Получение аммиачной селитры (цех №13).
Аммиачная селитра NH4NO3 – бесцветное кристаллическое вещество, содержащее 60 % кислорода, 5 % водорода и 35 % азота. Технический продукт содержит не менее 34,0 % азота.
Основные физико-химические свойства аммиачной селитры:
|
Плотность, т/м3: | |
|
истинная |
1,690 – 1,725 |
|
насыпная при влажности гранулированного продукта 1 % и 20 0С: | |
|
при плотной упаковке |
1,164 |
|
при неплотной упаковке |
0,826 |
|
Температура плавления, 0С |
169,6 |
|
Теплота плавления, кДж/кг |
73,21 |
|
Теплота образования при 25 0С и 0,101 МПа, кДж/моль |
365,6 |
В промышленности широко применяется только метод получения аммиачной селитры из синтетического аммиака и разбавленной азотной кислоты. Метод получения аммиачной селитры из аммиака коксового газа и разбавленной азотной кислоты перестали применять как экономически невыгодный.
Производство аммиачной селитры является многостадийным. В связи с этим пытались получать аммиачную селитру непосредственно из аммиака, окислов азота, кислорода и паров воды по реакции:
4NH3 + 4NO2 + O2 + 2H2O = 4NH4NO3.
Однако от этого способа пришлось отказаться, так как наряду с аммиачной селитрой образовывался нитрит аммония – неустойчивый и взрывоопасный продукт.
В небольших количествах аммиачную селитру получают путём обменного разложения солей (конверсионные способы) по реакциям:
Ca(NO3)2 + (NH4)2CO3 = 2NH4NO3 + ↓CaCO3
Mg(NO3)2 + (NH4)2CO3 = 2NH4NO3 + ↓MgCO3
Ba(NO3)2 + (NH4)2CO4 = 2NH4NO3 + ↓BaCO4
NaNO3 + (NH4)2CO4 = 2NH4NO3 + Na2SO4
Технологическая схема агрегата АС–72 представлена на рис 1. прил.А.
Аппаратурное оформление процесса.
Аппарат ИТН
предназначен для получения раствора аммиачной селитры путём нейтрализации 58 – 60 % азотной кислоты газообразным аммиаком с использованием тепла реакции для частичного выпаривания воды из раствора под атмосферным давлением по реакции:
NH3 + HNO3 = NH4NO3 + Qккал
Безопасность процесса нейтрализации обеспечивается автоматическими блокировками, прекращающими подачу сырья в аппараты ИТН при нарушениях соотношения расходов азотной кислоты и газообразного аммиака или при росте температуры в реакционной зоне выше 180 0С; в последнем случае в ИТН автоматически подаётся конденсат водяного пара.
Подогреватель азотной кислоты
предназначен для подогрева 58 – 60 % азотной кислоты от температуры, при которой он хранится на складе, до температуры 80 – 90 0С за счёт тепла сокового пара из аппарата ИТН.
Подогреватель газообразного аммиака
предназначен для нагрева аммиака до 120 – 180 0С.
Донейтрализатор
предназначен для донейтрализации аммиаком избыточной кислотности раствора аммиачной селитры, непрерывно поступающего из аппарата ИТН, и вводимых в качестве добавки серной и фосфорной кислот.
Выпарной аппарат
в нём получают высококонцентрированный плав в одну ступень.
Подогреватель воздуха выпарного аппарата
.
Выпарной аппарат
предназначен для выпарки разбавленных растворов от 30 – 50 до 92 % под атмосферным давлением.
Промывное и фильтрующее оборудование
предназначены для отмывки пыли аммиачной селитры, уносимой воздухом из башни, аэрозольных частиц аммиачной селитры из паро-воздушной смеси выпарного аппарата, воздуха из башен, сокового пара из аппаратов ИТН, а также аммиака из этих потоков.
Нагнетатель воздуха в выпарной аппарат
центробежного типа.
Воздуходувки
используются для охлаждения аммиачной селитры устанавливаются 3 высоконапорных центробежных вентилятора.
Вытяжные вентиляторы
для отсоса паро-воздушной смеси после промывных скрубберов на грануляционных башнях осевого типа.