загрузка...
загрузка...
На головну

Нейтралізація азотної кислоти аміаком

  1. Альдегидо- І кетокислоту
  2. Амінокислоти, поліпептиди
  3. Хворим не рекомендується повне голодування, так як воно вже в перші дні призводить до збільшення рівня сечової кислоти.
  4. Введення антраниловой кислоти
  5. Взаємозв'язок процесів освіти і видалення молочної кислоти при виконанні підтягувань.
  6. ГІДРОКСІКАРБОНОВИЕ КИСЛОТИ
  7. гідроксикислота

В основі процесу виробництва аміачної селітри лежить гетерогенна реакція взаємодії газоподібного аміаку з розчином азотної кислоти

3 + НNО3 = NН43 + Q (2.3.1)

Ця реакція є практично незворотною і протікає з великою швидкістю без утворення побічних продуктів. У процесі нейтралізації виділяється велика кількість тепла, яке визначається тепловим ефектом реакції, концентрацією вихідної азотної кислоти і температурою реагентів.

Так як кінцевою метою виробництва є отримання твердого нітрату амонію, то на стадії нейтралізації прагнуть отримати, можливо, більш концентровані розчини аміачної селітри, щоб надалі спростити і здешевити стадію випарювання розчину до стану безводного плаву. Оптимальні умови для проведення процесу нейтралізації вибираються в результаті аналізу спільного впливу на цей процес таких параметрів, як концентрація азотної кислоти, температура і тиск в реакторі. Для отримання висококонцентрованих розчинів необхідно застосовувати азотну кислоту високої концентрації, підігрівати реагенти.

Таким чином, прихід тепла визначається кількістю тепла, внесеного вихідними компонентами і виділяється при взаємодії цих реагентів. Тепло процесу відводиться утворюється розчином аміачної селітри, втрачається в навколишнє середовище і витрачається на випаровування води з розчину. При відповідному аппаратурном оформленні процесу тепла реакції нейтралізації може бути досить для випаровування води, що вводиться з азотною кислотою.

Відведення тепла реакції з реакційної зони необхідний не тільки з метою його використання для випарювання розчину, а й тому, що занадто висока температура призводить до розкладання азотної кислоти і утворюється нітрату амонію.

Температура в зоні нейтралізації залежить від тиску, при якому проводиться процес, тому з точки зору доцільності зниження температури в зоні реакції, потрібно проводити процес при низькому тиску і навіть під вакуумом. Тому найбільш широко розповсюджені установки, в яких процес нейтралізації здійснюється під тиском близьким до атмосферного. Переваги: ??простота схеми, можливість використання газоподібного аміаку, який з виробництва аміаку видається під Р = 200-300КПа, без його стиснення і повторного випаровування і дворазового використання теплоти реакції нейтралізації.

Менш економічний процес нейтралізації під вакуумом обмежено застосовують в установках, в яких в якості сировини використовується не чистий аміак, а танкові і продувні гази виробництва аміаку або гази дистиляції виробництва карбаміду. Здійснення процесу нейтралізації під підвищеним тиском призводить до зменшення розмірів обладнання і отримання сокового пара з більш високими параметрами. Системи нейтралізації при Р = 3-6ат застосовуються за кордоном, вони вимагають великої витрати електроенергії на компримування аміаку, порівняно складного регулювання подачі азотної кислоти під тиском і ін.

Промислові установки для отримання розчину аміачної селітри з використанням тепла реакції нейтралізації поділяються на 4 типи:

1) установки, що працюють при атмосферному тиску (хат. Р = 0.3 ат);

2) установки, що працюють з використанням вакуум-випарника;

3) установки, що працюють під підвищеним тиском;

4) комбіновані установки, що працюють під тиском в зоні нейтралізації і при розрідженні в зоні відділення сокових парів від розчину аміачної селітри.

Найбільш широко поширена 1-ша схема, вона нескладна і відрізняється стабільністю режиму роботи.

Процес нейтралізації ведуть при 110-1350З в слабокислою середовищі, тому що при цьому втрати аміаку, азотної кислоти і аміачної селітри з соковими парами менше, ніж в лужному середовищі.

Інтенсивні умови проведення процесу в значній мірі можуть бути забезпечені при розробці конструкції апарату. Реакцію нейтралізації проводять в безперервно діючому апараті ІТН (використання теплоти нейтралізації).

Випарювання розчинів аміачної селітри.

Неодмінною умовою поліпшення якості аміачної селітри є забезпечення високого ступеня упарювання її розчинів в випарних апаратах з досягненням залишкового вмісту води в готовому продукті не більше 0.3%. Залежно від методу кристалізації продукту, конструкції випарних апаратів розчини аміачної селітри випарюють до стану плаву різної концентрації. Так, при кристалізації в гранбашнях розчини в доупарочних апаратах упарюють до концентрації 99.7% -99.9% NН43. Зі збільшенням концентрації розчинів NН43 при їх упарюванні температура розчину підвищується, і зростають втрати аміачної селітри з соковим паром. Тому застосовують випарні апарати, що працюють при розрідженні 550-600 мм рт. ст. Це дозволяє упарюють розчини при знижених температурах їх кипіння, що сприяє зменшенню втрат продуктів на цій стадії виробництва.

Для розпарювання розчинів аміачної селітри часто застосовують двоступеневу схему випарювання, рідше триступеневу. Двоступенева упаривание проводять з таким розрахунком, щоб в першій ступені концентрація підвищувалася до 84%, у другій - до 99.5%.

Кристалізація плаву аміачної селітри (гранулювання).

Залежно від методів кристалізації плаву аміачна селітра може бути отримана у вигляді дрібних частково роздроблених кристалів, в формі щільних лусочок і у вигляді сферичної гранули (d = 2 мм). При отриманні солі з плаву селітри виділяється значна кількість тепла за рахунок охолодження плаву, кристалізації і рекристалізації солі. З підвищенням концентрації аміачної селітри кількість тепла, що виділяється при кристалізації солі, значно зменшується.

Кристалізація аміачної селітри з її плавів здійснюється в апараті з повним використанням тепла процесу (кристалізатори чашкового типу, шнеки), з частковим використанням тепла (охолоджуючі барабани-вальці) і без використання тепла (грануляційні вежі). В т.ч. існує три технологічні способи гранулювання твердих речовин з розплавів:

1) Розбризкування крапель розплавів за допомогою різних грануляційних пристроїв в обсязі гранбашні, де далі відбувається затвердіння крапель і охолодження утворилися гранул при їх вільному падінні.

2) Напилювання плаву, затвердіння його і подальше охолодження утворилися гранул в умовах киплячого шару.

3) Проведення тих же, що і за способом 2 операцій в умовах обертових барабанів з внутрішніми лопатями - сферодайзеров.

Основним промисловим способом є гранулювання розплавів в грануляційних баштах. Гранбашня - спорудження циліндричної форми, D = 12 м, Н = 39 м, виконана з монолітного залізобетону, зсередини футерована кислототривким цеглою; нижня частина вежі - днище виконується у вигляді трьох усічених конусів, між якими є кільцеві зазори (щілини) для підсосу повітря в вежу і очищення конусів від селітри. Нагорі вежі встановлений гранулятор - корзина конічної форми, на бічній поверхні якої знаходиться кілька тисяч отворів різного діаметру. На стелі встановлені 3-4 вентилятора, що відсмоктують повітря з вежі. Повітря піднімається через 28 вікон, розташованих внизу по всьому периметру вежі. У кожну вежу подається 200-300 тис. М3 повітря, який на виході з башти містить дрібнодисперсні частинки аміачної селітри. Краплі плаву, що випливають з отворів гранулятора, при падінні з висоти омиваються холодним потоком повітря і застигають, формуючись в гранули, при цьому вони злегка підсушують. Чим вище концентрація плаву і інтенсивніше охолодження його крапель, тим менше часу і тріщин утворюється в гранулах і тим вище стає їх міцність.

Температура гранул аміачної селітри на виході з гранбашні коливається від 80 до 1500З і залежить від питомого навантаження на вежу, витрати, температури охолоджуючого повітря, висоти вільного падіння гранул і їх розміру. Тому далі проводять охолодження гранул в киплячому шарі. Цей процес поєднують з досушування, нанесенням на поверхню гранул різних речовин. Для освіти киплячого шару досить, щоб лінійна швидкість зріджують агента (повітря) була 0.9-1.2 м / сек, що досягається застосуванням звичайних вентиляторів.

Кінцевою стадією процесу є кондиціювання добрива - обробка поверхні гранул різними добавками (найчастіше ПАР) з метою запобігання злежуванню і забезпечення гарної сипучості. Обробка гранул ПАР призводить до гідрофобізації поверхні гранул, що захищає продукт від швидкого зволоження при зіткненні з повітрям, відносна вологість якого вище гигроскопической точки аміачної селітри.

Товарний нітрат амонію зберігають в одноповерхових вогнестійких складах з розрахунку до 20000т насипом або 2500т в мішках в кожному приміщенні. Приміщення складу повинні бути сухими, обладнаними вентиляцією і повітряним опаленням. Підлоги настилають з кислототривких матеріалів. Маса штабелів з мішків з нітратом амонію не повинна перевищувати 700т, а відстань між штабелями має бути не менше 3 м. У процесі зберігання дотримуються заходів, що виключають можливість забруднення нітрату амонію різними предметами, що змазують і обтиральними матеріалами та ін. Передбачають контроль за температурою не тільки надходить нітрату амонію, а й усередині бурту, а також відповідну сигналізацію. Нітрат амонію не повинен знаходиться в контакті з речовинами, що дають лужну або кислу реакцію

На малюнку нижче наведена схема сучасного великотоннажного агрегату з виробництва аміачної селітри АС-72 потужністю 1360 т / добу. Вихідна 58-60% -ная азотна кислота підігрівається в підігрівачі до 70-80 ° С соковим паром з апарату ІТН 3 і подається на нейтралізацію. перед апаратами 3 до азотної кислоти додають фосфорну і сірчану кислоти в таких кількостях, щоб в готовому продукті містилася 0,3-0,5% Р2О5 і 0,05-0,2% сульфату амонію.

В агрегаті встановлено два апарати ІТН, що працюють паралельно. Крім азотної кислоти в них подають газоподібний аміак, попередньо нагрітий в підігрівачі 2 паровим конденсатом до 120-130 ° С. Кількості поданих азотної кислоти і аміаку регулюють таким чином, щоб на виході з апарату ІТН розчин мав невеликий надлишок кислоти (2-5 г / л), що забезпечує повноту поглинання аміаку.



У нижній частині апарату відбувається реакція нейтралізації при температурі 155-170 ° С; при цьому виходить концентрований розчин, що містить 91-92% NH4NO3. У верхній частині апарату водяні пари (так званий соковий пар) відмиваються від бризок аміачної селітри і парів азотної кислоти. Частина теплоти сокового пара використовується на підігрів азотної кислоти. Потім соковий пар направляють на очищення і викидають в атмосферу.

Кислий розчин аміачної селітри направляють в донейтралізатор 4, куди надходить аміак, необхідний для взаємодії з залишилася азотною кислотою. Потім розчин подають в випарної апарат 5. Отриманий плав, що містить 99,7-99,8% селітри, при 175 ° С проходить фільтр 21 і відцентровим занурювальним насосом 20 подається в напірний бак 6, а потім в прямокутну металеву грануляційної вежу 16.

У верхній частині вежі розташовані гранулятори 7 и 8, в нижню частину яких подають повітря, що охолоджує падаючі зверху краплі селітри. Під час падіння крапель селітри з висоти 50-55м при обтіканні їх потоком повітря утворюються гранули добрива. Температура гранул на виході з вежі дорівнює 90-110 ° С; гарячі гранули охолоджують в апараті киплячого шару 15. Це прямокутний апарат, який має три секції і забезпечений гратами з отворами. Під грати вентиляторами подають повітря; при цьому створюється псевдозріджений шар гранул селітри, що надходять по транспортеру з грануляційної вежі. Повітря після охолодження потрапляє в грануляційної вежу.

Гранули аміачної селітри транспортером 14 подають на обробку поверхнево-активними речовинами в обертовий барабан. Потім готове добриво транспортером 12 направляють на упаковку.

Повітря, що виходить з грануляційної вежі, забруднений частками аміачної селітри, а соковий пар з нейтралізатора і паровоздушная суміш з випарного апарату містять непрореагіровавшій аміак і азотну кислоту, а також частки унесенной аміачної селітри. Для очищення цих потоків у верхній частині грануляційної вежі розташовані шість паралельно працюючих промивних скруберів тарельчатого типу 10, зрошуваних 20-30% -ним розчином аміачної селітри, яка подається насосом 18 зі збірки 17. Частина цього розчину відводиться в нейтралізатор ИТН для промивання сокового пара, а потім подмешивается до розчину селітри, і, отже, використовується для вироблення продукції. Очищене повітря відсмоктується з грануляційної вежі вентилятором 9 і викидається в атмосферу.

 



Попередня   19   20   21   22   23   24   25   26   27   28   29   30   31   32   33   34   Наступна

Закономірності проведення гетерогенних процесів | Особливості протікання гетерогенно-каталітичних процесів | Тема 1.5 Хімічні реактори, закономірності їх роботи і конструкції. | Класифікація та основні показники роботи хімічних реакторів | Вимоги, що пред'являються до хімічних реакторів | Конструкції хімічних реакторів | Тема 1.6. Хіміко-технологічні системи. | А, В, R | Розділ 2. Технологія виробництва неорганічних речовин. | Класифікація мінеральних добрив |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати