Nitrati ya amonia huguswa na nini? Dutu zisizo na maji

Kutoka kwa mvua ya CaCO3, suluhisho la sulfate ya amonia hupatikana, ambayo inasindika kwenye bidhaa iliyokamilishwa na uvukizi na fuwele.

Utaratibu huu pia unaweza kufanywa kwa kutumia njia ya gesi kwa kutumia amonia ya gesi na CO2 badala ya kaboni ya amonia kulingana na majibu.

CaSO4 + 2NH3 + CO2 + H2 O = CaCO3 + (NH4 )2 SO4 .

Hata hivyo, njia hizi zote mbili hazijapata matumizi ya viwanda kutokana na viashiria vya chini vya kiufundi na kiuchumi.

UZALISHAJI WA NITRATI YA AMONIUM

Tabia ya nitrati ya amonia. Nitrati ya ammoniamu NH 4 NO 3 (kiufundi

nic name - ammoniamu au nitrati ya ammoniamu) ni dutu ya fuwele isiyo na rangi na kiwango cha kuyeyuka cha 169.6 ° C. Ina 35% ya nitrojeni katika fomu za ammoniamu na nitrati na ni mbolea ya nitrojeni isiyo na ballast. Nitrati ya amonia thabiti katika kiwango cha joto kutoka 169.6°C hadi -50°C ipo katika mfumo wa polimafi tano, zinazotofautiana katika muundo wa fuwele, msongamano wa fuwele na ujazo wa kimiani wa fuwele. Tabia za marekebisho haya zimewasilishwa kwenye jedwali. 23.

Jedwali 23

Tabia za Crystallographic za marekebisho ya nitrati ya ammoniamu

Halijoto

Kiasi cha msingi

Marekebisho

Aina ya ulinganifu

fuwele

kuwepo, °C

shukrani, Å3

Mchemraba

Tetragonal

Rhombiki

Bipyramidal

(–17)–(–50)

Tetragonal

Kila urekebishaji upo katika kiwango fulani cha joto, na mpito wa urekebishaji mmoja hadi mwingine unaambatana na mabadiliko katika muundo na kiasi cha kimiani cha kioo. Mabadiliko haya yanaweza kutenduliwa na yanaambatana na kutolewa (au kufyonzwa kwa joto) na mabadiliko ya ghafla ya sauti maalum. Wakati wa kupoza nitrati ya ammoniamu, kuyeyuka.

Kuna mabadiliko mfululizo ya marekebisho ya kwanza hadi ya pili, ya pili hadi ya tatu, ya tatu hadi ya nne na ya nne hadi ya tano.

Katika pointi za mpito wa marekebisho moja hadi nyingine, nguvu za deformation kali hutokea katika fuwele zilizoundwa, ambazo husababisha uharibifu wao. Fuwele za NH4 NO3 hupata mabadiliko makubwa zaidi wakati wa mabadiliko ya mlolongo wa marekebisho II → III → IV, kwani kiasi cha msingi cha kimiani cha kioo cha muundo wa tatu ni takriban mara mbili ya pili, wakati viwango vya marekebisho ya pili na ya nne ni. karibu sawa. Mabadiliko ya mabadiliko ya pili katika ya tatu hutokea kwa joto la 84.2 ° C, na la tatu hadi la nne - saa 32.3 ° C. Ili kuzuia uharibifu wa fuwele za nitrati ya amonia wakati wa baridi, inakuwa muhimu kuchukua nafasi ya mabadiliko ya mfululizo wa marekebisho II → III → IV na mabadiliko ya metastable ya marekebisho ya pili hadi ya nne, kupita ya tatu. Katika kesi hii, deformation ya fuwele NH4 NO3 itakuwa ndogo, kwani kiasi cha latiti ya kioo ya marekebisho ya pili ni 163.7 Å3, na ya nne - 155.4 Å3. Kwa

Ili kutatua tatizo hili, kiasi kikubwa cha utafiti kimefanywa ili kuamua ushawishi wa uchafu mbalimbali juu ya asili na mlolongo wa mabadiliko ya marekebisho ya nitrati ya ammoniamu. Imeanzishwa kuwa asili na mlolongo wa mabadiliko ya marekebisho hutegemea unyevu katika kuyeyuka na uchafu wa sulfate ya amonia, phosphates ya amonia na nitrati ya magnesiamu. Kwa hivyo, wakati wa kupoza kuyeyuka kwa nitrati ya ammoniamu iliyo na 0.04-0.08% H2O, mabadiliko ya mfululizo wa marekebisho II → III → IV yanabadilishwa na mabadiliko ya metastable II → IV, ambayo hutokea kwa joto la 50 ° C.

Uchafu wa sulfate ya amonia, phosphates ya amonia na nitrati ya magnesiamu yana athari sawa juu ya asili na mlolongo wa mabadiliko ya mabadiliko ya nitrati ya ammoniamu. Wakati maudhui ya uchafu huu katika kuyeyuka kwa NH4 NO3 ni 0.5-2.0% wakati wa mchakato wa baridi, mabadiliko ya marekebisho ya pili hadi ya nne yameimarishwa, ikipita ya tatu kwa joto la 50 ° C. Kwa nyongeza hizi, unyevu katika kuyeyuka unaweza kuongezeka hadi 0.2-0.3%.

Mali hii ya nitrati ya amonia hutumiwa sana katika mazoezi ya viwanda. Wakati wa kuzalisha nitrati ya ammoniamu ya granulated, huongezwa kwa utungaji wa ufumbuzi wake kabla ya uvukizi.

viungio vinavyofaa, suluhu huvukiza hadi mkusanyiko wa 99.7-99.8%, kuyeyuka hutiwa chembechembe kwenye minara ya chembechembe, na chembechembe hupozwa kwenye vifaa vya kitanda vilivyo na maji hadi joto la 40-50 ° C.

Nitrati ya amonia huyeyuka sana katika maji, na umumunyifu huongezeka sana na joto linaloongezeka. Athari ya joto kwenye umumunyifu wa NH4 NO3 inaonyeshwa na data iliyotolewa kwenye jedwali. 24.

Jedwali 24

Athari ya halijoto kwenye umumunyifu wa NH4 NO3

Halijoto, °C

Kuzingatia

NH4 NO3, %

Kwa hiyo, wakati wa uvukizi, ufumbuzi wa maji wa NH4 NO3 unaweza kubadilishwa kuwa kuyeyuka, ambayo hurahisisha sana teknolojia ya uzalishaji wake kwa kuondoa hatua za fuwele kutoka kwa ufumbuzi, filtration na kukausha.

Nitrati ya ammoniamu ina hygroscopicity ya juu, ambayo ina sifa ya data iliyotolewa katika meza. 25.

Jedwali 25

Utegemezi wa hygroscopicity ya nitrati ya ammoniamu kwenye joto

Halijoto, °C

Hygroscopic

Katika unyevu wa juu wa kiwango cha RISHAI, nitrati ya ammoniamu inachukua unyevu kutoka hewani na kuwa na unyevu. Wakati hali ya joto inabadilika, NH4 NO3 huangaza kutoka kwenye suluhisho la uso, kutokana na ambayo chembe za NH4 NO3 hukua pamoja na kila mmoja, na kugeuka kutoka hali ya unga hadi molekuli monolithic. Jambo hili linaitwa keki. Ili kukabiliana na keki, ni muhimu kukausha bidhaa kwa kina, kuiweka kwenye vyombo vya unyevu, na kutibu uso wa chembe na viongeza vya hydrophobic vya kupambana na caking.

Sifa hasi za nitrati ya amonia ni utulivu mdogo wa joto, hatari ya moto na mlipuko.

Uzalishaji wa mbolea ya nitrojeni

Inapokanzwa zaidi ya 110 ° C, nitrati ya ammoniamu hutengana polepole kuwa amonia na asidi ya nitriki kulingana na majibu.

NH4 NO3 = NH3 + HNO3 + 144.9 kJ.

Kwa 165 ° C, kupoteza uzito wa nitrate hauzidi 6% / siku. Katika kesi hii, amonia huondolewa kwenye awamu ya gesi, na asidi ya nitriki hujilimbikiza katika awamu imara na kioevu na hutengana na kutolewa kwa NO2, ambayo inaingiliana na NH4 NO3 kulingana na majibu.

NH4 NO3 + 2NO2 = N2 + 2HNO3 + H2 O + 232 kJ.

Mwitikio huu ni wa juu sana na husababisha kuundwa kwa sehemu mpya za asidi ya nitriki na inapokanzwa kwa wingi. Kwa hivyo, asidi ya nitriki ni kichocheo cha kuoza kwa NH4 NO3, hivyo mkusanyiko wake katika wingi wa nitrati haipaswi kuruhusiwa. Wakati nitrati inapokanzwa hadi joto la 200-270 ° C, mmenyuko dhaifu wa exothermic hutokea.

NH4 NO3 = N2 O + 2H2 O + 36.8 kJ.

Kwa ongezeko kubwa la joto, na pia chini ya ushawishi wa detonators, mtengano wa kulipuka wa nitrati hutokea kulingana na equation.

NH4 NO3 = N2 + 0.5O2 + 2H2 O +118 kJ.

Kwa hivyo, nitrati ya amonia ni mlipuko dhaifu na kwa msingi wake vilipuzi hutolewa - amonia na amonia, ambayo ni mchanganyiko wa nitrati na vitu vya kikaboni au na alumini ya poda.

Mali hizi zote zinapaswa kuzingatiwa wakati wa kuzalisha nitrati ya ammoniamu, kuzingatia kwa makini kanuni za teknolojia, na kuepuka ukiukwaji wa sheria za kuhifadhi na kusafirisha bidhaa iliyokamilishwa.

Njia za kupata nitrati ya amonia. Njia kuu ya kutengeneza nitrati ya amonia ni kutengwa kwa asidi ya nitriki na amonia kulingana na athari.

HNO3 + NH3 = NH4 NO3 + 144.9 kJ.

Malighafi kwa ajili ya uzalishaji wa nitrati ya ammonia ni asidi ya nitriki ya mkusanyiko wa 47-60% na amonia au gesi zenye amonia. Kama matokeo ya neutralization, ufumbuzi wa maji ya nitrati ya ammoniamu huundwa, ambayo hutumiwa kupata bidhaa imara.

zinakabiliwa na uvukizi. Mchakato wa neutralization huzalisha kiasi kikubwa cha joto, ambacho hutumiwa kufuta ufumbuzi. Kiasi cha joto kinachozalishwa hutegemea mkusanyiko wa asidi ya nitriki. Wakati wa kutumia vitu safi 100%, athari ya joto ya mmenyuko ni 144.9 kJ / mol. Wakati wa kutumia ufumbuzi wa maji ya asidi ya nitriki, ukubwa wa athari ya joto hupunguzwa na joto la dilution ya asidi ya nitriki 100% na joto la kufuta nitrati ya ammoniamu.

Utegemezi wa joto la neutralization kwenye mkusanyiko wa asidi ya nitriki inavyoonyeshwa kwenye Mtini. 38.

q, kJ kwa 1 mol NH4 NO3

Mchele. 38. Utegemezi wa joto la neutralization kwenye mkusanyiko wa asidi ya nitriki

Kwa kuongezeka kwa mkusanyiko wa asidi ya nitriki, kiasi cha joto kinachozalishwa kwa kila kitengo cha kiasi cha suluhisho huongezeka, ambayo inafanya uwezekano wa kuyeyusha maji zaidi na kupata suluhisho la kujilimbikizia zaidi la nitrati ya amonia.

Utegemezi wa mkusanyiko wa ufumbuzi wa NH4 NO3 unaoundwa katika neutralizer wakati joto la neutralization linatumiwa kuyeyusha maji kwenye mkusanyiko wa HNO3 inavyoonyeshwa kwenye Mtini. 39.

Takwimu zilizowasilishwa zinaonyesha kwamba wakati wa kutumia asidi ya nitriki yenye mkusanyiko zaidi ya 60% na inapokanzwa vitendanishi vya awali hadi 100 ° C na zaidi, kiasi cha joto kinachozalishwa kinatosha kuyeyusha maji kabisa na kupata kuyeyuka kwa nitrati, ambayo hujenga mahitaji ya awali. kuandaa kutokuwa na uvukizi

Uzalishaji wa mbolea ya nitrojeni

mchakato wa uzalishaji wa nitrati ya ammoniamu. Hata hivyo, chini ya hali hizi, joto zaidi ya 200 ° C hukua katika eneo la mmenyuko, ambayo husababisha kuharibika kwa asidi ya nitriki na nitrati, pamoja na kupoteza nitrojeni iliyofungwa. Kwa hiyo, taratibu zisizo za uvukizi hazitumiwi.

CNH4NO3,%

CHNO3,%

Mchele. 39. Utegemezi wa mkusanyiko wa suluhu za NH4 NO3 kwenye mkusanyiko wa asidi ya nitriki:

1 - joto la sehemu 70 ° C;

2 - joto la sehemu 20 ° C; 3 - bila kutumia joto la athari

Kuondolewa kwa joto la neutralization kutoka eneo la mmenyuko ni muhimu si tu kwa uvukizi wa suluhisho, lakini pia ili kuzuia ongezeko la joto kali. Ili kutatua tatizo hili, reactor-neutralizer ya aina ya ITN (matumizi ya joto ya neutralization) ilitengenezwa, ambayo neutralization ya asidi ya nitriki hufanyika chini ya shinikizo la anga katika hali ya kuchemsha ya suluhisho. Muundo wa kifaa cha ITN umeonyeshwa kwenye Mtini. 40.

HNO3

Mchele. 40. Kifaa cha ITN:

1 - mwili wa kifaa, 2 - glasi ya athari, 3 - kipumuo cha asidi ya nitriki; 4 - kiputo cha amonia;

5 - madirisha ya mzunguko; 6 - swirler;

7 - muhuri wa maji; 8 - kitenganishi;

9 - kufaa kwa mvuke ya juisi

Kifaa cha ITN ni chombo cha silinda 1 ambamo glasi ya majibu imewekwa2. Asidi ya nitriki na amonia hulishwa ndani ya bubblers 3 na 4 ziko moja juu ya nyingine. Vipumuaji hutoa malisho ya kukabiliana na vitendanishi katika hali iliyotawanywa.

Wakati asidi ya nitriki inapogusana na amonia, mmenyuko wa neutralization wa papo hapo hutokea, unafuatana na kutolewa kwa joto kubwa. Kama matokeo, suluhisho la nitrate

Uzalishaji wa mbolea ya nitrojeni

majipu, Bubbles za mvuke huunda ndani yake, na kuunda nguvu kubwa ya kuinua, chini ya ushawishi ambao suluhisho la nitrate huinuka na kupitia kofia ya swirl 6 huingia kwenye nafasi ya kujitenga, ambapo mvuke ya juisi hutenganishwa na suluhisho. Suluhisho la nitrate huanguka chini kupitia pengo kati ya mwili wa kifaa na glasi ya majibu na huingizwa kupitia mashimo 5 kwenye glasi ya majibu, kwa sababu ambayo mzunguko mkubwa wa suluhisho hufanyika. Sehemu ya suluhu isiyobadilika huondolewa kila mara kutoka kwa kifaa cha ITN kupitia muhuri wa maji7 na kitenganishi8 na kutumwa kwa uvukizi. Mvuke wa juisi chini ya shinikizo la 15-20 kPa hutolewa kupitia fittings9. Kifaa kilichoendelezwa kinaruhusu mchakato wa neutralization ufanyike kwa kuendelea katika hali ya kuchemsha na matumizi ya juu ya joto la neutralization ili kuyeyusha maji, bila hofu ya overheating ya molekuli ya majibu. Ili kupunguza upotevu wa nitrojeni iliyofungwa na mvuke ya juisi, mchakato wa neutralization unafanywa kwa ziada ya asidi ya nitriki (2-3 g / l), kwa kuwa shinikizo la mvuke la HNO3 juu ya suluhisho la NH4 NO3 na mapenzi yake ya ziada. kuwa chini kwa kiasi kikubwa kuliko shinikizo la mvuke la NH3 na ziada ya amonia. Wakati neutralizing 47-49% ya asidi ya nitriki katika vifaa vya ITN, ufumbuzi wa NH4 NO3 na mkusanyiko wa 62-65% hupatikana. Wakati wa kutumia 54-57% HNO3, mkusanyiko wa ufumbuzi wa NH4 NO3 huongezeka hadi 72-80%, na wakati mkusanyiko wa HNO3 ni 58-60%, ufumbuzi wa NH4 NO3 na mkusanyiko wa 89-92% huundwa. Katika kesi hiyo, joto la mvuke ya juisi ni 120, 130 na 160 ° C, kwa mtiririko huo. Hii hurahisisha kutumia mvuke wa juisi kama wakala wa kupasha joto wakati wa kuyeyusha myeyusho wa NH4 NO3 katika vivukizi vya utupu, na hivyo kufikia matumizi maradufu ya joto la kutoweka kwa uvukizi wa maji.

Mpango wa kiteknolojia wa kupunguza asidi ya nitriki kwa matumizi ya mara mbili ya joto la neutralization umeonyeshwa kwenye Mtini. 41. Kulingana na mpango huu, asidi ya nitriki yenye mkusanyiko wa 47-54% huingia kwenye tank ya shinikizo 1, kutoka ambapo inatumwa kwa njia ya mdhibiti wa mtiririko wa moja kwa moja kwenye vifaa vya ITN4.

Amonia ya gesi chini ya shinikizo la 200-300 kPa hupitia kitenganishi3 na hita2 ili kuzuia amonia ya kioevu kuingia kwenye neutralizer na inatumwa kwa vifaa vya ITN4. Matumizi ya amonia hurekebishwa kiotomatiki kulingana na thamani ya pH ya suluhu la NH4 NO3 kwenye sehemu ya kidhibiti ili

mkusanyiko wa HNO3 katika suluhisho la neutralized ilikuwa 2-3 g / l. Suluhisho lisilo na nguvu hutumwa kwa uvukizi kwa evaporator ya utupu6, ambapo mvuke wa juisi hutumiwa kama wakala wa joto. Mvuke wa juisi kwenye pato la kifaa cha kupokanzwa huchafuliwa na mnyunyizo wa nitrati ya amonia, amonia au mvuke ya asidi ya nitriki. Kwa hiyo, husafishwa katika washer5 na trays tatu za sieve ambayo coils kilichopozwa na maji huwekwa. Katika kesi hiyo, sehemu ya mvuke ya juisi huunganisha na safu ya condensate huundwa kwenye sahani, ikipiga kwa njia ambayo mvuke ya juisi huondolewa kwa uchafu. Baada ya uvukizi katika evaporator ya utupu, mkusanyiko wa ufumbuzi wa NH4 NO3 huongezeka hadi 82-92%, baada ya hapo hutumwa kwa uvukizi wa mwisho kwa hali ya kuyeyuka na mkusanyiko wa 99.7-99.8%, ambao unafanywa na mvuke safi. Kabla ya uvukizi wa mwisho, ufumbuzi wa NH4 NO3 hupitia neutralizer7, ambapo neutralization kamili ya HNO3 na amonia hufanyika na ziada ya amonia ya 0.1 g / l inadumishwa, kwani uwepo wa asidi ya nitriki ya bure haikubaliki katika uvukizi wa mwisho. jukwaa.

Mvuke wa juisi

kwa capacitor

HNO3

Condensate

Condensate

NH4 NO3 imewashwa

uvukizi wa ziada

NH4 NO3

Mchele. 41. Mpango wa kupunguza asidi ya nitriki

Na matumizi mara mbili ya joto la neutralization:

1 - tank ya shinikizo la asidi ya nitriki; 2 - hita ya amonia; 3 - kitenganishi; 4 - vifaa vya ITN; 5 - washer wa mvuke wa juisi; 6 - kivukizo cha utupu; 7 - neutralizer ya mwisho

Uzalishaji wa mbolea ya nitrojeni

Mpango ulioelezwa hutumiwa ikiwa mkusanyiko wa asidi ya nitriki hauzidi 54%.

Mipango ya kisasa ya uzalishaji wa nitrati ya ammoniamu hutumia asidi ya nitriki na mkusanyiko wa 58-60%. Ambapo

V katika vifaa vya ITN suluhisho la NH huundwa 4 NO3 na mkusanyiko wa 89-92%, kwa hivyo haiwezekani kutumia mvuke ya juisi kwa uvukizi wa mwisho wa suluhisho; baada ya utakaso hutolewa kwenye anga. Tumia mvuke wa juisi kama wakala wa kupokanzwa

V uzalishaji mwingine pia haiwezekani, hivyo

jinsi inavyochafuliwa na splashes ya ufumbuzi wa NH4 NO3 na mvuke ya asidi ya nitriki, ambayo husababisha kutu ya vifaa.

Wakati wa kutumia sio 100% ya amonia kama wakala wa kugeuza, lakini gesi iliyo na amonia, mvuke ya juisi ina idadi kubwa ya gesi za inert zisizoweza kupunguzwa, kwa hivyo matumizi yake kama wakala wa kupokanzwa pia haiwezekani; baada ya utakaso kutoka kwa uchafu, pia hutolewa. kwenye angahewa.

Uvukizi wa ufumbuzi wa nitrati ya ammoniamu. Ili kupata nitrati ya amonia ya hali ya juu katika hatua ya uvukizi, ni muhimu kufikia uvukizi kamili wa maji ili unyevu wa mabaki kwenye kuyeyuka usizidi. 0,2–0,3%. Tatizo hili haliwezi kutatuliwa katika evaporators na filamu inayoongezeka, kwa kuwa ndani yao ufumbuzi wa evaporated na kusababisha mvuke ya sekondari huhamia kwa mtiririko wa moja kwa moja kwa namna ya mchanganyiko wa mvuke-kioevu unao na muundo wa pete: filamu ya kioevu inayoendelea kwenye kuta za chombo. mabomba (kupanda filamu), na katikati ya mvuke " fimbo" kubeba kiasi kikubwa cha dawa. Mchanganyiko wa mvuke-kioevu unaposonga kwenye kimo cha mabomba, viwango vinatoka nje.

tration ya NH4 NO3 katika awamu ya mvuke na kioevu, kwa hiyo nguvu ya kuendesha mchakato inapungua.

Kwa uvukizi kamili wa maji, ni muhimu kuhakikisha ubadilishanaji wa wingi uliopangwa zaidi wakati wa uvukizi, ambao unaweza kupatikana katika evaporators na filamu inayoanguka na harakati za kukabiliana na awamu za kioevu na mvuke.

Ili kutatua tatizo hili, muundo wa evaporator ya pamoja inayofanya kazi chini ya shinikizo la anga imeandaliwa (Mchoro 42).

Evaporator ya pamoja ina sehemu tatu: utakaso I, tubular II na mkusanyiko III.

Mchanganyiko wa mvuke-hewa

Suluhisho la 20%.

Condensate

NH4 NO3

NH4 NO3 4

NH4 NO3 Steam

Condensate

Condensate

Mchele. 42. Evaporator iliyochanganywa: I - kusafisha sehemu; II - sehemu ya tubular;

III - sehemu ya mkusanyiko; 1 - matundu ya matundu; 2 - yanafaa kwa ajili ya kuanzisha condensate; 3 - sahani za kusafisha; 4, 5 - coils; 6 - trei za kuzama za ungo

Suluhisho la nitrati ya ammoniamu na mkusanyiko wa angalau 87% huingia kwenye sehemu ya tubular ya evaporator kupitia mtozaji wa joto na inapita chini ya zilizopo kwa namna ya filamu nyembamba. Mvuke wa maji hutolewa kwa annulus kwa shinikizo la 1.4 MPa na joto la 180-185 ° C. Katika sehemu ya tubular, mkusanyiko wa suluhisho huongezeka hadi 99%. Kwa uvukizi wa mwisho wa maji, kuyeyuka kwa NH4 NO3 huingia kwenye mkusanyiko wa chini

Uzalishaji wa mbolea ya nitrojeni

sehemu ya kifaa ambapo sahani tano za ungo za aina ya kushindwa zimewekwa. Hewa yenye joto katika mchanganyiko wa joto hadi 185 ° C hupigwa chini ya sahani ya chini na shabiki. Bubbles ya hewa ya moto kupitia safu ya kuyeyuka kwenye sahani, inachukua unyevu na kuingia kwenye sehemu ya tubular, ambapo huinuka juu kwa kukabiliana na ufumbuzi unaopita.

Katika sehemu ya mkusanyiko, kuyeyuka hutengenezwa yenye 99.7-99.8% NH4 NO3, ambayo hutumwa kwa granulation. Mchanganyiko wa mvuke-hewa kutoka kwa sehemu ya tubular ya vifaa ina kiasi kikubwa cha splashes ya ufumbuzi wa nitrati, mvuke ya asidi ya nitriki na amonia, kwa hiyo inaelekezwa kwa sehemu ya kusafisha ya vifaa, ambayo sahani mbili au tatu za sieve zimewekwa. Condensate ya mvuke hutolewa kwa sahani ya juu, na ufumbuzi wa NH4 NO3 na mkusanyiko wa ~ 20% hutolewa kutoka kwa sahani ya chini, ambayo hutolewa kwa uvukizi. Mchanganyiko uliosafishwa wa mvuke-hewa hutolewa kwenye anga. Vifaa vilivyoelezwa vina uwezo wa 15 hadi 60 t / h, hufanya kazi kwa utulivu na hufanya iwezekanavyo kupata kuyeyuka kwa nitrate na unyevu wa mabaki wa 0.2-0.3%.

Ili kuepuka hali za dharura wakati wa uvukizi, halijoto katika neli na sehemu za mkusanyiko lazima zisiruhusiwe kupanda zaidi ya 180°C.

Granulation ya nitrati ya amonia kuyeyuka. Hivi sasa, mbolea zote za madini zinazalishwa tu kwa fomu ya punjepunje na ukubwa wa granule kutoka 1 hadi 4 mm. Njia kuu ya viwanda ya granulation ya nitrati ya ammoniamu ni kunyunyizia NH kuyeyuka 4 NO 3 kwa namna ya matone madogo kuelekea mtiririko wa hewa ya baridi katika minara ya granulation ya miundo mbalimbali. Mchoro wa mchakato wa granulation umeonyeshwa kwenye Mtini. 43.

Nitrati ya ammoniamu inayeyuka, iliyo na 99.5-99.7% NH4 NO3, yenye joto la 175-180 ° C kutoka kwa evaporator huingia kwenye tank ya buffer1, inachujwa kutoka kwa uchafu wa mitambo katika filters2, baada ya hapo, kwa kutumia mtoza3, inatumwa kwa granulators4 imewekwa katika sehemu za juu za mnara5 na kunyunyizia kuyeyuka kwa namna ya matone madogo. Mnara huo una sura ya cylindrical au mstatili na chini ya kutokwa kwa conical. Inatumika sana ni minara ya saruji iliyoimarishwa pande zote na kipenyo cha 12-16 m na urefu wa 30-35 m, pamoja na minara ya chuma ya mstatili yenye ukubwa wa mpango wa 11 × 8 m na urefu wa 50 m.

Hewa ya baridi hutolewa kupitia minara kwa kutumia mashabiki wa mkia kwa kasi ya 1.5-2.0 m / s.

NH4 NO3

Hewa 3

Mchele. 43. Mpango wa mchakato wa chembechembe: 1 - tank ya buffer, 2 - vichungi vya kuyeyuka, 3 - mkusanyaji-msambazaji wa kuyeyuka;

4 - granulators; 5 - mnara wa granulation

Vifaa kuu vinavyoamua sura na ukubwa wa granules kusababisha ni granulators. Katika mipango ya kisasa ya uzalishaji wa nitrati ya ammoniamu ya granulated, granulators za tuli za aina ya kumwaga na tubular hutumiwa, muundo ambao umeonyeshwa kwenye Mtini. 44.

Kanuni ya uendeshaji wa granulator ya kumwagilia ni kama ifuatavyo. Kuyeyuka kutoka kwa mtoza huingia kwenye granulator kupitia bomba 1, hupitia koni ya mwongozo 2 na chujio cha mesh 3, kisha hupunjwa kwa kutumia chini ya perforated 5 na kipenyo cha shimo cha ~ 1 mm.

Uzalishaji wa mbolea ya nitrojeni

Sehemu ya A

Condensate 3

Condensate

Mchele. 44. Aina ya granulators tuli: a - kumwagilia unaweza: 1 - bomba kwa ajili ya kulisha kuyeyuka;

2 - koni ya mwongozo; 3 - mwili wa granulator; 4 - chujio cha matundu; 5 - chini ya matundu; b - tubular na inapokanzwa nje: 1 - insulation; 2 - mwili wa granulator; 3 - bomba la joto;

c - tubular na inapokanzwa ndani: 1 - insulation; 2 - mwili wa granulator; 3 - bomba la kupokanzwa; 4 - bomba la usambazaji wa mvuke

Chini ya ushawishi wa mvuto, kuyeyuka hutoka kwenye mashimo kwa namna ya jets. Jets zinazozunguka hupata tabia ya wimbi, amplitude ambayo huongezeka kwa haraka, na ndege hupasuka ndani ya matone yenye kipenyo cha 2-3 mm, ambayo huanguka chini kuelekea hewa ya baridi. Wakati wa kukimbia kwenye urefu wa mnara, matone ya kuyeyuka humeta na baridi hadi joto la 90-125 ° C. Baridi ya mwisho ya granules kwa joto la 40-45 ° C inafanywa na hewa katika vifaa vya kitanda vilivyo na maji vilivyo katika sehemu ya chini ya minara ya granulation.

Joto la baridi la chembechembe kwenye kitanda kilicho na maji imedhamiriwa na hali ya joto ya mpito wa awamu ya urekebishaji wa fuwele ya pili hadi ya nne, ambayo, mbele ya viongeza vya hali, hufanyika kwa 50 ° C.

Ili kupunguza keki, granules zilizopozwa zinakabiliwa na matibabu ya uso na viongeza vya kupambana na keki, ambayo ni misombo ya kikaboni ya juu ya muundo wa heteropolar - asidi za kikaboni na chumvi zao, amini za kikaboni na urefu wa radical ya hydrocarbon ya C12 - C20. Utaratibu wa utekelezaji wa viongeza hivi ni kwamba hupigwa kwenye uso wa granules na kichwa cha polar, na radical ya hydrocarbon ya apolar hufunika uso wa granules na filamu nyembamba na kuifanya hydrophobic. Matibabu ya uso wa granules hufanyika katika ngoma zinazozunguka kwa kunyunyizia ufumbuzi wa maji ya surfactants kwenye uso wa granules kwa kutumia nozzles. Matumizi ya surfactant ni 300-500 g/t ya bidhaa.

Mpango wa kiteknolojia kwa ajili ya uzalishaji wa nitrati ya ammoniamu.

Muundo wa vifaa na teknolojia ya uzalishaji wa nitrati ya ammoniamu inategemea mkusanyiko wa asidi ya nitriki inayotumiwa. Katika miradi ya zamani ya kutumia asidi ya nitriki iliyo na mkusanyiko wa 47-49%, uboreshaji wa asidi ulifanyika katika vifaa vya ITN, na uvukizi wa suluhisho ulifanyika katika hatua tatu, kwa kutumia mvuke wa juisi kutoka kwa vifaa vya ITN kama wakala wa kupokanzwa. hatua ya kwanza. Mpango huo ulikuwa mgumu sana, na nguvu ya kitengo cha ufungaji ilikuwa

la tani 150-250 elfu / mwaka.

Katika miaka ya 60-70. Karne ya XX vitengo vikubwa vya usanisi wa amonia na asidi ya nitriki vilitengenezwa na kuletwa katika mazoezi ya viwandani, na kuifanya iwezekane kuongeza mkusanyiko wa matokeo.

Uzalishaji wa mbolea ya nitrojeni

asidi yangu ya nitriki ni hadi 58-60%. Hii iliunda masharti mazuri ya ukuzaji wa vitengo vikubwa vya utengenezaji wa nitrati ya ammoniamu AS-67 na AS-72 yenye ujazo wa tani 450-500 elfu / mwaka. Wakati wa ukuzaji na utekelezaji wa vitengo hivi, mafanikio ya hivi karibuni ya sayansi na teknolojia katika uwanja wa kuboresha ubora wa nitrati ya amonia yalizingatiwa, ambayo ilifanya iwezekane kutoa bidhaa isiyo ya keki na uchafuzi mdogo wa mazingira. Katika vitengo vyote viwili, asidi ya nitriki yenye mkusanyiko wa 58-60% hutumiwa kama malisho; miyeyusho huvukiza katika hatua moja katika evaporators zilizounganishwa. Ili kuboresha ubora wa bidhaa, imepangwa kuanzisha viongeza vya hali katika muundo wake, na kupunguza uchafuzi wa mazingira - utakaso wa kina wa uzalishaji wa viwandani. Vitengo hivi vinatofautiana kutoka kwa kila mmoja tu katika mpangilio wa vifaa. Ya juu zaidi ni kitengo cha AC-72, mchoro wa kiteknolojia ambao umeonyeshwa kwenye Mtini. 45.

Suluhisho la asidi ya nitriki yenye mkusanyiko wa 58-60% huwashwa na mvuke wa juisi kwenye heater1 hadi joto la 70-80 ° C, vikichanganywa na viongeza vya hali (asidi ya sulfuriki na fosforasi) na kutumwa kwa vifaa vya ITN-72 3. . Amonia ya gesi huwashwa katika hita2 hadi joto la 120-130 ° C na pia hutumwa kwa vifaa vya pampu ya joto, ambapo asidi ya nitriki hupunguzwa kwa joto la 155-165 ° C. Suluhisho la nitrati ya amonia linalotokana na mkusanyiko wa NH4 NO3 wa 89-92% na mkusanyiko wa HNO3 wa 2-5 g/l huwekwa chini ya neutralization na amonia katika neutralizer5 na kutumwa kwa evaporator6 iliyounganishwa, katika sehemu ya chini ambayo, kwa kutumia. blower27, hewa hutolewa, inapokanzwa katika heater4 hadi 185 ° C. Katika evaporator pamoja, uvukizi kamili wa maji unafanywa ili kupata saltpeter melt zenye

99.7–99.8% NH4 NO3.

Kuyeyuka kwa nitrati ya amonia hupitia kwenye neutralizer 7, kuchuja 8 na kuingia kwenye tangi 9, kutoka ambapo hutupwa na pampu ya chini ya maji 10 kwenye tank ya shinikizo 13 iliyowekwa juu ya mnara wa granulation 18. Kutoka kwa tank ya shinikizo13, kuyeyuka huingia kwenye granulators tatu za vibrating14 zilizowekwa katika sehemu ya juu ya mnara wa granulation mstatili (8x11 m)18 na urefu wa 50-55 m.

Mchele. 45. Mpango wa utengenezaji wa nitrati ya ammoniamu katika kitengo cha AS-72:

1 - hita ya asidi ya nitriki; 2 - hita ya amonia; 3 - kibadilisha joto; 4 - hita ya hewa; 5, 7 - neutralizer ya mwisho; 6 - evaporator ya pamoja; 8 - chujio cha kuyeyuka; 9 - tank ya kuyeyuka;

10 - pampu inayoweza kuzama; 11 - pampu; 12 - NH4 NO3 mtoza suluhisho; 13 - tank ya shinikizo ya kuyeyuka; 14, 15 - granulators; 16 - feni ya mkia; 17 - scrubber za kuosha; 18 - mnara wa granulation; 19 - kiyoyozi cha granule; 20 - conveyor;21 - lifti;22 - baridi ya granule;23 - hita za hewa;24 - feni;

25 - bwawa la mifereji ya maji; 26 - pampu; 27 - blower; 28 - tanki ya buffer

Uzalishaji wa mbolea ya nitrojeni

Hewa ya baridi kwa kiasi cha 500 elfu m3 / h inaingizwa ndani ya mnara kupitia mapengo katika sehemu ya conical ya mnara kwa kutumia mashabiki wa mkia16 na, baada ya kuondoa vumbi katika scrubbers17, hutolewa kwenye anga. Wakati wa kukimbia, chembechembe hupozwa hadi 90-120 ° C. Nitrati ya amonia ya chembechembe kutoka kwa mnara wa chembechembe hulishwa na kisafirisha20 hadi kwenye kipozaji cha nje cha kitanda chenye maji22, kinachojumuisha sehemu tatu zenye usambazaji wa hewa huru kwa kila sehemu kwa kutumia feni24. Kila sehemu hutoa udhibiti wa joto la hewa ya baridi kwa kutumia kubadilishana joto23.

Granules zilizopozwa, kwa kutumia lifti 21, ingiza ngoma inayozunguka 19, ambapo hunyunyizwa na viongeza vya kuzuia keki kwa kutumia nozzles. Chembechembe za nitrati za ammoniamu zilizotibiwa hutolewa kwa ufungaji.

Kitengo cha AS-72 kina vifaa viwili vya ITN-72 vilivyo na uwezo wa kumaliza wa 30 t/h kila kimoja. Vifaa vinajumuisha majibu na sehemu za kujitenga. Kipenyo cha sehemu ya majibu ni 1.6 m; kipenyo cha kioo cha majibu - 1.2 m; urefu - 4.2 m; kipenyo cha sehemu ya kujitenga - 3.8 m; Urefu wa jumla wa kifaa ni m 10. Sahani nne za kofia na mtego wa splash zimewekwa kwenye sehemu ya kujitenga. Condensate ya mvuke ya juisi hutolewa kwa sahani ya juu, na ufumbuzi wa asidi 20-25% wa NH4 NO3, unaoundwa katika scrubber ya kuosha, hutolewa kwa sahani ya pili kutoka chini17. Katika sehemu ya kujitenga, mvuke ya juisi hutakaswa kutoka kwa amonia, splashes ya ufumbuzi wa NH4 NO3 na asidi ya nitriki. Utakaso wa mwisho wa mvuke wa juisi unafanywa katika scrubbers17 imewekwa katika sehemu ya juu ya mnara wa granulation.

Evaporator ya pamoja ina uwezo wa 60 t / h. Inajumuisha sehemu tatu - tubular, mkusanyiko na kujitenga. Kipenyo cha sehemu ya tubular ni 2.8 m; urefu - 6.4 m, uso wa kubadilishana joto - 710 m2; kipenyo cha sehemu ya mkusanyiko - 2.8 m; urefu - m 6. Katika sehemu ya mkusanyiko kuna sahani tano za ungo zinazochomwa na mvuke wa kina. Hewa ya moto yenye joto la 185 ° C hupigwa chini ya sahani ya chini.

Sehemu ya juu ya kusafisha ina kipenyo cha 3.8 m na urefu wa 3.5 m. Sahani mbili za ungo zimewekwa ndani yake, ambazo humwagilia.

shimoni condensate na NH4 NO3 ufumbuzi kutoka scrubbers17. Katika sehemu ya kujitenga, mchanganyiko wa mvuke-hewa ni kabla ya kusafishwa kutoka kwa splashes ya ufumbuzi wa NH4 NO3, amonia na mvuke ya asidi ya nitriki. Usafishaji wa mwisho hutokea katika scrubbers17 pamoja na hewa iliyojaa vumbi iliyotolewa kutoka kwa minara ya granulation. Vifaa vyote vya teknolojia vinafanywa kwa daraja la chuma 08Х22Н6Т.

Uzalishaji wa nitrati ya amonia una athari ndogo ya anthropogenic kwa mazingira. Hakuna taka ngumu au kioevu katika uzalishaji huu. Chanzo pekee cha uchafuzi wa mazingira ni taka za gesi - mvuke wa juisi kutoka kwa vifaa vya ITN, mchanganyiko wa mvuke-hewa kutoka kwa kivukizo cha pamoja na hewa baridi kutoka kwa minara ya chembechembe. Zina minyunyizio ya myeyusho wa NH4 NO3, mivuke ya asidi ya nitriki, amonia, vumbi na chembe za erosoli za NH4 NO3. Kiasi cha taka hii ni kubwa sana. Kwa hivyo, kiasi cha hewa kinachotolewa kwa evaporator ni 25,000 m3 / h, kwa mnara wa granulation - 500-550,000 m3 / h.

Kwa hiyo, njia kuu ya utakaso wa gesi za kutolea nje ni njia ya kunyonya, kulingana na ngozi ya uchafu unaodhuru na maji au ufumbuzi dhaifu wa NH4 NO3. Juisi ya mvuke na mchanganyiko wa mvuke-hewa hupitia utakaso wa awali katika sehemu za mgawanyiko wa vifaa vya pampu ya joto na evaporator, baada ya hapo huunganishwa na hewa taka inayoacha mnara wa granulation na kutumwa kwa kuosha scrubbers17, ambayo hutiwa maji na condensate ya mvuke. Suluhisho dhaifu linalosababishwa la NH4 NO3 linakusanywa katika watoza12 na kurudi kumwagilia vichaka kwa kutumia pampu za mzunguko11.

Sehemu ya suluhisho hili hutolewa kwa umwagiliaji kwa sehemu za kutenganisha za vifaa vya ITN na evaporator, na kisha kwa uvukizi. Kwa kuzingatia kiasi kikubwa cha gesi taka, visusi sita vimewekwa juu ya mnara, vikiwa na mashabiki wa mkia ambao huchota hewa kupitia mnara wa granulation.

Kwa utakaso wa kina wa gesi za kutolea nje kutoka kwa erosoli, mifumo ya kisasa pia hufunga vichungi vyema vya nyuzi. Baada ya kusafisha vile, gesi za kutolea nje hutolewa kwenye anga.

Nitrati ya ammoniamu, au nitrati ya ammoniamu (ammoniamu), ni chumvi ya asidi ya nitriki na amonia, ambayo inaonyesha mali ya msingi. Fomula ya kemikali - NH₄NO₃. Ilipatikana katika karne ya kumi na saba na mwanakemia wa Ujerumani Glauber. Nitrati ya ammoniamu hutumiwa kuzalisha mbolea za nitrojeni na.

Kulingana na sifa zake, NH₄NO₃ ni dutu nyeupe inayoyeyuka ifikapo 169.6 °C. Juu ya joto hili, dutu hii hutengana polepole, na kwa 210 ° C uharibifu kamili huzingatiwa. Kasi ya mlipuko 2570 m/s.

Kufutwa kwa dutu kunafuatana na kunyonya kwa joto kali (ni endothermic), ambayo hupunguza kasi ya mchakato. Ili kuepuka hili na haraka kuandaa ufumbuzi wa nitrati ya ammoniamu iliyojilimbikizia, inashauriwa kuitayarisha. Dutu ya fuwele inapaswa kuongezwa kwa sehemu ndogo.

Mbali na maji, kiwanja hiki kinaweza kufutwa ndani, pyridine, methyl na.

Njia za msingi za awali ya nitrati ya amonia


Njia ya kutumia amonia isiyo na maji na asidi ya nitriki iliyokolea

Mlingano wa majibu:

NH₃ + HNO₃ = NH₄NO₃

Mmenyuko huu ni, yaani, hutokea kwa kutolewa kwa joto. Kutokana na sumu ya reagents, haipendekezi kufanya awali kama hiyo nyumbani.

utapata majaribio salama na ya kufurahisha ya kemia unayoweza kufanya nyumbani.

Katika suluhisho la nitrati ya ammoniamu NH₄NO₃, mkusanyiko wa dutu hai itakuwa 83%, na maji ya ziada yatayeyuka hadi kuyeyuka (dutu ya kioevu yenye uthabiti wa viscous). Ndani yake, asilimia ya nitrati ya ammoniamu NH₄NO₃ itakuwa 95-99.5% (kulingana na aina gani ya bidhaa inahitaji kupatikana). Ikiwa nitrati ya ammoniamu imepangwa kutumika kama mbolea, ni muhimu kunyunyiza muundo unaosababishwa katika vifaa vya kunyunyizia dawa. Ifuatayo, chumvi lazima iwe kavu, kilichopozwa na kuvikwa na misombo ya kemikali ambayo huzuia keki. Matokeo yake ni granules nyeupe au zisizo na rangi.


Nitrati ya ammoniamu ni hygroscopic sana, hivyo ikiwa dutu kavu inahitajika, lazima kwanza iwe na maji.

Mbinu ya nitrofosfati (Njia isiyo ya kawaida)

Njia hii inahusisha hatua tatu.

Hatua ya kwanza: Apatite ya madini ya asili (phosphate ya kalsiamu) inatibiwa na asidi ya nitriki

Ca₃(PO₄)₂ + 6HNO₃ + 12H₂O → 2H₃PO₄ + 3Ca(NO₃)₂ + 12H₂O

Hatua ya pili: utungaji unaozalishwa umepozwa hadi 0 ° C, ambayo inaongoza kwa fuwele. Hidrati ya fuwele huundwa - Ca(NO₃)₂·4H₂O, kisha asidi ya fosforasi hutenganishwa nayo.

2H₃PO₄ + 3Ca(NO₃)₂ + 12H₂O → 2H₃PO₄ + 3Ca(NO₃)₂ 4H₂O

Hatua ya tatu: Nitrati ya kalsiamu inayoundwa kama matokeo ya athari hizi zote hutibiwa na amonia. Kama matokeo, inawezekana kuunganisha nitrati ya ammoniamu:

Ca(NO₃)₂ + 4 H₃PO₄ + 8 NH₃ → CaHPO₄ + 2NH₄NO₃ + 3(NH₄)₂HPO₄

Matumizi ya nitrati ya ammoniamu

Katika hali yake safi, nitrati ya ammoniamu haitumiwi kama kilipuzi kwa sababu inachukua maji kutoka angani haraka sana. Walakini, kuna mifano ya kutumia nitrati ya ammoniamu kutoka kwa mbolea kutengeneza vilipuzi.


Katika baadhi ya mikoa ya Pakistani kuna marufuku ya uzalishaji wa mbolea hizo. Wanasayansi wa Marekani wametengeneza mbolea kulingana na nitrati ya ammoniamu, ambayo haiwezi kutumika kama kilipuzi. Kichocheo hiki kinahusisha kuchanganya NH₄NO₃ na salfa yenye feri. Ioni ya salfati iko katika hali iliyounganishwa na NH₄NO₃, na mmenyuko wa mtengano wa joto wa nitrati ya ammoniamu (pamoja na mlipuko) inakuwa haiwezekani.

Nitrati ya amonia(ammonium (ammonium) nitrate) ni kiwanja cha kemikali NH 4 NO 3, chumvi ya asidi ya nitriki. Ilipatikana kwa mara ya kwanza na Glauber mnamo 1659. Inatumika kama sehemu ya vilipuzi na kama mbolea ya nitrojeni.

Tabia za kimwili[ | ]

Dutu nyeupe ya fuwele. Kiwango myeyuko ni 169.6 ° C; inapokanzwa zaidi ya joto hili, mtengano wa taratibu wa dutu huanza, na kwa joto la 210 ° C mtengano kamili hutokea. Kiwango cha mchemko kwa shinikizo lililopunguzwa ni 235 ° C. Uzito wa molekuli 80.04 a. k.m. Kasi ya mlipuko 2570 / .

Umumunyifu [ | ]

Wakati wa kufuta, ngozi ya joto kali hutokea (sawa na nitrati ya potasiamu), ambayo hupunguza kasi ya kufuta. Kwa hiyo, ili kuandaa ufumbuzi uliojaa wa nitrati ya ammoniamu, inapokanzwa hutumiwa, wakati dutu imara hutiwa kwa sehemu ndogo.

Kiwanja [ | ]

Mbinu za kupokea[ | ]

Mbinu ya msingi [ | ]

Katika uzalishaji wa viwandani, amonia isiyo na maji na asidi ya nitriki iliyokolea hutumiwa:

N H 3 + H N O 3 → N H 4 N O 3 ↓ (\displaystyle (\mathsf (NH_(3)+HNO_(3)\rightarrow \ NH_(4)NO_(3)\downarrow)))

Mmenyuko huendelea kwa kasi na kutolewa kwa kiasi kikubwa cha joto. Kufanya mchakato kama huo katika hali ya ufundi ni hatari sana (ingawa nitrati ya ammoniamu inaweza kupatikana kwa urahisi chini ya hali ya dilution kubwa na maji). Baada ya kutengeneza suluhisho, kwa kawaida na mkusanyiko wa 83%, maji ya ziada hutolewa kwa kuyeyuka, ambayo maudhui ya nitrati ya ammoniamu ni 95-99.5%, kulingana na daraja la bidhaa iliyokamilishwa. Kwa matumizi kama mbolea, kuyeyuka hutiwa ndani ya vinyunyiziaji, kukaushwa, kupozwa na kufunikwa na misombo ili kuzuia kuoka. Rangi ya granules inatofautiana kutoka nyeupe hadi isiyo na rangi. Nitrati ya ammoniamu kwa matumizi ya kemia kawaida hupungukiwa na maji, kwani ni ya RISHAI sana na asilimia ya maji ndani yake karibu haiwezekani kupata.

Mbinu ya Haber [ | ]

Maombi [ | ]

Mbolea [ | ]

Nitrate nyingi za ammoniamu hutumiwa moja kwa moja kama mbolea nzuri ya nitrojeni au kama nyenzo ya kati kwa ajili ya uzalishaji wa mbolea nyingine. Ili kuzuia uundaji wa vilipuzi vya nitrati ya ammoniamu, mbolea inayouzwa ina vifaa ambavyo hupunguza mlipuko na mali ya mlipuko wa nitrati ya ammoniamu, kama vile chaki (calcium carbonate).

Huko Australia, Uchina, Afghanistan, Ireland na nchi zingine, uuzaji wa bure wa nitrati ya amonia, hata kwa njia ya mbolea, ni marufuku au mdogo. Kufuatia shambulio la kigaidi la Oklahoma City, vikwazo vya uuzaji na umiliki wa nitrati ya ammoniamu viliwekwa katika baadhi ya majimbo ya Marekani.

Vilipuzi[ | ]

Inatumika sana katika tasnia na madini ni mchanganyiko wa nitrati ya amonia na aina anuwai za vifaa vinavyoweza kuwaka vya hydrocarbon, vilipuzi vingine, na mchanganyiko wa sehemu nyingi:

Ambayo haiwezi kutumika kuunda vilipuzi kwa msingi wake. Utungaji unapotengana, ioni ya SO 4 2- ioni hufunga kwa ioni ya amonia, na ioni ya chuma hufunga ioni ya nitrati, ambayo huzuia mlipuko. Kuanzishwa kwa sulfate ya chuma katika utungaji wa mbolea pia kunaweza kuboresha sifa za kiteknolojia za mbolea, hasa kwenye udongo wenye asidi. Waandishi walikataa kulinda fomula ya mbolea kwa hati miliki ili utunzi huu uenee haraka katika maeneo yenye tishio kubwa la kigaidi. [ | ]

  • Teknolojia ya nitrati ya ammoniamu, mh. V. M. Olevsky, M., 1978.
  • Chumvi ya asidi ya nitriki, Miniovich M. A., M., 1964.
  • Olevsky V. M., Ferd M. L., " J. Vses. chem. visiwa vilivyopewa jina lake D. I. Mendeleev", 1983, juzuu ya 28, nambari 4, uk. 27-39.
  • Dubnov L.V., Bakharevich N.S., Romanov A.I. vilipuzi vya viwandani. - Toleo la 3, lililorekebishwa. na ziada - M.: Nedra, 1988. - 358 p.

Ukurasa wa 1

Nitrati ya ammoniamu (nitrati ya amonia) NH4NO3 ni dutu ya fuwele yenye kiwango myeyuko wa 169.6ºC, mumunyifu sana katika maji. Umumunyifu kwa 20ºС ni 0.621 wt. hisa, kwa 160ºС - 0.992 wt. hisa Nitrati ya amonia ina RISHAI nyingi na inachukua unyevu kutoka kwa angahewa kwa urahisi; kulingana na halijoto, inaweza kuwepo katika marekebisho matano ya fuwele, tofauti katika msongamano na muundo wa fuwele. Kutokana na umumunyifu wa juu katika maji, hygroscopicity na mabadiliko ya polymorphic akifuatana na kutolewa kwa joto, nitrati ya amonia kwa urahisi keki. Ili kupunguza keki, ambayo hufanya bidhaa kuwa ngumu kutumia, tasnia hutumia hatua zifuatazo:

Kabla ya kuhifadhi, bidhaa inayotokana imepozwa hadi joto chini ya 32ºС, kwa kuwa iko katika safu kutoka 32.3ºС hadi -17ºС kwamba nitrati ya ammoniamu iko katika muundo thabiti wa orthorhombic;

Bidhaa ya kibiashara huzalishwa kwa fomu ya punjepunje kwa kutibu uso wa granules na surfactants ambayo huunda filamu ya hydrophobic juu yao;

Viongeza vya hali ya hewa huongezwa kwa bidhaa kwa namna ya nitrati ya magnesiamu na chumvi zingine, ambazo hufunga maji ya bure na kuzuia mpito wa muundo mmoja hadi mwingine.

Nitrati ya amonia katika hali ngumu au kwa njia ya suluhisho iliyojilimbikizia sana (yeyuka) hutengana inapokanzwa zaidi ya 180 - 200 ºС:

NH4NO3 = N2O + 2H2O - DH, ambapo DH = 36.8 kJ.

Inapokanzwa haraka katika nafasi iliyofungwa hadi 400 - 100ºС au kuanzishwa, nitrati ya ammoniamu hutengana kwa mlipuko kulingana na mlinganyo.

NH4NO3 = N2 + 2H2O + 0.1O2 - 118 kJ.

Mtengano huharakishwa mbele ya asidi ya madini na vitu vya kikaboni. Huu ndio msingi wa matumizi ya nitrati ya ammoniamu kama sehemu ya vilipuzi vya nitrati ya amonia - amonia (mchanganyiko na vitu vya kikaboni), ammotoli (mchanganyiko na vilipuzi) na amonia (mchanganyiko ulio na alumini).

Nitrati ya ammoniamu ni mbolea ya nitrojeni isiyo na ballast na ina nitrojeni 34.8%, ambayo 17.4% iko katika amonia (NH4+) na 17.4% katika fomu ya nitrati (NO3-). Kwa hiyo, gharama ya kusafirisha nitrojeni iliyo ndani yake ni ya chini sana kuliko wakati wa kusafirisha mbolea nyingine za ballast (kwa mfano, sulfate ya ammoniamu).

Uzalishaji wa nitrati ya amonia ni msingi wa mmenyuko wa kutoweka kwa asidi ya nitriki na gesi ya amonia ikifuatiwa na uvukizi wa suluhisho la nitrati ya ammoniamu.

Kuweka upande wowote.

Uboreshaji wa asidi ya nitriki na amonia ni mchakato usioweza kurekebishwa wa chemisorption ambao hutokea na kutolewa kwa joto kulingana na equation.

HNO3 + NH3 = NH4NO3 - DH.

Mmenyuko hutokea katika eneo la kuenea, na kiwango chake ni mdogo na kuenea kwa amonia kutoka kwa gesi hadi kwenye uso wa kioevu. Kiasi cha joto kilichotolewa wakati wa kubadilika ni jumla ya athari ya joto ya mmenyuko na joto la kufutwa kwa nitrati ya ammoniamu katika maji:

Qå = Q1 - (Q2 + Q3),

Kwa hivyo, athari ya joto ya mchakato inategemea mkusanyiko wa asidi ya nitriki iliyochukuliwa kwa neutralization.

Inapokanzwa vipengele (asidi ya nitriki na gesi ya amonia) inaboresha mchanganyiko wa mfumo, huharakisha mchakato wa neutralization na huongeza mkusanyiko wa suluhisho la nitrati ya amonia.

Uvukizi wa suluhisho la nitrati ya ammoniamu.

Kama matokeo ya neutralization, suluhisho la maji ya nitrati ya ammoniamu huundwa. Katika kesi hiyo, kutokana na athari ya joto ya mmenyuko wa neutralization, sehemu ya maji hupuka kwa namna ya mvuke ya juisi. Nguvu ya uvukizi inategemea ukubwa wa athari ya joto na joto la mchakato. Kwa hiyo, mkusanyiko wa ufumbuzi unaosababishwa unatambuliwa na mkusanyiko wa asidi ya nitriki na joto.

Uzoefu wa muda mrefu katika uzalishaji na matumizi ya nitrati ya ammoniamu umeonyesha kuwa, kulingana na sheria zilizowekwa, nitrati ya ammoniamu ni salama 57~66. Nitrati safi ya amonia sio nyeti kwa mshtuko, mshtuko au msuguano. Hata hivyo, chini ya hali fulani, nitrati ya ammoniamu ina mali ya kulipuka. Kwa msingi huu, pia hutumiwa kama malighafi katika utengenezaji wa milipuko ya nitrati ya ammoniamu. Zinalipuka tu kutoka kwa kifa. Milipuko ya nitrati ya amonia inaweza kusababishwa hasa na hatua ya vimumunyisho au mtengano wa joto wa chumvi katika nafasi iliyofungwa.

Mlipuko wa nitrati ya amonia huongezeka mbele ya asidi ya madini na vifaa vilivyooksidishwa kwa urahisi, kama vile vitu vya kikaboni na baadhi ya metali, hasa katika fomu ya poda (kwa mfano, alumini, zinki, risasi, antimoni, bismuth, nikeli, shaba, cadmium). Mara nyingi, mbele ya metali hizi (hasa cadmium na shaba), nitriti ya amonia isiyo na utulivu, yenye kuharibika kwa urahisi huundwa.

Kwa kuongezeka kwa ukubwa wa chembe na unyevu unaoongezeka, mlipuko wa nitrati ya ammoniamu hupungua kwa kiasi kikubwa. Chumvi yenye unyevunyevu iliyo na zaidi ya 3% ya maji hailipuki hata kama kipulizia cha 58"5E kitalipuka.

Inapokanzwa, nitrati ya amonia huanza kuoza kulingana na equation:

N.H.4 N03 = N.H.3 + HN03 - 41,7 kcal

Mtengano huu unaonekana zaidi ya 150 °, lakini hata saa 165 °, kupoteza uzito wa nitrati ya ammoniamu hauzidi 6% kwa siku. Kwa joto la juu, nitrati ya amonia hutengana sana kulingana na athari zifuatazo 67: kwa 200-270 ".

N.H.4 HAPANA3 = N2 0 + 2H20 + 8.8kcal Inapokanzwa haraka kwa joto la juu N.H.4 N03 = N2 + 2Н20 + "/202 + 28.5kcal

(Joto la athari hizi hutolewa kwa 18° na kwa hali ya gesi ya bidhaa za mmenyuko.) Mlinganyo wa mwisho unalingana na mtengano unaolipuka wa NH4N03. Mtengano wa joto wa NH4N03 unaweza kutokea wakati huo huo kupitia athari kadhaa, na mmoja wao anaweza kutawala juu ya zingine. Mtengano wa mafuta ya asidi ya nitriki husababisha kuonekana kwa N0 na NO2 katika bidhaa za mtengano wa gesi ya nitrati ya ammoniamu. Inavyoonekana, NO2 na H20 iliyotolewa kama matokeo ya mtengano wa joto wa asidi ya nitriki ni vichocheo vya mtengano zaidi wa NH4NO368. Mtengano wa joto wa nitrati ya ammoniamu iliyoyeyuka pia huharakishwa ikiwa kuna misombo Cr6+, Cr3+, Cr2+, n.k. 69. Kwa hivyo, nitrati ya amonia safi kwa hakika inapaswa kuainishwa kama dutu inayoweza kulipuka.

Nitrati ya ammoniamu iliyohifadhiwa katika ghala wazi haina kulipuka hata katika tukio la moto mkali. Moto wa nitrati ya ammoniamu ambao ulifanyika katika nafasi zilizofungwa, kwa mfano, katika sehemu za meli, vyombo, nk, kawaida huisha kwa mlipuko mkali. Inachukuliwa kuwa mtengano wa joto wa nitrati ya ammoniamu kwenye shinikizo la anga huendelea tofauti kuliko chini ya shinikizo la juu, ambalo kiwango cha mtengano kinaweza kuwa kikubwa na kiasi kikubwa cha bidhaa za gesi huundwa haraka. Ilionyeshwa 64 kuwa kuna shinikizo la "kikomo" (takriban 6 katika) baada ya kufikia ambayo kwa joto linalofaa, mtengano wa kulipuka wa nitrati ya ammoniamu hutokea.

Kwa upande mwingine, kuwaka kwa urahisi na mlipuko wa nitrati ya ammoniamu iko katika nafasi zisizo na hewa iliyofungwa inaweza kuelezewa si kwa kuongezeka kwa shinikizo la jumla, ambayo ni sababu ya pili, lakini kwa mkusanyiko wa bidhaa za mtengano wa polepole wa nitrate. Mtengano wa hiari wa nitrati ya ammoniamu mbele ya vitu vya kikaboni vinavyoweza oxidation, kwa mfano, ni autocatalytic. Mtengano kama huo unaweza kusababisha moto na mlipuko. Autocatalysis husababishwa hasa na dioksidi ya nitrojeni inayoundwa wakati wa mtengano wa NH4N03, na pia, lakini kwa kiasi kidogo, na mvuke wa maji. Hali ya mwisho inaonyesha kutokubalika kwa nitrati iliyowaka moto na mvuke wa maji.

Vidhibiti vinavyozuia mtengano wa papo hapo wa nitrati ya amonia vinaweza kuwa vitu vinavyofunga asidi ya nitriki na NO2 inayoundwa wakati wa mtengano wake, au kutoa amonia inapoingiliana na NH4N03. Mwisho hubadilisha asidi ya nitriki na kupunguza oksidi za nitrojeni kuwa nitrojeni ya msingi. Vidhibiti ni, kwa mfano, urea (0.05-0.1% kwa uzito wa nitrate)70-73, kalsiamu au magnesium carbonate (5%), kloridi, methenamine, nk.67.

Nitrati ya ammoniamu ni mojawapo ya mbolea za nitrojeni zenye ufanisi zaidi. Kwa mara ya kwanza, ilitumiwa katika fomu yake safi kama mbolea huko USSR. Maudhui ya juu ya nitrojeni inaruhusu kusafirishwa kwa umbali mrefu na gharama ya chini kwa tani ya nitrojeni kuliko wakati wa kusafirisha mbolea nyingine za nitrojeni (isipokuwa urea). Nitrati ya ammoniamu ni nafuu zaidi kuliko mbolea nyingine za nitrojeni 74-75. Gharama ya jamaa ya nitrojeni katika mbolea ya nitrojeni inaonyeshwa na viashiria vifuatavyo vya masharti:

TOC o "1-3" h z Katika nitrati ya ammoniamu................................................ 1

salfati ya ammoniamu.............................................. 1.3

nitrati ya kalsiamu ................................... 1.5

Nitrati ya ammoniamu ina uwezo wa asidi (ya kisaikolojia). Nitrati ya ammoniamu isiyo na usawa wa kisaikolojia hupatikana kwa kuichanganya na chokaa, dolomite na vifaa vingine76. Mlipuko na sifa za keki za nitrati ya ammoniamu zilizuia uzalishaji wake katika nchi za kibepari. Ni katika kipindi cha baada ya vita tu, kwa kuzingatia uzoefu uliofanikiwa wa USSR, kwanza huko USA na kisha katika nchi zingine, matumizi ya nitrati ya amonia kama mbolea ya nitrojeni yalikuzwa sana.

Nitrati ya ammoniamu hutumiwa kwa ajili ya uzalishaji wa milipuko - amonia (mchanganyiko wa nitrati ya amonia na vifaa vya kikaboni - kuni, keki na unga mwingine na kuongeza ya NN - bidhaa za kilimo), amonia (mchanganyiko ulio na poda ya alumini), nk Kwa madhumuni haya, nitrati sugu ya maji huzalishwa 77~79.

Muundo wa nitrati ya amonia hutolewa kwenye meza. 89.

JEDWALI 89

Muundo wa nitrati ya ammoniamu (katika%)

Nitrati na nitrojeni ya amonia katika suala kavu kulingana na:

Kwa NH4NO3, sio chini. ..........................................

Kwa nitrojeni, sio chini ........................................... .......................

Viungio katika suala kavu:

Phosphates (P205), sioChini.......

Nln ya nitrati Ca n Mg (CaO), sio chini

Unyevu na zaidi ............................................ .....................................

Dutu zisizo na maji:

Katika maji, hakuna zaidi ................................................... ........................

Katika asidi hidrokloriki, hakuna zaidi ...................................

Granule

KATIKA ndani ya 1-3mm, sio kidogo............................

Ndogo kuliko mm 1, si zaidi........................................... ........ .

Asidi ya mafuta na mafuta ya taa .......................................... .....

Tezi................................................. ................................................

Asidi (kwa HNO3), Hakuna zaidi............................

* Biashara zinazotumia viungio vyenye fosforasi zinaruhusiwa kutoa daraja la nitrati ya ammoniamu KATIKA iliyo na NH4NO3 Sivyo chini ya 96K, nitrojeni chini ya 33.6X.

Wakati wa kufunga saltpeter, joto haipaswi kuzidi 50 °.

Imewekwa kwenye mifuko ya karatasi ya lami (tatu------------------

Tabaka-madoa), na vile vile kwenye mifuko ya plastiki80. Nitrati ya ammoniamu daraja B, inayotumika katika kilimo na viwanda, lazima iweze kukauka. Uimara huamuliwa kwa kudondosha moja kwa moja mifuko yoyote mitano ya saltpeter kwenye gorofa ya sakafu kutoka urefu wa m 1, ikifuatiwa na kuchuja kwenye ungo 5. mm.

Wakati wa kuchuja, chumvi lazima ipite kabisa kwenye ungo; Vidonge vya mtu binafsi ambavyo vinaweza kusagwa kwa urahisi kwa mkono huruhusiwa kubaki kwenye ungo.

Uzalishaji wa nitrati ya amonia hujumuisha neutralization ya asidi ya nitriki na gesi ya amonia81-84 na crystallization ya bidhaa. Amonia haipaswi kuwa na unyevu zaidi ya 1%; uwepo wa mafuta hairuhusiwi ndani yake.

Asidi ya nitriki inachukuliwa kwa mkusanyiko wa zaidi ya 45% HN0385; maudhui ya oksidi za nitrojeni ndani yake haipaswi kuzidi 0.1%. Ili kupata nitrati ya amonia, taka kutoka kwa uzalishaji wa amonia pia inaweza kutumika - kwa mfano, amonia na tank na kusafisha gesi zilizoondolewa kwenye vituo vya kuhifadhi amonia ya kioevu na kupatikana kwa kusafisha mifumo ya awali ya amonia. Muundo wa gesi za tank: 45-70% 27 NH3, 55-30% H2 + N2 (kutoka kwa ufuatiliaji -

Methane na argon); utungaji wa gesi za kusafisha: 7.5-9% NH3, 92.5-91% H2 + N2 (pamoja na athari za methane na argon). s

Aidha, gesi za kunereka kutoka kwa uzalishaji wa urea pia hutumiwa kuzalisha nitrati ya ammoniamu; utungaji wao wa takriban: 55-57% NH3, 18-24% CO2, 15-20% H20 86.

Athari ya joto ya mmenyuko NH3(r.) + NK03(l.) ->NH4N03 ni 35.46 kcal/g-mol. Katika uzalishaji wa nitrati ya ammoniamu, asidi 45-58% hutumiwa kawaida. Katika kesi hiyo, athari ya joto ya athari za neutralization inapunguzwa kwa usawa na joto la dilution ya asidi ya nitriki na maji na kwa joto la kufutwa kwa nitrati ya amonia (Mchoro 341). Kwa matumizi ya busara ya joto iliyotolewa ya neutralization, inawezekana kupata ufumbuzi wa kujilimbikizia na hata nitrati ya ammoniamu iliyoyeyuka kupitia uvukizi wa maji (Mchoro 342)87.

Kwa mujibu wa hili, kuna mipango ya kuzalisha suluhisho la nitrati ya ammoniamu na uvukizi wake unaofuata (kinachojulikana mchakato wa hatua nyingi) na kwa ajili ya kuzalisha kuyeyuka (mchakato wa hatua moja au usio na uvukizi).

Ili kuchagua mpango wa busara wa kutokujali katika USSR, miradi minne tofauti kimsingi ya utengenezaji wa nitrati ya amonia kwa kutumia joto la neutralization ilijaribiwa88"101:

mitambo inayofanya kazi kwa shinikizo la anga (shinikizo la ziada la mvuke wa juisi 0.15- 0,2 katika);

mitambo na evaporator ya utupu;

mitambo inayofanya kazi chini ya shinikizo na matumizi moja ya joto la mvuke ya juisi;

mitambo inayofanya kazi chini ya shinikizo, kwa kutumia joto mara mbili kutoka kwa mvuke wa juisi (huzalisha kuyeyuka kwa kujilimbikizia).

Katika mazoezi ya viwandani, hutumiwa sana kama mitambo yenye ufanisi zaidi inayofanya kazi kwa shinikizo la anga, kwa kutumia joto la neutralization na usakinishaji wa sehemu na evaporator ya utupu.