Производство аммиачной селитры. Свойства нитрата аммония. Технологическая схема производства нитрата аммония с упариванием

Оглавление

Введение............................................................................................... 3

1   Производство аммиачной селитры.................................................. 4

1.1  Свойства нитрата аммония........................................................ 4

1.2  Физико-химические основы процесса синтеза......................... 4

1.2.1   Нейтрализация.................................................................. 4

1.2.2   Упаривание раствора нитрата аммония.......................... 4

2.1  Технологические схемы производства...................................... 5

1.2.1   Технологическая схема производства нитрата аммония с  упариванием.................................................................. 6

1.2.2   Технологическая схема безупарочного метода............... 7

2   Производство карбамида................................................................. 8

2.1  Свойства карбамида................................................................... 8

2.2  Физико-химические основы процесса синтеза......................... 9

2.3. Технологическая схема производства карбамида.................... 9

2.2.1   Технологическая схема с полным жидкостным рециклом......................................................................... 11

2.2.2   Технологическая схема стриппинг-процесса................ 13

3   Производство аммиачной селитры и карбамида в России........... 15

Заключение......................................................................................... 17

Список литературы............................................................................ 18

Введение

Важнейшим видом минеральных удобрений являются азотные: аммиачная селитра, карбамид, сульфат аммония, водные растворы аммиака и др. Растения могут потреблять только связанный азот — в форме нитратов, солей аммония или амидов. Сравнительно небольшие количества связанного азота образуются из атмосферного за счет деятельности почвенных микроорганизмов. Однако современное земледелие уже не может существовать без дополнительного внесения в почву азотных удобрений, полученных в результате промышленного связывания атмосферного азота.

Азотные удобрения отличаются друг от друга по содержанию в них азота, по форме соединений азота (нитратные, аммонийные, амидные), фазовому состоянию (твердые и жидкие), различают также физиологически кислые и физиологически щелочные удобрения.

1  Производство аммиачной селитры

1.1   Свойства нитрата аммония

Аммиачная селитра  (нитрат аммония) NН₄NО₃ — кристаллическое вещество белого цвета, содержащее 35% азота в аммонийной и нитратной формах. Гранулированную аммиачную селитру применяют в больших масштабах перед посевом и для всех видов подкормок. В меньших масштабах ее используют для производства взрывчатых веществ.

Нитрат аммония сильно гигроскопичен и легко поглощает влагу из атмосферы. Это является причиной того, что гранулы удобрения расплываются, теряют свою кристаллическую форму, происходит слеживание удобрений - сыпучий материал превращается в твердую монолитную массу.

Впервые аммиачная селитра была получена Глаубером в 1659 году.

1.2   Физико-химические основы процесса синтеза

Производство нитрата аммония основано на реакции нейтрализации азотной кислоты газообразным аммиаком с последующим упариванием полученного раствора.

1.2.1  Нейтрализация

Нейтрализация азотной кислоты аммиаком – это необратимый гетерогенный процесс, протекающий с выделением тепла по уравнению:

Подогрев компонентов (азотной кислоты и газообразного аммиака) улучшает перемешивание системы, ускоряет процесс нейтрализации и повышает концентрацию раствора нитрата аммония.

1.2.2  Упаривание раствора нитрата аммония

В результате нейтрализации образуется водный раствор нитрата аммония. При этом за счет теплового эффекта реакции нейтрализации часть воды испаряется в виде сокового пара. Интенсивность испарения зависит от величины теплового эффекта и температуры процесса. Поэтому концентрация образующегося раствора определяется как концентрацией азотной кислоты, так и температурой.

Для испарения воды и концентрирования раствора нитрата аммония можно использовать как внешнее тепло, подводимое к системе, так и теплоту нейтрализации, выделяющуюся в самом процессе.

В соответствии с принципом использования тепла все существующие варианты технологического процесса производства нитрата аммония делятся на две группы:

а)  Без упаривания раствора

1)  концентрирование раствора осуществляется за счет теплоты нейтрализации азотной кислоты концентрацией 65%;

2)  образуется 96%  плав нитрата аммония;

б)  С упариванием раствора

1)  Концентрирование раствора осуществляется как за счет частичного использования теплоты нейтрализации, так и за счет подводимого извне тепла;

2.1   Технологические схемы производства

Технологичный процесс производства нитрата аммония состоит из следующих основных стадий: нейтрализация азотной кислоты газообразным аммиаком, выпаривание раствора нитрата аммония, кристаллизации и гранулирования плава, охлаждения, классификации и опудривания готового продукта (рис.1).

Рисунок 1  – Принципиальная схема производства нитрата аммония [1]

1.2.1 Технологическая схема производства нитрата аммония с  упариванием

1 – подогреватель аммиака, 2 – подогреватель кислоты, 3 – аппарат ИТН,

4 – донейтрализатор, 5 – выпарной аппарат, 6 – гидрозатвор-донейтрализатор, 7 – сборник плава, 8 – напорный бак, 9 –виброаккустический гранулятор, 10 – грануляционная башня, 11 –транспортер, 12 – охладитель гранул, 13 – подогреватель воздуха, 14 – промывной скруббер

Рисунок 2  – Технологическая схема производства нитрата аммония