התוכנית הטכנולוגית של הייצור של NH4NO3 ותיאורו. תהליך טכנולוגי לייצור אמוניום חנקתי תחזוקה בייצור אמוניום חנקתי

ייצור אמוניום חנקתי מורכב מנטרול חומצה חנקתית באמוניה גזית וגיבוש המוצר. אמוניה לא אמורה להכיל יותר מ-1% לחות, אין להכניס בה שמן. חומצה חנקתית נלקחת בריכוז של יותר מ-45% HNO 3; התוכן של תחמוצות חנקן בו לא יעלה על 0.1%. פסולת מייצור אמוניה יכולה לשמש גם להפקת אמוניום חנקתי - למשל, מי אמוניה וגזי מיכל וטיהור המורחקים ממאגרי אמוניה נוזלית ומתקבלים על ידי ניפוח מערכות סינתזת אמוניה. הרכב גזי מיכל: 45-70% NH 3, 55-30% H 2 + N 2 (עם עקבות של מתאן וארגון); הרכב גז הטיהור: 7.5-9% NH 3, 92.5-91% H 2 + N 2 (עם עקבות של מתאן וארגון). בנוסף, לייצור אמוניום חנקתי משתמשים גם בגזי זיקוק מייצור אוריאה, הרכבם המשוער הוא: 55-57% NH 3, 18-24% CO 2, 15-20% H 2 O.

ההשפעה התרמית של התגובה NH 3 (g) + НNO 3 (l) NH 4 NO 3 היא 35.46 קק"ל / (g mol). בייצור אמוניום חנקתי משתמשים בדרך כלל בחומצה של 45-58%. במקרה זה, השפעת החום של תגובת הנטרול מופחתת בהתאם על ידי חום הדילול של חומצה חנקתית במים ועל ידי כמות ההמסה של אמוניום חנקתי.

בעזרת שימוש רציונלי בחום הניטרול, ניתן להשיג תמיסות מרוכזות ואפילו נמסות אמוניום חנקתי על ידי אידוי מים.

בהתאם לכך, קיימות תוכניות להשגת תמיסה של אמוניום חנקתי עם האידוי לאחר מכן (מה שנקרא תהליך רב-שלבי) ולהשגת נמס (תהליך חד-שלבי או לא אידוי). כדי לבחור ערכת נטרול רציונלית, יש צורך להשוות ארבע תוכניות שונות מהותית לייצור אמוניום חנקתי באמצעות חום נטרול:

1) מתקנים הפועלים בלחץ אטמוספרי (לחץ אדי מיץ 0.15-0.2 אטמוספירה);

2) מתקנים עם מאייד ואקום;

3) מתקנים הפועלים בלחץ, עם שימוש חד פעמי בחום של אדי המיץ;

4) מתקנים הפועלים בלחץ, תוך שימוש כפול בחום של אדי המיץ (השגת נמס מרוכז).

בפרקטיקה התעשייתית, הם נמצאים בשימוש נרחב כמתקנים היעילים ביותר הפועלים בלחץ אטמוספרי, תוך שימוש בחום נטרול ובחלקו מתקנים עם מאייד ואקום.

דרישות טכניות למוצרים מוגמרים

על פי GOST 2-85 הקיים ברוסיה, אמוניום חנקתי מגורען משתי דרגות מיוצר: A - קטגוריית האיכות הגבוהה ביותר ו-B - קטגוריית האיכות הגבוהה ביותר (הכיתה הגבוהה ביותר) וקטגוריית האיכות הראשונה (כיתה א'). מדדי האיכות של אמוניום חנקתי המיוצר על ידי התעשייה מוצגים בטבלה 1.

שולחן 1

אמוניום חנקתי GOST 2-85

מראה חיצוני

מוצר גרגירי ללא זיהומים מכניים זרים

חלק המסה הכולל של חנקן ניטריט וחנקן אמוניום במונחים של:

עבור NH4NO3 בחומר יבש, % לא פחות מ

לא סטנדרטי

עבור חנקן בחומר יבש, %, לא פחות מ

חלק המוני של מים, %, לא יותר

PH 10% תמיסה מימית, לא פחות מ

חלק המוני של חומרים בלתי מסיסים בתמיסת חומצה חנקתית 10%, %, מקסימום

לא סטנדרטי

תִשׁבּוּץ:

חלק המוני של גרגירים

מ-1 עד 3 מ"מ, %, לא פחות

לא סטנדרטי

מ-1 עד 4 מ"מ, %, לא פחות

מ-2 עד 4 מ"מ, %, לא פחות

פחות מ-1 מ"מ, %

יותר מ-6 מ"מ, %

חוזק סטטיסטי של גרגירים n / גרגיר (ק"ג / גרגיר), לא פחות מ

פריכות, %, לא פחות

תוסף מיזוג

מגנזיום חנקתי

ארגונים המייצרים אמוניום חנקתי חייבים להבטיח לצרכן כי מדדי האיכות של המוצר המסופקים על ידי GOST 2-85 יישמרו במשך 6 חודשים, בתנאי שהצרכן יקיים את תנאי האחסון שנקבעו בתקן.

השימוש באמוניום חנקתי

אמוניום חנקתי שייך לסוג של דשנים מינרליים, שבלעדיהם החקלאות המודרנית כמעט בלתי מתקבלת על הדעת. השתייכות למשפחת דשני החנקן, צדדיות של יישום, אפשרות להיקפי ייצור ואספקה ​​תעשייתיים, טכנולוגיית ייצור מוכחת - אלו הם היתרונות ששומרים על מעמדה של אמוניום חנקתי בלתי מעורער בשוק הדשנים.

חנקן חיוני לצמחים. הכלורופיל, המשתמש באנרגיה סולארית ומייצר את חומר הבנייה לתאים חיים, מכיל חנקן. חיצונית, אמוניום חנקתי הוא גרגיר לבן. החומר הגרגירי מסיס מאוד במים ומכיל 34.4% חנקן. הוא מיושם כרוטב עליון לכל סוגי הגידולים, בכל סוגי הקרקעות ולהכנת האדמה לזריעה. בתעשייה, אמוניום חנקתי משמש כחומר גלם לייצור חומרי נפץ ושימוש נוסף בתעשיות הכימיה, הכרייה והבנייה.

קיימת בעיה הקשורה להיגרוסקופיות גבוהה של אמוניום חנקתי. גרגירים מאבדים את הקשיות שלהם, מתפשטים עם לחות גוברת. עם זאת, פיתוחים טכנולוגיים מודרניים מאפשרים לקחת בחשבון ניואנס זה ולמגר אותו בשלב הייצור.

אחד היתרונות של אמוניום חנקתי נחשב באופן מסורתי בכך שהאדמה סופגת לחלוטין את חלק האמוניה, בשל המסיסות המהירה של הדשן. יחד עם זאת, לאמוניום חנקתי השפעה ארוכה יותר בהשוואה לחנקה. יישום חלקי של אמוניום חנקתי מפחית את אובדן החנקן החנקתי מהשטיפה. הוא משמש בהצלחה בייצור תערובות דשן כמרכיב החנקן האופטימלי ביותר. נכון להיום, שוק הכימיקלים חווה גידול מתמשך בביקוש לאמוניום חנקתי הן כדשן והן כחומר גלם כימי תעשייתי. זאת גם בשל התמיכה שמעניקה המדינה למגזר החקלאי ופיתוח התעשייה המקומית כולה.

השיטה להשגת אמוניום חנקתי מאמוניה מגז תנור קוק וחומצה חנקתית מדוללת לא שימשה עוד כלא משתלמת מבחינה כלכלית.

הטכנולוגיה לייצור אמוניום חנקתי כוללת נטרול של חומצה חנקתית עם אמוניה גזית באמצעות חום התגובה (145 קילו ג'ל/מול) לאידוי תמיסת החנקה. לאחר היווצרות תמיסה, לרוב בריכוז של 83%, מתאדים עודפי מים עד למצב של נמס, בו תכולת אמוניום חנקתי היא 95 - 99.5%, תלוי בדרגת המוצר המוגמר. לשימוש כדשן, ההמסה מגוררת במרססים, מיובשת, מקוררת ומצופה בתרכובות נגד התקשות. צבע הגרגירים משתנה מלבן לחסר צבע. אמוניום חנקתי לשימוש בכימיה לרוב מיובש, מכיוון שהוא מאוד היגרוסקופי ואחוז המים בו (ω(H 2 O)) כמעט בלתי אפשרי להשיג.

במפעלים מודרניים המייצרים חנקתי אמוניום כמעט שאינו מתגבש, מקוררים גרגירים חמים המכילים 0.4% לחות או פחות במתקן מיטה נוזלית. הגרגירים המקוררים מגיעים באריזה בשקיות ביטומניות מפוליאתילן או נייר חמש שכבות. כדי להעניק לגרגירים חוזק רב יותר, לאפשר הובלה בתפזורת, ולשמור על יציבות השינוי הגבישי עם חיי מדף ארוכים יותר, תוספים כגון מגנזיט, המיהידראט סידן סולפט, תוצרי פירוק של חומרי גלם סולפט עם חומצה חנקתית ואחרים (בדרך כלל לא יותר מ-0.5% לפי משקל).

בייצור של אמוניום חנקתי, חומצה חנקתית משמשת בריכוז של יותר מ-45% (45-58%), תכולת תחמוצות החנקן לא תעלה על 0.1%. בהפקת אמוניום חנקתי ניתן להשתמש גם בפסולת ייצור אמוניה, למשל, מי אמוניה וגזי מיכל וטיהור המורחקים ממאגרי אמוניה נוזלית ומתקבלים על ידי ניפוח מערכות סינתזת אמוניה. בנוסף, בייצור אמוניום חנקתי משתמשים גם בגזי זיקוק מייצור קרבמיד.

בעזרת שימוש רציונלי בחום הניטרול המשוחרר, ניתן להשיג תמיסות מרוכזות ואפילו נמס אמוניום חנקתי על ידי אידוי מים. בהתאם לכך, תוכניות נבדלות עם השגת תמיסה של אמוניום חנקתי עם האידוי שלאחר מכן (תהליך רב-שלבי) ועם השגת נמס (תהליך חד-שלבי או לא אידוי).

התוכניות הבאות שונות באופן מהותי לייצור אמוניום חנקתי באמצעות חום ניטרול אפשריות:

מתקנים הפועלים בלחץ אטמוספרי (לחץ מופרז של אדי מיץ 0.15-0.2 אטמוספירה);

התקנות עם מאייד ואקום;

מפעלים הפועלים בלחץ, עם שימוש יחיד בחום של אדי המיץ;

צמחים הפועלים בלחץ, תוך שימוש כפול בחום של אדי המיץ (השגת נמס מרוכז).

בפרקטיקה התעשייתית, הם נמצאים בשימוש נרחב כמתקנים היעילים ביותר הפועלים בלחץ אטמוספרי, תוך שימוש בחום נטרול ובחלקו מתקנים עם מאייד ואקום.

השגת אמוניום חנקתי בשיטה זו מורכבת מהשלבים העיקריים הבאים:

1. השגת תמיסה של אמוניום חנקתי על ידי נטרול חומצה חנקתית עם אמוניה;

2. אידוי של תמיסה של אמוניום חנקתי למצב של נמס;

3. התגבשות מלח מההמסה;

4. ייבוש וקירור של מלח;

5. אריזה.

תהליך הנטרול מתבצע במנטרל, המאפשר שימוש בחום התגובה לאידוי חלקי של התמיסה - ITN. הוא נועד להשיג תמיסה של אמוניום חנקתי על ידי נטרול 58 - 60% של חומצה חנקתית עם אמוניה גזית תוך שימוש בחום התגובה לאידוי חלקי של מים מהתמיסה בלחץ אטמוספרי בהתאם לתגובה:

NH 3 + HNO 3 \u003d NH 4 NO 3 + Qkcal

אמוניום חנקתי, או אמוניום חנקתי, NH 4 NO 3 הוא חומר גבישי לבן המכיל 35% חנקן בצורות האמוניום והחנקה, שתי צורות החנקן נספגות בקלות בצמחים. אמוניום חנקתי גרגירי משמש בקנה מידה גדול לפני הזריעה ולכל סוגי ההלבשה העליונה. בקנה מידה קטן יותר, הוא משמש לייצור חומרי נפץ.

אמוניום חנקתי מתמוסס היטב במים ובעל היגרוסקופיות גבוהה (יכולת לספוג לחות מהאוויר), הגורמת להתפשטות גרגירי הדשן, לאבד את צורתם הגבישית, מתרחשת התגבשות הדשן - חומר הנפח הופך למסה מונוליטית מוצקה.

תרשים סכמטי של ייצור אמוניום חנקתי

כדי להשיג חנקתי אמוניום כמעט שאינו מתגבש, נעשה שימוש במספר שיטות טכנולוגיות. אמצעי יעיל להפחתת קצב ספיגת הלחות על ידי מלחים היגרוסקופיים הוא הגרנולציה שלהם. השטח הכולל של גרגירים הומוגניים קטן ממשטח של אותה כמות של מלח גבישי עדין, לכן, דשנים גרגירים סופגים לחות לאט יותר

אמוניום פוספטים, אשלגן כלורי, מגנזיום חנקתי משמשים גם כתוספים הפועלים באופן דומה. תהליך הייצור של אמוניום חנקתי מבוסס על תגובה הטרוגנית של אינטראקציה של אמוניה גזית עם תמיסה של חומצה חנקתית:

NH 3 + HNO 3 \u003d NH 4 NO 3; ΔН = -144.9kJ

התגובה הכימית מתנהלת בקצב גבוה; בכור תעשייתי, הוא מוגבל על ידי פירוק הגז בנוזל. לערבוב המגיבים חשיבות רבה להפחתת עיכוב הדיפוזיה.

התהליך הטכנולוגי לייצור אמוניום חנקתי כולל, בנוסף לשלב הנטרול של חומצה חנקתית עם אמוניה, גם את שלבי האידוי של תמיסת החנקה, גרגירת ההמסה, קירור הגרגירים, טיפול גרגירים בחומרים פעילי שטח, אריזה, אחסון והעמסה של חנקה, טיהור פליטת גזים ושפכים. על איור. 8.8 מציג תרשים של יחידה מודרנית בעלת קיבולת גדולה לייצור אמוניום חנקתי AS-72 עם קיבולת של 1360 טון ליום. החומצה החנקתית המקורית 58-60% מחוממת במחמם ל-70 - 80 מעלות צלזיוס עם אדי מיץ מהמכשיר ITN 3 ומוזנת לנטרול. לפני מכשיר 3, חומצות זרחתיות וגופרית מתווספות לחומצה חנקתית בכמויות כאלה שהמוצר המוגמר מכיל 0.3-0.5% P 2 O 5 ו- 0.05-0.2% אמוניום גופרתי. היחידה מצוידת בשני התקני ITN הפועלים במקביל. בנוסף לחומצה חנקתית, מסופקת להם אמוניה גזית, מחוממת מראש בתנור 2 עם עיבוי קיטור ל-120-130 מעלות צלזיוס. כמויות החומצה החנקתית והאמוניה שסופקו מוסדרות כך שביציאת מכשיר ה-ITN לתמיסה יש עודף קל של חומצה (2-5 גרם/ליטר), מה שמבטיח ספיגה מלאה של אמוניה.

בחלק התחתון של המנגנון מתרחשת תגובת ניטרול בטמפרטורה של 155-170 מעלות צלזיוס; זה מייצר תמיסה מרוכזת המכילה 91-92% NH 4 NO 3 . בחלק העליון של המנגנון נשטפים אדי מים (מה שנקרא אדי מיץ) מתזות אמוניום חנקתי ואדי חומצה חנקתית. חלק מהחום של אדי המיץ משמש לחימום החומצה החנקתית. לאחר מכן נשלחים אדי המיץ לטיהור ומשוחררים לאטמוספירה.

איור 8.8. סכימה של יחידת חנקתי אמוניום AS-72:

1 - דוד חומצה; 2 - דוד אמוניה; 3 - התקני ITN; 4 - מנטרל לאחר; 5 - מאייד; 6 - מיכל לחץ; 7.8 - גרנולטורים; 9.23 - אוהדים; 10 - מקרצף כביסה; 11 - תוף; 12.14 - מסועים; 13 - מעלית; 15 - מנגנון מיטה נוזלית; 16 - מגדל גרנולציה; 17 - אוסף; 18, 20 - משאבות; 19 - טנק לשחייה; 21 - מסנן לשחייה; 22 - מחמם אוויר.

תמיסה חומצית של אמוניום חנקתי נשלחת למנטרל 4; איפה אמוניה נכנסת, הכרחי לאינטראקציה עם החומצה החנקתית הנותרת. לאחר מכן התמיסה מוזנת לתוך המאייד 5. ההמסה המתקבלת, המכילה 99.7-99.8% חנקה, עוברת דרך המסנן 21 ב-175 מעלות צלזיוס ומוזנת למיכל הלחץ 6 על ידי משאבה טבולה צנטריפוגלית 20, ולאחר מכן לתוך המלבני. מגדל גרגירי מתכת 16.

בחלקו העליון של המגדל ישנם גרנולטורים 7 ו-8, שחלקם התחתון מסופק באוויר, המקרר את טיפות המלח הנופלות מלמעלה. במהלך נפילת טיפות המלח מגובה של 50-55 מ', נוצרים גרגירי דשן כאשר אוויר זורם סביבם. הטמפרטורה של הכדורים במוצא המגדל היא 90-110 מעלות צלזיוס; הגרגירים החמים מקוררים במתקן מיטה נוזלית 15. זהו מתקן מלבני בעל שלושה חלקים ומצויד בסורג עם חורים. מאווררים מספקים אוויר מתחת לסורג; זה יוצר מצע נוזלי של גרגירי חנקה המגיעים דרך המסוע ממגדל הגרנולציה. האוויר לאחר הקירור נכנס למגדל הגרנולציה. גרגירים של מסוע אמוניום חנקתי 14 מוגשות לטיפול בחומרי שטח בתוף מסתובב. לאחר מכן הדשן המוגמר נשלח לאריזה על ידי המסוע 12.

האוויר היוצא ממגדל הגרגירים מזוהם בחלקיקי אמוניום חנקתי, ואדי המיץ מהמנטרל ותערובת האדים-אוויר מהמאייד מכילים אמוניה וחומצה חנקתית שלא הגיבו, כמו גם חלקיקים של חנקתי אמוניום נסחפת.

לניקוי הזרמים הללו בחלק העליון של מגדל הגרנולציה, ישנם שישה מקרצפים מסוג מגש כביסה 10 הפועלים במקביל, המושקים בתמיסה של 20-30% אמוניום חנקתי, המסופקת על ידי משאבה 18 מאוסף 17. חלק מ פתרון זה מופנה למנטרל ITN לשטיפת אדי מיץ, ולאחר מכן מעורבב עם תמיסה של מלח, ולכן משמש לייצור מוצרים. האוויר המטוהר נשאב החוצה ממגדל הגרנולציה על ידי מאוורר 9 ומשוחרר לאטמוספירה.

שלח את העבודה הטובה שלך במאגר הידע הוא פשוט. השתמש בטופס למטה

סטודנטים, סטודנטים לתארים מתקדמים, מדענים צעירים המשתמשים בבסיס הידע בלימודיהם ובעבודתם יהיו אסירי תודה לכם מאוד.

פורסם ב http://www.allbest.ru/

  • מבוא
  • 1. ייצור אמוניום חנקתי
  • 2. חומר גלם
  • 3. סינתזה של אמוניה
  • 4. מאפייני מוצר היעד
  • 5. ביסוס פיזי וכימי של התהליכים העיקריים לייצור מוצר היעד ובטיחות סביבתית בייצור

מבוא

הסוג החשוב ביותר של דשנים מינרליים הם חנקן: אמוניום חנקתי, קרבמיד, אמוניום גופרתי, תמיסות מימיות של אמוניה וכו'. לחנקן תפקיד חשוב ביותר בחיי הצמחים: הוא חלק מהכלורופיל, שהוא מקבל אנרגיה סולארית , וחלבון, הנחוץ לבניית תא חי. צמחים יכולים לצרוך רק חנקן קשור - בצורה של חנקות, מלחי אמוניום או אמידים. כמויות קטנות יחסית של חנקן קשור נוצרות מחנקן אטמוספרי עקב פעילותם של מיקרואורגניזמים בקרקע. עם זאת, חקלאות אינטנסיבית מודרנית אינה יכולה להתקיים עוד ללא יישום נוסף של דשני חנקן על הקרקע, המתקבל כתוצאה מקיבוע תעשייתי של חנקן אטמוספרי.

דשני חנקן נבדלים זה מזה בתכולת החנקן שלהם, בצורה של תרכובות חנקן (חנקה, אמוניום, אמיד), מצב פאזה (מוצק ונוזל), דשנים חומציים פיזיולוגית ואלקליות פיזיולוגית נבדלים גם הם.

1. ייצור אמוניום חנקתי

אמוניום חנקתי, או אמוניום חנקתי, NH 4 NO 3 - חומר גבישי לבן המכיל 35% חנקן בצורות אמוניום וחנקה , שתי צורות החנקן נטמעות בקלות על ידי צמחים. אמוניום חנקתי גרגירי משמש בקנה מידה גדול לפני הזריעה ולכל סוגי ההלבשה העליונה. בקנה מידה קטן יותר, הוא משמש לייצור חומרי נפץ.

אמוניום חנקתי מסיס מאוד במים ובעל היגרוסקופיות גבוהה (יכולת לספוג לחות מהאוויר). זו הסיבה שגרגרי דשן מתפשטים, מאבדים את צורתם הגבישית, מתרחשת התגבשות של דשנים - חומר רופף הופך למסה מונוליטית מוצקה.

אמוניום חנקתי מיוצר בשלושה סוגים:

A ו-B - משמשים בתעשייה; משמש בתערובות נפץ (אמוניטים, אמוניאלים)

ב' - דשן חנקן יעיל והנפוץ ביותר המכיל כ-33-34% חנקן; בעל חומציות פיזיולוגית.

2. חומר גלם

חומר הזנה בייצור אמוניום חנקתי הוא אמוניה וחומצה חנקתית.

חומצה חנקתית . חומצה חנקתית טהורה HNO היא נוזל חסר צבע עם צפיפות של 1.51 גרם / cm3 ב- 42 מעלות צלזיוס, מתמצק למסה גבישית שקופה. באוויר, זה, כמו חומצה הידרוכלורית מרוכזת, "מעשן", מכיוון שהאדים שלו יוצרים טיפות קטנות של ערפל עם "לחות באוויר. חומצה חנקתית אינה שונה בחוזקה, כבר בהשפעת האור, היא מתפרקת בהדרגה:

ככל שהטמפרטורה גבוהה יותר והחומצה מרוכזת יותר, כך הפירוק מהיר יותר. החנקן הדו-חמצני המשוחרר מתמוסס בחומצה ונותן לה צבע חום.

חומצה חנקתית היא אחת החומצות החזקות ביותר; בתמיסות מדוללות, הוא מתפרק לחלוטין ליוני H ו-NO. חומצה חנקתית היא אחת מתרכובות החנקן החשובות ביותר: היא נצרכת בכמויות גדולות בייצור דשני חנקן, חומרי נפץ וצבעים אורגניים, משמשת כחומר מחמצן ברבים. תהליכים כימיים, ומשמשת לייצור חומצה גופרתית. חומצה בשיטת החנקן, המשמשת לייצור לכות תאית, סרט .

ייצור תעשייתי של חומצה חנקתית . שיטות תעשייתיות מודרניות לייצור חומצה חנקתית מבוססות על חמצון קטליטי של אמוניה עם חמצן אטמוספרי. כשתיארו את תכונות האמוניה, צוין שהיא שורפת בחמצן, ותוצרי התגובה הם מים וחנקן חופשי. אבל בנוכחות זרזים, החמצון של אמוניה עם חמצן יכול להתנהל אחרת. אם מעבירים תערובת של אמוניה עם אוויר מעל הזרז, ואז ב-750 מעלות צלזיוס והרכב מסוים של התערובת, מתרחשת טרנספורמציה כמעט מלאה

נוצר בקלות עובר לתוך, אשר עם מים בנוכחות חמצן אטמוספרי נותן חומצה חנקתית.

סגסוגות מבוססות פלטינה משמשות כזרזים בחמצון אמוניה.

לחומצה חנקתית המתקבלת על ידי חמצון של אמוניה יש ריכוז שאינו עולה על 60%. אם יש צורך, התרכז

התעשייה מייצרת חומצה חנקתית מדוללת בריכוז של 55, 47 ו-45%, ומרוכזת - 98 ו- 97%. חומצה מרוכזת מובלת במיכלי אלומיניום, מדוללת - במיכלי פלדה עמידים לחומצה.

3. סינתזה של אמוניה

אמוניה חנקתי חנקתי חומר גלם

אמוניה היא תוצר מפתח של חומרים שונים המכילים חנקן המשמשים בתעשייה ובחקלאות. ד.נ. פרינישניקוב כינה את האמוניה "אלפא ואומגה" במטבוליזם של חומרים חנקניים בצמחים.

התרשים מציג את היישומים העיקריים של אמוניה. הרכב האמוניה הוקם על ידי C. Berthollet בשנת 1784. אמוניה NH 3 היא בסיס, חומר מפחית חזק בינוני וחומר קומפלקס יעיל ביחס לקטיונים עם אורביטלי מליטה פנויים.

בסיסים פיסיים וכימיים של התהליך . הסינתזה של אמוניה מהיסודות מתבצעת לפי משוואת התגובה

N 2 + 3H 2 \u003d 2NH 3; ?ה<0

התגובה היא הפיכה, אקסותרמית, מאופיינת בהשפעת אנתלפיה שלילית גדולה (?H = -91.96 קילו-ג'יי-מול) והופכת אפילו יותר אקסותרמית בטמפרטורות גבוהות (?H = -112.86 קילו-ג'יי-מול). לפי העיקרון של Le Chatelier, בחימום, שיווי המשקל עובר שמאלה, לקראת ירידה בתפוקת האמוניה. השינוי באנטרופיה במקרה זה הוא גם שלילי ואינו מעדיף את התגובה. עם ערך שלילי? S, עלייה בטמפרטורה מפחיתה את הסבירות להתרחשות תגובה,

תגובת סינתזת האמוניה ממשיכה עם ירידה בנפח. לפי משוואת התגובה, 4 מול מהמגיבים הגזים הראשוניים יוצרים 2 מול מהתוצר הגזי. בהתבסס על העיקרון של Le Chatelier, ניתן להסיק שבתנאי שיווי משקל, תכולת האמוניה בתערובת תהיה גדולה יותר בלחץ גבוה מאשר בלחץ נמוך.

4. מאפייני מוצר היעד

מאפיינים פיזיקוכימיים . אמוניום חנקתי (אמוניום חנקתי) ל-NH4NO3 משקל מולקולרי של 80.043; מוצר טהור - חומר גבישי חסר צבע המכיל 60% חמצן, 5% מימן ו-35% חנקן (17.5% כל אחד בצורת אמוניה וחנקה). המוצר הטכני מכיל לפחות 34.0% חנקן.

תכונות פיזיקליות וכימיות בסיסיות של אמוניום חנקתיס:

אמוניום חנקתי, בהתאם לטמפרטורה, קיים בחמישה שינויים גבישיים שהם יציבים מבחינה תרמודינמית בלחץ אטמוספרי (טבלה). כל שינוי קיים רק בטווח טמפרטורות מסוים, והמעבר (פולימורפי) משינוי אחד למשנהו מלווה בשינויים במבנה הגבישי, בשחרור (או בספיגה) של חום, וכן בשינוי פתאומי בנפח הספציפי, בקיבולת החום. , אנטרופיה וכו' מעברים פולימורפיים הם הפיכים - אננטיוטרופיים.

שולחן. שינויים גבישיים של אמוניום חנקתי

מערכת NH 4 NO 3 -H 2 O (איור 11-2) שייכת למערכות בעלות אוקטיקה פשוטה. הנקודה האוטקטית מתאימה לריכוז של 42.4% MH 4 MO 3 וטמפרטורה של -16.9 מעלות צלזיוס. הענף השמאלי של התרשים, קו הליקווידוס של המים, מתאים לתנאים לשחרור קרח במערכת HH 4 MO 3 -H 2 O. הענף הימני של עקומת הליקווידוס הוא עקומת המסיסות של MH 4 MO 3 במים. לעקומה זו שלוש נקודות שבירה המתאימות לטמפרטורות של מעברי השינוי NH 4 NO 3 1=11 (125.8 מעלות צלזיוס), II=III (84.2 מעלות צלזיוס) ו-111 = IV (32.2 "C). נקודת התכה (התגבשות) של חנקתי אמוניום נטול מים הוא 169.6 מעלות צלזיוס. זה פוחת עם הגדלת תכולת הלחות של המלח.

התלות של טמפרטורת ההתגבשות של NH 4 NO 3 (Tcryst, "C) בתכולת הלחות (איקס,אחוז עד 1.5% מתואר במשוואה:

t crist = 169.6 - 13, 2x (11.6)

התלות של טמפרטורת ההתגבשות של אמוניום חנקתי בתוספת אמוניום גופרתי בתכולת הלחות (איקס,%) עד 1.5% ואמוניום גופרתי (U, %) עד 3.0% בא לידי ביטוי במשוואה:

t crist \u003d 169.6 - 13.2X + 2, OU. (11.7).

אמוניום חנקתי מתמוסס במים עם ספיגת חום. להלן הערכים של חום הפירוק (Qsolv) של אמוניום חנקתי בריכוזים שונים במים ב-25 מעלות צלזיוס:

C (NH 4 NO 3) % המונים 59,69 47.05 38,84 30,76 22,85 15,09 2,17

פתרון Q kJ / kg. -202.8 -225.82 -240.45 -256.13 -271.29 -287.49 -320.95

אמוניום חנקתי מסיס מאוד במים, אתיל ומתיל אלכוהולים, פירידין, אצטון, אמוניה נוזלית.

אורז. 11-2. תרשים מצב מערכתNH4 נ03 - ח20

פירוק תרמי . אמוניום חנקתי הוא חומר מחמצן המסוגל לתמוך בעירה. כאשר הוא מחומם בחלל סגור, כאשר לא ניתן להסיר את תוצרי הפירוק התרמי בחופשיות, החנקה יכולה להתפוצץ (להתפוצץ) בתנאים מסוימים. זה יכול גם להתפוצץ בהשפעת פגיעות חזקות, למשל, כאשר הוא יוזם על ידי חומרי נפץ.

בתקופה הראשונית של חימום ב-110 מעלות צלזיוס, מתרחש בהדרגה פירוק אנדותרמי של חנקה לאמוניה וחומצה חנקתית:

NH 4 NO 3 > NH 3 + HNO 3 - 174.4 kJ/mol. (11.9)

ב-165 מעלות צלזיוס, הירידה במשקל אינה עולה על 6% ליום. קצב הניתוק תלוי לא רק בטמפרטורה, אלא גם ביחס שבין פני השטח של המלח לנפח שלו, תכולת הזיהומים וכו'.

אמוניה פחות מסיסים בהמסה מאשר חומצה חנקתית, ולכן היא מוסרת מהר יותר; ריכוז החומצה החנקתית עולה לערך שיווי משקל הנקבע לפי הטמפרטורה. הנוכחות של חומצה חנקתית בהמסה קובעת את האופי האוטוקטליטי של הפירוק התרמי.

בטווח הטמפרטורות של 200-270 מעלות צלזיוס, מתרחשת בעיקר תגובה אקזותרמית חלשה של פירוק חנקתי לתחמוצת חנקן ומים:

NH 4 NO 3 > N 2 O+ 2H 2 O + 36.8 kJ/mol. (11.10)

לחנקן דו חמצני, שנוצר במהלך הפירוק התרמי של חומצה חנקתית, שהיא תוצר של פירוק אמוניום חנקתי, יש השפעה ניכרת על קצב הפירוק התרמי.

כאשר חנקן דו חמצני מגיב עם חנקה, נוצרת חומצה חנקתית, מים וחנקן:

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

ההשפעה התרמית של תגובה זו גדולה יותר מפי 6 מההשפעה התרמית של תגובת הפירוק של סלטפטר ל-N 2 O ו- H 2 O. אמוניום חנקתי יכול להוביל לפירוקו המהיר.

כאשר מחממים את המלח במערכת סגורה ב-210-220 מעלות צלזיוס, אמוניה מצטברת, ריכוז החומצה החנקתית יורד, ולכן תגובת הפירוק מעוכבת מאוד. תהליך הפירוק התרמי נעצר למעשה, למרות העובדה שרוב המלח יש עדיין לא מפורק. בטמפרטורות גבוהות יותר האמוניה מתחמצנת מהר יותר, חומצה חנקתית מצטברת במערכת והתגובה ממשיכה בהאצה עצמית משמעותית שעלולה להוביל לפיצוץ.

תוסף ל אמוניום חנקתי של חומרים שיכולים להתפרק עם שחרור אמוניה (לדוגמה, אוריאה ואצטמיד), מעכב פירוק תרמי. מלחים עם קטיוני כסף או תליום מגבירים משמעותית את קצב התגובה עקב היווצרות קומפלקסים עם יוני חנקה בהמסה. ליוני כלור יש השפעה קטליטית חזקה על תהליך הפירוק התרמי. כאשר תערובת המכילה כלוריד ואמוניום חנקתי מחוממת ל-220-230 מעלות צלזיוס, מתחיל פירוק מהיר מאוד עם שחרור כמויות גדולות של גז. בגלל חום התגובה, הטמפרטורה של התערובת גדלה מאוד, והפירוק מסתיים תוך זמן קצר.

אם התערובת המכילה כלוריד נשמרת בטמפרטורה של 150-200 מעלות צלזיוס, אז בפרק הזמן הראשון, המכונה תקופת האינדוקציה, יתקדם הפירוק בקצב התואם לפירוק המלח בטמפרטורה נתונה. במהלך תקופה זו, בנוסף לפירוק, יתרחשו גם תהליכים נוספים, שתוצאתם, בעיקר, היא עלייה בתכולת החומצה בתערובת ושחרור כמות קטנה של כלור. לאחר תקופת האינדוקציה, הפירוק ממשיך בקצב גבוה ומלווה בשחרור חזק של חום והיווצרות כמות גדולה של גזים רעילים. עם תכולת כלוריד גבוהה, הפירוק של כל המסה של אמוניום חנקתי מסתיים במהירות. לאור זאת, תכולת הכלורידים במוצר מוגבלת בהחלט.

בעת הפעלת מנגנונים המשמשים לייצור אמוניום חנקתי, יש להשתמש בחומרי סיכה שאינם מקיימים אינטראקציה עם המוצר ואינם מפחיתים את הטמפרטורה הראשונית של פירוק תרמי. למטרה זו, למשל, ניתן להשתמש בשומן VNIINP-282 (GOST 24926-81).

הטמפרטורה של המוצר הנשלח לאחסון בתפזורת או לאריזה בשקיות לא תעלה על 55 מעלות צלזיוס. כמיכל משתמשים בשקיות עשויות פוליאתילן או נייר קראפט. הטמפרטורות שבהן מתחילים תהליכי חמצון פעילים של פוליאתילן ונייר קראפט עם אמוניום חנקתי הן 270-280 ו-220-230 מעלות צלזיוס, בהתאמה. יש לנקות שקיות ריקות מפוליאתילן ונייר קראפט משאריות מוצר, ואם לא ניתן להשתמש בהן, יש לשרוף אותן.

במונחים של אנרגיית פיצוץ, אמוניום חנקתי חלש פי שלושה מרוב חומרי הנפץ. מוצר גרגירי יכול באופן עקרוני להתפוצץ, אבל ייזום על ידי קפסולת נפץ היא בלתי אפשרית, זה דורש מטענים גדולים של חומרי נפץ חזקים.

הפירוק הנפיץ של המלח ממשיך לפי המשוואה:

NH 4 NO 3 > N 2 + 0.5O 2 + 2H 2 O + 118 kJ/mol. (11.12)

לפי משוואה (11.12), חום הפיצוץ היה צריך להיות 1.48 MJ/kg. עם זאת, עקב תגובות לוואי, שאחת מהן היא אנדותרמית (11.9), חום הפיצוץ בפועל הוא 0.96 MJ/kg, שהוא קטן בהשוואה לחום של פיצוץ RDX (5.45 MJ). אבל עבור מוצר כה גדול כמו אמוניום חנקתי, התחשבות בתכונות הנפיצות שלו (אם כי חלשות) חשובה להבטחת הבטיחות.

דרישות הצרכנים לאיכות אמוניום חנקתי המיוצר על ידי התעשייה באות לידי ביטוי ב-GOST 2-85, לפיו מיוצר מוצר מסחרי של שתי דרגות.

חוזק הגרגירים נקבע בהתאם ל-GOST-21560.2-82 באמצעות התקני IPG-1, MIP-10-1 או OSPG-1M.

השבריריות של חנקתי אמוניום מגורען ארוז בשקיות נקבעת בהתאם ל-GOST-21560.5-82.

GOST 14702-79-" חסין מים"

5. ביסוס פיזי וכימי של התהליכים העיקריים לייצור מוצר היעד ובטיחות סביבתית בייצור

כדי להשיג חנקתי אמוניום כמעט שאינו מתגבש, נעשה שימוש במספר שיטות טכנולוגיות. אמצעי יעיל להפחתת קצב ספיגת הלחות על ידי מלחים היגרוסקופיים הוא הגרנולציה שלהם. פני השטח הכוללים של גרגירים הומוגניים קטנים ממשטח של אותה כמות של מלח גבישי עדין, כך שדשנים גרגירים סופגים לחות מהאוויר לאט יותר. לפעמים אמוניום חנקתי סגסוגת עם מלחים פחות היגרוסקופיים, כגון אמוניום גופרתי.

אמוניום פוספטים, אשלגן כלורי, מגנזיום חנקתי משמשים גם כתוספים הפועלים באופן דומה. תהליך הייצור של אמוניום חנקתי מבוסס על תגובה הטרוגנית של אינטראקציה של אמוניה גזית עם תמיסה של חומצה חנקתית:

NH 3 + HNO 3 \u003d NH 4 NO 3

?H = -144.9 קילו-ג'יי (VIII)

התגובה הכימית מתנהלת בקצב גבוה; בכור תעשייתי הוא מוגבל ע"י פירוק הגז בנוזל. לערבוב הריאגנטים יש חשיבות רבה להפחתת גרר הדיפוזיה.

ניתן להבטיח במידה רבה תנאים אינטנסיביים לביצוע התהליך על ידי פיתוח העיצוב של המנגנון. התגובה (VIII) מתבצעת במכשיר ITN הפועל ברציפות (באמצעות חום הנטרול). הכור הוא מנגנון גלילי אנכי, המורכב מאזורי תגובה והפרדה. באזור התגובה יש זכוכית /, שבחלקה התחתון יש חורים למחזור התמיסה. מבעבע ממוקם מעט מעל החורים בתוך הכוס. 2 לאספקת אמוניה גזית, מעליה - מבעבע 3 לספק חומצה חנקתית. תערובת אדי-נוזל התגובה יוצאת מהחלק העליון של כוס התגובה; חלק מהתמיסה מוסר ממכשיר ה-ITN ונכנס לנטרול לאחר, והשאר (במחזור) יורד שוב. אדי מיץ המשתחררים מתערובת האדים-נוזל נשטפים על צלחות מכוסות 6 מהתזות של תמיסת אמוניום חנקתי ואדי חומצה חנקתית עם תמיסה של 20% של חנקה, ולאחר מכן עיבוי קיטור מיץ.

חום התגובה (VIII) משמש לאידוי חלקי של מים מתערובת התגובה (ומכאן שמו של המנגנון - ITN). ההבדל בטמפרטורות בחלקים שונים של המנגנון מוביל למחזור אינטנסיבי יותר של תערובת התגובה.

התהליך הטכנולוגי לייצור אמוניום חנקתי כולל, בנוסף לשלב הנטרול של חומצה חנקתית עם אמוניה, גם את שלבי האידוי של תמיסת החנקה, גרגירת ההמסה, קירור הגרגירים, טיפול גרגירים בחומרים פעילי שטח, אריזה, אחסון והעמסה של חנקה, טיהור פליטת גזים ושפכים.

על איור. ניתן תרשים של יחידה מודרנית בעלת קיבולת גדולה לייצור אמוניום חנקתי AS-72 עם קיבולת של 1360 טון ליום. חומצה חנקתית התחלתית של 58-60% מחוממת במחמם / עד 70-80 עם קיטור מיץ ממכשיר ITN 3 ונשלח לנטרול. מול המכונות 3 חומצות זרחתיות וגופרית מתווספות לחומצה חנקתית בכמויות שהמוצר המוגמר מכיל 0.3-0.5% P 2 O 5 ו- 0.05-0.2% אמוניום גופרתי.

היחידה מצוידת בשני התקני ITN הפועלים במקביל. בנוסף לחומצה חנקתית, הם מסופקים עם אמוניה גזית, מחוממת מראש במחמם. 2 עיבוי קיטור עד 120-130 מעלות צלזיוס. כמות החומצה החנקתית והאמוניה שסופקו מווסתת כך שביציאת מכשיר ה-ITN לתמיסה יש עודף קל של חומצה (2-5 גרם/ליטר), מה שמבטיח ספיגה מלאה של אמוניה.

חומצה חנקתית (58-60%) מחוממת במכשיר 2 עד 80-90 מעלות צלזיוס עם קיטור מיץ ממכשיר ITN 8. אמוניה גזית בתנור 1 מחומם על ידי עיבוי קיטור ל 120-160 מעלות צלזיוס. חומצה חנקתית ואמוניה גזית ביחס מבוקר אוטומטי נכנסים לחלקי התגובה של שני מכשירי ITN 5 הפועלים במקביל. התמיסה של 89-92% של NH 4 NO 3 העוזבת את מכשירי ה-ITN ב-155-170 מעלות צלזיוס מכילה עודף של חומצה חנקתית בטווח של 2-5 גרם/ליטר, מה שמבטיח ספיגה מלאה של אמוניה.

בחלק העליון של המנגנון, אדי המיץ מחלק התגובה נשטפים מהתזות של אמוניום חנקתי; אדים של HNO 3 ו-NH 3 עם תמיסה של 20% של אמוניום חנקתי ממרחץ כביסה 18 ועיבוי קיטור מיץ ממחמם החומצה החנקתית 2, המוגשים על צלחות המכסה של החלק העליון של המנגנון. חלק מאדי המיץ משמש לחימום חומצה חנקתית במחמם 2, וחלק הארי שלו נשלח לסורק הכביסה. 18, שבו הוא מעורבב עם אוויר ממגדל הגרנולציה, עם תערובת הקיטור-אוויר מהמאייד 6 ושטף על צלחות הכביסה של הסורבר. תערובת הקיטור-אוויר השטופה משתחררת לאטמוספירה על ידי מאוורר 19.

פתרון ממכשירי ITN 8 עובר ברצף לאחר מנטרל 4 וממיר שליטה 5. אל המנטרל 4 מינון חומצות גופרתיות וזרחתיות בכמות המבטיחה תכולה במוצר המוגמר של 0.05-0.2% אמוניום גופרתי ו-0.3-0.5% P20s. מינון החומצות באמצעות משאבות בוכנה מוסדר בהתאם לעומס היחידה.

לאחר נטרול של עודף NMO3 בתמיסת האמוניום חנקתי ממנגנון ITN וחומצות גופרית וזרחתיות שהוכנסו למנטרל לאחר 4, התמיסה עוברת את מנטרל לאחר הבקרה 5 (כאשר אמוניה מסופקת אוטומטית רק במקרה של פריצת דרך חומצה מהמנטרל שאחרי 4) ונכנס למאייד 6. בניגוד ליחידת AC-67, החלק העליון של המאייד 6 מצויד בשתי צלחות שטיפת מסננת, המסופקות עם עיבוי קיטור, שוטפות את תערובת הקיטור-אוויר מהמאייד מאמוניום חנקתי

נמס סלפטטר מהמאייד 6, לאחר העברת חותם המים 9 ולסנן 10, נכנס לטנק 11, מהיכן המשאבה הטבולה שלו 12 דרך צינור עם זרבובית נגד דפיקה מוזנת למיכל לחץ 15, ואחר כך לגרנולטורים 16 אוֹ 17. בטיחות יחידת שאיבת ההמסה מובטחת על ידי מערכת התחזוקה האוטומטית של טמפרטורת הנמס במהלך האידוי במאייד (לא גבוה מ-190 מעלות צלזיוס), בקרה וויסות המדיום הנמס לאחר הנטרול לאחר 9 (בתוך 0.1-0.5 גרם/ליטר NH 3), בקרת טמפרטורה של ההיתוך במיכל 11, בית משאבה 12 וצינור לחץ. אם הפרמטרים הרגולטוריים של התהליך סוטים, שאיבת ההמסה נפסקת אוטומטית, וההמסה במיכלים 11 ומאייד 6 כאשר הטמפרטורה עולה, לדלל עם עיבוי.

גרנולציה מסופקת על ידי שני סוגים של גרנולטורים: vibroacoustic 16 ומפוזרים 17. גרנולטורים ויברואקוסטיים, המופעלים על יחידות בעלות קיבולת גדולה, התבררו כאמינים ונוחים יותר בפעולה.

ההיתוך מגורען במגדל מתכת מלבני 20 עם מידות במונחים של 8x11 מ'. גובה הטיסה של גרגירים של 55 מ' מספק התגבשות וקירור של גרגירים בקוטר של 2-3 מ"מ עד 90-120 מעלות צלזיוס עם זרימת אוויר נגדית בקיץ עד 500 אלף מ"מ. ובחורף (בטמפרטורות נמוכות) עד 300 - 400 אלף מ"ש. בחלקו התחתון של המגדל ישנם קונוסים קליטה, מהם מועברים הגרגירים באמצעות מסוע רצועה 21 נשלח למנגנון הקירור CS 22.

מכשיר קירור 22 מחולקים לשלושה חלקים עם אספקת אוויר אוטונומית מתחת לכל חלק של השבכה של המיטה הנוזלת. בחלק ראשו קיים מסך מובנה, עליו מסננים גושי מלח הנוצרים כתוצאה מהפרה של פעולת הגרנולטור. גושים נשלחים לפירוק. אוויר מסופק לחלקי הקירור על ידי מאווררים 23, מחומם במכשיר 24 בגלל החום של אדי המיץ ממכשיר ITN. החימום מתבצע בלחות אוויר אטמוספרית מעל 60%, ובחורף כדי למנוע קירור פתאומי של הגרגירים. גרגירי אמוניום חנקתי עוברים ברצף אחד, שניים או שלושה חלקים של מנגנון הקירור, בהתאם לעומס היחידה ולטמפרטורת האוויר האטמוספרי. הטמפרטורה המומלצת לקירור המוצר הגרגירי בחורף היא מתחת ל-27 מעלות צלזיוס, בקיץ היא עד 40-50 מעלות צלזיוס. כאשר מפעילים יחידות באזורים הדרומיים, שבהם מספר משמעותי של ימים טמפרטורת האוויר עולה על 30 מעלות צלזיוס, החלק השלישי של מנגנון הקירור פועל על אוויר מקורר מראש (במחליף חום אמוניה אידוי). כמות האוויר המסופקת לכל מקטע היא 75-80 אלף מ"ק לשעה. לחץ המאווררים הוא 3.6 kPa. אוויר פליט מחלקים של המנגנון בטמפרטורה של 45-60 מעלות צלזיוס, המכיל עד 0.52 גרם/מ"ק של אבק אמוניום חנקתי, נשלח למגדל הגרנולציה, שם הוא מתערבב עם אוויר אטמוספרי ונכנס לסורר הכביסה לצורך כביסה. 18.

המוצר המקורר נשלח למחסן או לעיבוד חומרים פעילי שטח (מפזר NF), ולאחר מכן למשלוח בתפזורת או לאריזה בשקיות. עיבוד עם חומר מפזר NF מתבצע במנגנון חלול 27 עם זרבובית ממוקמת במרכז המתיזה זרימה אנכית טבעתית של גרגירים, או בתוף מסתובב. איכות העיבוד של המוצר הגרגירי בכל המכשירים המשומשים עומדת בדרישות GOST 2-85.

אמוניום חנקתי מגורען מאוחסן במחסן בערימות בגובה של עד 11 מ' לפני שליחתו לצרכן מוגשת חנקה מהמחסן לניפוי. המוצר הלא סטנדרטי מומס, התמיסה מוחזרת לפארק. המוצר הסטנדרטי מטופל בחומר מפזר NF ונשלח לצרכנים.

מיכלים לחומצות גופריתיות וזרחתיות וציוד שאיבה למינון שלהם מסודרים ביחידה עצמאית. נקודת הבקרה המרכזית, תחנת החשמל, המעבדה, השירותים והשירותים ממוקמים בבניין נפרד.

מתארח ב- Allbest.ru

...

מסמכים דומים

    תכונות פיזיקליות וכימיות של אמוניום חנקתי. השלבים העיקריים של ייצור אמוניום חנקתי מאמוניה וחומצה חנקתית. מפעלי נטרול הפועלים בלחץ אטמוספרי ופועלים תחת ואקום. ניצול ופינוי פסולת.

    עבודת קודש, נוספה 31/03/2014

    מאפיינים של מוצרים, חומרי גלם וחומרים לייצור. תהליך טכנולוגי להשגת אמוניום חנקתי. ניטרול חומצה חנקתית עם אמוניה גזית ואיוד למצב של התכה מרוכזת ביותר.

    עבודת לימוד, התווספה 19/01/2016

    אוטומציה של ייצור אמוניום חנקתי מגורען. מעגלי ייצוב לחץ בקו אספקת קיטור המיץ ובקרת טמפרטורת עיבוי הקיטור מהמעבה הברומטרי. בקרת לחץ בקו היציאה למשאבת הוואקום.

    עבודת קודש, התווסף 01/09/2014

    אמוניום חנקתי כדשן חנקן נפוץ וזול. סקירה של תוכניות טכנולוגיות קיימות לייצור שלה. מודרניזציה של ייצור אמוניום חנקתי עם ייצור דשן חנקן-פוספט מורכב ב-OAO Cherepovetsky Azot.

    עבודת גמר, נוספה 22/02/2012

    מאפייני חומר ההזנה, חומרי עזר לייצור חומצה חנקתית. בחירה והצדקה של תכנית הייצור המאומצת. תיאור התכנית הטכנולוגית. חישובים של מאזני חומרים של תהליכים. אוטומציה של התהליך הטכנולוגי.

    עבודת גמר, נוספה 24/10/2011

    שיטות תעשייתיות להשגת חומצה חנקתית מדוללת. זרזי חמצון אמוניה. הרכב תערובת הגז. תכולת אמוניה אופטימלית בתערובת האמוניה-אוויר. סוגי מערכות חומצה חנקתית. חישוב החומר והאיזון התרמי של הכור.

    עבודת קודש, נוספה 14/03/2015

    סקירה של שיטות מודרניות לייצור חומצה חנקתית. תיאור התוכנית הטכנולוגית של ההתקנה, עיצוב המנגנון הראשי וציוד עזר. מאפיינים של חומרי גלם ומוצרים מוגמרים, תוצרי לוואי ופסולת ייצור.

    עבודת גמר, נוספה 11/01/2013

    ייצור ויישום של זרזים לסינתזת אמוניה. מבנה זרז התחמוצת, ההשפעה על פעילות התנאים להפחתה. מנגנון וקינטיקה של התאוששות. התקנה תרמוגרבימטרית לשחזור זרזים לסינתזה של אמוניה.

    עבודת גמר, נוספה 16/05/2011

    תיאורים של גרנולטורים לגרנול וערבוב חומרים בתפזורת, אבקות מורטבות ומשחות. ייצור דשנים מורכבים על בסיס אמוניום חנקתי ואוריאה. חיזוק הקשרים בין חלקיקים על ידי ייבוש, קירור ופילמור.

    עבודת קודש, נוספה 03/11/2015

    טכנולוגיה ותגובות כימיות של שלב ייצור האמוניה. חומר מזין, מוצר סינתזה. ניתוח טכנולוגיית טיהור הגז המומר מפחמן דו חמצני, בעיות קיימות ופיתוח שיטות לפתרון בעיות ההפקה שזוהו.

אמוניום חנקתי מתקבל על ידי נטרול חומצה חנקתית עם אמוניה גזית לפי התגובה:

NH 3 (g) + НNO 3 (l) NH 4 NO 3 +144.9 kJ

תגובה כמעט בלתי הפיכה זו ממשיכה בקצב גבוה ועם שחרור כמות משמעותית של חום. בדרך כלל הוא מתבצע בלחץ קרוב לאטמוספרי; במדינות מסוימות, מפעלי נטרול פועלים בלחץ של 0.34 MPa. בייצור אמוניום חנקתי משתמשים בחומצה חנקתית מדוללת 47-60%.

החום של תגובת הנטרול משמש לאידוי המים ולריכוז התמיסה.

הייצור התעשייתי כולל את השלבים הבאים: נטרול חומצה חנקתית עם אמוניה גזית במנגנון ITN (שימוש בחום נטרול); אידוי תמיסת מלח, גרגירי נמס מלח, קירור גרגירים, עיבוד גרגירים פעילי שטח, אריזת מלח, אחסון וטעינה, פליטת גזים וטיפול בשפכים. תוספים מוכנסים במהלך הנטרול של חומצה חנקתית.

איור 1 מציג תרשים של יחידת AS-72 מודרנית בטון גדול עם קיבולת של 1360 טונות ליום.

אורז. 1.

1 - דוד חומצה; 2 - דוד אמוניה; 3 - התקני ITN; 4 - מנטרל; 5 - מאייד; 6 - מיכל לחץ; 7, 8 - גרנולטורים; 9, 23 אוהדים; 10 - מקרצף כביסה; 11 - תוף; 12.14 - מסועים; 13 - מעלית; מכשיר 15 מיטות נוזליות; 16 - מגדל גרנולציה; 17 - אוסף; 18, 20 - משאבות; 19 - טנק לשחייה; 21-פילטר לשחייה; 22 - מחמם אוויר

החומצה החנקתית הנכנסת 58-60% מחוממת במחמם 1 עד 70-80 מעלות צלזיוס עם אדי מיץ מהמכשיר ITN 3 ומוזנת לנטרול. לפני מנגנון 3, חומצות זרחתיות וגופרית תרמיות מתווספות לחומצה חנקתית בכמות של 0.3-0.5% P 2 O 5 ו-0.05-0.2% אמוניום גופרתי, בהתבסס על המוצר המוגמר.

חומצות גופרתיות וזרחתיות מסופקות באמצעות משאבות בוכנה, שביצועיהן מווסתים בקלות ובדייקנות. היחידה מצוידת בשני מכשירי נטרול הפועלים במקביל. אמוניה גזית מסופקת כאן גם, מחוממת בתנור 2 על ידי עיבוי קיטור ל-120-130 מעלות צלזיוס. כמות החומצה החנקתית והאמוניה המסופקת מווסתת כך שלתמיסה יש עודף קל של חומצה חנקתית ביציאה של מכשיר ה-ITN , הבטחת ספיגה מלאה של אמוניה.

בחלק התחתון של המנגנון מתבצע נטרול של חומצות בטמפרטורה של 155-170 מעלות צלזיוס לקבלת תמיסה המכילה 91-92% NH 4 NO 3. בחלק העליון של המנגנון נשטפים אדי מים (מה שנקרא אדי מיץ) מתזות אמוניום חנקתי ואדי HN0 3. חלק מהחום מאדי המיץ משמש לחימום החומצה החנקתית. לאחר מכן, אדי המיץ נשלחים לניקוי במקרצפים ואז משוחררים לאטמוספירה.

תמיסה חומצית של אמוניום חנקתי נשלחת למנטרל 4, שם מסופקת אמוניה בכמות הדרושה לנטרול התמיסה. לאחר מכן התמיסה מוזנת למאייד 5 על הדופאר, המוליך על ידי אדי מים בלחץ של 1.4 MPa ואוויר מחומם לכ-180 מעלות צלזיוס. ההמסה המתקבלת, המכילה 99.8-99.7% מלפטר, עוברת דרך מסנן 21 ב-175 מעלות צלזיוס ומוזנת על ידי משאבה טבולה צנטריפוגלית 20 לתוך מיכל לחץ 5, ולאחר מכן לתוך מגדל גרגירי מתכת מלבני 16 באורך של 11 מ'. , רוחב 8 מ' וגובה העליון עד החרוט 52.8 מ'.

בחלקו העליון של המגדל נמצאים גרנולטורים 7 ו-8; אוויר מסופק לחלק התחתון של המגדל, טיפות מלח מקררות שהופכות לגרגירים. גובה הנפילה של חלקיקי המלח הוא 50--55 מטר. עיצוב הגרנולטורים מבטיח ייצור של גרגירים בהרכב גרנולומטרי אחיד עם תכולה מינימלית של גרגירים קטנים, מה שמפחית את הסחפת האבק מהמגדל באוויר. טמפרטורת הגרגירים ביציאת המגדל היא 90--110 מעלות צלזיוס, ולכן הם נשלחים לקירור למתקן המיטה הנזילה 15. מנגנון המיטה הנזילה הוא מנגנון מלבני בעל שלושה חלקים ומצויד בסורג עם חורים . אוויר מסופק מתחת לרשת על ידי מאווררים, וכך נוצרת שכבה נוזלית של גרגירי מלח בגובה 100--150 מ"מ, המגיעים דרך המסוע ממגדל הגרגירה. יש קירור אינטנסיבי של הגרגירים לטמפרטורה של 40 מעלות צלזיוס (אך לא גבוהה מ-50 מעלות צלזיוס), בהתאם לתנאים לקיומו של שינוי IV. אם הטמפרטורה של אוויר הקירור היא מתחת ל-15 מעלות צלזיוס, אז לפני הכניסה למתקן המיטה הנוזלת, האוויר מחומם במחליף החום ל-20 מעלות צלזיוס. בפרק הזמן הקר, 1-2 קטעים יכולים להיות בפעולה.

האוויר מהמתקן 15 נכנס למגדל הגרנולציה לצורך יצירת גרגירים וקירורם.

גרגירי אמוניום חנקתי ממנגנון המיטה הנוזלית מוזנים על ידי מסוע 14 לטיפול בחומר פעיל שטח לתוך תוף מסתובב 11. כאן, הגרגירים מרוססים בתמיסה מימית מרוססת 40% של חומר מפיץ NF. לאחר מכן, המלח עובר דרך מפריד אלקטרומגנטי כדי להפריד חפצי מתכת שנלכדו בטעות ונשלח לבונקר, ולאחר מכן לשקילה ואריזה בשקיות נייר או ניילון. תיקים מועברים באמצעות מסוע להעמסה לקרונות או למחסן.

האוויר היוצא מהחלק העליון של מגדל הגרנולציה מזוהם בחלקיקי אמוניום חנקתי, ואדי המיץ מהמנטרל ותערובת האדים-אוויר מהמאייד מכילים אמוניה וחומצה חנקתית שלא הגיבו וחלקיקים של אמוניום חנקתי מובלים. לניקוי בחלק העליון של מגדל הגרנולציה מותקנים שישה מקרצפים מסוג פלטת כביסה 10 הפועלים במקביל, המושקים בתמיסת 20-30% אמוניום חנקתי, המסופקת על ידי משאבה 18 מהמיכל. חלק מתמיסה זו מופנה לנטרול ITN לשטיפת אדי המיץ, ולאחר מכן מעורבב עם תמיסת האמוניום חנקתי, ולכן, עובר לייצור מוצרים.

חלק מהתמיסה (20-30%) נמשך ברציפות מהמחזור, כך שהמחזור מתרוקן ומתחדש בתוספת מים. ביציאה של כל מקרצף מותקן מאוורר 9 בקיבולת של 100,000 מ"ק לשעה, השואב אוויר ממגדל הגרנולציה ומשחרר אותו לאטמוספירה.