ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Технологические схемы производства азотнокислого аммония из "Общая химическая технология Том 1" В зависимости от концентрации азотной кислоты и от того, в каком виде применяется аммиак (в газообразном или в виде водного раствора), количество тепла, выделяющегося при образовании азотнокислого аммония, колеблется от 12 500 до 35 600 кал1г-мол. Так как азотная кислота применяется в виде 48—60%-ного раствора, то при расчете тепла нейтрализации приходится учитывать также теплоту разбавления азотной кислоты (положительная величина) и теплоту растворения нитрата аммония (отрицательная величина). [c.453] Каждая из перечисленных операций может осуществляться по различным вариантам и в различной аппаратуре. [c.454] В связи с исключительно быстрым развитием азотной промышленности за последние 25 лет для производства азотнокислого аммония применяются разнообразные технологические схемы и аппараты, причем различные усовершенствования и нововведения быстро внедряются и развиваются. Новые технологические схемы часто являются комбинациями отдельных частей различных схем. Поэтому нецелесообразно давать детали существующих многочисленных систем и аппаратов, а следует остановиться лишь на принципиальных основах химико-технологического оформления процессов производства азотнокислого аммония. [c.454] Нейтрализация. Процесс нейтрализации азотной кислоты аммиаком является гетерогенным процессом. Для увеличения поверхности соприкосновения газа с жидкостью этот процесс осуществляется путем барбо-тажа или путем поверхностного соприкосновения газа со струями раствора азотной кислоты, орошающего насадку башни или стекающего по полкам аппарата. [c.454] Во избежание разложения азотной кислоты и азотнокислого аммония в процессе нейтрализации, часть тепла, выделяющегося в процессе нейтрализации, необходимо отводить. Это тепло должно быть использовано для упаривания раствора азотнокислого аммония. Конструктивно эти задачи разрешаются различными путями. [c.454] В аппаратах старых систем производилось охлаждение реакционной массы, но тепло реакции не использовалось. В более новых системах тепло реакции используется для частичного упаривания раствора азотнокислого аммония, а выделяющийся при упаривании соковый пар — для нагрева исходной азотной кислоты. Наиболее распространены системы с использованием тепла реакции, работающие под атмосферным давлением некоторые системы работают под повышенным давлением. [c.454] Используя теплоту нейтрализации, можно выпарить 450—550 кг воды на 1 г готового NH4NO3 и таким образом сэкономить до 0,5—0,6 т пара, получая высококонцентрированный раствор азотнокислого аммония. [c.454] Трудность использования тепла реакции нейтрализации связана с тем, что температура кипения азотной кислоты ниже температуры кипения получающегося раствора азотнокислого аммония. Так, при нор- мальном давлении 92—93%-ный раствор NH4NO3 кипит при 150°, в то время как температура кипения 70%-ной азотной кислоты 122°. Поэтому в первых аппаратах с использованием тепла реакции нейтрализации зона нейтрализации была отделена от зоны кипения раствора. Во избежание разложения азотной кислоты применялось повышенное давление. В дальнейшем удалось создать конструкцию нейтрализатора, позволившую избежать потерь азотной кислоты даже при кипении ее в зоне нейтрализации. При этом, используя для нейтрализации 58—60%-ную азотную кислоту, получают 85—90%-ный раствор азотнокислого аммония. [c.454] В настоящее время схемы получения аммиачной селитры без использования тепла нейтрализации заменены схемами, в которых это тепло используется. [c.454] Принципиальная схема производства азотнокислого аммония с использованием тепла нейтрализации, разработанная советскими специалистами, показана на рис. 215. По этой схеме нейтрализацию проводят в аппарате 1 под атмосферным давлением. Образующийся в результате кипения раствора соковый пар отводится через ловушку 2 в атмосферу. Раствор азотнокислого аммония, содержащий до 10 г/л избыточной азотной кислоты, поступает в донейтрализаторы 3, куда подается водный раствор аммиака. Из донейтрализаторов раствор азотнокислого аммония. [c.454] Если аммиачная селитра предназначена для применения в качестве удобрения, ее подвергают дополнительной обработке, целью которой является уменьшение слеживае-мости и гигроскопичности (гранулирование, сплавление с другими солями, покрытие частиц селитры тончайшими пленками гидрофобных веществ, припудривание и т. п.). [c.455] Наибольшее распространение получила схема нейтрализации под атмосферным давлением. Нейтрали-зационный аппарат для получения растворов азотнокислого аммония под атмосферным давлением состоит из двух вставленных один в другой цилиндров различных диаметров (рис. 216). Оба цилиндра изготовлены из специальной стали. Внутренний цилиндр 1 заполнен на 4 его высоты керамическими кольцами. [c.455] На некоторых заводах применяется схема нейтрализации с упариванием раствора в вакуум-испарителе. Температура в нейтрализаторе поддерживается на уровне 100° раствор в нейтрализаторе не закипает. Избыток тепла отводится циркулирующим раствором, который охлаждается в вакуум-испарительной установке. В сосуде для выделения газов (так называемом экспанзере) сконцентрированный в нейтрализаторе раствор охлаждается при испарении. [c.456] Применяются также аппараты, в которых нейтрализация протекает под давлением. Такой аппарат состоит из внутреннего сатуратора, в котором процесс смешения аммиака с азотной кислотой ведется под давлением до 8 ата, и наружного испарителя, работающего под атмосферным давлением. Циркулирующий раствор охлаждается путем теплообмена с раствором, находящимся в испарителе. Вследствие самоиспарения и теплопередачи через стенки циркуляционных труб происходит упаривание раствора азотнокислого аммония до содержания 90% ЫН НОз. После дополнительного упаривания до содержания 98%, НН4МОз плав кристаллизуют на охлаждаемых изнутри барабанах или подвергают гранулированию в башнях. [c.456] Из приведе1Й 0Г0 в табл. 34 теплового баланса процесса нейтрализации видно, какую существенную роль играет использование тепла реакции. [c.456] Упаривание. Процесс упаривания растворов азотнокислого аммония осуществляется обычно в непрерывно действующих вакуум-аппаратах тепло, требуемое для упаривания, передается раствору через стенки обогреваемых паром трубок. Непосредственное соприкосновение азотнокислого аммония с топочными газами не применяется во избежание местных перегревов, разложения и загрязнения продукта. [c.456] Выпарной аппарат непрерывного действия состоит из нескольких горизонтально расположенных одна над другой последовательно соединенных трубчаток. Каждая трубчатка представляет собой цилиндрический сосуд, в кожухе которого установлены цельнотянутые трубки из нержавеющей кислотостойкой стали (18 трубок в кожухе каждой трубчатки). Для улучшения условий теплопередачи в одном конце трубчатки устроена перегородка, разделяющая трубное пространство на две части. Большая скорость движения жидкости по трубкам обеспечивает высокий коэффициент теплопередачи. [c.456] Кристаллизация. Процесс кристаллизации в производстве азотнокислого аммония имеет весьма большое значение, так как от условий его проведения зависит качество продукта. В случае получения мелкодисперсного и влажного продукта азотнокислый аммоний при хранении слеживается, образуя плотную массу, которую как удобрение невозможно рас-севать в поле. Кроме того, такой продукт быстро поглощает влагу и труднее подсушивается. Поэтому соблюдение физико-химических условий и выбор системы аппаратов, обеспечивающих получение крупных и возможно более сухих кристаллов определенной формы, является важнейшей задачей процесса кристаллизации азотнокислого аммония. Мелкокристаллическая селитра нужна лишь для производства некоторых взрывчатых веществ. [c.456] И кристаллизация плава на поверхности охлажда-емых изнутри вращающихся барабанов (рис. 218). Полый металлический барабан, охлаждаемый изнутри проточной водой, погружен в корыто, куда поступает плав азотнокислого аммония. При вращении барабана со скоростью 6—10 об/мин. на его поверхности налипает корка кристаллизующегося азотнокислого аммония (толщиной 0,8— 2 мм). Корка срезается ножом, укрепленным параллельно образующей барабана, и направляется по алюминиевому желобу во вращающуюся, охлаждаемую воздухом трубу, а оттуда на транспортерную ленту. Во избежание кристаллизации плава в корыте, последнее снабжено паровым обогревом , вследствие чего температура плава поддерживается не ниже 140°. Барабан и корыто изготовляются из ковкого чугуна с примесью никеля. [c.458] Поступающий в корыто плав обычно содержит до 98,4% NH4NO3 и имеет температуру 140—145°. Барабан погружен в плав не менее чем на 80—100 мм. Входящая в барабан проточная вода имеет обычно температуру 10—15°, а выходящая 20—35°. Размер агломерированных частиц сильно колеблется (от I до 5 мм в поперечнике) величина отдельных кристаллов азотнокислого аммония большей частью не превышает 1—1,2 мм. [c.458] Вернуться к основной статье