Az ammónium-nitrát előállításának technológiáinak áttekintése. Az NH4NO3 termelés folyamatábrája és leírása, valamint a víz mennyisége

Az ammónium-nitrát a nitrogénműtrágyák egyik fő típusa; legalább 34,2% nitrogént tartalmaz. A granulált ammónium-nitrát nyersanyaga nem tömény 30-40%-os salétromsav és gáznemű ammónia.

Kondicionáló szerként néha 92,5%-os kénsavat használnak, amelyet salétromsavval együtt ammóniával semlegesítenek, hogy ammónium-szulfátot képezzenek. A kész granulátum permetezéséhez felületaktív anyagot használnak - az "NF" diszpergálószer 40% -os vizes oldatát.

Az ammónium-nitrát előállításának fő szakaszai a következők: salétromsav semlegesítése gázhalmazállapotú ammóniával; nagy töménységű ammónium-nitrát olvadék előállítása; olvadék granulálás; ammónium-nitrát granulátum hűtése; granulátumok kezelése felületaktív anyaggal - "NF" diszpergálószerrel; levegő és légőz tisztítása a légkörbe való kibocsátás előtt; a késztermék csomagolása és tárolása.

A gyártás technológiai sémája

Az ammónium-nitrát az egyik leggyakoribb nitrogénműtrágya. Híg salétromsav (40--50%) gázhalmazállapotú ammóniával történő semlegesítésével nyerik.

Az 1 fogadótartályból (9.8. ábra) a salétromsav áthalad a 2 hőcserélőn és belép a 3 semlegesítőbe. Az 5 hőcserélőben előmelegített gáznemű ammónia is oda kerül. Az ammónia fő mennyisége gáz halmazállapotú az ammóniaszintézis-üzemből. Ezenkívül a raktárból folyékony ammóniát szállítanak, amely a 4-es készülékben elpárolog.

A 3 semlegesítőben, légköri nyomáson és bizonyos hőmérsékleten megy végbe a semlegesítési folyamat

vele párhuzamosan a semlegesítési hő hatására az oldat részleges elpárolgása következik be. A részlegesen eltávolított, 60-80%-os koncentrációjú ammónium-nitrát gyengén savas oldat (ún. gyenge lúg) keverővel - doneutralizer 6 - kerül a tartályba, ahol végül ammóniával semlegesítik. Az oldat elpárologtatása során keletkező gőzt (légőz) a semlegesítő felső részéből eltávolítjuk. Ha az eljárást nem megfelelően hajtják végre, az ammónia és a salétromsav egy része légőzzel elvezethető a semlegesítőből.

A gyenge lúgot 98,5%-os NH4NO3-ra pároljuk vákuumban, két lépésben. Kezdetben a 8 bepárlóban a folyadék koncentrációját 82% NH4NO3-ra, majd a 12 elpárologtatóban az előre meghatározott értékre állítják be.

A 8 elpárologtató alsó részébe gyenge lúgot vezetnek. A légőzt főként fűtőanyagként használják az első fokozat elpárologtatójában. Ezenkívül vízgőzt szállítanak rá. A légőz koncentrációjának növekedésével az elpárologtató fűtőkamrájában inert gázok halmozódnak fel, amelyek rontják a hőátadást. A 8 berendezés normál működésének biztosítása érdekében a gyűrű alakú teret inert gázok légkörbe való kibocsátásával öblítik ki.

A 8 berendezésből egy leszívott folyadékot a 10 gyűjtőbe mozgatnak. Itt a kapott salétrom minőségének javítása érdekében dolomit oldatot adnak a lúghoz, ami csökkenti a salétrom csomósodását.

A 10 kollektorból a lúgot a 12 elpárologtatóba pumpálják. A 13 szeparátorban az elpárolgott oldatot légőzné és koncentrált oldattá - olvadékká - szétválasztják. A légőz a 14 barometrikus kondenzátorba jut, az olvadék pedig a 15 granulálótoronyba kerül. A granulált ammónium-nitrátot (végterméket) a 16 kivezető csövön keresztül a 17 szállítószalag távolítja el a toronyból.

Az ammónium-nitrát vagy ammónium-nitrát, az NH 4 NO 3 egy fehér kristályos anyag, amely 35% nitrogént tartalmaz ammónium és nitrát formában, a nitrogén mindkét formáját a növények könnyen felveszik. A szemcsés ammónium-nitrátot nagy mennyiségben használják vetés előtt és minden típusú fejtrágyázáshoz. Kisebb méretben robbanóanyagok gyártására használják.

Az ammónium-nitrát jól oldódik vízben és nagy a higroszkópossága (a levegő nedvességfelvételének képessége), ami miatt a műtrágyaszemcsék szétterülnek, elveszítik kristályos alakjukat, műtrágya csomósodik - az ömlesztett anyag szilárd monolit masszává alakul.

Az ammónium-nitrát előállításának sematikus diagramja

A gyakorlatilag nem csomósodó ammónium-nitrát előállításához számos technológiai módszert alkalmaznak. A nedvesség higroszkópos sók általi felszívódásának csökkentésének hatékony eszköze a granulálás. A homogén szemcsék összfelülete kisebb, mint az azonos mennyiségű finom kristályos só felülete, ezért a szemcsés műtrágyák lassabban szívják fel a nedvességet

Hasonló hatású adalékanyagként ammónium-foszfátokat, kálium-kloridot, magnézium-nitrátot is használnak. Az ammónium-nitrát előállítási folyamata a gáznemű ammónia és a salétromsav-oldat kölcsönhatásának heterogén reakcióján alapul:

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

A kémiai reakció nagy sebességgel megy végbe; ipari reaktorban a gáz folyadékban való oldódása korlátozza. A reaktánsok összekeverése nagy jelentőséggel bír a diffúziós késleltetés csökkentésében.

Az ammónium-nitrát előállításának technológiai folyamata a salétromsav ammóniával történő semlegesítési szakaszán kívül magában foglalja a nitrátoldat elpárologtatását, az olvadék granulálását, a granulátum hűtését, a granulátum felületaktív anyagokkal való kezelését, nitrát csomagolása, tárolása és rakodása, gázkibocsátás és szennyvíz tisztítása. ábrán. A 8.8. ábra egy modern, nagy kapacitású, AS-72 ammónium-nitrát előállítására szolgáló egység diagramját mutatja, amelynek kapacitása 1360 tonna / nap. Az eredeti 58-60%-os salétromsavat a fűtőben 70-80°C-ra melegítik az ITN 3 berendezés gyümölcslé gőzével, és közömbösítésre vezetik. A 3. berendezés előtt foszforsavat és kénsavat adnak a salétromsavhoz olyan mennyiségben, hogy a késztermék 0,3-0,5% P2O5-ot és 0,05-0,2% ammónium-szulfátot tartalmazzon. Az egység két párhuzamosan működő ITN eszközzel van felszerelve. A salétromsav mellett gázhalmazállapotú ammóniát is szállítanak nekik, amelyet a 2 fűtőben gőzkondenzátummal 120-130 °C-ra előmelegítenek. A szállított salétromsav és ammónia mennyiségét úgy szabályozzuk, hogy az ITN készülék kimeneténél az oldatban enyhe savfelesleg (2-5 g/l) legyen, ami biztosítja az ammónia teljes felszívódását.

A berendezés alsó részében a semlegesítési reakció 155-170 °C hőmérsékleten megy végbe; ez 91-92% NH 4 NO 3 -t tartalmazó koncentrált oldatot eredményez. A készülék felső részében a vízgőzt (az úgynevezett légőzt) lemossák a kifröccsenő ammónium-nitrát- és salétromsavgőztől. A légőz hőjének egy részét a salétromsav melegítésére használják fel. Ezután a gyümölcslé gőzét tisztításra küldik, és a légkörbe engedik.

8.8. ábra Az AS-72 ammónium-nitrát egység vázlata:

1 – savmelegítő; 2 – ammónia melegítő; 3 – ITN eszközök; 4 - utósemlegesítő; 5 – elpárologtató; 6 - nyomástartó tartály; 7,8 - granulátorok; 9,23 - rajongók; 10 – mosó súroló; 11 - dob; 12.14 - szállítószalagok; 13 - lift; 15 – fluidágyas készülékek; 16 - granuláló torony; 17 - gyűjtemény; 18, 20 - szivattyúk; 19 - tartály úszáshoz; 21 - szűrő úszáshoz; 22 - légfűtő.

Az ammónium-nitrát savas oldatát a 4 semlegesítőbe küldjük; ahol az ammónia bejut, szükséges a maradék salétromsavval való kölcsönhatáshoz. Ezután az oldatot az 5 elpárologtatóba tápláljuk. A kapott 99,7-99,8% nitrátot tartalmazó olvadék 175 °C-on áthalad a 21 szűrőn, és egy 20 centrifugális búvárszivattyúval a 6 nyomótartályba, majd a téglalap alakú szivattyúba tápláljuk. fém granuláló torony 16.

A torony felső részében 7 és 8 granulátorok találhatók, amelyek alsó részét levegővel látják el, ami lehűti a felülről lehulló salétromcseppeket. Az 50-55 m magasságból leeső salétrom leesésekor a körülöttük áramló levegő műtrágyaszemcsék képződnek. A pellet hőmérséklete a torony kimeneténél 90-110°C; a forró granulátumokat 15 fluidágyas berendezésben hűtjük. Ez egy négyszögletes berendezés, amely három részből áll, és lyukakkal ellátott ráccsal van felszerelve. Ventilátorok szállítják a levegőt a rács alá; ez a granulálótoronyból a szállítószalagon keresztül érkező nitrátgranulátum fluidágyat hoz létre. A lehűlés után a levegő belép a granuláló toronyba. A 14 ammónium-nitrát szállítószalag granulátumait forgó dobban felületaktív anyagokkal kezelik. Ezután a kész műtrágyát a 12 szállítószalag a csomagolásba küldi.

A granulálótoronyból kilépő levegő ammónium-nitrát részecskékkel szennyezett, a semlegesítőből származó légőz és az elpárologtató gőz-levegő keveréke pedig el nem reagált ammóniát és salétromsavat, valamint elszállított ammónium-nitrát-szemcséket tartalmaz.

Ezen patakok tisztítására a granuláló torony felső részében hat párhuzamosan működő, 10 mosótálcás gázmosó található, amelyeket 20-30%-os ammónium-nitrát oldattal öntözünk, amelyet a 18-as szivattyú lát el a 17-es gyűjtőből. ezt az oldatot az ITN közömbösítőbe irányítják a légőz mosására, majd sóoldattal összekeverik, és így termékek készítésére használják. A tisztított levegőt a 9 ventilátor szívja ki a granulálótoronyból és engedi ki a légkörbe.

Karbamid gyártás

A karbamid (karbamid) a nitrogénműtrágyák között a termelés tekintetében a második helyen áll az ammónium-nitrát után. A karbamid termelés növekedése a mezőgazdaságban való széles körű alkalmazásának köszönhető. A többi nitrogén műtrágyánál jobban ellenáll a kimosódásnak, azaz kevésbé érzékeny a talajból való kimosódásra, kevésbé higroszkópos, és nem csak műtrágyaként, hanem szarvasmarhatakarmány-adalékként is használható. A karbamidot széles körben használják összetett műtrágyákban, időszabályozott műtrágyákban, valamint műanyagokban, ragasztókban, lakkokban és bevonatokban is. A karbamid CO (NH 2) 2 egy fehér kristályos anyag, amely 46,6% nitrogént tartalmaz. Előállítása az ammónia és a szén-dioxid kölcsönhatásának reakcióján alapul:

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

Így a karbamid előállításának nyersanyaga az ammónia és az ammónia szintéziséhez szükséges technológiai gáz előállítása során melléktermékként nyert szén-dioxid. Ezért a karbamid vegyi üzemekben történő előállítását általában kombinálják az ammónia előállításával. Reakció (I) - összesen; két szakaszban zajlik. Az első szakaszban a karbamát szintézise történik:

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

A második szakaszban a karbamát molekulákból a víz leválik endoterm folyamata következik be, melynek eredményeként karbamid képződik:

NH 2 COOHNH 4 (l) ↔ CO (NH 2) 2 (l) + H2O (l); ΔН =15,5 kJ (3) Az ammónium-karbamát képződési reakció reverzibilis exoterm reakció, amely térfogat csökkenésével megy végbe. Az egyensúlynak a termék felé történő eltolásához emelt nyomáson kell végrehajtani. Ahhoz, hogy a folyamat kellően nagy sebességgel menjen végbe, magasabb hőmérsékletre van szükség. A nyomásnövekedés kompenzálja a magas hőmérséklet negatív hatását a reakcióegyensúly ellenkező irányú eltolódására. A gyakorlatban a karbamid szintézisét 150-190 °C hőmérsékleten és 15-20 MPa nyomáson hajtják végre. Ilyen körülmények között a reakció nagy sebességgel megy végbe, és majdnem teljesen végbemegy. Az ammónium-karbamát bomlása egy reverzibilis endoterm reakció, amely a folyadékfázisban intenzíven megy végbe. A reaktorban a szilárd termékek kristályosodásának megakadályozása érdekében az eljárást 98 °C-nál nem alacsonyabb hőmérsékleten kell végrehajtani [a CO(NH 2) 2 - NH 2 COONH 4 rendszer eutektikus pontja]. A magasabb hőmérséklet jobbra tolja el a reakció egyensúlyát és növeli a sebességét. A karbamát karbamiddá való átalakulásának maximális foka 220 °C-on érhető el. A reakció egyensúlyának eltolására feleslegben ammóniát is vezetnek be, amely a reakcióvizet megkötve eltávolítja azt a reakciógömbből. A karbamát teljes átalakulása karbamiddá azonban továbbra sem lehetséges. A reakcióelegy a reakciótermékeken (karbamid és víz) kívül ammónium-karbamátot és annak bomlástermékeit - ammóniát és CO 2 -t is tartalmaz.

A nyersanyag teljes körű felhasználásához vagy gondoskodni kell az elreagálatlan ammónia és szén-dioxid, valamint szén-ammóniumsók (köztes reakciótermékek) visszavezetéséről a szintézis oszlopba, azaz recirkuláció létrehozásáról, vagy a a karbamid leválasztása a reakcióelegyből és a megmaradt reagensek más iparágakba irányítása, például ammónium-nitrát előállításához, pl. nyílt folyamat lebonyolítása.

Az utóbbi esetben a szintézisoszlopot elhagyó olvadékot atmoszférikus nyomásra fojtjuk; a (2) reakció egyensúlya 140-150°C hőmérsékleten csaknem teljesen balra tolódik el, és a maradék karbamát teljes mennyisége elbomlik. A folyékony fázisban karbamid vizes oldata marad, amelyet elpárologtatnak és granulálásra küldik. A keletkező ammónia- és szén-dioxid-gázok szintézisoszlopba való visszavezetéséhez egy kompresszorban a karbamid szintézis nyomására kell őket összenyomni. Ez azzal a műszaki nehézségekkel jár, hogy alacsony hőmérsékleten és nagy nyomáson már a kompresszorban karbamát képződik, és szilárd részecskék tömítik el a gépeket és a csővezetékeket.

Ezért a zárt körökben (recirkulációs áramkörökben) általában csak folyadék-visszavezetést alkalmaznak. Számos technológiai rendszer létezik a folyékony újrahasznosítással. A legprogresszívebbek közé tartoznak a teljes folyadék-újrahasznosítást és sztrippelési eljárást alkalmazó ún. A sztrippelés (fúvás) abból áll, hogy az ammónium-karbamát lebontását az olvadékban a szintézisoszlop után a szintézis szakaszában lévő nyomáshoz közeli nyomáson hajtják végre úgy, hogy az olvadékot sűrített CO 2 -vel vagy sűrített ammóniával fújják át. Ilyen körülmények között az ammónium-karbamát disszociációja annak a ténynek köszönhető, hogy amikor az olvadékot szén-dioxiddal fújják, az ammónia parciális nyomása meredeken csökken, és a (2) reakció egyensúlya balra tolódik el. Egy ilyen eljárást a karbamátképződés reakcióhőjének felhasználása és az alacsonyabb energiafogyasztás különböztet meg.

A 8.9. egy nagy kapacitású karbamid szintézis egység egyszerűsített diagramját adjuk meg folyadék-visszavezetéssel és sztrippelési eljárás alkalmazásával. Nagynyomású egységre, alacsony nyomású egységre és granuláló rendszerre osztható. A 4 nagynyomású kondenzátorból ammónium-karbamát és szén-ammóniumsók, valamint ammónia és szén-dioxid vizes oldata lép be az 1. szintézisoszlop alsó részébe. A szintézisoszlopba 170-190 °C hőmérsékleten és egy 13-15 MPa nyomáson a karbamát képződése véget ér és a szintézis reakciója karbamiddal megy végbe. A reagensek felhasználását úgy választjuk meg, hogy az NH 3 :CO 2 mólaránya a reaktorban 2,8-2,9 legyen. A folyékony reakcióelegy (olvadék) a karbamid szintézis oszlopról az 5 sztrippelő oszlopba kerül, ahol lefolyik a csöveken. A kompresszorban 13-15 MPa nyomásra sűrített szén-dioxidot az olvadék ellenáramban táplálják, amelyhez olyan mennyiségű levegőt adnak, amely 0,5-0,8%-os oxigénkoncentrációt biztosít a keverékben, passziváló filmet képezve és redukáló berendezést. korrózió. A sztrippelő oszlopot gőzzel hevítik. Az 5. oszlopból friss szén-dioxidot tartalmazó gáz-gőz keverék a 4 nagynyomású kondenzátorba kerül, amelybe folyékony ammóniát is vezetnek. Egyidejűleg a 3. befecskendezőben munkaáramként szolgál, amely szén-ammóniumsók oldatát szállítja a 2. gázmosóból a kondenzátorba, és szükség esetén egy részét.

8.9. ábra. Egyszerűsített folyamatábra a karbamid előállításához teljes folyadék-újrahasznosítással és sztrippelési eljárás alkalmazásával:

1 – karbamid szintézis oszlop; 2 – nagynyomású gázmosó; 3 - injektor; 4 – nagynyomású karbamát kondenzátor; 5 – lehúzó oszlop; 6 - szivattyúk; 7 – alacsony nyomású kondenzátor; 8 – alacsony nyomású desztillációs oszlop; 9 - fűtőtest; 10 - gyűjtemény; 11 – párologtató; 12 - granuláló torony.

olvadék a szintézis oszlopról. A kondenzátorban karbamát képződik. A reakció során felszabaduló hőt gőz előállítására használják fel.

A szintézisoszlop felső részéből az el nem reagált gázok folyamatosan távoznak, bejutva a 2 nagynyomású gázmosóba, amelyben a vízhűtés hatására nagy részük lecsapódik, karbamát és szén-ammóniumsók vizes oldatát képezve. Az 5 sztrippelő oszlopot elhagyó karbamid vizes oldata 4-5% karbamátot tartalmaz. A végső lebontáshoz az oldatot 0,3-0,6 MPa nyomásra fojtolják, majd a 8. desztillálóoszlop felső részébe juttatják. A folyadékfázis az oszlopban a fúvókán lefelé áramlik, ellenáramban a felszálló gőz-gáz keverékkel. alulról felfelé; NH 3, CO 2 és vízgőz távozik az oszlop tetejéről. A 7 kisnyomású kondenzátorban a vízgőz lecsapódik, miközben az ammónia és a szén-dioxid nagy része feloldódik. A kapott oldatot a 2. gázmosóba küldik. A légkörbe kibocsátott gázok végső tisztítása abszorpciós módszerekkel történik (az ábrán nem látható).

A 8 desztillációs oszlop alsó részét elhagyó 70%-os vizes karbamid oldatot elválasztják a gőz-gáz elegytől, és a nyomás atmoszférikusra csökkentése után először bepárlásba, majd granulálásba továbbítják. Az olvadék permetezése előtt a 12 granulálótoronyban kondicionáló adalékokat, például karbamid-formaldehid gyantát adunk hozzá, hogy olyan nem csomósodó műtrágyát kapjunk, amely a tárolás során nem romlik el.

Sematikus diagram teljes újrahasznosítással

Az ammónium-nitrát az egyik leggyakoribb műtrágya.

Az ammónium-nitrátot (egyébként ammónium-nitrátot) a gyárakban salétromsavból és ammóniából állítják elő e vegyületek kémiai kölcsönhatásával.

A gyártási folyamat a következő szakaszokból áll:

1. Salétromsav semlegesítése gáznemű ammóniával.
2. Az ammónium-nitrát oldat bepárlása.
3. Ammónium-nitrát kristályosítása.
4. Szárító só.

Az ábra egyszerűsített formában mutatja be az ammónium-nitrát előállításának technológiai sémáját. Hogyan zajlik ez a folyamat?

A nyersanyag - gáznemű ammónia és salétromsav (vizes oldat) - belép a semlegesítőbe. Itt mindkét anyag kémiai kölcsönhatása következtében heves reakció megy végbe nagy mennyiségű hő felszabadulásával. Ebben az esetben a víz egy része elpárolog, és a keletkező vízgőz (ún. légőz) a csapdán keresztül a szabadba távozik.

Hiányosan egy eltávolított ammónium-nitrát-oldat érkezik a semlegesítőből a következő készülékbe - a semlegesítőbe. Ebben az ammónia vizes oldatának hozzáadása után a salétromsav semlegesítési folyamata véget ér.

A semlegesítőből az ammónium-nitrát oldatot az elpárologtatóba - egy folyamatosan működő vákuumberendezésbe - pumpálják. Az ilyen eszközökben lévő oldatot csökkentett nyomáson párologtatják el, ebben az esetben - 160-200 Hgmm nyomáson. Művészet. A gőzzel felmelegített csövek falain keresztül a párolgási hőt az oldathoz továbbítják.

A bepárlást addig végezzük, amíg az oldat koncentrációja el nem éri a 98%-ot. Ezt követően az oldat kristályosodásba megy át.

Az egyik módszer szerint az ammónium-nitrát kristályosodása a dob felületén megy végbe, amelyet belülről hűtenek le. A dob forog, felületén akár 2 mm vastag, kristályosodó ammónium-nitrát kéreg képződik. A kérget késsel levágjuk, és a csúszdába küldjük szárításra.

Az ammónium-nitrátot forró levegővel szárítják forgó szárítódobokban 120°-os hőmérsékleten. Szárítás után a készterméket csomagolásra küldik. Az ammónium-nitrát 34-35% nitrogént tartalmaz. A csomósodás csökkentése érdekében a gyártás során különféle adalékanyagokat vezetnek be az összetételébe.

Az ammónium-nitrátot a gyárak szemcsés formában és pehely formájában állítják elő. A salétrompehely erősen felszívja a nedvességet a levegőből, így tárolás közben szétterül és elveszti törékenységét. A granulált ammónium-nitrát szemcsék (granulátumok) formájú.

Az ammónium-nitrát granulálása többnyire tornyokban történik (lásd az ábrát). Az egyik leszívott ammónium-nitrát oldatot - olvadékot - a torony mennyezetére szerelt centrifugával permetezzük.

Az olvadékot folyamatos sugárban öntik a centrifuga forgó perforált dobjába. A permet a dob lyukain áthaladva megfelelő átmérőjű golyókká alakul és a leesés során megkeményedik.

A szemcsés ammónium-nitrát jó fizikai tulajdonságokkal rendelkezik, tárolás közben nem csomósodik, jól eloszlik a szántóföldön, és lassan szívja fel a nedvességet a levegőből.

Az ammónium-szulfát - (egyébként - ammónium-szulfát) 21% nitrogént tartalmaz. Az ammónium-szulfát nagy részét a kokszipar állítja elő.

A következő években nagymértékben fejlődik a legtöményebb nitrogénműtrágya, a karbamid, vagyis a 46% nitrogént tartalmazó karbamid gyártása.

A karbamidot nagynyomású szintézissel állítják elő ammóniából és szén-dioxidból. Nemcsak műtrágyaként, hanem állati takarmányozásra (fehérjetáplálék kiegészítésére) és műanyaggyártás közbenső termékként is használják.

Nagy jelentőséggel bírnak a folyékony nitrogénműtrágyák - folyékony ammónia, ammónia és ammóniás víz.

A folyékony ammóniát gáznemű ammóniából állítják elő nagynyomású cseppfolyósítással. 82% nitrogént tartalmaz. Az ammóniák ammónium-nitrát, kalcium-nitrát vagy karbamid oldatai folyékony ammóniában, kis mennyiségű víz hozzáadásával. Legfeljebb 37% nitrogént tartalmaznak. Az ammóniás víz az ammónia vizes oldata. 20% nitrogént tartalmaz. A folyékony nitrogénműtrágyák a termésre gyakorolt ​​hatásukat tekintve nem rosszabbak, mint a szilárd műtrágyák. És előállításuk sokkal olcsóbb, mint a szilárd, mivel nincs művelet az oldat elpárologtatására, szárítására és granulálására. A három fajta folyékony nitrogén műtrágya közül az ammóniás vizet használják a legszélesebb körben. Természetesen a folyékony műtrágyák talajba juttatása, tárolása, szállítása speciális gépeket, berendezéseket igényel.

Ha hibát talál, jelöljön ki egy szövegrészt, és kattintson rá Ctrl+Enter.

Az ammónium-nitrát előállításának technológiai folyamata a következő fő lépésekből áll: a salétromsav semlegesítése gázhalmazállapotú ammóniával, az ammónium-nitrát oldat elpárologtatása, az olvadék kristályosítása és granulálása.

Az 1. fűtőből gáznemű ammónia és a 2. fűtőből salétromsav 80-90 0 C hőmérsékleten jut be az ITP 3 készülékbe.Az ammóniaveszteség csökkentése érdekében gőzzel együtt a reakciót savfeleslegben hajtjuk végre. A 3 berendezésből származó ammónium-nitrát oldatot a 4 utósemlegesítőben ammóniával semlegesítik, és az 5 elpárologtatóba párologtatás céljából egy négyszögletes 16 granulálótoronyba kerül.

5.1. ábra. Az ammónium-nitrát előállításának technológiai sémája.

1 - ammónia fűtő, 2 - salétromsav fűtő, 3 - ITN készülék (a semlegesítés hőjét használva), 4 - kiegészítő semlegesítő, 5 - elpárologtató, 6 - nyomástartály, 7,8 - granulátorok, 9,23 - ventilátorok, 10 - mosógép, 11-dobos, 12,14-es szállítószalagok, 13-os lift, 15-es fluidágyas berendezés, 16-os granulálótorony, 17-es kollektor, 18,20-szivattyúk, 19-os úszótartály, 21-es úszószűrő, 22-es légfűtő.

A torony felső részében 7 és 8 granulátorok találhatók, amelyek alsó részét levegővel látják el, ami lehűti a felülről lehulló salétromcseppeket. A salétromcseppek 50-55 méteres magasságból történő leesésekor, amikor körülöttük levegő áramlik, szemcsék képződnek, amelyeket 15 fluidágyas berendezésben hűtnek le. Ez egy téglalap alakú berendezés, három részből és egy lyukakkal ellátott rácsból áll. Ventilátorok szállítják a levegőt a rács alá. A granulálótoronyból szállítószalagon keresztül egy fluidizált ágyat hoznak létre salétromszemcsékből. A lehűlés után a levegő belép a granuláló toronyba.

A 14 ammónium-nitrát szállítószalag granulátumait felületaktív anyagokkal való kezelésre szolgálják fel egy forgó 11 dobban. Ezután a kész 12 műtrágya szállítószalagot a csomagba küldik.

A granulálótoronyból kilépő levegő ammónium-nitráttal szennyezett, a semlegesítőből származó légőz pedig el nem reagált ammóniát és salétromsavat, valamint elszállított ammónium-nitrát-szemcséket tartalmaz. Ezen patakok tisztítására a granuláló torony felső részében hat párhuzamosan működő mosólemezes 10 mosó van, amelyek 20-30%-os salétrom-oldattal öntözöttek, amelyeket a 18. szivattyú a 17. gyűjtőből juttat oldatba. salétromból, ezért termékek előállítására használják. A tisztított levegőt a 9 ventilátor szívja ki a granulálótoronyból és engedi ki a légkörbe.

Az ammónium-nitrát kokszolókemence ammóniából és híg salétromsavból történő előállítását már nem alkalmazták gazdaságilag veszteségesnek.

Az ammónium-nitrát előállításának technológiája magában foglalja a salétromsav gáz-halmazállapotú ammóniával történő semlegesítését reakcióhő (145 kJ / mol) felhasználásával a nitrátoldat elpárologtatására. Az oldat képződése után, általában 83%-os koncentrációban, a vízfelesleget olvadék állapotúra párologtatják el, amelyben az ammónium-nitrát tartalom a késztermék minőségétől függően 95-99,5%. Műtrágyaként való felhasználáshoz az olvadékot permetezőben granulálják, szárítják, lehűtik és csomósodást gátló anyagokkal vonják be. A szemcsék színe fehértől színtelenig változik. A kémiában használt ammónium-nitrát általában dehidratált, mivel nagyon higroszkópos, és a benne lévő víz százalékos arányát (ω(H 2 O)) szinte lehetetlen előállítani.

A gyakorlatilag nem csomósodó ammónium-nitrátot előállító modern üzemekben a legfeljebb 0,4% nedvességtartalmú forró granulátumokat fluidágyas berendezésben hűtik. A lehűtött granulátum polietilén vagy ötrétegű bitumenes papírzacskókba csomagolva érkezik. A granulátumok nagyobb szilárdságának biztosítására, lehetővé téve az ömlesztett szállítást, valamint a kristálymódosulat stabilitásának megőrzése érdekében hosszabb eltarthatóság mellett adalékanyagokat, például magnezit, kalcium-szulfát hemihidrát, szulfát-alapanyagok salétromsavval történő bomlástermékei és más (általában nem több) mint 0,5 tömegszázalék).

Az ammónium-nitrát előállítása során a salétromsavat 45%-nál (45-58%) meghaladó koncentrációban használják, a nitrogén-oxidok tartalma nem haladhatja meg a 0,1%-ot. Az ammónium-nitrát előállítása során az ammóniagyártás hulladékai is felhasználhatók, például a folyékony ammóniatárolókból eltávolított ammóniavíz, valamint a tartály- és öblítőgázok, amelyeket ammóniaszintézis-rendszerek fúvásával nyernek. Ezenkívül az ammónium-nitrát előállítása során a karbamid gyártásából származó desztillációs gázokat is felhasználják.

A felszabaduló semlegesítési hő ésszerű felhasználásával víz elpárologtatásával tömény oldatok, sőt ammónium-nitrát olvadék is nyerhető. Ennek megfelelően az ammónium-nitrát oldatának előállítása és az azt követő bepárlás (többlépcsős eljárás) és az olvadék előállítása (egylépcsős vagy nem párologtató eljárás) különböztethető meg.

Az ammónium-nitrát semlegesítési hővel történő előállítására a következő alapvetően eltérő sémák lehetségesek:

Légköri nyomáson üzemelő létesítmények (a légőz túlnyomása 0,15-0,2 atm);

Vákuumos elpárologtatóval felszerelt berendezések;

Nyomás alatt működő üzemek, a légőz hőjének egyszeri felhasználásával;

Nyomás alatt működő üzemek, a légőz hőjének kétszeres felhasználásával (tömény olvadék előállítása).

Az ipari gyakorlatban széles körben használják őket, mint a leghatékonyabb, légköri nyomáson üzemelő, semlegesítő hőt használó és részben vákuum elpárologtatós berendezéseket.

Az ammónium-nitrát ezzel a módszerrel történő előállítása a következő fő lépésekből áll:

1. ammónium-nitrát oldat előállítása salétromsav ammóniával történő semlegesítésével;

2. ammónium-nitrát oldatának olvadék állapotig történő bepárlása;

3. só kristályosítása az olvadékból;

4. só szárítása és hűtése;

5. csomagolás.

A semlegesítési folyamatot semlegesítőben hajtják végre, amely lehetővé teszi a reakcióhő felhasználását az oldat részleges elpárologtatására - ITN. Úgy tervezték, hogy ammónium-nitrát oldatot állítsanak elő 58-60% salétromsav gáz-halmazállapotú ammóniával történő semlegesítésével a reakcióhő segítségével, hogy részlegesen elpárologtassa a vizet az oldatból légköri nyomáson a reakció szerint:

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