Технология и потребительские свойства аммиачной селитры

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

Белорусский государственный экономический университет

Кафедра технологии

важнейших отраслей промышленности

ИНДИВИДУАЛЬНАЯ РАБОТА

На тему: «Технология и потребительские свойства аммиачной селитры»

Выполнил студент 4 курса

ВШУБ, гр. ВВМ-1 Синичкин И.А.

Руководитель, доцент, Мочальник И.А.

кандидат экономических наук

Минск 2011

Реферат

Работа содержит: 22 страницы, 4 рисунка, 2 таблицы.

Ключевые слова: технологический процесс, аммиачная селитра, аммиак, азотная кислота, синтез, уровень технологии, технологическая система, свойства, характеристики.

Изучена и описана технология производства аммиачной селитры. Дана характеристика используемого сырья и получаемой продукции. Рассмотрены классификационные и потребительские свойства аммиачной селитры.

Для выявления путей и закономерностей развития технологического процесса последний разбит на составляющие его элементы (переход, ход). Определены границы рационалистического развития технологического процесса и уровень технологии.

Представлены стандарты на аммиачную селитру, стандарты на правила приемки, испытания, хранения и эксплуатации.

Содержание

Введение

1.Применение аммиачной селитры в сфере производства или потребления

2.Классификационные признаки аммиачной селитры

3.Потребительские свойства аммиачной селитры

4.Технология производства аммиачной селитры и ее технико- экономическая оценка

5.Стандарты на аммиачную селитру, нормируемые показатели качества в соответствии с требованиями стандартов

6.Контроль качества аммиачной селитры. Стандарты на правила приемки, испытания, хранения и эксплуатации аммиачной селитры

Заключение

Список использованных источников

Введение

Аммиачная селитра, или нитрат аммония, NН4NО3 -- кристаллическое вещество белого цвета, содержащее 35% азота в аммонийной и нитратной формах, обе формы азота легко усваиваются растениями. Гранулированную аммиачную селитру применяют в больших масштабах перед посевом и для всех видов подкормок. В меньших масштабах ее используют для производства взрывчатых веществ.

Аммиачная селитра хорошо растворяется в воде и обладает большой гигроскопичностью (способностью поглощать влагу из воздуха). Это является причиной того, что гранулы удобрения расплываются, теряют свою кристаллическую форму, происходит слеживание удобрений- сыпучий материал превращается в твердую монолитную массу.

Аммиачную селитру выпускают двух марок:

А - используют в промышленности; применяют во взрывчатых смесях (аммонитах, аммониалах)

В - эффективное и наиболее распространенное азотное удобрение , содержащее около 33-34% азота; обладает физиологической кислотностью.

1. Применение аммиачной селитры в сфере производства или потребления

Селитра удобрение универсальное. Может использоваться на любых почвах. Но следует учитывать, что если для таких видов почв как буферные или щелочные возможно постоянное применение без ограничений, то для кислых почв необходимо добавление известковой муки в равном соотношении с весовым количеством селитры.

Обладает высокой растворимостью, что позволяет почве полностью усваивать аммиачную часть. Большего эффекта можно достичь при дробном внесении, в целях снижения вымывания нитратного азота.

О том, как вносить аммиачную селитру, существует подавляющее мнение об использовании 2 способами, как основное удобрение и как подкормка. Нормы внесения селитры при использовании под основную обработку почвы составляют расход до трех центнеров на 1 га, а при использовании в качестве подкормки от одного до двух центнеров на 1 га. Наибольший эффект достигается при использовании как подкормка озимых. Подкормка зерновых культур позволяет увеличивать урожайность в среднем от трех до пяти центнеров на 1 га.

Подкормка селитрой, имеющей в своей основе азот, имеет ряд преимуществ. Во-первых, азот регулирует рост вегетативной массы. Во-вторых, азот является необходимой составной частью белков, соответственно позволяет увеличить содержание белка и клейковины. В-третьих, азот напрямую участвует в процессе образования молекул и как следствие дает значительный рост урожайности культур.

Аммиачная селитра после внесения в почву растворяется, аммонийный азот поглощается почвой в результате обменных реакций, нитратный азот вступает во взаимодействие с катионами почвенного раствора. В подзолистых почвах, характеризующихся недостаточным количеством катионов в растворе, может наблюдаться при этом подкисление почвы. Аммонийная часть селитры может нитрифицироваться, что также вызывает подкисление среды. На черноземных и других почвах нейтрального и щелочного ряда такое явление не отмечается.

Аммиачную селитру используют под все культуры во всех земледельческих зонах при основном внесении в рядки при посеве и в качестве подкормки. При рядковом внесении под картофель, свеклу и т.д. хороший эффект получается при совместном внесении с фосфором и калием. Используют это удобрение и для подкормки озимых зерновых и пропашных культур. Нитратная часть удобрения создает опасность миграции азота по профилю, поэтому на легких почвах, в зоне достаточного и избыточного увлажнения, при орошении в качестве основного удобрения аммиачную селитру рекомендуют вносить весной при предпосевной обработке почвы. Но в наибольшей степени вероятность потери азота за счет вымывания уменьшается при использование удобрения в качестве подкормки, приуроченной к периоду максимального потребления растениями. На известковых почвах способствует подкислению почвы.

Аммиачная селитра вносится как основное удобрение с заделкой под почву (10-20 г на 1 кв.м), и используется для внеподкорневых подкормок (50 г на 100 л воды на 100 кв.м).

Минеральные удобрения находят широкое применение, как в сельском хозяйстве, так и в различных областях промышленности. В отличие от мирового рынка, именно промышленное потребление азотных удобрений является основным на внутреннем рынке.

Основными потребителями аммиачной селитры являются следующие отрасли:

- сельское хозяйство;

- производство сложных минеральных удобрений;

- горнопромышленный комплекс (собственное производство ВВ);

- угольная промышленность (собственное производство ВВ);

- производство взрывчатых веществ;

- строительная индустрия;

- нефтехимия.

Пористая аммиачная селитра применяется только в производстве взрывчатых веществ. С 2003 года производятся такие разновидности пористой селитры, как пористая аммиачная селитра с добавлением нитрата кальция, пористая аммиачная селитра - миниприлят, аммиачная селитра средней плотности для технических целей. Наиболее широко в промышленности и горном деле применяются смеси аммиачной селитры с различными видами углеводородных горючих материалов, других взрывчатых веществ, а также многокомпонентные смеси. Гранулированная аммиачная селитра используется как в сельском хозяйстве, так и в производстве сложных минеральных удобрений; в горнодобывающей, угольной (в качестве компонента ВВ), строительной, мебельной и деревообрабатывающей, нефтегазовой и ряде других отраслей промышленности.

Отрасли, использующие аммиачную селитру как сырье для производства взрывчатых веществ (ВВ) являются вторым по емкости сегментом ее потребления на внутреннем рынке после сельского хозяйства. Аммиачно-селитряные ВВ представляют собой большую группу взрывчатых веществ. Их принято относить к бризантным взрывчатым веществам пониженной мощности (в тротиловом эквиваленте на 25% слабее тротила). Однако это не вполне так. По бризантности аммиачно-селитряные ВВ, как правило, мало в чем уступают тротилу, а по фугасности превышают тротил, причем некоторые из них весьма значительно. Аммиачно-селитряные ВВ более предпочтительны при подрывании грунтов, так как, благодаря хорошей фугасности, способны выбросить из области взрыва больше грунта. Однако при работах в скальных грунтах предпочтительнее все же тротил, поскольку из-за большей бризантности он лучше дробит горные породы. Аммиачно-селитряные ВВ в большей степени находят применение в народном хозяйстве и в меньшей степени в военном деле. Причиной такого применения является значительно меньшая стоимость аммиачно-селитряных ВВ, их значительно более низкая надежность в приме нении. Прежде всего, это связано с большой гигроскопичностью аммиачных ВВ, поэтому при увлажнении более 3% такие ВВ полностью теряют способность взрываться. Они подвержены слеживаемости, из-за чего полностью или частично теряют взрывную способность. Непрерывно происходящие в этих ВВ процессы перекристаллизации приводят к увеличению занимаемого ими объема, что может способствовать разрушению упаковки или оболочек боеприпасов.

Кроме производства ВВ, аммиачная селитра активно используется для выпуска сложных минеральных удобрений как по специальной технологии на химических предприятиях, так и для выпуска различного рода тукосмесей на специальных смесительных станциях различной конструкции (тукоустановках).

2.Классификационные признаки аммиачной селитры

Аммиачная селитра (нитрат аммония) NH4NO3 имеет молекулярную массу 80,043; чистый продукт - бесцветное кристаллическое вещество, содержащее 60% кислорода, 5% водорода и 35% азота (по 17,5% в аммиачной и нитратной формах). 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 20С
При плотной упаковке 0,164
При неплотной упаковке 0,826
Температура плавления С 169,5
Теплота плавления кДж/кг 73,21
Теплота образования при 25С и 0,101 МПа , кДж/моль 365,6

Аммиачная селитра в зависимости от температуры существует в пяти кристаллических модификациях, термодинамически устойчивых при атмосферном давлении (табл. 1.1). Каждая модификация существует лишь в определенной области температур, и переход (полиморфный) из одной модификации в другую сопровождается изменениями кристаллической структуры, выделением (или поглощением) тепла, а также скачкообразным изменением удельного объема, теплоемкости, энтропии и т. д. Полиморфные переходы являются обратимыми -- энантиотропными.

Таблица 1.1 Кристаллические модификации аммиачной селитры

Модификации, вид симметрии	Интервал температур, °С	Параметры кристаллической решетки, нм
		а	6	с
I, кубическая II, тетрагональная III, ромбическая IV, ромбическая V, тетрагональная	169.6-125,8 125,8--84,2 84.2-32.2 32.2-(-16,9) Ниже --16,9	0,440 0,575 0,706 0,575 0.803	0,440 0,575 0,766 0.545 0,803	0,440 0,495 0,580 0,496 0,983

Аммиачная селитра растворяется в воде с поглощением тепла.

Аммиачная селитра хорошо растворима в воде, этиловом и метиловом спиртах, пиридине, ацетоне, жидком аммиаке .

Исходным сырьем в производстве аммиачной селитры является аммиак и азотная кислота.

Азотная кислота. Чистая азотная кислота HNO--бесцветная жидкость плотностью 1,51 г/см при - 42 °С застывающая в прозрачную кристаллическую массу. На воздухе она, подобно концентрированной соляной кислоте, «дымит», так как пары ее образуют с 'влагой воздуха мелкие капельки тумана. Азотная кислота не отличается прочностью, Уже под влиянием света она постепенно разлагается:

Чем выше температура и чем концентрированнее кислота, тем быстрее идет разложение. Выделяющийся диоксид азота растворяется в кислоте и придает ей бурую окраску.

Азотная кислота принадлежит к числу наиболее сильных кислот; в разбавленных растворах она полностью распадается на ионы Н и - NO.Азотная кислота -- одно из важнейших соединений азота: в больших количествах она расходуется в производстве, азотных удобрений, взрывчатых веществ и органических красителей, служит окислителем во многих химических процессах, используется в производстве серной кислоты по нитрозному способу, применяется для изготовления целлюлозных лаков, кинопленки.

Промышленное получение азотной кислоты. Современные промышленные способы получения азотной кислоты основаны на каталитическом окислении аммиака кислородом воздуха. При« описании свойств аммиака было указано, что он горит в кислороде, причём продуктами реакции являются вода и свободный азот. Но в присутствии катализаторов - окисление аммиака кислородом может протекать иначе. Если пропускать смесь аммиака с воздухом над катализатором, то при 750 °С и определенном составе смеси происходит почти полное превращение

Образовавшийся легко переходит в, который с водой в присутствии кислорода воздуха дает азотную кислоту.

В качестве катализаторов при окислении аммиака используют сплавы на основе платины.

Получаемая окислением аммиака азотная кислота имеет концентрацию, не превышающую 60%. При необходимости ее концентрируют,

Промышленностью выпускается разбавленная азотная кислота концентрацией 55, 47 и 45%, а концентрированная--98 и 97%, Концентрированную кислоту перевозят в алюминиевых цистернах, разбавленную -- в цистернах из кислотоупорной стали.

Синтез аммиака

Аммиак -- ключевой продукт различных азотсодержащих веществ, применяемых в промышленности и сельском хозяйстве. Д. Н. Прянишников назвал аммиак «альфой и омегой» в обмене азотистых веществ у растений.

На схеме показаны основные области применения аммиака. Состав аммиака был установлен К. Бертолле в 1784 г. Аммиак NНз -- основание, умеренно сильный восстановительный агент и эффективный комплексообразователь по отношению к катионам, обладающим вакантными связывающими орбиталями.

Физико-химические основы процесса. Синтез аммиака из элементов осуществляется по уравнению реакции

N2+ЗН2 =2NНз; ?H<0

Реакция обратимая, экзотермическая, характеризуется большим отрицательным энтальпийным эффектом (?Н=-91,96 кДж/моль) и при высоких температурах становится еще более экзотермической (?H=-112,86 кДж/моль). Согласно принципу Ле Шателье при нагревании равновесие смещается влево, в сторону уменьшения выхода аммиака. Изменение энтропии в данном случае тоже отрицательно и не благоприятствует протеканию реакции. При отрицательном значении ?S повышение температуры уменьшает вероятность протекания реакции,

Реакция синтеза аммиака протекает с уменьшением объема. Согласно уравнению реакции 4 моль исходных газообразных реагентов образуют 2 моль газообразного продукта. Основываясь на принципе Л е Шателье, можно сделать вывод о том, что в условиях равновесия содержание аммиака в смеси будет больше при высоком давлении, чем при низком.

2.1 Кодирование аммиачной селитры в соответствии с ТН ВЭД

Раздел VI - Продукция химической и связанных с ней отраслей промышленности.

Группа 31 - Удобрения.

Позиция 3102 - Удобрения минеральные или химические, азотные.

Субпозиция 310230 - Нитрат аммония, в том числе в водном растворе.

2.2 Кодирование аммиачной селитры в соответствии с «Общегосударственным классификатором Республики Беларусь»

Секция D - Продукция перерабатывающей промышленности.

Подсекция DG - Вещества химические, химические продукты и химические волокна.

Раздел 24 - Вещества химические, химические продукты и химические волокна.

Группа 24.1 - Вещества химические основные.

Класс 24.15 Удобрения и соединения азотные.

Категория 24.15.3 - Удобрения минеральные или химические азотные….

Подкатегория 24.15.30 Удобрения минеральные или химические азотные….

Подвид 24.15.30.300 Нитрат аммония.

аммиачная селитра азотная кислота миниприлят

3.Потребительские свойства аммиачной селитры

Аммиачная селитра представляет собой окислитель, способный поддерживать горение. При нагревании ее в замкнутом пространстве, когда продукты терморазложения не могут свободно удаляться, селитра может при некоторых условиях взрываться (детонировать). Она может взрываться также под воздействием сильных ударов, например при инициировании взрывчатыми веществами.

В начальный период нагревания при 110°С постепенно происходит эндотермическая диссоциация селитры на аммиак и азотную кислоту:

NH4NO3 ----> NH3 + НNО3 -- 174,4 кДж/моль.

При 165 °С потеря массы не превосходит 6%/сут. Скорость диссоциации зависит не только от температуры, но и от соотношения между поверхностью селитры и ее объемом, содержания примесей и др.

Аммиак менее растворим в расплаве, чем азотная кислота, поэтому удаляется быстрее; концентрация азотной кислоты увеличивается до равновесного значения, определяемого температурой. Наличие в расплаве азотной кислоты обусловливает автокаталитический характер терморазложения.

В интервале температур 200--270 °С протекает в основном слабоэкзотермическая реакция разложения селитры на закись азота и воду:

NH4NO3 ---->N2O+ 2H20+36,8 кДж/моль.

Заметное влияние на скорость терморазложения оказывает диоксид азота, который образуется при термическом разложении азотной кислоты, являющейся продуктом диссоциации аммиачной селитры.

При взаимодействии диоксида азота с селитрой образуются азотная кислота, вода и азот:

NH4N03 + 2NO2 ----> N2 + 2НNО3 + Н2О + 232 кДж/моль.

Тепловой эффект этой реакции более чем в 6 раз превышает тепловой эффект реакции разложения селитры на N20 и Н20. Таким образом, в закисленной селитре даже при обычных температурах вследствие значительной экзотермической реакции взаимодействия с диоксидом азота происходит самопроизвольное терморазложение, которое при большой массе аммиачной селитры может привести к ее бурному разложению.

При нагревании селитры в замкнутой системе при 210--220 °С происходит накопление аммиака, концентрация азотной кислоты снижается, поэтому происходит сильное торможение реакции разложения Процесс терморазложения практически прекращается, несмотря на то что большая часть соли еще не разложилась. При более высоких температурах аммиак окисляется быстрее, в системе накапливается азотная кислота и реакция протекает со значительным самоускорением, что может привести к взрыву.

Добавка к аммиачной селитре веществ, которые могут разлагаться с выделением аммиака (например, карбамид и ацетамид), тормозит терморазложение. Соли с катионами серебра или таллия значительно увеличивают скорость реакции вследствие образования комплексов с ионами нитрата в расплаве. Ионы хлора оказывают сильное каталитическое действие на процесс терморазложения. При нагревании смеси, содержащей хлорид и аммиачную селитру, до 220--230 °С начинается очень бурное разложение с выделением больших количеств газа. За счет теплоты реакции сильно повышается температура смеси, и разложение заканчивается в течение короткого времени.

Если хлоридсодержащую смесь поддерживать при температуре 150 - 200°С, то в первый период времени, называемый индукционным, разложение будет протекать со скоростью, соответствующей разложению селитры при данной температуре. В этот период помимо разложения будут протекать также другие процессы, результатом которых являются, в частности, увеличение содержания кислоты в смеси и выделение небольшого количества хлора. После индукционного периода разложение протекает с большой скоростью и сопровождается сильным выделением тепла и образованием большого количества токсичных газов. При большом содержании хлорида разложение всей массы аммиачной селитры быстро заканчивается. Ввиду этого содержание хлоридов в продукте строго ограничено.

При эксплуатации механизмов, используемых в производстве аммиачной селитры, следует применять смазки, которые не взаимодействуют с продуктом и не снижают начальную температуру терморазложения. Для этой цели может быть, например, использована смазка ВНИИНП-282 (ГОСТ 24926--81).

4. Технология производства аммиачной селитры

Основной метод

В промышленном производстве используется безводный аммиак и концентрированная азотная кислота:

Реакция протекает бурно с выделением большого количества тепла. Проведение такого процесса в кустарных условиях крайне опасно (хотя в условиях большого разбавления водой нитрат аммония может быть легко получен). После образования раствора, обычно с концентрацией 83 %, лишняя вода выпаривается до состояния расплава, в котором содержание нитрата аммония составляет 95--99,5 % в зависимости от сорта готового продукта. Для использования в качестве удобрения расплав гранулируется в распылительных аппаратах, сушится, охлаждается и покрывается составами для предотвращения слёживания. Цвет гранул варьируется от белого до бесцветного. Нитрат аммония для применения в химии обычно обезвоживается, так как он очень гигроскопичен и процентное количество воды в нём (щ(H2O)) получить практически невозможно.

Метод Габера

при давлении, высокой температуре и катализаторе

По способу Габера из азота и водорода синтезируется аммиак, часть которого окисляется до азотной кислоты и реагирует с аммиаком, в результате чего образуется нитрат аммония:

Нитрофосфатный метод

Этот способ также известен как способ Одда, названный так в честь норвежского города, в котором был разработан этот процесс. Он применяется непосредственно для получения азотных и азотно-фосфорных удобрений из широко доступного природного сырья. При этом протекают следующие процессы:

1. Природный фосфат кальция (апатит) растворяют в азотной кислоте:

2. Полученную смесь охлаждают до 0 °C, при этом нитрат кальция кристаллизуется в виде тетрагидрата -- Ca(NO3)2·4H2O, и его отделяют от фосфорной кислоты.

На полученный нитрат кальция и неудалённую фосфорную кислоту действуют аммиаком, и в итоге получают нитрат аммония:

Для получения практически неслеживающейся аммиачной селитры применяют ряд технологических приемов. Эффективным средством уменьшения скорости поглощения влаги гигроскопичными солями является их гранулирование. Суммарная поверхность однородных гранул меньше поверхности такого же количества мелкокристаллической соли, поэтому гранулированные удобрения медленнее поглощают влагу из воздуха. Иногда аммиачную селитру сплавляют с менее гигроскопичными солями, например с сульфатом аммония.

Технологический процесс производства нитрата аммония состоит из следующих основных стадий: нейтрализации азотной кислоты газообразным аммиаком, выпаривание нитрата аммония, кристаллизации и гранулирования плава, охлаждения, классификации и опудривания готового продукта (рис.4.1.).

Рисунок 4.1. - Принципиальная схема производства нитрата аммония

В настоящее время в связи с освоением производства 18 - 60% азотной кислоты основная масса нитрата аммония производится на установках АС-67, АС-72, АС-72М, мощностью 1360 и 1171 т/сутки с упариванием в одну ступень (рис.4.2.) , а также на установках безупарочного метода (рис.4.4.).

Рисунок 4.2 - Технологическая схема производства АС-72М:

1 - подогреватель аммиака; 2 - подогреватель кислоты; 3 - аппарат ИТН; 4 - донейтрализатор; 1 - выпарной аппарат; 6 - гидрозатвор-донейтрализатор; 7 - сборник плава; 8 - напорный бак; 9 - виброакустический гранулятор; 10 - грануляционная башня; 11 - транспортер; 12 - охладитель гранул «КС»; 13 - подогреватель воздуха; 14 - промывной скруббер



Газообразный аммиак из подогревателя 1, обогреваемого конденсатом сокового пара, нагретый до 120 - 160єС, и азотная кислота из подогревателя 2, обогреваемого соковым паром, при температуре 80 - 90єС поступают в аппарат ИТН (с использованием теплоты нейтрализации) 3. Для уменьшения потерь аммиака вместе с паром реакцию ведут в избытке кислоты. Раствор нитрата аммония из аппарата ИТН нейтрализуют в донейтрализаторе 4 аммиаком, куда одновременно добавляется кондиционирующая добавка нитрата магния и поступает на упаривание в выпарной аппарат 1. Из него образовавшийся плав нитрата аммония через гидрозатвор-донейтрализатор 6 и сборник плава 7 направляется в напорный бак 8 и из него с помощью виброакустических грануляторов 9 поступает в грануляционную башню 10. В нижнюю часть башни засасывается атмосферный воздух, и подается воздух из аппарата для охлаждения гранул «КС» 12. Образовавшиеся гранулы нитрата аммония из нижней части башни поступают на транспортер 11 и в аппарат кипящего слоя 12 для охлаждения гранул, в который через подогреватель 13 подается сухой воздух. Из аппарата 12 готовый продукт направляется на упаковку.

Воздух из верхней части башни 10 поступает в скрубберы 14, орошаемые 20% раствором нитрата аммония, где отмывается от пыли нитрата аммония и выбрасывается в атмосферу. В этих же скрубберах очищаются от непрореагировавшего аммиака и азотной кислоты газы, выходящие из выпарного аппарата и нейтрализатора. Аппарат ИТН, грануляционная башня и комбинированный выпарной аппарат - основные аппараты в технологической схеме АС-72М.

Аппарат ИТН (рис.4.3.) имеет общую высоту 10 м и состоит из двух частей: нижней реакционной и верхней сепарационной. В реакционной части находится перфорированный стакан в который подают азотную кислоту и аммиак. При этом за счет хорошей теплоотдачи реакционной массы стенкам стакана, реакция нейтрализации протекает при температуре, более низкой, чем температура кипения кислоты. Образующийся раствор нитрата аммония закипает, и из него испаряется вода. За счет подъемной силы пара парожидкостная эмульсия выбрасывается из верхней части стакана и проходит через кольцевой зазор между корпусом и стаканом, продолжая упариваться. Затем она поступает в верхнюю сепарационную часть, где раствор, проходя ряд тарелок, отмывается от аммиака раствором нитрата аммония и конденсатом сокового пара. Время пребывания реагентов в реакционной зоне не превышает одной секунды, благодаря чему не происходит термического разложения кислоты и нитрата аммония. За счет использования теплоты нейтрализации в аппарате испаряется большая часть воды и образуется 90% раствор нитрата аммония.

Комбинированный выпарной аппарат высотой 16 м состоит из двух частей. В нижней кожухотрубной части диаметром 3м происходит упаривание раствора, проходящего через трубки, обогреваемые сначала перегретым паром, нагретым до 180єС воздухом. Верхняя часть аппарата служит для очистки выходящей из аппарата паровоздушной смеси и частичного упаривания поступающего в аппарат раствора нитрата аммония. Из выпарного аппарата выходит плав нитрата аммония концентрацией 99,7% с температурой около 180єС.

Грануляционная башня имеет прямоугольное сечение 11х8 м² и высоту около 61 м. Через отверстие в нижней части в башню поступает наружный воздух и воздух из охладителя гранул. Поступающий в верхнюю часть башни плав нитрата аммония диспергируется с помощью трех виброакустических грануляторов, в которых струя плава превращается в капли. При падении капель с высоты около 10 м они затвердевают и превращаются в гранулы. Кристаллизация плава с влажностью 0,2% начинается при 167єС и заканчивается при 140 єС. Объем воздуха, подаваемого в башне, составляет в зависимости от времени года 300 - 100 м³/час.

В установках АС - 72М применяется магнезиальная добавка против слеживаемости продукта (нитрат магния). Поэтому операции обработки гранул ПАВ, предусмотренной в схемах АС - 67 и АС - 72, не требуется.

Принципиальными отличиями технологической схемы производства нитрата аммония безупарочным методом (рис.4.) являются: использование более концентрированной азотной кислоты; проведение процесса нейтрализации при повышенном (0,4МПа) давлении; быстрый контакт нагретых компонентов.

В этих условиях на стадии нейтрализации образуется парожидкостная эмульсия, после разделения которой получают плав концентрацией 98,1%, что позволяет исключить отдельную стадию упаривания раствора.

Рисунок 4.4 - Технологическая схема безупарочного метода:

1 - подогреватель азотной кислоты; 2 - подогреватель аммиака; 3 - реактор (нейтрализатор); 4 - сепаратор эмульсии; 1 - барабанный кристаллизатор; 6 - нож; 7 - барабанная сушка.

Нагретые в нагревателях 1 и 2, обогреваемые паром, выходящим из сепаратора, эмульсии 4, азотная кислота и аммиак поступают в нейтрализатор 3, где в результате реакции образуется эмульсия из водного раствора нитрата аммония и водяного пара. Эмульсия разделяется в сепараторе 4 и плав нитрата аммония подается в барабанный кристаллизатор 1, в котором нитрат аммония кристаллизируется на поверхности металлического барабана, охлаждаемого изнутри водой.

Образовавшийся на поверхности барабана слой твердого нитрата аммония толщиной около 1 мм срезается ножом 6 и в виде чешуек поступает для просушивания в барабанную сушилку 7. Подобный продукт в виде чешуек используется для технических целей.

Охлажденный продукт направляют на склад, а затем на отгрузку навалом или на упаковку в мешки. Обработку диспергатором ведут в полом аппарате с центральнорасположенной форсункой, опрыскивающей кольцевой вертикальный поток гранул, или во вращающемся барабане. Качество обработки гранулированного продукта во всех применяемых аппаратах удовлетворяет требование ГОСТ 2-85.

Гранулированную аммиачную селитру хранят на складе в буртах высотой до 11 м. Перед отправкой потребителю селитру из склада подают на рассев. Нестандартный продукт растворяют, раствор возвращают на упарку. Стандартный продукт обрабатывают диспергатором НФ и отгружают потребителям.

Емкости для серной и фосфорной кислот и насосное оборудование для их дозирования скомпоновано в самостоятельный блок. Центральный пункт управления, электроподстанция, лаборатория, служебные и бытовые помещения расположены в отдельном здании.

Упаковка селитры производится в мешки с полиэтиленовым вкладышем массой 50 кг, также специализированные контейнеры - бигбеги, массой 500-800 кг. Транспортировка осуществляется как в подготовленной таре, так и насыпью. Возможно перемещение различными разновидностями транспорта, только исключен воздушный транспорт из-за повышенной пожарной опасностью.

5.Стандарты на селитру аммиачную, нормируемые показатели качества в соответствии с требованиями стандартов

Требования потребителей к качеству выпускаемой промышленностью аммиачной селитры отражены в ГОСТ 2-85 «Селитра аммиачная. Технические условия», согласно которому выпускают товарный продукт двух марок.

По физико-химическим показателям селитра должна соответствовать нормам, указанным в таблице:

	Норма для марки
Наименование показателя	А	Б
	ОКП 21 8111 0100	Высший сорт ОКП 21 8111 0220	Первый сорт ОКП 21 8111 0230	Второй сорт ОКП 21 8111 0240
1. Суммарная массовая доля нитратного и аммонийного азота в пересчете: - на NH4NO3 в сухом веществе, %, не менее	98	Не нормируется
- на азот в сухом веществе, %, не менее	Не нормируется	34,4	34,4	34,0
2. Массовая доля воды, %. не более: - с сульфатной и сульфатно-фосфатной добавками - с добавками нитратов кальция и магния	0,2 0,3	0,2 0,3	0,2 0,3	0,3 0,3
3. pH 10%-нога водного раствора, не менее	5.0	5,0	5.0	5.0
с сульфатно-фосфатной добавкой	4.0	4.0	4.0	4.0
4. Массовая доля веществ, не растворимых в 10 %-ном растворе азотной кислоты, % не более	0.2	Не нормируется
5. Гранулометрический состав:
- массовая доля гранул размером от 1 до 3 мм, %, не менее	93		Не нормируется
- массовая доля гранул размером от 1 до 4 мм, %, не менее	Не нормируется	95	95	95
в том числе гранул размером от 2 до 4 мм, %, не менее	Не нормируется	80	50	Не нормируется
- массовая доля гранул размером менее 1 мм, %, не более	4	3	3	4
- массовая доля гранул размером более 6 мм, %	0,0	0,0	0,0	0,0
6. Статическая прочность гранул, Н/гранулу (кг/гранулу), не менее:	5(0,5)		7(0,7)	5(0,5)
- с сульфатной и сульфатно-фосфатной добавками		10(1,0)
- с добавками нитратов кальция и магния		8(0,8)
7. Рассыпчатости %, не менее	100	100	100	100

Примечания:

1.Требования к качеству селитры, предназначенной для экспорта, должны соответствовать требованиям договора (контракта) поставщика с внешнеэкономической организацией или иностранным покупателем.

2.Массовую долю воды определяют в момент приемки у потребителя.

3.Массовая доля гранул менее 1мм для высшего и первого сортов марки Б на момент отгрузки - не более 2 %.

4.Допускается по согласованию с потребителем для марки А нормирование массовой доли гранул размером от 1 до 4 мм не менее 95%.

- Селитра выпускается только с применением кондиционирующих добавок, содержащих кальций, магний, сульфат или сульфат и сумме с фосфатом. Селитра с сульфатной и сульфатно-фосфатной добавками выпускается только с применением поверхностно-активных веществ: диспергатора НФ, жирных кислот или аминов жирных кислот.

- Допускается в течение двух лет в селитре марки Б применять новые добавки по согласованию с потребителем.

6. Контроль качества. Требования стандартов на правила приемки, хранения, испытания и эксплуатации аммиачной селитры

Химический состав определяют по ГОСТ 30181.6-94 «Удобрения минеральные. Метод определения массовой доли азота в солях аммония (в аммонийной форме формальдегидным методом)», ГОСТ 30181.4-94 «Удобрения минеральные. Метод определения суммарной массовой доли азота, содержащегося в сложных удобрениях и селитрах в аммонийной и нитратной формах (метод Деварда), ГОСТ 21560.5-82 «Удобрения минеральные. Метод определения рассыпчатости», ГОСТ 21560.2-82 «Удобрения минеральные. Метод определения статической прочности гранул», ГОСТ 21560.1-82 «Удобрения минеральные. Метод определения гранулометрического состава», ГОСТ 21560.0-82 «Удобрения минеральные. Методы отбора и подготовки проб», ГОСТ 20851.4-75 «Удобрения минеральные. Методы определения воды». Условия приемки, упаковки, маркировки, транспортировки, хранения определяют по ГОСТ 23954-80 «Удобрения минеральные. Правила приемки», ГОСТ 26663-85 «Пакеты транспортные. Формирование с применением средств пакетирования. Общие технические требования», ГОСТ 17811-78 «Мешки полиэтиленовые для химической продукции. Технические условия», ГОСТ 2226-88 «Мешки бумажные. Технические условия», ГОСТ 19433-88 «Грузы опасные. Классификация и маркировка», ГОСТ 14192-96 «Маркировка грузов».

Прочность гранул определяют в соответствии с ГОСТ- 21560.2-82 при помощи приборов ИПГ-1, МИП-10-1 или ОСПГ -1М.

Рассыпчатость гранулированной аммиачной селитры, упакованной в мешки, определяют в соответствии с ГОСТ-21560.5-82. ГОСТ 14702-79 - распространяется на водоустойчивую аммиачную селитру.

Заключение

В данной работе рассмотрено производство аммиачной селитры и принципиальная технологическая схема, свойства и области применения аммиачной селитры..

Рассмотрели физические, химические свойства аммиачной селитры. Так как аммиачная селитра обладает такими свойствами как слеживаемость и гигроскопичность необходимо применять порошкообразные добавки, припудривающие частицы соли. Одни из добавок уменьшают активную поверхность частиц, другие обладают адсорбционными свойствами. Прибавлять к слеживающимся солям очень малые количества красителей, а также охлаждать аммиачную селитру перед упаковкой в тару. Чтобы уменьшить гигроскопичность необходимо селитру гранулировать. Гранулы имеют меньшую удельную поверхность, чем мелкокристаллическая соль, поэтому медленнее увлажняется. На основе тщательных физико - химических исследований рекомендованы и внедряются новые кондиционирующие добавки. Внедрены установки тонкой очистки выхлопных газов и паров от пыли аммиачной селитры. Значительные успехи достигнуты в создании малоотходных производств (путем создания замкнутого по газу технологического цикла).

В последнее время на ряде действующих агрегатов АС-72 и АС- 67 установлены фильтрующие элементы в скрубберах на грануляционных башнях. Первые результаты показывают значительное улучшение очистки: содержание аммиачной селитры в уходящем воздухе при нормальном функционировании фильтрующей стадии очистки значительно более низкое, чем прежде. Аммиачная селитра является наиболее важным и распространенным азотным удобрением которое применяется сельском хозяйстве. Поэтому необходимо соблюдать условия хранения аммиачной селитры и создавать новые технологические решения.

Список литературы

1. Клевке В.А., «Технология азотных удобрений»,М.,Госхимиздат,1963г.

2. Миниович М.А. Производство аммиачной селитры. М. «Химия», 1974. - 240 с.

3. Общая химическая технология: Важнейшие химические производства/И.П.Мухленов.-4-е изд.-М.:Высш.шк.,1984.- 263с.

4. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию. Под ред.Ю.И.Дытнерского,2-е изд.,М.: Химия,1991.-496 с.

5. Основы химической технологии. /Под ред. И.П. Мухленов и др. М.: ВЫСШ. ШК., 1991. - 462 С., ИЛ.

6. Производство аммиачной селитры в агрегатах большой единичной мощности/ М.Е. Иванов, В.М. Олевский, Н.Н. Поляков и др.- М.: Химия, 1990.- 288 с.

7. Технология аммиачной селитры . Под ред. докт. техн. наук проф. В.М. Олевского.- М.: Химия, 1978.- 310 с.

Размещено на Allbest.ru