Характеристика целевого продукта
В качестве аналогично действующих добавок применяют также фосфаты аммония, хлорид калия, нитрат магния. В основе процесса производства аммиачной селитры лежит гетерогенная реакция взаимодействия газообразного аммиака с раствором азотной кислоты:
NH3+HNO3=NH4NO3
∆H=-144,9 кДж (VIII)
Химическая реакция протекает с большой скоростью; в промышленном реакторе она лимитируется растворением газа в жидкости.
Для уменьшения диффузионного торможения большое значение имеет перемешивание реагентов.
Интенсивные условия проведения процесса в значительной мере могут быть обеспечены при разработке конструкции аппарата. Реакцию (VIII) проводят в непрерывно действующем аппарате ИТН (использование теплоты нейтрализации) (рис. 15.16). Реактор представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат, состоящий из реакционной и сепарационной зон. В реакционной зоне имеется стакан /, в нижней части которого расположены отверстия для циркуляции раствора. Несколько выше отверстий внутри стакана размещен барботер 2 для подачи газообразного аммиака, над ним — барботер 3 для подачи азотной кислоты. Реакционная парожидкостная смесь выходит из верхней части реакционного стакана; часть раствора выводится из аппарата ИТН и поступает в донейтрализатор, а остальная часть (циркуляционная) вновь идет вниз. Выделившийся из парожидкостной смеси соковый пар отмывается на колпачковых тарелках 6 от брызг раствора аммиачной селитры и паров азотной кислоты 20%-ным растворom селитры, а затем конденсатом сокового пара.
Теплота реакции (VIII) используется для частичного испарения воды из реакционной смеси (отсюда и название аппарата — ИТН). разница в температурах в разных частях аппарата приводит к более интенсивной циркуляции реакционной смеси.
Технологический процесс производства аммиачной селитры включает кроме стадии нейтрализации азотной кислоты аммиаком также стадии упаривания раствора селитры, гранулирования плава, охлаждения гранул, обработки гранул поверхностно-активными веществами, упаковки, хранения и погрузки селитры, очистки газовых выбросов и сточных вод.
На рис. 11-7 приведена схема современного крупнотоннажного агрегата по производству аммиачной селитры АС-72 мощностью 1360 т/сут. Исходная 58—60%-ная азотная кислота подогревается в подогревателе / до 70—80 С соковым паром из аппарата ИТН 3 и подается на нейтрализацию. Перед аппаратами 3 к азотной кислоте добавляют фосфорную и серную кислоты в таких количествах, чтобы в готовом продукте содержалась 0,3—0,5% Р2О5 и 0,05—0,2% сульфата аммония.
В агрегате установлены два аппарата ИТН, работающие параллельно. Кроме азотной кислоты в них подают газообразный аммиак, предварительно нагретый в подогревателе 2 паровым конденсатом до 120— 130 °С. Количества подаваемых азотной кислоты и аммиака регулируют таким образом, чтобы на выходе из аппарата ИТН раствор имел небольшой избыток кислоты (2—5 г/л), обеспечивающий полноту поглощения аммиака.
Азотную кислоту (58—60%-ную) подогревают в аппарате 2 до 80—90 °С соковым паром из аппарата ИТН 8. Газообразный аммиак в подогревателе 1 нагревается паровым конденсатом до 120—160°С. Азотная кислота и газообразный аммиак в автоматически регулируемом соотношении поступают в реакционные части двух аппаратов ИТН 5, работающих параллельно. Выходящий из аппаратов ИТН 89—92%-ный раствор NH4NO3 при 155—170 °С имеет избыток азотной кислоты в пределах 2—5 г/л, обеспечивающий полноту поглощения аммиака.
Смотрите также
Химия металлоорганических соединений
В
создании химии металлоорганических соединений, переживающих
период быстрого и всестороннего развития, принимали участие выдающиеся русские
и зарубежные исследователи: А. М. Бутлеров, А. М ...
Качественный анализ анионов
Цель аналитической химии - установление качественного и количественного
состава вещества или смеси веществ. В соответствии с этим аналитическая химия делится
на качественный и количественны ...
Синтез метанола
...