիայի արդյունքում որոշվում է հավասարմամբ.
Հարց = Q արձագանքել. -(q 1 -q 2) (1)
Հնարավոր են չեզոքացման ջերմության օգտագործմամբ ամոնիումի նիտրատի արտադրության հետևյալ սկզբունքորեն տարբեր սխեմաները.
- մթնոլորտային ճնշման տակ աշխատող կայանքներ (հյութի գոլորշու ճնշում 0,15-0,2 ատմ);
- տեղադրումներ վակուումային գոլորշիչով;
- Մեկանգամյա օգտագործման ճնշման միավորներ
հյութի գոլորշու ջերմություն;

Բույսեր, որոնք աշխատում են ճնշման տակ, հյութի գոլորշու ջերմության կրկնակի օգտագործմամբ (ստանալով խտացված հալվածք):
Ռուսաստանում ամենատարածվածը մթնոլորտային ճնշման տակ չեզոքացման սխեման է, որը ներկայացված է Նկար 3-ում:

Բրինձ. 1.1 Մթնոլորտային ճնշման տակ ազոտական ​​թթվի չեզոքացման սխեմա.
1 - բաք ազոտաթթվի համար; 2 – ամոնիակ ջեռուցիչ; 3 – հեղուկ ամոնիակի բաժանարար, 4 – ITN ապարատ; 5 - հյութի գոլորշու թակարդ լվացող; 6 – 1-ին փուլի վակուումային գոլորշիչ; 7 - չեզոքացուցիչ:
1967-1970-ական թվականներին մշակվել է տեխնոլոգիական սխեման և ավարտվել 1400 տոննա միջին օրական հզորությամբ խոշոր տոննաժային AS-67 ագրեգատի նախագիծը։
AS-67 միավորի առանձնահատկությունն այն է, որ բոլոր հիմնական տեխնոլոգիական սարքավորումները (չեզոքացման փուլից մինչև հալոցքի արտադրության փուլ) կասկադով հատիկավոր աշտարակի վրա տեղադրելն է, առանց ամոնիումի նիտրատի լուծույթների մղման միջանկյալ գործողությունների: AC-67 միավորի մեկ այլ առանձնահատկությունն այն է, որ օդը չի ներծծվում աշտարակից, այլ մեկ հզոր օդափոխիչի միջոցով ներքևից մտնում է աշտարակ, այսինքն՝ աշտարակը աշխատում է ճնշման տակ:
Բոլոր հիմնական տեխնոլոգիական սարքավորումների տեղադրումը հատիկավոր աշտարակի վրա, ինչպես նշվեց, պարզեցրել է սխեման՝ խտացված սելիտրայի լուծույթները մղելուց հրաժարվելու պատճառով: Միևնույն ժամանակ, այս որոշումը հանգեցրել է որոշակի բարդությունների շինարարության և

Միավորի շահագործում.
- աշտարակի լիսեռը կրում է մեծ բեռ, որի արդյունքում այն ​​պատրաստված է երկաթբետոնից թթվակայուն աղյուսների ներքին երեսպատմամբ, ինչը հանգեցնում է զգալի կապիտալ ծախսերի, աշխատանքի ինտենսիվության և շինարարության տևողության ավելացմանը.
- տեխնոլոգիական սարքավորումներով վերնաշենքը գտնվում է բարձր բարձրության վրա, հետևաբար այն պետք է ամբողջությամբ փակվի, ջեռուցվի և օդափոխվի։
- սարքավորումների տեղադրումը կարող է սկսվել միայն աշտարակի կառուցումից հետո, ինչը երկարացնում է շինմոնտաժային աշխատանքների ցիկլը.
- սարքավորումների տեղադրությունը բարձրության վրա առաջացնում է բեռնաթափման սարքավորումների (վերելակների) կատարման պահանջների ավելացում.
- ճնշման տակ աշտարակի շահագործումը բարդացնում է աշտարակի մեջ ներկառուցված հեղուկացված անկողնում արտադրանքը սառեցնելու ապարատի սպասարկումը.

Ներկառուցված հովացման ապարատի օգտագործումը հանգեցնում է աշտարակի օդի մատակարարման համար էներգիայի սպառման ավելացմանը:
AC-67 սխեմայի թերությունները վերացնելու և արտադրանքի որակը բարելավելու նպատակով AC-72 սխեմայում ընդունվել են հետևյալ տեխնիկական լուծումները.
- նախատեսվում է մեծացնել հատիկների ամրությունը երեք գործոնների ազդեցության արդյունքում՝ սուլֆատ-ֆոսֆատ հավելանյութի օգտագործում, ավելի մեծ հատիկների արտադրություն, հատիկների սառեցման արագության կարգավորում, որի համար ա. Օգտագործվել է բաժանված հեռակառավարվող ապարատ՝ հեղուկացված մահճակալով և յուրաքանչյուր հատվածի առանձին օդի մատակարարմամբ.
- սարքավորումը տեղադրված է ներքևում առանձին ինչի վրա; հալոցքը մղելու համար օգտագործվել է պոմպ:
Սելիտրայի արտադրության տեխնոլոգիական սխեման ըստ AC-72 սխեմայի բաղկացած է նույն փուլերից, ինչ AC-67 սխեմայի համաձայն. Լրացուցիչ է ամոնիումի նիտրատի բարձր խտացված հալոցքը հատիկավոր աշտարակի գագաթ մղելու փուլը:

AC-72 սխեմայում AC-67-ի համեմատ չեզոքացման և գոլորշիացման փուլերում տեխնոլոգիական գործընթացում հիմնարար տարբերություններ չկան: Տարբերությունը կայանում է նրանում, որ ազոտաթթվի ջեռուցումն է երկու ջեռուցիչներում՝ յուրաքանչյուր ITN սարքի համար, ինչը հնարավորություն է տվել ջեռուցման համար ազոտական ​​թթու մատակարարելու գծի վրա տեղադրել ավտոմատ հոսքի կարգավորիչներ։ Եվ ևս մեկ բնորոշ տարբերություն երկուսի փոխարեն միայն մեկ ավելի հզոր հետնեզոքացուցիչի տեղադրումն է։
Շրջակա միջավայրի պահպանության պահանջների աճը օրակարգ է դրել ամոնիումի նիտրատի և ամոնիակի աերոզոլային մասնիկների արտանետումների զգալի կրճատումը մթնոլորտ: Այս արտանետումների մաքրման ավելի բարձր աստիճանը արդիականացված AS-72M ագրեգատների հիմնական տարբերակիչ առանձնահատկությունն է:

Ամոնիումի նիտրատի ժամանակակից արտադրության մեջ հումքի կոնկրետ սպառումը մոտ է տեսականին։ Հետևաբար, AS-67, AS-72 և AS-72M մեծ հզորությամբ ագրեգատներում ձեռք բերված արտադրանքի արժեքի էական տարբերություն չկա:
Տեխնիկական և տնտեսական ցուցանիշների տարբերությունը՝ կախված կոնկրետ սխեմաներից, հիմնականում էներգիայի սպառման ոլորտում է՝ գոլորշու, էլեկտրաէներգիա, վերամշակված ջուր: Գոլորշի սպառումը որոշվում է ազոտաթթվի սկզբնական կոնցենտրացիայով, չեզոքացման փուլում ստացված հյութի գոլորշու ջերմության օգտագործման աստիճանով։
Էլեկտրաէներգիայի սպառումը ամոնիումի նիտրատի արտադրության մեջ բացարձակ մեծությամբ մեծ չէ։ Բայց այն կարող է տատանվել՝ կախված օգտագործվող արտադրանքի սառեցման եղանակից (ուղղակի աշտարակում՝ գնդիկների թռիչքի ժամանակ,
հեղուկացված մահճակալի ապարատում, պտտվող թմբուկներում), ընտրված օդի մաքրման մեթոդներից
Արդյունաբերության մեջ հիմնականում օգտագործվում է AC-72 միավորը, որտեղ մոնոդիսպերս հատիկավորիչների օգտագործման արդյունքում ապահովվում է հավասարաչափ հատիկավոր կազմ, փոքր հատիկների պարունակությունը նվազում է, իսկ աշտարակի հատվածով օդի արագությունը նվազում է, այսինքն. ստեղծվել է ավելի բարենպաստ

Աշտարակից փոշու տեղափոխումը նվազեցնելու և լվացքի մաքրիչի բեռը նվազեցնելու պայմանները:

Օգտագործված գրականության ցանկ

1. Քիմիական-տեխնոլոգիական գործընթացների հաշվարկներ. գլխավոր խմբագրությամբ պրոֆ. Մուխլենովա Ի.Պ. Լ., «Քիմիա», 1976. -304 էջ.
2.http://www.xumuk.ru//
3. Klevke.V.A., «Ազոտական ​​պարարտանյութերի տեխնոլոգիա», Մ., Գոշիմիզդատ, 1963 թ.
4. Ընդհանուր քիմիական տեխնոլոգիա. Ամենակարևոր քիմիական արտադրությունը / Ի.Պ. Մուխլենով. - 4-րդ հրատ. - Մ.: Vyssh.shk., 1984. - 263p.
5. Օսնովի գործընթացները և քիմիական տեխնոլոգիայի սարքերը. Դիզայնի ուղեցույց: Յու.Ի.Դիտներսկու խմբագրությամբ, 2-րդ հրատ., Մ.: Քիմիա, 1991.-496 էջ.
6. Miniovich M. A. Ամոնիումի նիտրատի արտադրություն: M. «Քիմիա», 1974. - 240 p.

Եզրակացություն

Այս դասընթացի աշխատանքում մենք ուսումնասիրեցինք ամոնիումի նիտրատի արտադրությունը և գործընթացի հոսքի դիագրամը, հիմնավորեցինք ամոնիումի նիտրատի արտադրության հիմնական և օժանդակ սարքավորումների ընտրությունը, հաշվեցինք չեզոքացման փուլի նյութական և ջերմային մնացորդները:
Հաշվի առնելով ամոնիումի նիտրատի ֆիզիկական, քիմիական հատկությունները: Քանի որ ամոնիումի նիտրատն ունի այնպիսի հատկություններ, ինչպիսիք են թխվածքը և հիգրոսկոպիկությունը, անհրաժեշտ է ձեռնարկել հետևյալ միջոցները, թխվածքը նվազեցնելու համար օգտագործել փոշիացված հավելումներ, որոնք փոշիացնում են աղի մասնիկները: Հավելումների մի մասը նվազեցնում է մասնիկների ակտիվ մակերեսը, իսկ մյուսներն ունեն կլանման հատկություն: Ավելացրեք շատ փոքր քանակությամբ ներկանյութեր թխման աղերին, ինչպես նաև սառը ամոնիումի նիտրատը մինչև տարաներում փաթեթավորելը: Հիգրոսկոպիկությունը նվազեցնելու համար անհրաժեշտ է հատիկավորել սելիտրա: Հատիկները ունեն ավելի փոքր հատուկ մակերես, քան մանր բյուրեղային աղը, ուստի դրանք ավելի դանդաղ են խոնավանում:
Ամոնիումի նիտրատը գյուղատնտեսության մեջ օգտագործվող ամենակարևոր և տարածված ազոտային պարարտանյութն է։ Ուստի անհրաժեշտ է պահպանել ամոնիումի նիտրատի պահպանման պայմանները և ստեղծել նոր տեխնոլոգիական լուծումներ։

4. Կոնտակտային սարքի չափերի ընտրություն

Մենք որոշում ենք սարքի ծավալը՝ օգտագործելով չեզոքացման ջերմությունը.

Կապի ժամանակը, ժամը;

M-ը սարքի արտադրողականությունն է, մ 3 / ժամ:

G=10000 կգ/ժամ=36000000 կգ/վրկ.

Am.nitrate \u003d 1725 կգ / մ 3

M=G/? am.nitrate

M \u003d 36000000 կգ / վ: 1725 կգ / մ 3 \u003d 20869.5 մ 3 / վ

V \u003d 1s 20869,5 մ 3 / վ \u003d 20869,5 մ 3

Պետական ​​ուսումնական հաստատություն
բարձրագույն մասնագիտական ​​կրթություն
«Կուզբասի պետական ​​տեխնիկական համալսարան»

Պինդ վառելանյութերի և էկոլոգիայի քիմիական տեխնոլոգիայի ամբիոն

ՀԱՍՏԱՏԵԼ
ամիսը, ամսաթիվը

Գլուխ բաժին _________________
(ստորագրություն)

ուսանող

1. Նախագծի թեման

5. Ծրագրի խորհրդատուներ (նշելով ծրագրի իրենց հետ կապված բաժինները)

2. ______________________________ _____________________
Հանձնարարության տրման ամսաթիվը _____________
Վերահսկիչ _________________________
(ստորագրություն)
7. Հիմնական գրականություն և առաջարկվող նյութեր
______________________________ ______________________________ ______________________________ ______________________________ ______________________________ _________________
Առաջադրանքն ընդունվել է կատարման (ամսաթիվ) _________________

Կրթության դաշնային գործակալություն

Պետական ​​ուսումնական հաստատություն
բարձրագույն մասնագիտական ​​կրթություն
«Կուզբասի պետական ​​տեխնիկական համալսարան»

Պինդ վառելանյութերի և էկոլոգիայի քիմիական տեխնոլոգիայի ամբիոն

ՀԱՍՏԱՏԵԼ
ամիսը, ամսաթիվը

Գլուխ բաժին _________________
(ստորագրություն)
Դասընթացի ձևավորման առաջադրանք

ուսանող

1. Նախագծի թեման
______________________________ _____________________

Համալսարանի հրամանով հաստատված է
2. Ուսանողի կողմից ավարտված նախագիծը ներկայացնելու վերջնաժամկետ
3. Նախագծի նախնական տվյալներ
______________________________ ______________________

4. Բացատրական գրության (ընդհանուր և հատուկ մասերի հիմնական հարցեր) և գրաֆիկական նյութի ծավալը և բովանդակությունը.
______________________________ ______________________________ ______________________________ ______________________________
5. Ծրագրի խորհրդատուներ (նշելով ծրագրի իրենց հետ կապված բաժինները)
1. ______________________________ _____________________
2. ________________________________ _____________________ Առաջադրանքի թողարկման ամսաթիվը _____________ Ղեկավար ____________________________ (ստորագրություն) 7. Հիմնական գրականություն և առաջարկվող նյութեր ________________________________ ________________________________ ________________________________ ________________________________ ________________________________

Ռուսաստանի Դաշնության կրթության և գիտության նախարարություն

Պետական ​​ուսումնական հաստատություն

Բարձրագույն մասնագիտական ​​կրթություն

«Տվերի պետական ​​տեխնիկական համալսարան»

TPM վարչություն

Դասընթացի աշխատանք

Առարկա՝ «Ընդհանուր քիմիական տեխնոլոգիա»

Ամոնիումի նիտրատի արտադրություն

• Բովանդակություն

Ներածություն

1. Ամոնիումի նիտրատի ֆիզիկական և քիմիական հատկությունները

2. Արտադրության մեթոդներ

3. Ամոնիումի նիտրատի արտադրության հիմնական փուլերը ամոնիակից և ազոտական ​​թթվից

3.1 Ամոնիումի նիտրատի լուծույթների ստացում

3.1.1 Չեզոքացման գործընթացի հիմունքները

3.1.2 Չեզոքացման կայանների բնութագրում

3. 1 5 Հիմնական սարքավորումներ

4. Նյութական և էներգիայի հաշվարկներ

5. Ջերմոդինամիկական հաշվարկ

6. Թափոնների օգտագործում և հեռացում ամոնիումի նիտրատի արտադրության մեջ

Եզրակացություն

Օգտագործված աղբյուրների ցանկը

Հավելված Ա

Ներածություն

Բնության մեջ և մարդու կյանքում ազոտը չափազանց կարևոր է։ Մտնում է սպիտակուցային միացությունների մեջ (16--18%), որոնք հանդիսանում են բուսական և կենդանական աշխարհի հիմքը։ Մարդն օրական օգտագործում է 80-100 գ սպիտակուց, որը համապատասխանում է 12-17 գ ազոտի։

Բույսերի բնականոն զարգացման համար անհրաժեշտ են բազմաթիվ քիմիական տարրեր։ Հիմնականներն են ածխածինը, թթվածինը, ջրածինը, ազոտը, ֆոսֆորը, մագնեզիումը, ծծումբը, կալցիումը, կալիումը և երկաթը։ Բույսի առաջին երեք տարրերը ստացվում են օդից և ջրից, մնացածը՝ հողից։

Բույսերի հանքային սնուցման մեջ հատկապես մեծ դեր ունի ազոտը, թեև դրա միջին պարունակությունը բույսերի զանգվածում չի գերազանցում 1,5%-ը։ Ոչ մի բույս ​​չի կարող նորմալ ապրել և զարգանալ առանց ազոտի:

Ազոտը ոչ միայն բուսական սպիտակուցների, այլեւ քլորոֆիլի անբաժանելի մասն է, որի օգնությամբ բույսերը արեգակնային էներգիայի ազդեցությամբ կլանում են ածխածինը մթնոլորտում առկա ածխաթթու գազից։

Բնական ազոտային միացություններն առաջանում են օրգանական մնացորդների քայքայման քիմիական պրոցեսների արդյունքում՝ կայծակնային արտանետումների ժամանակ, ինչպես նաև կենսաքիմիապես հատուկ բակտերիաների՝ Azotobacter-ի գործունեության արդյունքում, որոնք ուղղակիորեն յուրացնում են օդի ազոտը։ Նույն ունակությունն ունեն նաև հատիկավոր բույսերի (ոլոռ, առվույտ, լոբի, երեքնուկ և այլն) արմատներում ապրող հանգույցային բակտերիաները։

Մշակաբույսերի զարգացման համար անհրաժեշտ ազոտի և այլ սննդանյութերի զգալի քանակություն տարեկան հեռացվում է հողից ստացված բերքի հետ միասին: Բացի այդ, սննդանյութերի մի մասը կորչում է ստորերկրյա և անձրևաջրերի միջոցով դրանց լվացման հետևանքով։ Ուստի, արտադրողականության նվազումը և հողի քայքայումը կանխելու համար պահանջվում է այն սննդարար նյութերով համալրել տարբեր տեսակի պարարտանյութերի կիրառմամբ։

Հայտնի է, որ գրեթե յուրաքանչյուր պարարտանյութ ունի ֆիզիոլոգիական թթվայնություն կամ ալկալայնություն։ Կախված դրանից, այն կարող է թթվայնացնող կամ ալկալային ազդեցություն ունենալ հողի վրա, ինչը հաշվի է առնվում որոշակի մշակաբույսերի համար օգտագործելիս։

Պարարտանյութերը, որոնց ալկալային կատիոններն ավելի արագ են արդյունահանվում բույսերի կողմից հողից, առաջացնում են դրա թթվայնացում. բույսերը, որոնք ավելի արագ են սպառում պարարտանյութերի թթվային անիոնները, նպաստում են հողի ալկալիզացմանը:

Ամոնիումի NH4 կատիոն (ամոնիումի նիտրատ, ամոնիումի սուլֆատ) և NH2 ամիդային խումբ (կարբամիդ) պարունակող ազոտային պարարտանյութերը թթվայնացնում են հողը։ Ամոնիումի նիտրատի թթվայնացնող ազդեցությունն ավելի թույլ է, քան ամոնիումի սուլֆատինը։

Կախված հողի բնույթից, կլիմայական և այլ պայմաններից՝ տարբեր մշակաբույսերի համար ազոտի տարբեր քանակություններ են պահանջվում։

Ամոնիումի նիտրատը (ամոնիումի նիտրատ, կամ ամոնիումի նիտրատ) զգալի տեղ է զբաղեցնում ազոտական ​​պարարտանյութերի տեսականու մեջ, որի համաշխարհային արտադրության ծավալը գնահատվում է տարեկան միլիոնավոր տոննա։

Ներկայումս մեր երկրում գյուղատնտեսության մեջ օգտագործվող ազոտական ​​պարարտանյութերի մոտավորապես 50%-ը բաժին է ընկնում ամոնիումի նիտրատին։

Ամոնիումի նիտրատը մի շարք առավելություններ ունի այլ ազոտային պարարտանյութերի նկատմամբ։ Այն պարունակում է 34-34,5% ազոտ և այս առումով զիջում է միայն կարբամիդ CO(NH2) 2-ին, որը պարունակում է 46% ազոտ: Ազոտ և ազոտ պարունակող այլ պարարտանյութերը զգալիորեն ավելի քիչ ազոտ ունեն (ազոտի պարունակությունը տրվում է չոր նյութի հիման վրա).

Աղյուսակ 1 - Ազոտի պարունակությունը միացություններում

Ամոնիումի նիտրատը ունիվերսալ ազոտային պարարտանյութ է, քանի որ այն միաժամանակ պարունակում է ազոտի ամոնիում և նիտրատ ձևեր: Այն արդյունավետ է բոլոր գոտիներում, գրեթե բոլոր մշակաբույսերի տակ։

Շատ կարևոր է, որ ամոնիումի նիտրատի ազոտային ձևերը բույսերի կողմից օգտագործվեն տարբեր ժամանակներում։ Ամոնիումի ազոտը, որն անմիջականորեն մասնակցում է սպիտակուցի սինթեզին, աճի շրջանում արագ ներծծվում է բույսերի կողմից. նիտրատ ազոտը ներծծվում է համեմատաբար դանդաղ, ուստի այն ավելի երկար է գործում: Հաստատվել է նաև, որ ազոտի ամոնիակային ձևը բույսերը կարող են օգտագործել առանց նախնական օքսիդացման։

Ամոնիումի նիտրատի այս հատկությունները շատ դրական են ազդում գրեթե բոլոր մշակաբույսերի բերքատվության բարձրացման վրա։

Ամոնիումի նիտրատը կայուն պայթուցիկ նյութերի մեծ խմբի մի մասն է: Պայթեցման համար օգտագործվում են ամոնիումի նիտրատի և մաքուր ամոնիումի նիտրատի հիման վրա կամ որոշ հավելումներով մշակված պայթուցիկ նյութեր:

Սելիտրայի փոքր քանակությունն օգտագործվում է ազոտի օքսիդ ստանալու համար, որն օգտագործվում է բժշկության մեջ։

Գոյություն ունեցող սարքավորումների արդիականացման և կառուցման միջոցով ամոնիումի նիտրատի արտադրության ավելացմանը զուգընթաց միջոցներ են ձեռնարկվում պատրաստի արտադրանքի որակի հետագա բարելավման համար (100% փխրուն արտադրանքի ստացում և երկարատև պահեստավորումից հետո հատիկների պահպանում): արտադրանքի):

1. Ամոնիումի նիտրատի ֆիզիկական և քիմիական հատկությունները

Իր մաքուր տեսքով ամոնիումի նիտրատը սպիտակ բյուրեղային նյութ է, որը պարունակում է 35% ազոտ, 60% թթվածին և 5% ջրածին։ Տեխնիկական արտադրանքը սպիտակ է՝ դեղնավուն երանգով, պարունակում է առնվազն 34,2% ազոտ։

Ամոնիումի նիտրատը ուժեղ օքսիդացնող նյութ է մի շարք անօրգանական և օրգանական միացությունների համար: Որոշ նյութերի հալեցման դեպքում այն ​​բուռն արձագանքում է մինչև պայթյունը (օրինակ՝ նատրիումի նիտրիտ NaNO2-ի հետ):

Եթե ​​գազային ամոնիակն անցնում է պինդ ամոնիումի նիտրատի վրայով, ապա արագ առաջանում է շատ շարժուն հեղուկ՝ ամոնիակ 2NH4NO3 * 2Np կամ NH4NO3 * 3Np։

Ամոնիումի նիտրատը շատ լուծելի է ջրի, էթիլային և մեթիլ սպիրտների, պիրիդինի, ացետոնի և հեղուկ ամոնիակի մեջ: Ջերմաստիճանի բարձրացման հետ ամոնիումի նիտրատի լուծելիությունը զգալիորեն մեծանում է.

Երբ ամոնիումի նիտրատը լուծվում է ջրի մեջ, մեծ քանակությամբ ջերմություն է ներծծվում։ Օրինակ, երբ 1 մոլ բյուրեղային NH4NO3 լուծվում է 220–400 մոլ ջրի մեջ և 10–15 ° C ջերմաստիճանում, ներծծվում է 6,4 կկալ ջերմություն։

Ամոնիումի նիտրատն ունի սուբլիմացիայի հատկություն։ Ամոնիումի նիտրատը բարձր ջերմաստիճանում և խոնավության պայմաններում պահելիս դրա ծավալը ավելանում է մոտ կիսով չափ, ինչը սովորաբար հանգեցնում է տարայի պատռման:

Մանրադիտակի տակ ամոնիումի նիտրատի հատիկների մակերեսին հստակ տեսանելի են ծակոտիներն ու ճաքերը։ Նիտրատային հատիկների ավելացած ծակոտկենությունը խիստ բացասաբար է ազդում պատրաստի արտադրանքի ֆիզիկական հատկությունների վրա:

Ամոնիումի նիտրատը բարձր հիգրոսկոպիկ է: Բաց երկնքի տակ, բարակ շերտով, սելիտրան շատ արագ խոնավանում է, կորցնում է բյուրեղային ձևը և սկսում մշուշվել։ Օդից խոնավության աղի կլանման աստիճանը կախված է դրա խոնավությունից և գոլորշիների ճնշումից տվյալ աղի հագեցած լուծույթի վրա տվյալ ջերմաստիճանում:

Խոնավության փոխանակումը տեղի է ունենում օդի և հիգրոսկոպիկ աղի միջև: Այս գործընթացի վրա որոշիչ ազդեցություն է թողնում օդի հարաբերական խոնավությունը։

Կալցիումը և կրաքարի-ամոնիումի նիտրատը ունեն համեմատաբար ցածր ջրի գոլորշու ճնշում հագեցած լուծույթների նկատմամբ. որոշակի ջերմաստիճանում դրանք համապատասխանում են ամենացածր հարաբերական խոնավությանը։ Սրանք ամենահիգրոսկոպիկ աղերն են վերը նշված ազոտային պարարտանյութերի շարքում: Ամոնիումի սուլֆատը ամենաքիչ հիգրոսկոպիկ է, իսկ կալիումի նիտրատը գրեթե ամբողջությամբ ոչ հիգրոսկոպիկ է:

Խոնավությունը կլանում է միայն շրջակա օդին անմիջականորեն հարող աղի համեմատաբար փոքր շերտը: Այնուամենայնիվ, նույնիսկ սելիտրայի նման խոնավացումը մեծապես խաթարում է պատրաստի արտադրանքի ֆիզիկական հատկությունները: Ամոնիումի նիտրատի կողմից օդից խոնավության կլանման արագությունը կտրուկ աճում է դրա ջերմաստիճանի բարձրացման հետ: Այսպիսով, 40 °C-ում խոնավության կլանման արագությունը 2,6 անգամ ավելի է, քան 23 °C-ում:

Շատ մեթոդներ են առաջարկվել ամոնիումի նիտրատի հիգրոսկոպիկությունը նվազեցնելու համար։ Այս մեթոդներից մեկը հիմնված է ամոնիումի նիտրատի խառնման կամ միաձուլման վրա մեկ այլ աղի հետ: Երկրորդ աղ ընտրելիս նրանք ելնում են հետևյալ կանոնից. հիգրոսկոպիկությունը նվազեցնելու համար ջրի գոլորշիների ճնշումը աղերի խառնուրդի հագեցած լուծույթի վրա պետք է լինի ավելի մեծ, քան նրանց ճնշումը մաքուր ամոնիումի նիտրատի հագեցած լուծույթի վրա:

Հաստատվել է, որ ընդհանուր իոն ունեցող երկու աղերի խառնուրդի հիգրոսկոպիկությունը ավելի մեծ է, քան դրանցից ամենահիգրոսկոպիկ (բացառությամբ ամոնիումի նիտրատի խառնուրդների կամ համաձուլվածքների ամոնիումի սուլֆատի և մի քանի այլ աղերի): Ամոնիումի նիտրատը ոչ հիգրոսկոպիկ, բայց ջրում չլուծվող նյութերի հետ խառնելը (օրինակ՝ կրաքարի փոշին, ֆոսֆատային ապարը, դիկալցիումի ֆոսֆատը և այլն) չի նվազեցնում դրա հիգրոսկոպիկությունը։ Բազմաթիվ փորձեր ցույց են տվել, որ բոլոր աղերը, որոնք ունեն նույն կամ ավելի մեծ լուծելիությունը ջրում, քան ամոնիումի նիտրատը, ունեն նրա հիգրոսկոպիկությունը մեծացնելու հատկություն։

Աղեր, որոնք կարող են նվազեցնել ամոնիումի նիտրատի հիգրոսկոպիկությունը, պետք է ավելացվեն մեծ քանակությամբ (օրինակ՝ կալիումի սուլֆատ, կալիումի քլորիդ, դիամոնիումի ֆոսֆատ), ինչը կտրուկ նվազեցնում է արտադրանքի մեջ ազոտի պարունակությունը։

Օդից խոնավության կլանումը նվազեցնելու ամենաարդյունավետ միջոցը սելիտրայի մասնիկները ծածկելն է օրգանական նյութերի պաշտպանիչ թաղանթներով, որոնք ջրով չեն թրջվում։ Պաշտպանիչ թաղանթը նվազեցնում է խոնավության կլանման արագությունը 3-5 անգամ և բարելավում է ամոնիումի նիտրատի ֆիզիկական հատկությունները:

Ամոնիումի նիտրատի բացասական հատկությունը տորթ պատրաստելու ունակությունն է՝ պահեստավորման ընթացքում կորցնել հոսունությունը (փխրունությունը): Այս դեպքում ամոնիումի նիտրատը վերածվում է պինդ միաձույլ զանգվածի, որը դժվար է մանրացնել։ Ամոնիումի նիտրատի ձևավորումը պայմանավորված է բազմաթիվ պատճառներով.

Պատրաստի արտադրանքի խոնավության պարունակության բարձրացում: Ամոնիումի նիտրատի ցանկացած ձևի մասնիկները միշտ պարունակում են խոնավություն՝ հագեցած (մայր) լուծույթի տեսքով։ Նման լուծույթում NH4NO3-ի պարունակությունը համապատասխանում է աղի լուծելիությանը տարայի մեջ դրա բեռնման ջերմաստիճանում: Պատրաստի արտադրանքի սառեցման ժամանակ մայրական լիկյորը հաճախ անցնում է գերհագեցած վիճակի։ Ջերմաստիճանի հետագա նվազման դեպքում գերհագեցած լուծույթից նստում են 0,2–0,3 մմ չափի մեծ քանակությամբ բյուրեղներ։ Այս նոր բյուրեղները ցեմենտացնում են նախկինում չկապված սելիտրայի մասնիկները, ինչի արդյունքում այն ​​դառնում է խիտ զանգված:

Սելիտրայի մասնիկների ցածր մեխանիկական ուժ: Ամոնիումի նիտրատն արտադրվում է կլոր մասնիկների (հատիկների), թիթեղների կամ փոքր բյուրեղների տեսքով։ Ամոնիումի նիտրատի հատիկավոր մասնիկներն ունեն ավելի փոքր հատուկ մակերես և ավելի կանոնավոր ձև, քան թեփուկավոր և նուրբ բյուրեղային, ուստի հատիկներն ավելի քիչ են թխում: Սակայն հատիկավորման գործընթացում առաջանում են որոշակի քանակությամբ խոռոչ մասնիկներ, որոնք բնութագրվում են ցածր մեխանիկական ուժով։

Հատիկավոր սելիտրայով տոպրակներ պահելիս դրանք շարվում են 2,5 մ բարձրությամբ կույտերի մեջ։Վերին պարկերի ճնշման տակ փոշու մասնիկների ձևավորմամբ ոչնչացվում են ամենաքիչ դիմացկուն հատիկները, որոնք սեղմում են սելիտրայի զանգվածը՝ մեծացնելով դրա խտացումը։ Պրակտիկան ցույց է տալիս, որ հատիկավոր արտադրանքի շերտում խոռոչ մասնիկների ոչնչացումը կտրուկ արագացնում է դրա թխման գործընթացը: Սա նկատվում է նույնիսկ այն դեպքում, երբ արտադրանքը սառեցվել է մինչև 45 °C, երբ բեռնվել է տարայի մեջ, և հատիկների մեծ մասն ուներ լավ մեխանիկական ուժ: Հաստատվել է, որ վերաբյուրեղացման պատճառով քայքայվում են նաև խոռոչ հատիկներ։

Շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանի բարձրացմամբ, սելիտրայի հատիկները գրեթե ամբողջությամբ կորցնում են իրենց ուժը, և նման արտադրանքը դառնում է շատ թխվածք:

Ամոնիումի նիտրատի ջերմային տարրալուծում: Պայթուցիկություն. Հրդեհային դիմադրություն. Ամոնիումի նիտրատը, պայթյունի անվտանգության տեսանկյունից, հարաբերականորեն անզգայուն է ցնցումների, շփման, հարվածների նկատմամբ և կայուն է մնում, երբ հարվածում են տարբեր ուժգնության կայծեր: Ավազի, ապակու և մետաղի կեղտերը չեն բարձրացնում ամոնիումի նիտրատի զգայունությունը մեխանիկական սթրեսի նկատմամբ: Այն կարող է պայթել միայն ուժեղ դետոնատորի կամ ջերմային քայքայման ազդեցության տակ որոշակի պայմաններում:

Երկարատև տաքացման դեպքում ամոնիումի նիտրատը աստիճանաբար քայքայվում է ամոնիակի և ազոտաթթվի.

NH4NO3=Np+HNO3 - 174598.32 J (1)

Այս գործընթացը, շարունակվելով ջերմության կլանմամբ, սկսվում է 110°C-ից բարձր ջերմաստիճանում։

Հետագա տաքացման դեպքում ամոնիումի նիտրատի տարրալուծումը տեղի է ունենում ազոտի օքսիդի և ջրի ձևավորմամբ.

NH4NO3 \u003d N2O + 2H2O + 36902,88 J (2)

Ամոնիումի նիտրատի ջերմային տարրալուծումն ընթանում է հետևյալ հաջորդական փուլերով.

NH4NO3 մոլեկուլների հիդրոլիզ (կամ դիսոցացիա);

հիդրոլիզի ընթացքում ձևավորված ազոտաթթվի ջերմային տարրալուծում;

· Առաջին երկու փուլերում ձևավորված ազոտի երկօքսիդի և ամոնիակի փոխազդեցությունը.

Ամոնիումի նիտրատի ինտենսիվ տաքացումով մինչև 220--240 ° C, դրա տարրալուծումը կարող է ուղեկցվել հալած զանգվածի փայլատակմամբ:

Շատ վտանգավոր է ամոնիումի նիտրատը տաքացնել փակ ծավալով կամ նիտրատի ջերմային տարրալուծման ժամանակ առաջացած գազերի սահմանափակ ելքով ծավալով։

Այս դեպքերում ամոնիումի նիտրատի տարրալուծումը կարող է ընթանալ բազմաթիվ ռեակցիաների միջոցով, մասնավորապես, հետևյալի միջոցով.

NH4NO3 \u003d N2 + 2H2O + S 02 + 1401,64 Ջ / կգ (3)

2NH4NO3 = N2 + 2NO+ 4Н20 + 359,82 Ջ/կգ (4)

ZNH4NO3= 2N2 + N0 + N02 + 6H20 + 966,50 Ջ/կգ (5)

Վերոնշյալ ռեակցիաներից երևում է, որ ամոնիակը, որը ձևավորվում է սելիտրայի ջերմային տարրալուծման սկզբնական շրջանում, հաճախ բացակայում է գազային խառնուրդներում. Դրանցում տեղի են ունենում երկրորդական ռեակցիաներ, որոնց ընթացքում ամոնիակն ամբողջությամբ օքսիդացվում է տարրական ազոտի։ Երկրորդական ռեակցիաների արդյունքում գազային խառնուրդի ճնշումը փակ ծավալում կտրուկ մեծանում է, և քայքայման գործընթացը կարող է ավարտվել պայթյունով։

Պղինձը, սուլֆիդները, մագնեզիումը, պիրիտը և որոշ այլ կեղտեր ակտիվացնում են ամոնիումի նիտրատի տարրալուծման գործընթացը, երբ այն տաքացվում է։ Տաքացած սելիտրայի հետ այս նյութերի փոխազդեցության արդյունքում ձևավորվում է անկայուն ամոնիումի նիտրիտ, որը 70--80 ° C ջերմաստիճանում արագ քայքայվում է պայթյունով.

NH4NO3=N2+ 2Н20 (6)

Ամոնիումի նիտրատը չի փոխազդում երկաթի, անագի և ալյումինի հետ նույնիսկ հալած վիճակում։

Խոնավության բարձրացմամբ և ամոնիումի նիտրատի մասնիկների չափի մեծացմամբ նրա զգայունությունը պայթյունի նկատմամբ զգալիորեն նվազում է: Մոտ 3% խոնավության առկայության դեպքում սելիտրան դառնում է անզգայուն պայթյունի նկատմամբ նույնիսկ ուժեղ պայթուցիչով։

Ամրապնդվում է ամոնիումի նիտրատի ջերմային տարրալուծումը մինչև որոշակի սահմանի աճող ճնշումը: Հաստատվել է, որ մոտ 6 կգ/սմ2 ճնշման և համապատասխան ջերմաստիճանի դեպքում ամբողջ հալված սելիտրան քայքայվում է։

Ամոնիումի նիտրատի ջերմային տարրալուծումը նվազեցնելու կամ կանխելու համար վճռորոշ նշանակություն ունի լուծույթների գոլորշիացման ժամանակ ալկալային միջավայրի պահպանումը։ Ուստի չփակող ամոնիումի նիտրատի արտադրության նոր տեխնոլոգիական սխեմայում նպատակահարմար է տաք օդում ավելացնել փոքր քանակությամբ ամոնիակ։

Հաշվի առնելով, որ որոշակի պայմաններում ամոնիումի նիտրատը կարող է լինել պայթուցիկ արտադրանք, դրա արտադրության, պահպանման և տեղափոխման ժամանակ պետք է խստորեն պահպանվեն սահմանված տեխնոլոգիական ռեժիմը և անվտանգության կանոնները:

Ամոնիումի նիտրատը ոչ այրվող արտադրանք է: Միայն ազոտի օքսիդը, որն առաջանում է աղի ջերմային տարրալուծման ժամանակ, աջակցում է այրմանը։

Ամոնիումի նիտրատի խառնուրդը մանրացված փայտածուխի հետ կարող է ինքնաբուխ բռնկվել, երբ ուժեղ տաքացվում է: Որոշ հեշտությամբ օքսիդացող մետաղներ (օրինակ՝ փոշիացված ցինկը) թաց ամոնիումի նիտրատի հետ շփվելիս, թեթև տաքացմամբ, կարող են նաև առաջացնել դրա բռնկում: Գործնականում եղել են սուպերֆոսֆատի հետ ամոնիումի նիտրատի խառնուրդների ինքնաբուխ բռնկման դեպքեր։

Ամոնիումի նիտրատ պարունակող թղթե տոպրակները կամ փայտե տակառները կարող են հրդեհվել նույնիսկ արևի լույսի ներքո: Երբ ամոնիումի նիտրատով տարան բռնկվում է, ազոտի օքսիդները և ազոտաթթվի գոլորշիները կարող են ազատվել: Բաց կրակից կամ պայթյունի հետևանքով առաջացող հրդեհների դեպքում ամոնիումի նիտրատը հալվում և մասամբ քայքայվում է։ Բոցը չի տարածվում սելիտրայի զանգվածի խորքում, .

2 . Արտադրության մեթոդներ

ամոնիումի նիտրատի չեզոքացման թթու

Արդյունաբերության մեջ լայնորեն կիրառվում է միայն սինթետիկ ամոնիակից (կամ ամոնիակ պարունակող գազերից) և նոսր ազոտական ​​թթվից ամոնիումի նիտրատի ստացման եղանակը։

Սինթետիկ ամոնիակից (կամ ամոնիակ պարունակող գազերից) և ազոտական ​​թթվից ամոնիումի նիտրատի արտադրությունը բազմափուլ գործընթաց է։ Այս կապակցությամբ նրանք փորձեցին ռեակցիայի միջոցով ստանալ ամոնիումի նիտրատ անմիջապես ամոնիակից, ազոտի օքսիդներից, թթվածնից և ջրային գոլորշիներից։

4Np + 4NO2 + 02 + 2Н20 = 4NH4NO3 (7)

Այնուամենայնիվ, այս մեթոդը պետք է լքվեր, քանի որ ամոնիումի նիտրատի հետ միասին ձևավորվեց ամոնիումի նիտրիտը `անկայուն և պայթյունավտանգ արտադրանք:

Մի շարք բարելավումներ են մտցվել ամոնիումի նիտրատի արտադրության մեջ ամոնիակից և ազոտական ​​թթվից, ինչը նվազեցրել է նոր կայանների կառուցման կապիտալ ծախսերը և նվազեցրել պատրաստի արտադրանքի արժեքը:

Ամոնիումի նիտրատի արտադրության արմատական ​​բարելավման համար անհրաժեշտ էր հրաժարվել երկար տարիների ընթացքում զարգացած գաղափարներից առանց հիմնական սարքավորումների համապատասխան պաշարների (օրինակ՝ գոլորշիացնողներ, հատիկավոր աշտարակներ և այլն) աշխատելու անհնարինության մասին։ հատիկավորման համար ամոնիումի նիտրատի գրեթե անջուր հալվածք ստանալու վտանգի մասին։

Ռուսաստանում և արտերկրում հաստատապես հաստատված է, որ միայն բարձր հզորությամբ ագրեգատների կառուցումը, օգտագործելով գիտության և տեխնոլոգիայի ժամանակակից նվաճումները, կարող է զգալի տնտեսական առավելություններ ապահովել գոյություն ունեցող ամոնիումի նիտրատի գործարանների համեմատ:

Ամոնիումի նիտրատի զգալի քանակություն ներկայումս արտադրվում է միզանյութի սինթեզի որոշ համակարգերից ամոնիակ պարունակող գազերից: Նրա արտադրության եղանակներից մեկի համաձայն՝ 1 տոննա միզանյութից ստացվում է 1-ից 1,4 տոննա ամոնիակ։ Ամոնիակի այս քանակից կարող է ստացվել 4,6--6,5 տոննա ամոնիումի նիտրատ։ Թեև գործում են նաև միզանյութի սինթեզի ավելի առաջադեմ սխեմաներ, սակայն ամոնիակ պարունակող գազերը՝ այս արտադրության թափոնները, որոշ ժամանակ կծառայեն որպես հումք ամոնիումի նիտրատի արտադրության համար:

Ամոնիակ պարունակող գազերից ամոնիումի նիտրատի արտադրության եղանակը տարբերվում է գազային ամոնիակից դրա արտադրության եղանակից միայն չեզոքացման փուլում։

Փոքր քանակությամբ ամոնիումի նիտրատը ստացվում է աղերի փոխանակման տարրալուծմամբ (փոխակերպման մեթոդներ)։

Ամոնիումի նիտրատի ստացման այս մեթոդները հիմնված են նստվածքի վերածված աղերից մեկի նստեցման կամ ջրի մեջ տարբեր լուծելիությամբ երկու աղերի արտադրության վրա։ Առաջին դեպքում, ամոնիումի նիտրատի լուծույթները բաժանվում են նստվածքներից պտտվող ֆիլտրերի վրա և վերամշակվում են պինդ արտադրանքի համաձայն սովորական սխեմաների: Երկրորդ դեպքում լուծույթները գոլորշիացվում են մինչև որոշակի կոնցենտրացիան և բաժանվում կոտորակային բյուրեղացման միջոցով, որը եռում է հետևյալի վրա. սարք մայրական լիկյորներից՝ աղտոտված արտադրանք ստանալու համար:

Աղերի փոխանակման միջոցով ամոնիումի նիտրատի ստացման բոլոր մեթոդները բարդ են՝ կապված բարձր գոլորշու սպառման և կապված ազոտի կորստի հետ։ Սովորաբար դրանք օգտագործվում են արդյունաբերության մեջ միայն այն դեպքում, եթե անհրաժեշտ է տնօրինել ազոտային միացությունները, որոնք ստացվում են որպես կողմնակի արտադրանք:

Շարունակաբար կատարելագործվում է գազային ամոնիակից (կամ ամոնիակ պարունակող գազերից) և ազոտական ​​թթվից ամոնիումի նիտրատի արտադրության ժամանակակից մեթոդը։

3 . Ամոնիակից և ազոտական ​​թթվից ամոնիումի նիտրատի արտադրության հիմնական փուլերը

Ամոնիումի նիտրատի արտադրության գործընթացը բաղկացած է հետևյալ հիմնական փուլերից.

1. Ամոնիումի նիտրատի լուծույթների ստացում գազային ամոնիակով կամ ամոնիակ պարունակող գազերով ազոտաթթվի չեզոքացման միջոցով:

2. Ամոնիումի նիտրատի լուծույթների գոլորշիացում մինչև հալված վիճակ:

3. Աղի հալոցքից բյուրեղացումը կլորացված մասնիկների (հատիկների), փաթիլների (ափսեների) և մանր բյուրեղների տեսքով։

4. Սառեցնող կամ չորացնող աղ։

5. Պատրաստի արտադրանքի տարաներում փաթեթավորում:

Ցածր փխրուն և ջրակայուն ամոնիումի նիտրատ ստանալու համար, նշված փուլերից բացի, անհրաժեշտ է համապատասխան հավելումների պատրաստման ևս մեկ փուլ։

3.1 Պ ամոնիումի նիտրատի լուծույթների պատրաստում

3.1.1 Չեզոքացման գործընթացի հիմունքները

Ամոնիումի սելիտի լուծույթներ ry-ն ստացվում է ամոնիակի և ազոտաթթվի փոխազդեցության արդյունքում՝ ըստ ռեակցիայի.

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

Ամոնիումի նիտրատի ձևավորումն ընթանում է անդառնալիորեն և ուղեկցվում է ջերմության արտազատմամբ։ Չեզոքացման ռեակցիայի ժամանակ արձակված ջերմության քանակը կախված է օգտագործվող ազոտական ​​թթվի կոնցենտրացիայից և ջերմաստիճանից, ինչպես նաև գազային ամոնիակի (կամ ամոնիակ պարունակող գազերի) ջերմաստիճանից։ Որքան բարձր է ազոտաթթվի կոնցենտրացիան, այնքան ավելի շատ ջերմություն է արտազատվում: Այս դեպքում տեղի է ունենում ջրի գոլորշիացում, ինչը հնարավորություն է տալիս ստանալ ամոնիումի նիտրատի ավելի խտացված լուծույթներ։ Ամոնիումի նիտրատի լուծույթներ ստանալու համար օգտագործվում է 42--58% ազոտական ​​թթու։

58%-ից բարձր կոնցենտրացիայով ազոտական ​​թթվի օգտագործումը ամոնիումի նիտրատի լուծույթներ ստանալու համար հնարավոր չէ, քանի որ այս դեպքում չեզոքացնող սարքերում ջերմաստիճանը զարգանում է, ինչը զգալիորեն գերազանցում է ազոտաթթվի եռման կետը, որը կարող է հանգեցնել դրա քայքայմանը ազոտի օքսիդների արտազատմամբ։ Ամոնիումի նիտրատի լուծույթները գոլորշիացնելիս ապարատ-չեզոքացուցիչներում ռեակցիայի ջերմության պատճառով առաջանում է հյութի գոլորշի, որն ունի 110--120°C ջերմաստիճան:

Առավելագույն հնարավոր կոնցենտրացիայի ամոնիումի նիտրատի լուծույթներ ստանալիս պահանջվում են գոլորշիների համեմատաբար փոքր ջերմափոխանակման մակերեսներ, իսկ լուծույթների հետագա գոլորշիացման համար սպառվում է փոքր քանակությամբ թարմ գոլորշի: Այս առումով, հումքի հետ միասին, նրանք հակված են լրացուցիչ ջերմություն մատակարարել չեզոքացուցիչին, որի համար նրանք տաքացնում են ամոնիակը մինչև 70 ° C, իսկ ազոտական ​​թթուն մինչև 60 ° C հյութի գոլորշու միջոցով (ավելի բարձր ջերմաստիճանում ազոտական ​​թթուն զգալիորեն քայքայվում է, և Ջեռուցման խողովակները ենթարկվում են ուժեղ կոռոզիայի, եթե դրանք տիտանից չեն):

Ամոնիումի նիտրատի արտադրության մեջ օգտագործվող ազոտական ​​թթուն պետք է պարունակի ոչ ավելի, քան 0,20% լուծված ազոտի օքսիդներ: Եթե ​​թթուն բավականաչափ օդով չի փչում ազոտի լուծված օքսիդները հեռացնելու համար, նրանք ամոնիակի հետ ձևավորում են ամոնիումի նիտրիտ, որն արագ քայքայվում է ազոտի և ջրի: Այս դեպքում ազոտի կորուստները կարող են կազմել մոտ 0,3 կգ՝ պատրաստի արտադրանքի 1 տոննայի դիմաց։

Հյութի գոլորշին, որպես կանոն, պարունակում է NH3, NHO3 և NH4NO3 կեղտեր։ Այս կեղտերի քանակը մեծապես կախված է այն ճնշումների կայունությունից, որոնց դեպքում ամոնիակը և ազոտաթթուն պետք է մատակարարվեն չեզոքացնողին: Տրված ճնշումը պահպանելու համար ազոտական ​​թթուն մատակարարվում է ճնշման բաքից, որը հագեցած է արտահոսքի խողովակով, իսկ գազային ամոնիակը մատակարարվում է ճնշման կարգավորիչի միջոցով:

Չեզոքացնողի ծանրաբեռնվածությունը նույնպես մեծապես որոշում է հյութի գոլորշու հետ կապված ազոտի կորուստը: Նորմալ ծանրաբեռնվածության դեպքում հյութի գոլորշի կոնդենսատով կորուստները չպետք է գերազանցեն 2 գ/լ-ը (ազոտի առումով): Երբ չեզոքացնողի բեռը գերազանցում է, կողմնակի ռեակցիաներ են տեղի ունենում ամոնիակի և ազոտաթթվի գոլորշու միջև, ինչի արդյունքում, մասնավորապես, գազային փուլում ձևավորվում է մառախլապատ ամոնիումի նիտրատ՝ աղտոտելով հյութի գոլորշին, և ավելանում է կապված ազոտի կորուստը։ Չեզոքացուցիչներում ստացված ամոնիումի նիտրատի լուծույթները կուտակվում են խառնիչներով միջանկյալ տանկերում, չեզոքացվում ամոնիակով կամ ազոտական ​​թթվով, այնուհետև ուղարկվում գոլորշիացման։

3.1.2 Չեզոքացման կայանների բնութագրում

Կախված դիմումիցճնշումը, ամոնիումի նիտրատի լուծույթների արտադրության ժամանակակից կայանքները չեզոքացնող ջերմության օգտագործմամբ բաժանվում են մթնոլորտային ճնշման տակ աշխատող կայանքների. հազվադեպության տակ (վակուում); բարձր ճնշման դեպքում (մի քանի մթնոլորտ) և չեզոքացման գոտում ճնշման տակ գործող և ամոնիումի նիտրատի նիտրատի լուծույթից (հալոցքի) լուծույթից հյութի գոլորշիների անջատման գոտում սակավության տակ աշխատող բույսերի վրա։

Մթնոլորտային կամ թեթև գերճնշման պայմաններում աշխատող կայանքները բնութագրվում են տեխնոլոգիայի և դիզայնի պարզությամբ: Դրանք նաև հեշտ են պահպանել, գործարկել և դադարեցնել; Գործողության տվյալ ռեժիմի պատահական խախտումները սովորաբար արագ վերացվում են: Այս տեսակի ինստալացիաներն առավել լայնորեն կիրառվում են։ Այս կայանքների հիմնական ապարատը ITN ապարատ-չեզոքացուցիչն է (չեզոքացման ջերմության օգտագործում): ITN ապարատը գործում է 1,15--1,25 ատմ բացարձակ ճնշման ներքո: Կառուցվածքային առումով այն նախագծված է այնպես, որ լուծույթների փրփրոց գրեթե չկա՝ մառախլապատ ամոնիումի նիտրատի ձևավորմամբ։

ITN սարքերում շրջանառության առկայությունը վերացնում է ռեակցիայի գոտում գերտաքացումը, ինչը թույլ է տալիս չեզոքացման գործընթացն իրականացնել կապված ազոտի նվազագույն կորուստներով:

Կախված ամոնիումի նիտրատի արտադրության աշխատանքային պայմաններից, ITN ապարատի հյութի գոլորշին օգտագործվում է սելիտրա լուծույթների նախնական գոլորշիացման, հեղուկ ամոնիակի գոլորշիացման, ազոտական ​​թթվի և գազային ամոնիակի տաքացման համար, որոնք ուղարկվում են ITN սարքեր և հեղուկ ամոնիակի գոլորշիացում, երբ ստանում են գազային ամոնիակ, որն օգտագործվում է նոսրացված ազոտական ​​թթվի արտադրության մեջ:

Ամոնիակ պարունակող գազերից ամոնիումի նիտրատի լուծույթները ստացվում են կայանքներում, որոնց հիմնական ապարատները գործում են վակուումի (գոլորշիացնող) և մթնոլորտային ճնշման տակ (սքրուբեր-չեզոքացուցիչ): Նման կայանքները ծավալուն են, և դրանցում դժվար է պահպանել կայուն աշխատանքային ռեժիմ՝ ամոնիակ պարունակող գազերի բաղադրության փոփոխականության պատճառով։ Վերջին հանգամանքը բացասաբար է անդրադառնում ազոտական ​​թթվի ավելցուկը վերահսկելու ճշտության վրա, ինչի արդյունքում ամոնիումի նիտրատի ստացված լուծույթները հաճախ պարունակում են մեծ քանակությամբ թթու կամ ամոնիակ։

Չեզոքացման կայանները, որոնք աշխատում են 5-6 ատմ բացարձակ ճնշման տակ, այնքան էլ տարածված չեն: Նրանք պահանջում են զգալի քանակությամբ էլեկտրաէներգիա՝ ամոնիակ գազը սեղմելու և չեզոքացնողներին ճնշված ազոտական ​​թթու մատակարարելու համար։ Բացի այդ, այս կայաններում հնարավոր են ամոնիումի նիտրատի կորուստների ավելացում՝ լուծույթների ցայտաղբյուրների ներթափանցման պատճառով (նույնիսկ բարդ դիզայնի տարանջատիչներում ցայտերը չեն կարող ամբողջությամբ բռնվել):

Համակցված մեթոդի վրա հիմնված կայանքներում ամոնիակով ազոտաթթվի չեզոքացման և ամոնիումի նիտրատի հալոց ստանալու գործընթացները, որոնք կարող են ուղղակիորեն ուղղված լինել բյուրեղացմանը, համակցված են (այսինքն՝ սելիտրա լուծույթների խտացման գոլորշիները բացառվում են այդպիսի կայանքներից): Այս տեսակի տեղադրման համար պահանջվում է 58--60% ազոտաթթու, որը արդյունաբերությունը մինչ այժմ արտադրում է համեմատաբար փոքր քանակությամբ: Բացի այդ, սարքավորումների մի մասը պետք է պատրաստված լինի թանկարժեք տիտանից։ Սելիտրայի հալոցի արտադրությամբ չեզոքացման գործընթացը պետք է իրականացվի շատ բարձր ջերմաստիճանում (200--220 °C): Հաշվի առնելով ամոնիումի նիտրատի հատկությունները, գործընթացը բարձր ջերմաստիճաններում իրականացնելու համար անհրաժեշտ է ստեղծել հատուկ պայմաններ, որոնք կանխում են սելիտրա հալոցի ջերմային քայքայումը։

3.1.3 Մթնոլորտային ճնշման տակ աշխատող վնասազերծման կայաններ

Այս տեղադրումները ներառում են dat սարքեր-չեզոքացուցիչներ ITN (չեզոքացման ջերմության օգտագործում) և օժանդակ սարքավորումներ։

Նկար 1-ը ցույց է տալիս ITN ապարատի նախագծերից մեկը, որն օգտագործվում է գոյություն ունեցող ամոնիումի նիտրատի շատ գործարաններում:

Z1 - պտտվող; BC1 - արտաքին անոթ (ջրամբար); ВЦ1 - ներքին գլան (չեզոքացման մաս); U1 - ազոտական ​​թթու բաշխման սարք; Ш1 - կցամասեր ջրահեռացման լուծույթների համար; O1 - պատուհաններ; U2 - ամոնիակի բաշխման սարք; G1 - ջրի կնիք; C1 - թակարդի բաժանարար

Նկար 1 - Սարք-չեզոքացուցիչ ITN լուծույթների բնական շրջանառությամբ

ITN ապարատը ուղղահայաց գլանաձև անոթ է (ջրամբար) 2, որի մեջ տեղադրվում է գլան (ապակի) 3 դարակներով 1 (պտտվող)՝ լուծույթների խառնումը բարելավելու համար։ Ազոտական ​​թթվի և գազային ամոնիակի ներմուծման խողովակաշարերը միացված են 3-րդ բալոնին (ռեակտիվները սնվում են հակահոսանք); խողովակները վերջանում են 4 և 7 սարքերով՝ թթվի և գազի ավելի լավ բաշխման համար։ Ներքին գլանում ազոտաթթուն փոխազդում է ամոնիակի հետ։ Այս մխոցը կոչվում է չեզոքացման պալատ:

Օղակաձև տարածությունը 2-րդ նավի և գլան 3-ի միջև օգտագործվում է եռացող ամոնիումի նիտրատի լուծույթների շրջանառության համար: Բալոնի ստորին հատվածում կան չեզոքացման խցիկը ՀԷԿ-ի գոլորշիացնող մասի հետ կապող անցքեր 6 (պատուհաններ): Այս անցքերի առկայության պատճառով ITN սարքերի աշխատանքը որոշ չափով նվազում է, բայց ձեռք է բերվում լուծույթների ինտենսիվ բնական շրջանառություն, ինչը հանգեցնում է կապված ազոտի կորստի նվազմանը:

Լուծումից ազատված հյութի գոլորշին արտանետվում է ITN ապարատի կափարիչի կցամասի միջոցով և թակարդ-բաժանիչի միջոցով 9: Գլան 3-ում ձևավորված նիտրատային լուծույթները էմուլսիայի տեսքով. հյութի գոլորշիով խառնուրդները մտնում են տարանջատիչ ջրային կնիքի միջոցով: 5. Թակարդ-բաժանիչի ստորին մասի կցամասից ամոնիակային սելիտրայի լուծույթներն ուղարկվում են հետվնասազերծիչ-խառնիչ` հետագա մշակման համար: Սարքի գոլորշիացնող մասում ջրի կնիքը թույլ է տալիս պահպանել դրա մեջ լուծույթի մշտական ​​մակարդակը և թույլ չի տալիս հյութի գոլորշին դուրս պրծնել՝ առանց դրա մեջ ներծծված լուծույթի ցողումներից:

Հյութի գոլորշիների մասնակի խտացման պատճառով բաժանարար թիթեղների վրա առաջանում է գոլորշու կոնդենսատ։ Այս դեպքում խտացման ջերմությունը հանվում է թիթեղների վրա դրված պարույրների միջով անցնող շրջանառվող ջրի միջոցով։ Հյութի գոլորշու մասնակի խտացման արդյունքում ստացվում է NH4NO3 15–20% լուծույթ, որն ուղարկվում է գոլորշիացման՝ ամոնիումի նիտրատի լուծույթի հիմնական հոսքի հետ միասին։

Նկար 2-ում ներկայացված է չեզոքացման ստորաբաժանումներից մեկի դիագրամը, որն աշխատում է մթնոլորտին մոտ ճնշման տակ:

NB1 - ճնշման բաք; C1 - բաժանարար; I1 - գոլորշիացնող; P1 - ջեռուցիչ; SK1 - կոլեկտոր կոնդենսատի համար; ITN1 - ITN ապարատ; M1 - խառնիչ; TsN1 - կենտրոնախույս պոմպ

Նկար 2 - Մթնոլորտային ճնշման տակ աշխատող վնասազերծման կայանի դիագրամ

Մաքուր կամ հավելումներով ազոտական ​​թթուն սնվում է ճնշման տանկի մեջ, որը հագեցած է ավելցուկային թթվի մշտական ​​արտահոսքով պահեստ:

Ճնշման բաք 1-ից ազոտական ​​թթուն ուղարկվում է անմիջապես ITN 6 ապարատի ապակի կամ ջեռուցիչի միջոցով (նկարում ներկայացված չէ), որտեղ այն ջեռուցվում է անջատիչ 2-ով արտանետվող հյութի գոլորշու ջերմությամբ:

Գազային ամոնիակը մտնում է հեղուկ ամոնիակ գոլորշիչ 3, այնուհետև ջեռուցիչ 4, որտեղ այն տաքացվում է ընդարձակիչից ստացվող երկրորդական գոլորշու ջերմությամբ կամ գոլորշիների տաքացնող գոլորշու տաք կոնդենսատով, այնուհետև այն ուղարկվում է երկու զուգահեռ: խողովակներ ITN 6 ապարատի ապակին:

Գոլորշիատոր 3-ում հեղուկ ամոնիակային ներդիրը գոլորշիանում է, և աղտոտիչները, որոնք սովորաբար կապված են գազային ամոնիակի հետ, առանձնանում են: Այս դեպքում թույլ ամոնիակային ջուրը ձևավորվում է ամոնիակի սինթեզի խանութից քսայուղի և կատալիզատորի փոշու խառնուրդով:

Չեզոքացնող ամոնիումի նիտրատի լուծույթը, որը ստացվում է հիդրավլիկ կնիքի և լակի թակարդի միջոցով, անընդհատ մտնում է չեզոքացնող խառնիչ 7, որտեղից ավելցուկային թթու չեզոքացնելուց հետո այն ուղարկվում է գոլորշիացման:

Հյութի գոլորշին, որը թողարկվում է ITN ապարատում, անցնելով բաժանարար 2-ով, ուղղված է առաջին փուլի գոլորշիների մեջ որպես տաքացնող գոլորշի օգտագործման:

Հյութի գոլորշու կոնդենսատը ջեռուցիչ 4-ից հավաքվում է կոլեկտոր 5-ում, որտեղից այն օգտագործվում է արտադրական տարբեր կարիքների համար։

Նախքան չեզոքացնողը գործարկելը կատարվում է աշխատանքային հրահանգներով նախատեսված նախապատրաստական ​​աշխատանքները։ Կնշենք միայն վնասազերծման գործընթացի բնականոն ընթացքի և անվտանգության ապահովման հետ կապված նախապատրաստական ​​աշխատանքների մի մասը։

Նախևառաջ անհրաժեշտ է չեզոքացուցիչը լցնել ամոնիումի նիտրատի լուծույթով կամ գոլորշու կոնդենսատով մինչև նմուշառման աքաղաղը:

Այնուհետև անհրաժեշտ է հաստատել ազոտաթթվի շարունակական մատակարարում ճնշման տանկին և դրա արտահոսքը պահեստային պահեստ: Դրանից հետո ամոնիակի սինթեզի խանութից պահանջվում է գազային ամոնիակ ստանալ, որի համար անհրաժեշտ է կարճ ժամանակով բացել փականները հյութի գոլորշիները մթնոլորտ դուրս բերելու գծի վրա և լուծույթի ելքի փականը: հետո չեզոքացնող խառնիչի մեջ: Սա կանխում է ITN ապարատում ավելացված ճնշման ստեղծումը և ամոնիակ-օդ անապահով խառնուրդի ձևավորումը, երբ սարքը գործարկվում է:

Նույն նպատակներով չեզոքացուցիչը և նրա հետ փոխկապակցված հաղորդակցությունները գործարկումից առաջ մաքրվում են գոլորշով:

Գործողության նորմալ ռեժիմին հասնելուց հետո ITN ապարատի հյութի գոլորշին ուղարկվում է որպես տաքացնող գոլորշու օգտագործման,]:

3.1.4 Վակուումային վնասազերծման կայաններ

AMM-ի համատեղ մշակումիսկ գազային ամոնիակն անիրագործելի է, քանի որ այն կապված է ամոնիումի նիտրատի, թթվի և ամոնիակի մեծ կորուստների հետ՝ կապված ամոնիակ պարունակող գազերում (ազոտ, մեթան, ջրածին և այլն) զգալի քանակությամբ կեղտերի առկայության հետ. Ստացված ամոնիումի նիտրատի եռացող լուծույթների միջոցով հյութի գոլորշիով կտարվի կապված ազոտը: Բացի այդ, կեղտերով աղտոտված հյութի գոլորշին չէր կարող օգտագործվել որպես տաքացնող գոլորշի: Հետեւաբար, ամոնիակ պարունակող գազերը սովորաբար մշակվում են ամոնիակ գազից առանձին:

Վակուումի տակ աշխատող կայանքներում ռեակցիայի ջերմության օգտագործումն իրականացվում է չեզոքացնողից դուրս՝ վակուումային գոլորշիչում: Այստեղ չեզոքացնողից եկող ամոնիումի նիտրատի տաք լուծույթները եռում են ապարատի վակուումին համապատասխանող ջերմաստիճանում։ Այդպիսի տեղակայանքները ներառում են՝ մաքրիչ տիպի չեզոքացուցիչ, վակուումային գոլորշիացուցիչ և օժանդակ սարքավորումներ:

Նկար 3-ը ցույց է տալիս չեզոքացման կայանի դիագրամը, որն աշխատում է վակուումային գոլորշիչով:

HP1 - մացառի տիպի չեզոքացուցիչ; H1 - պոմպ; B1 - վակուումային գոլորշիչ; B2 - վակուումային բաժանարար; HB1 - ազոտաթթվի ճնշման բաք; B1 - բաք (փեղկավոր խառնիչ); P1 - լվացքի մեքենա; DN1 - հետո չեզոքացուցիչ

Նկար 3 - Վակուումային գոլորշիչով չեզոքացման կայանի դիագրամ

Ամոնիակ պարունակող գազերը 30--90 ° C ջերմաստիճանում 1,2--1,3 ատմ ճնշման տակ սնվում են սկրաբեր-չեզոքացուցիչի ստորին մասում 1: Մաքուրի վերին մասին մատակարարվում է նիտրատի շրջանառության լուծույթ: փակման բայից 6, որը սովորաբար անընդհատ մատակարարվում է 5 ազոտաթթուից, երբեմն նախապես տաքացվում է մինչև 60 °C-ից ոչ ավելի ջերմաստիճան: Չեզոքացման գործընթացն իրականացվում է 20-50 գ/լ միջակայքում թթվի ավելցուկով։ Մաքրիչը 1 սովորաբար պահվում է լուծույթների եռման կետից ցածր 15--20 ° C ջերմաստիճանում, որն օգնում է կանխել թթվի քայքայումը և ամոնիումի նիտրատի մառախուղի առաջացումը: Սահմանված ջերմաստիճանը պահպանվում է 600 մմ ս.ս. վակուումում գործող վակուումային գոլորշիչից լուծույթով ցողելու միջոցով: Արվեստ., ուստի դրա մեջ լուծույթն ավելի ցածր ջերմաստիճան ունի, քան սկրաբերում:

Սկրաբերում ստացված սելիտրա լուծույթը ներծծվում է վակուումային գոլորշիչ 5, որտեղ 560–600 մմ Hg հազվադեպությամբ: Արվեստ. տեղի է ունենում ջրի մասնակի գոլորշիացում (գոլորշիացում) և լուծույթի կոնցենտրացիայի բարձրացում։

Վակուումային գոլորշիչից լուծույթը հոսում է ջրի կնիքի բաքի մեջ 6, որտեղից դրա մեծ մասը նորից մտնում է մաքրիչ 1 ոռոգման համար, իսկ մնացածն ուղարկվում է հետնեզոքացուցիչ 8: Վակուումային գոլորշիացնող 3-ում առաջացած հյութի գոլորշին ուղարկվում է վակուումային տարանջատիչով 4 մակերեսային կոնդենսատոր (նկարում ներկայացված չէ) կամ խառնիչ կոնդենսատորի մեջ: Առաջին դեպքում հյութի գոլորշու կոնդենսատն օգտագործվում է ազոտաթթվի արտադրության մեջ, երկրորդում՝ տարբեր այլ նպատակներով։ Վակուումային գոլորշիչում վակուումը առաջանում է հյութի գոլորշիների խտացման շնորհիվ։ Չխտացրած գոլորշիները և գազերը վակուումային պոմպի միջոցով ներծծվում են կոնդենսատորներից և թափվում մթնոլորտ:

Մաքրիչ 1-ից արտանետվող գազերը մտնում են 7 սարք, որտեղ դրանք լվանում են կոնդենսատով նիտրատի լուծույթի կաթիլները հեռացնելու համար, որից հետո դրանք նույնպես հեռացվում են մթնոլորտ: Լուծումները չեզոքացնող խառնիչում չեզոքացվում են մինչև 0,1-0,2 գ/լ ազատ ամոնիակի պարունակությունը և ITN ապարատում ստացված նիտրատային լուծույթի հոսքի հետ միասին ուղարկվում են գոլորշիացման։

Նկար 4-ը ցույց է տալիս վակուումային չեզոքացման ավելի առաջադեմ սխեմա:

XK1 - սառնարան-կոնդենսատոր; CH1 - մացառ-չեզոքացուցիչ; C1, C2 - հավաքածուներ; TsN1, TsN2, TsN3 - կենտրոնախույս պոմպեր; P1 - գազի լվացքի մեքենա; G1 - ջրի կնիք; L1 - ծուղակ; B1 - վակուումային գոլորշիչ; BD1 - չեզոքացնող բաք; B2 - վակուումային պոմպ; P2 - հյութի մեքենայի լվացող մեքենա; K1 - մակերեսային կոնդենսատոր

Նկար 4 - Վակուումային չեզոքացման սխեմա.

Թորման գազերն ուղարկվում են չեզոքացնող մաքրիչ 2-ի ստորին հատվածը, որը ոռոգվում է կոլեկտոր 3-ից լուծույթով, օգտագործելով շրջանառության պոմպ 4:

Սկրաբեր-չեզոքացուցիչ 2-ի լուծույթները, ինչպես նաև վակուումային գոլորշիչի 10-ի և հյութի գոլորշու լվացքի մեքենայի թակարդից հետո լուծույթները մտնում են կոլեկտոր 3 ջրի կնիքի միջով 6:

Ճնշման բաքի միջով (նկարում ներկայացված չէ) ազոտական ​​թթվի լուծույթը գազ լվացող մեքենայից 5, որը ոռոգվում է հյութի գոլորշու կոնդենսատով, շարունակաբար մտնում է կոլեկտոր 7։ Այստեղից լուծույթները շրջանառության պոմպով 8 սնվում են լվացքի մեքենա 5։ որից հետո նրանք վերադառնում են կոլեկցիոներ 7.

Լվացքի 5-ից հետո տաք գազերը սառչում են սառնարան-կոնդենսատոր 1-ում և բաց թողնվում մթնոլորտ:

Ջրի կնիքի 6-ից ամոնիումի նիտրատի տաք լուծույթները վակուումային պոմպով 13 ներծծվում են վակուումային գոլորշիչ 10, որտեղ NH4NO3-ի կոնցենտրացիան ավելանում է մի քանի տոկոսով:

Վակուումային գոլորշիչ 10-ում թողարկված հյութի գոլորշիները, անցնելով թակարդը 9, լվացող սարքը 14 և մակերեսային կոնդենսատոր 15, թափվում են մթնոլորտ վակուումային պոմպ 13-ով:

Տվյալ թթվայնությամբ ամոնիումի նիտրատի լուծույթը թափվում է պոմպի 4-ի արտանետման գծից չեզոքացման տանկի մեջ: Այստեղ լուծումը չեզոքացվում է գազային ամոնիակով և պոմպ 12-ն ուղարկվում է գոլորշիացնող կայան։

3.1. 5 Հիմնական սարքավորումներ

Չեզոքացուցիչներ ITN.Օգտագործվում են մի քանի տեսակի չեզոքացուցիչներ, որոնք հիմնականում տարբերվում են ապարատի ներսում ամոնիակ և ազոտական ​​թթու բաշխման սարքերի չափերով և դիզայնով: Հաճախ օգտագործվում են հետևյալ չափերի ապարատները՝ տրամագիծը՝ 2400 մմ, բարձրությունը՝ 7155 մմ, ապակի՝ տրամագիծը՝ 1000 մմ, բարձրությունը՝ 5000 մմ։ Գործում են նաև 2440 մմ տրամագծով և 6294 մմ բարձրությամբ սարքեր և սարքեր, որոնցից հանվել է նախկինում տրամադրված խառնիչը (Նկար 5):

LK1 - լյուկ; P1 - դարակներ; L1 - նմուշառման գիծ; L2 - լուծման ելքային գիծ; BC1 - ներքին ապակի; C1 - արտաքին անոթ; Ш1 - կցամասեր ջրահեռացման լուծույթների համար; P1 - ամոնիակի դիստրիբյուտոր; P2 - ազոտական ​​թթու դիստրիբյուտոր

Նկար 5 - Սարք-չեզոքացուցիչ ITN

Որոշ դեպքերում փոքր քանակությամբ ամոնիակ պարունակող գազերի մշակման համար օգտագործվում են 1700 մմ տրամագծով և 5000 մմ բարձրությամբ ITN ապարատներ։

Գազային ամոնիակային ջեռուցիչը ածխածնային պողպատից պատրաստված պատյան-խողովակային սարք է: Գործի տրամագիծը 400--476 մմ, բարձրությունը 3500--3280 մմ: Խողովակը հաճախ բաղկացած է 121 խողովակներից (խողովակի տրամագիծը 25x3 մմ) ընդհանուր ջերմափոխանակման մակերեսով 28 մ2: Գազային ամոնիակը մտնում է խողովակների մեջ, իսկ տաքացնող գոլորշին կամ տաք կոնդենսատը մտնում է օղակ։

Եթե ​​ջեռուցման համար օգտագործվում է ITN սարքերի հյութի գոլորշի, ապա ջեռուցիչը պատրաստված է չժանգոտվող պողպատից 1X18H9T։

Հեղուկ ամոնիակ գոլորշիչը ածխածնային պողպատից ապարատ է, որի ստորին մասում կա գոլորշի կծիկ, իսկ միջին մասում՝ գազային ամոնիակի շոշափող մուտք։

Շատ դեպքերում գոլորշիչն աշխատում է թարմ գոլորշու վրա 9 ատմ ճնշման (ավելորդ) ճնշման դեպքում: Ամոնիակի գոլորշիչի ներքևի մասում կա կուտակված աղտոտիչներից պարբերական մաքրման կցամաս:

Ազոտաթթվի ջեռուցիչը 400 մմ տրամագծով և 3890 մմ երկարությամբ պատյան-խողովակային սարք է: Խողովակի տրամագիծը 25x2 մմ, երկարությունը 3500 մմ; ջերմափոխանակման ընդհանուր մակերեսը 32 մ2 է։ Ջեռուցումն իրականացվում է հյութի գոլորշու միջոցով՝ 1,2 ատմ բացարձակ ճնշմամբ։

Մաքրիչ տիպի չեզոքացուցիչը ուղղահայաց գլանաձև ապարատ է՝ 1800-2400 մմ տրամագծով, 4700-5150 մմ բարձրությամբ: Օգտագործվում են նաև 2012 մմ տրամագծով և 9000 մմ բարձրությամբ սարքեր։ Շրջանառվող լուծույթների խաչմերուկի վրա միասնական բաշխման ապարատի ներսում կան մի քանի ծակոտկեն թիթեղներ կամ կերամիկական օղակներից պատրաստված վարդակ: Սկուտեղներով հագեցած ապարատի վերին մասում դրված է 50x50x3 մմ չափսի օղակների շերտ, որը խցան է լուծույթների ցողման համար։

1700 մմ տրամագծով և 5150 մմ բարձրությամբ սկրաբերի ազատ հատվածում գազերի արագությունը մոտ 0,4 մ/վ է։ Սկրաբերի տիպի ապարատի լուծույթներով ոռոգումը կատարվում է 175--250 մ3/ժ հզորությամբ կենտրոնախույս պոմպերի միջոցով:

Վակուումային գոլորշիացնող սարքը ուղղահայաց գլանաձև ապարատ է՝ 1000-1200 մմ տրամագծով և 5000-3200 մմ բարձրությամբ: Վարդակ - 50x50x5 մմ չափսի կերամիկական օղակներ, որոնք դասավորված են սովորական շարքերում:

Գազ լվացող սարքը 1000 մմ տրամագծով, 5000 մմ բարձրությամբ չժանգոտվող պողպատից պատրաստված ուղղահայաց գլանաձև ապարատ է: Վարդակ - կերամիկական օղակներ 50x50x5 մմ չափի:

Խառնիչ-չեզոքացուցիչ - 30 պտ/րոպե արագությամբ պտտվող հարիչով գլանաձև ապարատ: Շարժումն իրականացվում է էլեկտրական շարժիչից փոխանցումատուփի միջոցով (Նկար 6):

Ш1 - մակարդակի հաշվիչի տեղադրման կցամաս; B1 - օդափոխիչ; E1 - էլեկտրական շարժիչ; P1 - փոխանցումատուփ; VM1 - խառնիչ լիսեռ; L1 - դիտահոր

Նկար 6 - Խառնիչ-չեզոքացուցիչ

Հաճախ օգտագործվող սարքերի տրամագիծը 2800 մմ է, բարձրությունը՝ 3200 մմ։ Նրանք գործում են մթնոլորտային ճնշման ներքո, ծառայում են ամոնիումի նիտրատի լուծույթների չեզոքացմանը և որպես գոլորշիացման ուղարկվող լուծույթների միջանկյալ տարաներ։

Մակերեւութային կոնդենսատորը ուղղահայաց կեղևով և խողովակով երկկողմանի (ջրի համար) ջերմափոխանակիչ է, որը նախատեսված է վակուումային գոլորշիչից եկող հյութի գոլորշիները խտացնելու համար: Սարքի տրամագիծը 1200 մմ, բարձրությունը 4285 մմ; ջերմափոխանակիչ մակերես 309 մ2. Այն աշխատում է մոտավորապես 550-600 մմ Hg վակուումում: Արվեստ.; ունի խողովակներ՝ տրամագիծը 25x2 մմ, երկարությունը 3500 մ, ընդհանուր թիվը 1150 հատ; Նման կոնդենսատորի քաշը մոտ 7200 կգ է

Որոշ դեպքերում, գոլորշիացնողներից, ITN սարքերի և ջրակնիքների փչման ժամանակ արտանետվող հյութի գոլորշիների մթնոլորտ արտանետումները վերացնելու համար տեղադրվում է մակերեսային կոնդենսատոր հետևյալ բնութագրերով՝ մարմնի տրամագիծը՝ 800 մմ, բարձրությունը՝ 4430 մմ, խողովակների ընդհանուր քանակը։ 483 հատ, տրամագիծը 25x2, ընդհանուր մակերեսը 125 մ2։

Վակուումային պոմպեր. Օգտագործվում են տարբեր տեսակի պոմպեր. VVN-12 տիպի պոմպը ունի 66 մ3/ժ հզորություն, լիսեռի պտտման արագությունը՝ 980 պտ/ժ։ Պոմպը նախատեսված է վակուումային չեզոքացման կայանում վակուում ստեղծելու համար:

Կենտրոնախույս պոմպեր. Վակուումային չեզոքացման ագրեգատում ամոնիումի նիտրատի լուծույթի շրջանառության համար հաճախ օգտագործվում են 7KhN-12 մակնիշի 175–250 մ3/ժ հզորությամբ պոմպեր։ Էլեկտրաշարժիչի տեղադրված հզորությունը 55 կՎտ է։

4 . Նյութական և էներգիայի հաշվարկներ

Եկեք հաշվարկենք գործընթացի նյութական և ջերմային հավասարակշռությունը: Գազային ամոնիակով ազոտական ​​թթվի չեզոքացման հաշվարկները կատարվում են 1 տոննա արտադրանքի համար։ Նախնական տվյալները վերցնում եմ աղյուսակ 2-ից՝ օգտագործելով նպաստների մեթոդաբանությունը, , .

Մենք ընդունում ենք, որ վնասազերծման գործընթացը ընթանալու է հետևյալ պայմաններով.

Սկզբնական ջերմաստիճան, °С

գազային ամոնիակ ..................................................... .....................հիսուն

ազոտական ​​թթու ................................................ ...................................................... ....քսան

Աղյուսակ 2 - Սկզբնական տվյալներ

նյութական հաշվարկ

1 Ռեակցիայի միջոցով 1 տոննա սելիտրա ստանալու համար.

Np+HNO3=NH4NO3 +Q J (9)

տեսականորեն պահանջվում է հումքի հետևյալ քանակությունը (կգ-ով).

17 - 80 x \u003d 1000 * 17/80 \u003d 212,5

ազոտական ​​թթու

63 - 80 x \u003d 1000 * 63/80 \u003d 787,5

Որտեղ 17, 63 և 80 են համապատասխանաբար ամոնիակի, ազոտական ​​թթվի և ամոնիումի նիտրատի մոլեկուլային կշիռները:

Np-ի և HNO3-ի գործնական սպառումը մի փոքր ավելի բարձր է, քան տեսականը, քանի որ չեզոքացման գործընթացում անխուսափելի է ռեագենտների կորուստը հյութի գոլորշիով հաղորդակցությունների արտահոսքի պատճառով՝ արձագանքող բաղադրիչների և սելիտրաների թեթև քայքայման պատճառով և այլն: .

2. Որոշեք ամոնիումի նիտրատի քանակը առևտրային արտադրանքում՝ 0,98*1000=980 կգ/ժ.

980/80=12,25 կմ/ժ,

ինչպես նաև ջրի քանակը.

1000-980=20կգ/ժ

3. Կհաշվարկեմ ազոտական ​​թթվի (100%) սպառումը 12,25 կմ/ժ սելիտրա ստանալու համար։ Ստոյքիոմետրիայի համաձայն՝ այն սպառում է նույն քանակությունը (կմոլ/ժ), ինչ ձևավորվել է սելիտրա՝ 12,25 կմ/ժ կամ 12,25 * 63 \u003d 771, 75 կգ/ժ։

Քանի որ պայմաններում նշված է թթվի ամբողջական (100%) փոխակերպումը, սա կլինի դրա մատակարարված քանակությունը:

Գործընթացը ներառում է նոսր թթու - 60%:

771.75/0.6=1286.25 կգ/ժ,

ներառյալ ջուրը.

1286.25-771.25=514.5 կգ/ժ

4. Նմանապես, ամոնիակի սպառումը (100%) 12,25 կմ/ժամ ստանալու համար, կամ 12,25 * 17 \u003d 208,25 կգ / ժ

25% ամոնիակ ջրի առումով սա կլինի 208,25 / 0,25 = 833 կգ / ժ, ներառյալ ջուրը 833-208,25 = 624,75 կգ / ժ:

5. Գտեք ջրի ընդհանուր քանակությունը չեզոքացնողի մեջ, որը եկել է ռեակտիվների հետ.

514,5+624,75=1139,25 կգ/ժ

6. Եկեք որոշենք սելիտրա լուծույթի գոլորշիացման ժամանակ առաջացած ջրի գոլորշու քանակը (20 կգ/ժ մնում է առևտրային արտադրանքում՝ 1139.25 - 20 \u003d 1119.25 կգ/ժ):

7. Կազմենք ամոնիումի նիտրատի արտադրության գործընթացի նյութական հաշվեկշռի աղյուսակ։

Աղյուսակ 3. Չեզոքացման գործընթացի նյութական հաշվեկշիռը

8. Հաշվարկել տեխնոլոգիական ցուցանիշները.

Տեսական սպառման գործակիցներ.

թթվի համար՝ 63/80=0,78 կգ/կգ

ամոնիակի համար՝ 17/80=0,21 կգ/կգ

Փաստացի ծախսերի գործակիցները.

թթվի համար՝ 1286,25/1000=1,28 կգ/կգ

ամոնիակի համար՝ 833/1000=0,83 կգ/կգ

Չեզոքացման գործընթացում տեղի է ունեցել միայն մեկ ռեակցիա, հումքի փոխակերպումը հավասար է 1-ի (այսինքն՝ տեղի է ունեցել ամբողջական փոխակերպում), կորուստներ չեն եղել, ինչը նշանակում է, որ բերքատվությունը իրականում հավասար է տեսականին.

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

Էներգիայի հաշվարկ

Ջերմության ժամանումը. Չեզոքացման գործընթացում ներածվող ջերմությունը ամոնիակի և ազոտական ​​թթվի կողմից ներմուծված ջերմության և չեզոքացման ընթացքում արտանետվող ջերմության գումարն է:

1. Գազային ամոնիակով ներմուծվող ջերմությունը կազմում է.

Q1=208.25*2.18*50=22699.25 կՋ,

որտեղ 208.25 - ամոնիակի սպառում, կգ / ժ

2.18 - ամոնիակի ջերմային հզորություն, կՋ / (կգ * ° С)

50 - ամոնիակի ջերմաստիճան, °С

2. Ազոտական ​​թթվի ներմուծած ջերմությունը.

Q2=771.75*2.76*20=42600.8 կՋ,

որտեղ 771.25-ը ազոտական ​​թթվի սպառումն է, կգ/ժ

2.76 - ազոտական ​​թթվի ջերմային հզորություն, կՋ / (կգ * ° С)

20 - թթվային ջերմաստիճան, °С

3. Չեզոքացման ջերմությունը նախապես հաշվարկվում է առաջացած ամոնիումի նիտրատի 1 մոլի դիմաց՝ համաձայն հավասարման.

HNO3*3.95pO(հեղուկ) +Np(գազ) =NH4NO3*3.95pO(հեղուկ)

որտեղ HNO3*3.95pO համապատասխանում է ազոտական ​​թթուն:

Այս ռեակցիայի Q3 ջերմային ազդեցությունը հայտնաբերվում է հետևյալ քանակներից.

ա) ջրում ազոտական ​​թթվի լուծարման ջերմությունը.

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

բ) 100% ազոտական ​​թթվից և 100% ամոնիակից պինդ NH4NO3 ձևավորման ջերմություն.

HNO3 (հեղուկ) + Np (գազ) = NH4NO3 (պինդ) (11)

գ) ջրի մեջ ամոնիումի նիտրատի լուծարման ջերմությունը՝ հաշվի առնելով ստացված լուծույթի գոլորշիացման համար ռեակցիոն ջերմության սպառումը 52,5%-ից (NH4NO3 *pO) մինչև 64% (NH4NO3 *2,5pO)

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

որտեղ NH4NO3*4pO-ն համապատասխանում է 52,5% NH4NO3 կոնցենտրացիայի

NH4NO3*4pO-ի արժեքը հաշվարկվում է հարաբերակցությունից

80*47.5/52.5*18=4pO,

որտեղ 80-ը NH4NO3-ի մոլային զանգվածն է

47.5 - HNO3 կոնցենտրացիան, %

52.5 - NH4NO3 կոնցենտրացիան, %

18-ը pO-ի մոլային զանգվածն է

Նմանապես, հաշվարկվում է NH4NO3 * 2.5pO արժեքը, որը համապատասխանում է NH4NO3 64% լուծույթին:

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

Ըստ ռեակցիայի (10) ջրում ազոտական ​​թթվի q տարրալուծման ջերմությունը 2594,08 Ջ/մոլ է։ Ռեակցիայի (11) ջերմային ազդեցությունը որոշելու համար պահանջվում է ամոնիումի նիտրատի առաջացման ջերմությունից հանել Np (գազ) և HNO3 (հեղուկ) առաջացման ջերմությունների գումարը։

Պարզ նյութերից այս միացությունների առաջացման ջերմությունը 18°C ​​և 1 ատմ ջերմաստիճանում ունի հետևյալ արժեքները (Ջ/մոլում).

Np(գազ):46191.36

HNO3 (հեղուկ)՝ 174472.8

NH4NO3 (TV): 364844.8

Քիմիական գործընթացի ընդհանուր ջերմային ազդեցությունը կախված է միայն սկզբնական փոխազդող նյութերի և վերջնական արտադրանքի ձևավորման ջերմությունից: Սրանից հետևում է, որ (11) ռեակցիայի ջերմային ազդեցությունը կլինի.

q2=364844.8-(46191.36+174472.8)=144180.64 Ջ/մոլ

NH4NO3-ի լուծարման q3 ջերմությունն ըստ ռեակցիայի (12) կազմում է 15606,32 Ջ/մոլ։

Ջրում NH4NO3-ի տարրալուծումն ընթանում է ջերմության կլանմամբ։ Այս առումով տարրալուծման ջերմությունը էներգետիկ հաշվեկշռում վերցվում է մինուս նշանով։ NH4NO3 լուծույթի կոնցենտրացիան ընթանում է, համապատասխանաբար, ջերմության արտազատմամբ։

Այսպիսով, Q3 ռեակցիայի ջերմային ազդեցությունը

HNO3 + * 3.95pO (հեղուկ) + Np (գազ) \u003d NH4NO3 * 2.5pO (հեղուկ) + 1.45 pO (գոլորշու)

կլինի:

Q3=q1+q2+q3= -25940.08+144180.64-15606.32=102633.52 Ջ/մոլ

1 տոննա ամոնիումի նիտրատ արտադրելիս չեզոքացման ռեակցիայի ջերմությունը կլինի.

102633.52*1000/80=1282919 կՋ,

որտեղ 80-ը NH4NO3-ի մոլեկուլային զանգվածն է

Վերոնշյալ հաշվարկներից երևում է, որ ընդհանուր ջերմային ներածումը կլինի՝ ամոնիակով 22699.25, ազոտական ​​թթվով 42600.8, չեզոքացման ջերմության պատճառով 1282919 և ընդհանուր 1348219.05 կՋ։

Ջերմային սպառումը. Ազոտական ​​թթուն ամոնիակով չեզոքացնելիս ամոնիումի նիտրատի ստացված լուծույթով ջերմությունը հանվում է ապարատից, ծախսվում է այս լուծույթից ջրի գոլորշիացման վրա և կորցնում է շրջակա միջավայրը:

Ամոնիումի նիտրատի լուծույթով տարվող ջերմության քանակը հետևյալն է.

Q=(980+10)*2.55 tbp,

որտեղ 980-ը ամոնիումի նիտրատի լուծույթի քանակն է, կգ

10 - Np-ի և HNO3-ի կորուստ, կգ

Ամոնիումի նիտրատի լուծույթի եռման ջերմաստիճանը, °C

Ամոնիումի նիտրատի լուծույթի եռման կետը որոշվում է 1,15 - 1,2 ատմ չեզոքացուցիչում բացարձակ ճնշման դեպքում; այս ճնշումը համապատասխանում է 103 °C հագեցած ջրի գոլորշու ջերմաստիճանին: Մթնոլորտային ճնշման դեպքում NH4NO3 լուծույթի եռման կետը 115,2 °C է։ ջերմաստիճանի դեպրեսիան հետևյալն է.

T=115,2 - 100=15,2 °C

Հաշվում ենք NH4NO3 64% լուծույթի եռման կետը

tboil = tset գոլորշու +? t * z \u003d 103 + 15.2 * 1.03 \u003d 118.7 ° С,

Նմանատիպ փաստաթղթեր

Արտադրանքի, հումքի և արտադրության համար նախատեսված նյութերի բնութագրերը. Ամոնիումի նիտրատի ստացման տեխնոլոգիական գործընթաց. Ազոտական ​​թթվի չեզոքացում գազային ամոնիակով և գոլորշիացում մինչև բարձր խտացված հալեցման վիճակ:

կուրսային աշխատանք, ավելացվել է 19.01.2016թ


Ամոնիումի նիտրատի հատիկավոր արտադրության ավտոմատացում: Ճնշման կայունացման սխեմաներ հյութի գոլորշու մատակարարման գծում և գոլորշու կոնդենսատի ջերմաստիճանի հսկողություն բարոմետրիկ կոնդենսատորից: Ճնշման հսկողություն վակուումային պոմպի ելքի գծում:

կուրսային աշխատանք, ավելացվել է 09.01.2014թ


Ամոնիումի նիտրատը որպես սովորական և էժան ազոտային պարարտանյութ: Դրա արտադրության համար առկա տեխնոլոգիական սխեմաների վերանայում: Ամոնիումի նիտրատի արտադրության արդիականացում բարդ ազոտ-ֆոսֆատ պարարտանյութի արտադրությամբ OAO Cherepovetsky Azot-ում.

թեզ, ավելացվել է 22.02.2012թ


Գրանուլյատորների նկարագրությունները զանգվածային նյութերի, խոնավեցված փոշիների և մածուկների հատիկավորման և խառնման համար: Ամոնիումի նիտրատի և միզանյութի հիման վրա բարդ պարարտանյութերի արտադրություն: Մասնիկների միջև կապերի ամրապնդում չորացման, սառեցման և պոլիմերացման միջոցով:

կուրսային աշխատանք, ավելացվել է 03.11.2015թ


Ամոնիակային սառնարանային միավորի նպատակը, սարքը և ֆունկցիոնալ դիագրամը: Շինարարություն ցիկլի թերմոդինամիկական դիագրամում նշված և օպտիմալ ռեժիմների համար: Սառեցման հզորության, էներգիայի սպառման և էլեկտրաէներգիայի սպառման որոշում:

թեստ, ավելացվել է 12/25/2013


Չորացման գործընթացի էությունը և դրա տեխնոլոգիական սխեմայի նկարագրությունը. Թմբուկային մթնոլորտային չորանոցներ, դրանց կառուցվածքը և հիմնական հաշվարկը. Չորանոցին մատակարարվող ծխատար գազերի պարամետրերը, խոնավության ավտոմատ հսկողությունը: Չորացնող նյութի տեղափոխում.

կուրսային աշխատանք, ավելացվել է 24.06.2012թ


Ազոտական ​​թթվի արտադրության ժամանակակից մեթոդների վերանայում. Տեղադրման տեխնոլոգիական սխեմայի նկարագրությունը, հիմնական ապարատի և օժանդակ սարքավորումների նախագծումը. Հումքի և պատրաստի արտադրանքի, ենթամթերքի և արտադրության թափոնների բնութագրերը.

թեզ, ավելացվել է 11/01/2013 թ


Նոսրացած ազոտական ​​թթվի ստացման արդյունաբերական մեթոդներ. Ամոնիակի օքսիդացման կատալիզատորներ. Գազային խառնուրդի բաղադրությունը. Օպտիմալ ամոնիակի պարունակություն ամոնիակ-օդ խառնուրդում: Ազոտական ​​թթու համակարգերի տեսակները. Ռեակտորի նյութական և ջերմային հաշվեկշռի հաշվարկ:

կուրսային աշխատանք, ավելացվել է 14.03.2015թ


Տեխնոլոգիական գործընթաց, տեխնոլոգիական ռեժիմի նորմեր. Դիամոնիումի ֆոսֆատի ֆիզիկական և քիմիական հատկությունները. Տեխնոլոգիական համակարգ. Ֆոսֆորաթթվի ընդունում, բաշխում։ Ֆոսֆորական թթվի չեզոքացման առաջին և երկրորդ փուլերը. Ապրանքի հատիկավորում և չորացում:

կուրսային աշխատանք, ավելացվել է 18.12.2008թ


Հումքի, ազոտական ​​թթվի արտադրության օժանդակ նյութերի բնութագրերը. Ընդունված արտադրական սխեմայի ընտրություն և հիմնավորում. Տեխնոլոգիական սխեմայի նկարագրությունը. Գործընթացների նյութական մնացորդների հաշվարկներ. Տեխնոլոգիական գործընթացի ավտոմատացում: