Од талогот CaCO3 се добива раствор од амониум сулфат кој се преработува во готовиот производ со испарување и кристализација.
Овој процес може да се изврши и со методот на гас со употреба на гасовит амонијак и CO2 наместо амониум карбонат според реакцијата
CaSO4 + 2NH3 + CO2 + H2 O = CaCO3 + (NH4)2 SO4.
Сепак, двата од овие методи не нашле индустриска примена поради ниските технички и економски показатели.
ПРОИЗВОДСТВО НА АМОНИУМ НИТРАТ
Својства на амониум нитрат. Амониум нитрат NH 4 NO 3 (технички
nic име - амониум или амониум нитрат) е безбојна кристална супстанција со точка на топење од 169,6 ° C. Содржи 35% азот во форми на амониум и нитрат и е азотно ѓубриво без баласт. Цврстиот амониум нитрат во температурен опсег од 169,6°C до -50°C постои во форма на пет полиморфи, кои се разликуваат по кристалната структура, кристалната густина и волуменот на кристалната решетка. Карактеристиките на овие модификации се прикажани во табела. 23.
Табела 23
Кристалографски карактеристики на модификации на амониум нитрат
Температура | Елементарен волумен |
||
Модификација | Вид на симетрија | кристален |
|
постоење, °C | решетки, Å3 |
||
Кубни | |||
Тетрагонална | |||
Ромбична | |||
Бипирамидални | |||
(–17)–(–50) | Тетрагонална |
Секоја модификација постои во одреден температурен опсег, а преминот на една модификација во друга е придружен со промена на структурата и волуменот на кристалната решетка. Овие трансформации се реверзибилни и се придружени со ослободување (или апсорпција на топлина) и нагло менување на специфичниот волумен. При ладење на топењето на амониум нитрат,
Има последователни трансформации на првата модификација во втора, втората во трета, третата во четврта и четвртата во петта.
На местата на премин на една модификација во друга, во формираните кристали се јавуваат силни деформациски сили, што доведува до нивно уништување. Кристалите NH4 NO3 доживуваат најголема деформација за време на секвенцијалната трансформација на модификациите II → III → IV, бидејќи елементарниот волумен на кристалната решетка од третата модификација е приближно двојно поголем од втората, додека волумените на втората и четвртата модификација се скоро исто. Трансформацијата на втората модификација во трета се случува на температура од 84,2°C, а третата во четврта – на 32,3°C. Со цел да се избегне уништување на кристалите на амониум нитрат за време на ладењето, станува неопходно да се заменат последователните трансформации на модификациите II → III → IV со метастабилна трансформација на втората модификација во четврта, заобиколувајќи ја третата. Во овој случај, деформацијата на кристалите NH4 NO3 ќе биде минимална, бидејќи волуменот на кристалната решетка од втората модификација е 163,7 Å3, а четвртата - 155,4 Å3. За
За да се реши овој проблем, спроведено е големо истражување за да се утврди влијанието на различните нечистотии врз природата и редоследот на модификацијата на трансформациите на амониум нитрат. Утврдено е дека природата и редоследот на модифицираните трансформации зависи од содржината на влага во топењето и нечистотиите на амониум сулфат, амониум фосфати и магнезиум нитрат. Така, при ладење на топење на амониум нитрат што содржи 0,04-0,08% H2O, последователните трансформации на модификациите II → III → IV се заменуваат со метастабилната транзиција II → IV, која се јавува на температура од 50 ° C.
Нечистотиите на амониум сулфат, амониум фосфати и магнезиум нитрат имаат сличен ефект врз природата и редоследот на модификацијата на трансформациите на амониум нитрат. Кога содржината на овие нечистотии во топењето на NH4 NO3 е 0,5-2,0% за време на процесот на ладење, преминот на втората модификација кон четвртата се стабилизира, заобиколувајќи ја третата на температура од 50 °C. Со овие адитиви, содржината на влага во топењето може да се зголеми на 0,2-0,3%.
Ова својство на амониум нитрат е широко користено во индустриската пракса. Кога се произведува гранулиран амониум нитрат, тој се додава во составот на неговите раствори пред испарување.
соодветните адитиви, растворите се испаруваат до концентрација од 99,7-99,8%, топењето се гранулира во кули за гранулација, а гранулите се ладат во апарат за флуидизирано корито на температура од 40-50°C.
Амониум нитратот е многу растворлив во вода, а растворливоста нагло се зголемува со зголемување на температурата. Ефектот на температурата врз растворливоста на NH4 NO3 се карактеризира со податоците прикажани во табелата. 24.
Табела 24
Ефект на температурата врз растворливоста на NH4 NO3 | ||||||||||
Температура, °C | ||||||||||
Концентрација | ||||||||||
NH4 NO3, % | ||||||||||
Така, за време на испарувањето, водените раствори на NH4 NO3 може да се претворат во топење, што значително ја поедноставува технологијата на неговото производство со елиминирање на фазите на кристализација од раствори, филтрација и сушење.
Амониум нитратот има висока хигроскопност, што се карактеризира со податоците прикажани во табелата. 25.
Табела 25
Зависност на хигроскопноста на амониум нитрат од температурата
Температура, °C | |||||
Хигроскопски | |||||
При релативна влажност на воздухот над хигроскопската точка, амониум нитратот ја апсорбира влагата од воздухот и се навлажнува. При промена на температурата, NH4 NO3 се кристализира од површинскиот раствор, поради што честичките NH4 NO3 растат заедно една со друга, претворајќи се од прашкаста состојба во монолитна маса. Овој феномен се нарекува колач. За борба против згрутчувањето, потребно е производот длабоко да се исуши, да се спакува во контејнери отпорни на влага и да се обработи површината на честичките со хидрофобни адитиви против стврднување.
Негативните својства на амониум нитратот се ниска термичка стабилност, опасност од пожар и експлозија.
Производство на азотни ѓубрива |
Кога се загрева над 110°C, амониум нитратот полека се распаѓа на амонијак и азотна киселина според реакцијата
NH4 NO3 = NH3 + HNO3 + 144,9 kJ.
На 165°C, губењето на тежината на нитрати не надминува 6%/ден. Во овој случај, амонијакот се отстранува во гасната фаза, а азотна киселина се акумулира во цврстата и течната фаза и се распаѓа со ослободување на NO2, кој влегува во интеракција со NH4 NO3 според реакцијата.
NH4 NO3 + 2NO2 = N2 + 2HNO3 + H2 O + 232 kJ.
Оваа реакција е многу егзотермна и доведува до формирање на нови делови од азотна киселина и до загревање на масата. Така, азотна киселина е катализатор за разградување на NH4 NO3, па затоа не треба да се дозволи нејзино акумулирање во масата на нитратот. Кога нитратот се загрева на температура од 200-270°C, се јавува слабо егзотермна реакција
NH4 NO3 = N2 O + 2H2 O + 36,8 kJ.
Со нагло зголемување на температурата, како и под влијание на детонатори, експлозивното распаѓање на нитратот се случува според равенката
NH4 NO3 = N2 + 0,5O2 + 2H2 O +118 kJ.
Така, амониум нитратот е слаб експлозив и на негова основа се произведуваат експлозиви - амонити и амонили, кои се мешавини на нитрат со органски материи или со алуминиум во прав.
Сите овие својства мора да се земат предвид при производство на амониум нитрат, строго почитување на технолошките прописи и избегнување на прекршување на правилата за складирање и транспорт на готовиот производ.
Методи за добивање на амониум нитрат. Главниот метод за производство на амониум нитрат е неутрализација на азотна киселина со амонијак според реакцијата
HNO3 + NH3 = NH4 NO3 + 144,9 kJ.
Суровината за производство на амониум нитрат е азотна киселина со 47–60% концентрација и амонијак или гасови што содржат амонијак. Како резултат на неутрализација, се формираат водени раствори на амониум нитрат, кои се користат за да се добие цврст производ
се изложени на испарување. Процесот на неутрализација генерира голема количина на топлина, која се користи за испарување на растворите. Количината на генерирана топлина зависи од концентрацијата на азотна киселина. Кога се користат чисти 100% супстанции, термичкиот ефект на реакцијата е 144,9 kJ/mol. При користење на водени раствори на азотна киселина, големината на термичкиот ефект се намалува со топлината на разредување на 100% азотна киселина и топлината на растворање на амониум нитрат.
Зависноста на топлината на неутрализација од концентрацијата на азотна киселина е прикажана на сл. 38.
q, kJ на 1 mol NH4 NO3
Ориз. 38. Зависност на топлината на неутрализација од концентрацијата на азотна киселина
Со зголемување на концентрацијата на азотна киселина, количината на топлина генерирана по единица волумен на растворот се зголемува, што овозможува да се испари повеќе вода и да се добијат повеќе концентрирани раствори на амониум нитрат.
Зависноста на концентрацијата на растворите на NH4 NO3 формирани во неутрализаторот кога топлината на неутрализација се користи за испарување на водата од концентрацијата на HNO3 е прикажана на сл. 39.
Презентираните податоци покажуваат дека при употреба на азотна киселина со концентрација над 60% и загревање на почетните реагенси на 100°C и повеќе, количината на создадена топлина е доволна за целосно испарување на водата и добивање на топење на нитрат, што создава предуслови за организирање на неиспарување
Производство на азотни ѓубрива |
процес на производство на амониум нитрат. Меѓутоа, во овие услови, температурите над 200°C се развиваат во зоната на реакција, што доведува до распаѓање на азотна киселина и нитрат, како и до губење на врзаниот азот. Затоа, процесите на неиспарување практично не се користат.
CNH4NO3,%
CHNO3,%
Ориз. 39. Зависност на концентрацијата на растворите на NH4 NO3 од концентрацијата на азотна киселина:
1 – температура на компонентата 70°C;
2 – температура на компонентата 20°C; 3 - без употреба на топлина на реакција
Отстранувањето на топлината за неутрализација од реакционата зона е неопходно не само за испарување на растворот, туку и за да се спречи прекумерно зголемување на температурата. За да се реши овој проблем, развиен е реактор-неутрализатор од типот ITN (употреба на топлина за неутрализација), во кој неутрализацијата на азотна киселина се врши под атмосферски притисок во режим на вриење на растворот. Дизајнот на ITN апаратот е прикажан на сл. 40.
HNO3 |
||||
Ориз. 40. ITN апарат:
1 – тело на апаратура 2 – реакционо стакло;
5 – циркулациони прозорци 6 – вител;
7 – заптивка за вода 8 – сепаратор;
9 – фитинг за пареа за сок
Апаратот ITN е цилиндричен сад 1 во кој е вградено реакционо стакло2. Азотна киселина и амонијак се внесуваат во меурчиња 3 и 4 лоцирани еден над друг. Меурчиња обезбедуваат контра-хранење на реагенси во дисперзирана состојба.
Кога азотна киселина доаѓа во контакт со амонијак, се јавува моментална реакција на неутрализација, придружена со големо ослободување на топлина. Како резултат на тоа, растворот на нитрат
Производство на азотни ѓубрива |
врие, во него се формираат меурчиња на пареа, создавајќи голема сила на подигање, под чие влијание нитратниот раствор се крева нагоре и преку капачето за вител 6 влегува во просторот за сепарација, каде што пареата од сокот се одвојува од растворот. Нитратниот раствор паѓа низ јазот помеѓу телото на апаратот и стаклото за реакција и се вшмукува низ дупките 5 во стаклото за реакција, поради што се јавува интензивна циркулација на растворот. Дел од неутрализираниот раствор континуирано се отстранува од ITN апаратот преку заптивка за вода7 и сепаратор8 и се испраќа до испарување. Пареата од сок под притисок од 15–20 kPa се испушта преку фитинзи9. Развиениот апарат овозможува процесот на неутрализација да се изведува континуирано во режим на вриење со максимална употреба на топлината на неутрализација за испарување на водата, без страв од прегревање на реакционата маса. Со цел да се намали загубата на врзаниот азот со пареа од сокот, процесот на неутрализација се изведува со вишок на азотна киселина (2–3 g/l), бидејќи притисокот на пареата на HNO3 над растворот од NH4 NO3 со неговиот вишок волја да биде значително помал од притисокот на пареата на NH3 со вишок на амонијак. При неутрализирање на 47-49% азотна киселина во ITN апарат, се добива раствор од NH4 NO3 со концентрација од 62-65%. При употреба на 54-57% HNO3, концентрацијата на растворот NH4 NO3 се зголемува на 72-80%, а кога концентрацијата на HNO3 е 58-60%, се формира раствор на NH4 NO3 со концентрација од 89-92%. Во овој случај, температурата на пареата на сокот е 120, 130 и 160 ° C, соодветно. Ова овозможува да се користи пареа од сокот како средство за загревање при испарување на растворот NH4 NO3 во вакуумски испарувачи, со што се постигнува двојно користење на топлината за неутрализација за испарување на водата.
Технолошката шема за неутрализирање на азотна киселина со двојна употреба на топлината за неутрализација е прикажана на сл. 41. Според оваа шема, азотна киселина со концентрација од 47–54% влегува во резервоарот за притисок 1, од каде што се испраќа преку автоматски регулатор на проток до апаратот ITN4.
Гасниот амонијак под притисок од 200–300 kPa поминува низ сепаратор3 и грејач2 за да спречи течен амонијак да влезе во неутрализаторот и се испраќа до апаратот ITN4. Потрошувачката на амонијак автоматски се прилагодува според pH вредноста на растворот NH4 NO3 на излезот од неутрализаторот, така што
концентрацијата на HNO3 во неутрализираниот раствор беше 2-3 g/l. Неутрализираниот раствор се испраќа на испарување во вакуумски испарувач6, каде што пареата од сокот се користи како средство за загревање. Пареата од сокот на излезот од грејниот апарат е загадена со прскање на раствор од амониум нитрат, амонијак или пареа на азотна киселина. Затоа се чисти во мијалник5 со три плехови за сито на кои се поставени намотки изладени со вода. Во овој случај, дел од пареата на сокот се кондензира и на плочите се создава слој од кондензат кој клокоти низ кој пареата од сокот се чисти од нечистотии. По испарувањето во вакуум испарувач, концентрацијата на растворот NH4 NO3 се зголемува на 82-92%, по што се испраќа на конечно испарување до состојба на топење со концентрација од 99,7-99,8%, што се изведува со свежа пареа. Пред конечното испарување, растворот NH4 NO3 поминува низ неутрализатор7, каде што се врши целосна неутрализација на HNO3 со амонијак и се одржува вишок на амонијак од 0,1 g/l, бидејќи присуството на слободна азотна киселина е неприфатливо при крајното испарување. фаза.
Пареа од сок | |||||
до кондензаторот | |||||
HNO3 | |||||
Кондензат |
|||||
Кондензат | |||||
Вклучено NH4 NO3 |
|||||
дополнително испарување |
|||||
NH4 NO3 | |||||
Ориз. 41. Шема за неутрализирање на азотна киселина
Со двојна употреба на топлина за неутрализација:
1 – резервоар за притисок на азотна киселина; 2 – грејач на амонијак 4 – апарат за испарување на сокови;
Производство на азотни ѓубрива |
Опишаната шема се користи ако концентрацијата на азотна киселина не надминува 54%.
Современите шеми за производство на амониум нитрат користат азотна киселина со концентрација од 58–60%. При што
В во ITN апаратот се формира раствор на NH 4 NO3 со концентрација од 89–92%, затоа е невозможно да се користи пареа од сок за конечно испарување на растворот, по прочистувањето, тој се ослободува во атмосферата. Користете пареа од сок како средство за загревање
В други продукции исто така не е можно, па
како е контаминиран со прскање на раствор од NH4 NO3 и пареа на азотна киселина, што доведува до корозија на опремата.
Кога се користи не 100% амонијак како неутрализирачки агенс, туку гасови што содржат амонијак, пареата од сокот содржи голема количина на некондензирачки инертни гасови, така што неговата употреба како средство за загревање е исто така невозможна по прочистувањето од нечистотии во атмосферата.
Испарување на растворите на амониум нитрат. За да се добие висококвалитетен амониум нитрат во фазата на испарување, неопходно е да се постигне целосно испарување на водата, така што содржината на преостаната влага во топењето не надминува 0,2–0,3%. Овој проблем не може да се реши во испарувачите со филм што расте, бидејќи во нив испарениот раствор и добиената секундарна пареа се движат во директен проток во форма на мешавина на пареа-течност со структура на прстен: континуиран течен филм на ѕидовите на цевки (филм што се крева), а во центарот на пареата „прачка“ носи голема количина на спреј. Како што мешавината на пареа-течност се движи по висината на цевките, концентрациите се израмнуваат.
трација на NH4 NO3 во пареа и течна фаза, па движечката сила на процесот се намалува.
За целосно испарување на водата, потребно е да се обезбеди поорганизирана размена на маса за време на испарувањето, што може да се постигне во испарувачите со паѓање на филмот и противструјно движење на течната и пареа фаза.
За да се реши овој проблем, развиен е дизајн на комбиниран испарувач кој работи под атмосферски притисок (сл. 42).
Комбинираниот испарувач се состои од три дела: прочистување I, тубуларна II и концентрација III.
Мешавина пареа-воздух
20% раствор | Кондензат |
|||||
NH4 NO3 | ||||||
NH4 NO3 4 | ||||||
NH4 NO3 пареа | ||||||
Кондензат |
||||||
Кондензат
Ориз. 42. Комбиниран испарувач: I – дел за чистење; II – тубуларен дел;
III – концентрационен дел; 1 – мрежести прегради 2 – фитинзи за воведување на кондензат 3 – табли за чистење;
Растворот на амониум нитрат со концентрација од најмалку 87% влегува во тубуларниот дел на испарувачот преку загреан колектор и тече низ цевките во форма на тенок филм. Водената пареа се доставува до анулусот при притисок од 1,4 MPa и температура од 180-185 °C. Во тубуларниот дел, концентрацијата на растворот се зголемува до 99%. За конечно испарување на водата, топењето NH4 NO3 влегува во помала концентрација
Производство на азотни ѓубрива |
дел од апаратот каде што се поставени пет сито плочи од типот на дефект. Воздухот загреан во разменувач на топлина до 185°C се пумпа под долната плоча со вентилатор. Топол воздух минува низ слојот од топење на плочите, ја зафаќа влагата и навлегува во тубуларниот дел, каде што се крева нагоре спротивно на течениот раствор.
Во концентрациониот дел се формира топење што содржи 99,7–99,8% NH4 NO3, кој се испраќа на гранулација. Смесата пареа-воздух од тубуларниот дел на апаратот содржи големо количество прскање на раствор од нитрат, пареа на азотна киселина и амонијак, па се насочува кон делот за чистење на апаратот, во кој се поставени две или три сита плочи. Кондензат на пареа се доставува до горната плоча, а од долната плоча се отстранува раствор NH4 NO3 со концентрација од ~ 20%, кој се испорачува за испарување. Прочистената мешавина на пареа-воздух се ослободува во атмосферата. Опишаните уреди имаат капацитет од 15 до 60 t/h, работат стабилно и овозможуваат да се добие топење на нитрати со содржина на резидуална влага од 0,2-0,3%.
За да се избегнат итни ситуации за време на испарувањето, не смее да се дозволи температурата во тубуларните и концентрационите делови да се искачи над 180°C.
Гранулација на топење на амониум нитрат. Во моментов, сите минерални ѓубрива се произведуваат само во грануларна форма со големини на гранули од 1 до 4 мм. Главниот индустриски метод на гранулација на амониум нитрат е прскање со топење NH 4 НЕ 3 во вид на мали капки кон протокот на воздухот за ладење во гранулационите кули со различен дизајн. Дијаграмот на процесот на гранулација е прикажан на сл. 43.
Топењето на амониум нитрат, кое содржи 99,5–99,7% NH4 NO3, со температура од 175–180 °C од испарувачот, влегува во тампон резервоарот1, се филтрира од механичките нечистотии во филтрите2, по што со помош на колектор3 се испраќа до гранулатори4 инсталирани во горните делови на кулата5 и распрскуваат топење во вид на мали капки. Кулата има цилиндрична или правоаголна форма и конусно дно за празнење. Најмногу се користат кружни армирано-бетонски кули со дијаметар од 12–16 m и висина од 30–35 m, како и правоаголни метални кули со големина на план од 11 × 8 m и висина од 50 m.
Воздухот за ладење се влече низ кулите со помош на вентилатори на опашката со брзина од 1,5–2,0 m/s.
NH4 NO3 | |
Воздух 3
Ориз. 43. Шема на процесот на гранулација: 1 – тампон 2 – филтри за топење;
4 – гранулатори 5 – кула за гранулација
Главните уреди кои ја одредуваат формата и големината на добиените гранули се гранулатори. Во современите шеми за производство на гранулиран амониум нитрат, се користат статични гранулатори од истурачки и тубуларен тип, чиј дизајн е прикажан на сл. 44.
Принципот на работа на гранулаторот за наводнување е како што следува. Топењето од колекторот влегува во гранулаторот преку цевката 1, поминува низ водилка 2 и мрежен филтер 3, а потоа се прска со помош на перфорирано дно 5 со дијаметар на дупка од ~1 mm.
Производство на азотни ѓубрива |
А Пар
Кондензат 3 | ||||||
Кондензат | ||||
Ориз. 44. Видови статични гранулатори: а – канта за полевање: 1 – цевка за напојување на топи;
2 – водилка 3 – мрежести филтри;
в – тубуларна со внатрешно греење: 1 – изолација 2 – гранулаторско тело 4 – цевка за довод на пареа;
Под влијание на гравитацијата, топењето тече од дупките во форма на млазници. Млазовите што течат добиваат брановиден карактер, чија амплитуда брзо се зголемува, а млазот се распаѓа на капки со дијаметар од 2–3 mm, кои паѓаат надолу кон воздухот за ладење. За време на летот долж висината на кулата, топените капки се кристализираат и се ладат на температура од 90–125°C. Конечното ладење на гранулите на температура од 40-45°C се врши со воздух во апаратот со флуидизиран слој кој се наоѓа во долниот дел од кулите за гранулација.
Температурата на ладење на гранулите во флуидизирано корито се определува со температурата на фазната транзиција на втората кристална модификација до четвртата, која, во присуство на адитиви за климатизација, се јавува на 50 ° C.
За да се намали згрутчувањето, изладените гранули се подложени на површинска обработка со адитиви против стврднување, кои се високомолекуларни органски соединенија со хетерополарна структура - органски киселини и нивни соли, органски амини со должина на јаглеводородни радикали C12 -C20. Механизмот на дејство на овие адитиви е дека тие се адсорбираат на површината на гранулите со поларна глава, а аполарниот јаглеводороден радикал ја обвива површината на гранулите со тенок филм и ја прави хидрофобна. Површинскиот третман на гранулите се врши во ротирачки барабани со прскање на водени раствори на сурфактанти на површината на гранулите со помош на прскалки. Потрошувачката на сурфактант е 300–500 g/t производ.
Технолошка шема за производство на амониум нитрат.
Хардверскиот и технолошкиот дизајн на производството на амониум нитрат зависи од концентрацијата на употребената азотна киселина. Во старите шеми со употреба на азотна киселина со концентрација од 47-49%, неутрализацијата на киселината се вршеше во ITN апарати, а испарувањето на растворите беше спроведено во три фази, користејќи сок од пареа од апаратот ITN како средство за загревање на првата фаза. Шемата беше многу гломазна, а моќноста на единицата на инсталацијата беше
ла 150–250 илјади тони/годишно.
Во 60-70-тите години. XX век големи единици за синтеза на амонијак и азотна киселина беа развиени и воведени во индустриската пракса, што овозможува да се зголеми концентрацијата на добиената
Производство на азотни ѓубрива |
мојата азотна киселина е до 58-60%. Ова создаде поволни предуслови за развој на големи единици за производство на амониум нитрат АС-67 и АС-72 со капацитет од 450–500 илјади тони/годишно. При изработката и имплементацијата на овие единици беа земени предвид најновите достигнувања на науката и технологијата на полето на подобрување на квалитетот на амониум нитрат, што овозможи да се произведе практично не-спојувачки производ со минимално загадување на животната средина. Во двете единици, азотна киселина со концентрација од 58–60% се користи како суровина, растворите се испаруваат во една фаза во комбинирани испарувачи. За подобрување на квалитетот на производот, планирано е во неговиот состав да се воведат адитиви за кондиционирање, а да се намали загадувањето на животната средина - длабинско прочистување на индустриските емисии. Овие единици се разликуваат едни од други само во распоредот на опремата. Најнапредна од нив е единицата AS-72, чиј технолошки дијаграм е прикажан на сл. 45.
Растворот на азотна киселина со концентрација од 58–60% се загрева со пареа од сокот во грејач1 до температура од 70–80 °C, се меша со адитиви за климатизација (сулфурна и фосфорна киселина) и се испраќа до апаратот ITN-72 3 . Гасниот амонијак се загрева во грејач2 на температура од 120-130°C и исто така се испраќа до апаратот за топлинска пумпа, каде што азотна киселина се неутрализира на температура од 155-165°C. Добиениот раствор на амониум нитрат со концентрација на NH4 NO3 од 89-92% и концентрација на HNO3 од 2-5 g/l се неутрализира со амонијак во неутрализатор5 и се испраќа во комбиниран испарувач6, во чиј долен дел, користејќи вентилатор27, се снабдува воздух, се загрева во грејачот4 до 185°C. Во комбиниран испарувач, се врши целосно испарување на водата за да се добие растопена солена пиперка која содржи
99,7-99,8% NH4 NO3.
Топењето на амониум нитрат поминува низ неутрализаторот 7, филтрира 8 и влегува во резервоарот 9, од каде што се пумпа со потопна пумпа 10 во резервоар под притисок 13 инсталиран на врвот на гранулационата кула 18. Од резервоарот за притисок13, топењето влегува во три вибрирачки гранулатори14 поставени во горниот дел на правоаголна (8x11 m) гранулациона кула18 со висина од 50–55 m.
Ориз. 45. Шема за производство на амониум нитрат во единицата AS-72:
1 – грејач со азотна киселина 3 – грејач за воздух 6 – комбиниран филтер;
10 – потопна пумпа 12 – колектор за топење NO3, 16 – гранулатор 19; транспортер;21 – лифт;22 – ладилник со гранули;23 – греалки за воздух;24 – вентилатори;
25 – одводен базен 27 – дувалка;
Производство на азотни ѓубрива |
Воздухот за ладење во количина од 500 илјади m3/h се вшмукува во кулата преку празнините во конусниот дел на кулата со помош на опашки вентилатори16 и по отстранувањето на прашината во чистачите17, се испушта во атмосферата. За време на летот, гранулите се ладат на 90-120°C. Гранулираниот амониум нитрат од кулата за гранулација се внесува со транспортер20 во надворешен ладилник со флуидизиран кревет22, кој се состои од три дела со независно довод на воздух до секој дел со помош на вентилатори24. Секој дел обезбедува регулирање на температурата на воздухот за ладење со помош на разменувачи на топлина23.
Изладените гранули, со помош на лифт 21, влегуваат во ротирачки барабан 19, каде што се прскаат со адитиви против стврднување со помош на млазници. Третираните гранули на амониум нитрат се испорачуваат на пакувањето.
Единицата AS-72 содржи два уреди ITN-72 со капацитет на готов производ од 30 t/h секој. Уредите се состојат од делови за реакција и одвојување. Дијаметарот на реакциониот дел е 1,6 m; дијаметар на реакционото стакло – 1,2 m; висина – 4,2 m; дијаметар на делот за одвојување – 3,8 m; Вкупната висина на апаратот е 10 m. Во делот за одвојување се поставени четири капачиња и стапица за прскање. Кондензатот на пареа од сок се доставува до горната плоча, а 20-25% кисел раствор на NH4 NO3, формиран во чистачот за перење, се доставува до втората плоча од дното17. Во делот за одвојување, пареата од сокот се прочистува од амонијак, прскање раствор од NH4 NO3 и азотна киселина. Конечното прочистување на пареата на сокот се врши во чистачи17 поставени во горниот дел на гранулационата кула.
Комбинираниот испарувач има капацитет од 60 t/h. Се состои од три дела - тубуларна, концентрација и сепарација. Дијаметарот на цевчестиот дел е 2,8 m; висина – 6,4 m, површина за размена на топлина – 710 m2; дијаметар на концентрациониот дел – 2,8 m; висина – 6 m Во концентрациониот дел има пет сито плочи загреани со длабока пареа. Под долната плоча се пумпа топол воздух со температура од 185°C.
Горниот дел за третман е со пречник од 3,8 m и висина од 3,5 m во него се поставени две сита плочи, кои се наводнуваат
ров кондензат и раствор NH4 NO3 од скрубери17. Во делот за одвојување, смесата пареа-воздух е претходно исчистена од прскање на раствор од NH4 NO3, амонијак и пареа на азотна киселина. Конечното чистење се случува во чистачите17 заедно со воздухот оптоварен со прашина што се ослободува од кулите за гранулација. Целата технолошка опрема е изработена од челик 08Х22Н6Т.
Производството на амониум нитрат има минимално антропогено влијание врз животната средина. Во ова производство нема цврст или течен отпад. Единствениот извор на загадување на животната средина е гасовитиот отпад - сок од пареа од ITN уредите, мешавина на пареа-воздух од комбиниран испарувач и воздух за ладење од гранулационите кули. Тие содржат прскање на раствор од NH4 NO3, пареа од азотна киселина, амонијак, прашина и честички од аеросол на NH4 NO3. Обемот на овој отпад е многу голем. Така, количината на воздух што се доставува до испарувачот е 25 илјади m3 / h, до кулата за гранулација - 500-550 илјади m3 / h.
Затоа, главниот метод за прочистување на издувните гасови е методот на апсорпција, базиран на апсорпција на штетни нечистотии со вода или слаби раствори на NH4 NO3. Мешавината на пареа од сок и пареа-воздух се подложени на прелиминарно прочистување во одделните делови на апаратот за топлинска пумпа и испарувачот, по што тие се комбинираат со отпадниот воздух што излегува од кулата за гранулација и се испраќаат до чистачите за перење17, кои се наводнуваат со кондензат на пареа. Добиениот слаб раствор на NH4 NO3 се собира во колектори12 и се враќа за наводнување на скруберите со помош на циркулациони пумпи11.
Дел од овој раствор се доставува за наводнување на одделните делови на апаратот ITN и испарувачот, а потоа и за испарување. Со оглед на големиот волумен на отпадни гасови, на врвот на кулата се инсталирани шест чистачи, опремени со опашки вентилатори кои влечат воздух низ кулата за гранулација.
За подлабоко прочистување на издувните гасови од аеросоли, современите системи дополнително инсталираат филтри со фини влакна. По таквото чистење, издувните гасови се ослободуваат во атмосферата.
Амониум нитрат, или амониум (амониум) нитрат е сол на азотна киселина и амонијак, која покажува основни својства. Хемиска формула - NH4NO3. Добиен е во седумнаесеттиот век од германскиот хемичар Глаубер. Амониум нитрат се користи за производство на азотни ѓубрива и.
Според неговите карактеристики, NH4NO3 е бела супстанца која се топи на 169,6 °C. Над оваа температура, супстанцијата полека се распаѓа, а на 210 °C се забележува целосно уништување. Брзина на детонација 2570 m/s.
Распуштањето на супстанцијата е придружено со силна апсорпција на топлина (тоа е ендотермично), што значително го забавува процесот. За да се избегне ова и брзо да се подготви концентриран раствор на амониум нитрат, се препорачува претходно да се загрее. Кристализираната супстанција треба да се додаде во мали делови.
Во прилог на вода, ова соединение може да се раствори во, пиридин, метил и.
Основни методи за синтеза на амониум нитрат
Метод со користење на безводен амонијак и концентрирана азотна киселина
Равенка на реакција:
NH3 + HNO3 = NH4NO3
Оваа реакција е, односно се јавува со ослободување на топлина. Поради токсичноста на реагенсите, не се препорачува таква синтеза да се спроведува дома.
ќе најдете безбедни и забавни хемиски експерименти што можете да ги правите дома.
Во добиениот раствор на амониум нитрат NH4NO3, концентрацијата на активната супстанција ќе биде 83%, а вишокот вода ќе испари до состојба на топење (течна супстанција со вискозна конзистентност). Во него, процентот на амониум нитрат NH4NO3 ќе биде 95–99,5% (во зависност од тоа каков тип на производ треба да се добие). Доколку се планира амониум нитрат да се користи како ѓубриво, потребно е добиениот состав да се гранулира во уреди за прскање. Следно, шалитрата мора да се исуши, да се излади и да се премачка со хемиски соединенија кои го спречуваат создавањето. Резултатот е бели или безбојни гранули.
Амониум нитратот е многу хигроскопски, па ако е потребна сува супстанција, таа прво мора да се дехидрира.
Метод на нитрофосфат (непарен метод)
Овој метод вклучува три фази.
Прва фаза: природниот минерал апатит (калциум фосфат) се третира со азотна киселина
Ca3(PO4)2 + 6HNO3 + 12H2O → 2H3PO4 + 3Ca(NO3)2 + 12H2O
Втора фаза: добиениот состав се лади до 0 °C, што доведува до кристализација. Се формира кристален хидрат - Ca(NO3)2·4H2O, по што од него се одвојува фосфорна киселина
2H3PO4 + 3Ca(NO3)2 + 12H2O → 2H3PO4 + 3Ca(NO3)2 4H2O
Трета фаза: Калциум нитрат формиран како резултат на сите овие реакции се третира со амонијак. Како резултат на тоа, можно е да се синтетизира амониум нитрат:
Ca(NO3)2 + 4 H3PO4 + 8 NH3 → CaHPO4 + 2NH4NO3 + 3(NH4)2HPO4
Примена на амониум нитрат
Во својата чиста форма, амониум нитратот не се користи како експлозив бидејќи многу брзо ја апсорбира водата од воздухот. Сепак, постојат примери за користење на амониум нитрат од ѓубрива за производство на експлозиви.
Во некои региони на Пакистан има забрана за производство на такви ѓубрива. Американските научници развија ѓубриво на база на амониум нитрат, кое не може да се користи како експлозив. Овој рецепт вклучува мешање на NH4NO3 со железен сулфат. Сулфатниот јон е во врзана состојба со NH4NO3, а реакцијата на термичко распаѓање на амониум нитрат (со експлозија) станува невозможна.
Амониум нитрат(амониум (амониум) нитрат) е хемиско соединение NH 4 NO 3, сол на азотна киселина. Првпат го добил Глаубер во 1659 година. Се користи како компонента на експлозиви и како азотно ѓубриво.
Физички својства[ | ]
Бела кристална супстанција. Температурата на топење е 169,6 °C кога се загрева над оваа температура, почнува постепено распаѓање на супстанцијата, а на температура од 210 °C доаѓа до целосно распаѓање. Точката на вриење при намален притисок е 235 °C. Молекуларна тежина 80,04 а. e.m Брзина на детонација 2570 / .
Растворливост [ | ]
За време на растворањето, се јавува силна апсорпција на топлина (слично на калиум нитрат), што значително го забавува растворањето. Затоа, за да се подготват заситени раствори на амониум нитрат, се користи загревање, додека цврстата супстанција се истура во мали делови.
Соединение [ | ]
Методи на прием[ | ]
Основен метод [ | ]
Во индустриското производство, се користат безводен амонијак и концентрирана азотна киселина:
N H 3 + H N O 3 → N H 4 N O 3 ↓ (\displaystyle (\mathsf (NH_(3)+HNO_(3)\десно стрелка \ NH_(4)NO_(3)\долу )))Реакцијата се одвива брзо со ослободување на голема количина на топлина. Спроведувањето на таков процес во занаетчиски услови е крајно опасно (иако амониум нитрат лесно може да се добие во услови на големо разредување со вода). По формирањето на растворот, обично со концентрација од 83%, вишокот вода се испарува до топење, во кое содржината на амониум нитрат е 95-99,5%, во зависност од степенот на готовиот производ. За употреба како ѓубриво, топењето се гранулира во распрскувачи, се суши, се лади и се премачкува со соединенија за да се спречи формирањето. Бојата на гранулите варира од бела до безбојна. Амониум нитратот за употреба во хемијата обично е дехидриран, бидејќи е многу хигроскопски и процентот на вода во него е речиси невозможно да се добие.
Хабер метод [ | ]
Апликација [ | ]
Ѓубрива [ | ]
Повеќето амониум нитрат се користи или директно како добро азотно ѓубриво или како посредник за производство на други ѓубрива. За да се спречи создавање на експлозиви од амониум нитрат, комерцијално достапните ѓубрива содржат компоненти кои ја намалуваат експлозивноста и детонационите својства на чистиот амониум нитрат, како што е кредата (калциум карбонат).
Во Австралија, Кина, Авганистан, Ирска и некои други земји, слободната продажба на амониум нитрат, дури и во форма на ѓубрива, е забранета или ограничена. По терористичкиот напад во Оклахома Сити, во некои американски држави беа воведени ограничувања за продажба и поседување на амониум нитрат.
Експлозиви[ | ]
Најшироко користени во индустријата и рударството се мешавини на амониум нитрат со разни видови на јаглеводороди запаливи материјали, други експлозиви, како и мешавини со повеќе компоненти:
Што не може да се користи за создавање експлозиви врз основа на тоа. Кога составот се распаѓа, јонот на SO 4 2− се врзува за јонот на амониум, а јонот на железото се врзува за нитратниот јон, што спречува експлозија. Воведувањето на железен сулфат во составот на ѓубривото може да ги подобри и технолошките карактеристики на ѓубривото, особено на закиселените почви. Авторите одбија да ја заштитат формулата за вештачко ѓубриво со патент, така што овој состав може брзо да се прошири во региони со висока терористичка закана [ | ]
- Технологија на амониум нитрат, ед. В. М. Олевски, М., 1978 година.
- Соли на азотна киселина, Миниович М. А., М., 1964 година.
- Олевски В.М., Ферд М.Л., “ J. Vses. хем. острови именувани по Д.И. Менделеев“, 1983 година, том 28, бр. 4, стр. 27-39.
- Дубнов Л.В., Бахаревич Н.С., Романов А.И. - 3-то издание, ревидирана. и дополнителни - М.: Недра, 1988. - 358 стр.
Страница 1
Амониум нитрат (амониум нитрат) NH4NO3 е кристална материја со точка на топење од 169,6ºC, високо растворлива во вода. Растворливоста на 20ºС е 0,621 wt. акции, на 160ºС – 0,992 wt. акции Амониум нитратот е високо хигроскопски и лесно ја апсорбира влагата од атмосферата, во зависност од температурата, може да постои во пет кристални модификации, кои се разликуваат по густина и кристална структура. Поради високата растворливост во вода, хигроскопноста и полиморфните трансформации придружени со ослободување на топлина, амониум нитратот лесно се гази. За да се намали тортата, што го прави производот тежок за употреба, индустријата ги користи следниве мерки:
Пред складирањето, добиениот производ се лади на температура под 32ºС, бидејќи во опсег од 32,3ºС до -17ºС амониум нитратот е во стабилна орторомбна модификација;
Комерцијалниот производ се произведува во грануларна форма со третирање на површината на гранулите со сурфактанти кои формираат хидрофобна фолија на нив;
Кондиционерските адитиви се додаваат на производот во форма на магнезиум нитрат и други соли, кои ја врзуваат слободната вода и го спречуваат преминувањето на една модификација во друга.
Амониум нитрат во цврста состојба или во форма на високо концентриран раствор (топење) се распаѓа кога се загрева над 180 - 200 ºС:
NH4NO3 = N2O + 2H2O – DH, каде што DH = 36,8 kJ.
Кога брзо се загрева во затворен простор на 400 - 100ºС или се активира, амониум нитратот експлозивно се распаѓа според равенката
NH4NO3 = N2 + 2H2O + 0,1O2 – 118 kJ.
Распаѓањето се забрзува во присуство на минерални киселини и органски материи. Ова е основа за употреба на амониум нитрат како компонента на експлозиви на амониум нитрат - амонити (мешавини со органски материи), амотоли (мешавини со експлозиви) и амонили (мешавини што содржат алуминиум).
Амониум нитратот е азотно ѓубриво без баласт и содржи 34,8% азот, од кои 17,4% е во амонијак (NH4+) и 17,4% во нитратна (NO3-) форма. Затоа, трошоците за транспорт на азотот содржан во него се значително пониски отколку кога се транспортираат други баластни ѓубрива (на пример, амониум сулфат).
Производството на амониум нитрат се заснова на реакција на неутрализација на азотна киселина со амонијак гас проследена со испарување на добиениот раствор на амониум нитрат.
Неутрализација.
Неутрализацијата на азотна киселина со амонијак е неповратен хетероген процес на хемисорпција што се јавува со ослободување на топлина според равенката
HNO3 + NH3 = NH4NO3 – DH.
Реакцијата се јавува во регионот на дифузија, а нејзината брзина е ограничена со дифузија на амонијак од гасот до површината на течноста. Количината на топлина ослободена за време на неутрализацијата е збир на топлинскиот ефект на реакцијата и топлината на растворање на добиениот амониум нитрат во вода:
Qå = Q1 - (Q2 + Q3),
Така, термичкиот ефект на процесот зависи од концентрацијата на азотна киселина земена за неутрализација.
Загревањето на компонентите (азотна киселина и амонијак гас) го подобрува мешањето на системот, го забрзува процесот на неутрализација и ја зголемува концентрацијата на растворот на амониум нитрат.
Испарување на раствор на амониум нитрат.
Како резултат на неутрализација, се формира воден раствор на амониум нитрат. Во овој случај, поради термичкиот ефект на реакцијата на неутрализација, дел од водата испарува во форма на пареа од сок. Интензитетот на испарување зависи од големината на термичкиот ефект и температурата на процесот. Затоа, концентрацијата на добиениот раствор се одредува и од концентрацијата на азотна киселина и од температурата.
Долгогодишното искуство во производството и употребата на амониум нитрат покажа дека, предмет на воспоставените правила, амониум нитратот е безбеден 57~66. Чистиот амониум нитрат не е осетлив на шок, шок или триење. Меѓутоа, под одредени услови, амониум нитратот има експлозивни својства. По оваа основа се користи и како суровина во производството на амониум нитратни експлозиви. Тие експлодираат само од детонаторот. Експлозиите на чист амониум нитрат може да бидат предизвикани главно или од дејството на детонаторите или од термичкото распаѓање на солта во затворен простор.
Експлозивноста на амониум нитрат се зголемува во присуство на минерални киселини и лесно оксидирани материјали, како што се органски материи и некои метали, особено во форма на прав (на пример, алуминиум, цинк, олово, антимон, бизмут, никел, бакар, кадмиум). Во повеќето случаи, во присуство на овие метали (особено кадмиум и бакар), се формира нестабилен, лесно разградлив амониум нитрит.
Со зголемување на големината на честичките и зголемување на влажноста, експлозивноста на амониум нитратот значително се намалува. Влажната сол која содржи повеќе од 3% вода не експлодира дури и ако експлодира детонаторот 58"5E.
Кога се загрева, амониум нитрат почнува да се распаѓа според равенката:
Н.Х.4 Н03 = Н.Х.3 + ХН03 - 41,7 kcal
Ова распаѓање станува забележливо над 150 °, но дури и на 165 °, губењето на тежината на амониум нитрат не надминува 6% на ден. На повисоки температури, амониум нитратот интензивно се разградува според следните реакции 67: на 200-270 "
Н.Х.4 БР3 = Н2 0 + 2H20 + 8,8kcalКога брзо се загрева до висока температура Н.Х.4 Н03 = Н2 + 2Н20 + "/202 + 28,5kcal
(Топлините на овие реакции се дадени за 18° и за гасовитата состојба на производите на реакцијата.) Последната равенка одговара на експлозивното разложување на NH4N03. Термичкото распаѓање на NH4N03 може да се случи истовремено преку неколку реакции, а една од нив може да доминира над другите. Термичкото распаѓање на азотна киселина предизвикува појава на N0 и NO2 во гасовите производи на распаѓање на амониум нитрат. Очигледно, NO2 и H20 ослободени како резултат на термичкото распаѓање на азотна киселина се катализатори за понатамошно распаѓање на NH4NO368. Термичкото распаѓање на стопениот амониум нитрат се забрзува и во присуство на соединенија Cr6+, Cr3+, Cr2+ итн. 69. Така, чистиот амониум нитрат секако треба да се класифицира како потенцијално експлозивна супстанција.
Амониум нитратот складиран во отворени магацини не експлодира дури и во случај на силен пожар. Пожарите на амониум нитрат што се случуваа во затворени простори, на пример, во бродови, контејнери итн., обично завршуваа со силна експлозија. Се претпоставува дека термичкото распаѓање на амониум нитрат при атмосферски притисок се одвива поинаку отколку при покачен притисок, при што брзината на распаѓање може да биде поголема и брзо се формираат големи количини на гасовити производи. Се покажа 64 дека постои „ограничен“ притисок (околу 6 на)откако ќе се достигне на соодветна температура доаѓа до експлозивно разградување на амониум нитрат.
Од друга страна, лесната запаливост и експлозивноста на амониум нитратот лоциран во непроветрени затворени простори може да се објасни не со зголемување на општиот притисок, што е секундарна причина, туку со акумулација на производи од бавно распаѓање на нитрат. Спонтаното распаѓање на амониум нитрат во присуство на органски супстанции способни за оксидација, на пример, е автокаталитичко. Таквото распаѓање може да резултира со пожар и експлозија. Автокатализата е предизвикана главно од азот диоксид формиран за време на распаѓањето на NH4N03, а исто така, но во помала мера, од водена пареа. Последната околност укажува на недозволивост за гаснење на запален нитрат со водена пареа.
Стабилизаторите кои го спречуваат спонтано распаѓање на амониум нитрат може да бидат супстанции кои ја врзуваат азотна киселина и NO2 формирани при неговото распаѓање или ослободуваат амонијак при интеракција со NH4N03. Вториот ја неутрализира азотна киселина и ги намалува азотните оксиди во елементарен азот. Стабилизатори се, на пример, уреа (0,05-0,1% тежински нитрат)70-73, калциум или магнезиум карбонат (5%), хлориди, метенамин итн.67.
Амониум нитрат е едно од најефикасните азотни ѓубрива. За прв пат се користеше во чиста форма како ѓубриво во СССР. Високата содржина на азот овозможува да се транспортира на долги растојанија со помали трошоци за тон азот отколку кога се транспортираат други азотни ѓубрива (со исклучок на уреа). Амониум нитратот е поевтин од другите азотни ѓубрива 74-75. Релативната цена на азот во азотни ѓубрива се карактеризира со следниве условни индикатори:
TOC o "1-3" h z Во амониум нитрат................................... 1
амониум сулфат................................ 1.3
калциум нитрат................................... 1.5
Амониум нитрат има потенцијална (физиолошка) киселост. Физиолошки неутрализираниот амониум нитрат се добива со негово спојување со варовник, доломит и други материјали76. Експлозивноста и составните својства на амониум нитратот го попречија неговото производство во капиталистичките земји. Само во повоениот период, врз основа на успешното искуство на СССР, прво во САД, а потоа и во други земји, широко се разви употребата на амониум нитрат како азотно ѓубриво.
Амониум нитрат се користи за производство на експлозиви - амонити (мешавини на амониум нитрат со органски материјали - дрво, колачи и друго брашно со додавање на НН - земјоделски производи), амонили (мешавини кои содржат алуминиум во прав) итн. За овие цели, се произведува водоотпорен нитрат 77~79 .
Составот на амониум нитрат е даден во табела. 89.
ТАБЕЛА 89
Состав на амониум нитрат (во%)
Нитрати и амонијак азот во сува материја во однос на:
За NH4NO3, не помалку. ................................................
За азот, ни помалку................................................... .............
Адитиви во сува материја:
Фосфати (Р205), неПомалку......
Nln нитрати Ca n Mg (CaO), не помалку
Влага и повеќе ..................................................... ....................
Нерастворливи материи:
Во вода, не повеќе ..................................................... ............................
Во хлороводородна киселина, не повеќе ...................................
Гранула
ВО во рамките на 1-3мм, не помалку...................................
Помало од 1 мм, не повеќе ...................................... ......... .
Масни киселини и парафин ..................................................... .....
Жлезда ..................................................... ................................
Киселост (на HNO3), Нема повеќе.............................
* На претпријатијата кои користат адитиви кои содржат фосфор им е дозволено да произведуваат амониум нитрат ВОкои содржат NH4NO3 Непомалку од 96K, азот помалку од 33,6X.
При пакување шалитра, температурата не треба да надминува 50°.
Спакуван е во битуменски хартиени кеси (три------------------
дамки-слој), како и во пластични кеси80. Амониум нитрат степен Б, кој се користи во земјоделството и индустријата, мора да биде ронлив. Кршливоста се определува со еднократно фрлање на кои било пет вреќи шалитра на подот од висина од 1 m, проследено со просејување на сито 5 мм.
За време на просејувањето, шалитрата мора целосно да помине низ ситото; Поединечните грутки кои лесно може да се здробеат со рака се оставаат да останат на ситото.
Производството на амониум нитрат се состои од неутрализација на азотна киселина со амонијак гас81-84 и кристализација на производот. Амонијак не треба да содржи повеќе од 1% влага; во него не е дозволено присуство на масло.
Азотна киселина се зема во концентрација од повеќе од 45% HN0385; содржината на азотни оксиди во него не треба да надминува 0,1%. За да се добие амониум нитрат, може да се користи и отпад од производството на амонијак - на пример, амонијак и резервоари и гасови за прочистување отстранети од капацитетите за складирање на течен амонијак и добиени со прочистување на системите за синтеза на амонијак. Состав на резервоарски гасови: 45-70% 27 NH3, 55-30% H2 + N2 (од трага -
Метан и аргон); состав на прочистувачки гасови: 7,5-9% NH3, 92,5-91% H2+N2 (со траги од метан и аргон). с
Покрај тоа, гасовите за дестилација од производството на уреа исто така се користат за производство на амониум нитрат; нивниот приближен состав: 55-57% NH3, 18-24% CO2, 15-20% H20 86.
Термичкиот ефект на реакцијата NH3(r.) + NK03(l.) ->NH4N03 изнесува 35,46 kcal/g-mol.Во производството на амониум нитрат обично се користи 45-58% киселина. Во овој случај, термичкиот ефект на реакциите на неутрализација соодветно се намалува со топлината на разредување на азотна киселина со вода и со топлината на растворање на амониум нитрат (сл. 341). Со рационална употреба на ослободената топлина на неутрализација, можно е да се добијат концентрирани раствори, па дури и стопен амониум нитрат преку испарување на водата (сл. 342)87.
Во согласност со ова, постојат шеми за производство на раствор на амониум нитрат со негово последователно испарување (т.н. повеќестепен процес) и за производство на топење (едностепен или неиспарувачки процес).
За да се избере рационална шема за неутрализација во СССР, беа тестирани четири фундаментално различни шеми за производство на амониум нитрат користејќи топлина на неутрализација88"101:
инсталации кои работат под атмосферски притисок (вишок притисок на пареа од сок 0,15- 0,2 на);
инсталации со вакуум испарувач;
инсталации кои работат под притисок со еднократна употреба на топлина од сок од пареа;
инсталации кои работат под притисок, користејќи двојна топлина од сок од пареа (произведувајќи концентрирано топење).
Во индустриската практика, тие се широко користени како најефикасни инсталации кои работат на атмосферски притисок, користејќи топлина за неутрализација и делумно инсталации со вакуумски испарувач.