Производство
Статьи / Получение и применение азотных удобрений / Производство
Страница 1

Важным азотным удобрением является аммиачная селитра (нитрат аммония), так как при высоком содержании (34,8%) азота она усваивается полностью (быстро в виде ЫО3~-иона и медленнее из ЫН4+-иона, который сначала адсорбируется почвенными коллоидами). Получается путем непосредственной нейтрализации азотной кислоты аммиаком с последующим выделением продукта в виде безводной соли. При нейтрализации выделяется значительное количество теплоты, которую используют для выпаривания полученного раствора. На рисунке 29 приведена схема производства.

Нейтрализацию проводят в нейтрализаторе ИТН (с использованием теплоты нейтрализации) 1 из нержавеющей стали; во внутреннюю часть его (реакционная камера) подают газообразный аммиак и через разбрызгиватель в небольшом избытке против теоретического количества слабую (45—50-процентная) азотную кислоту. В реакционной камере нитрат аммония образуется при температуре более низкой, чем температура кипения азотной кислоты. Получаемый слабокислый раствор нитрата аммония благодаря выделяющейся теплоте закипает, и вода из него частично испаряется. Затем раствор (вместе с парами воды) поступает в наружную часть нейтрализатора, откуда он переводится в донейтрализатор 2, где нейтрализация заканчивается. Производительность аппарата ИТН достигает 1400 г селитры в сутки.

Рис. 29. Упрощенная схема производства аммиачной селитры:

1 — нейтрализатор ИТН; 2 — донейтрализатор; 3, 5, 6, 9 — сборники; 4 — выпарной аппарат первой ступени с пароотделителем; 7 — выпарной аппарат второй ступени; 8 — паро-отделитель; 10 — разбрызгиватель плава; // — грануляционная башня; 12 — барометрический конденсатор; 13 — центробежные насоеы; 14 — ленточный транспортер,

Пары воды, выходящие из нейтрализатора, называют соковым паром. Он используется для дальнейшего испарения воды из раствора селитры под вакуумом в выпарном аппарате первой етупени 4. Окончательное упаривание производят в выпарном аппарате второй ступени 7, обогреваемом паром под давлением 9-105н/л12. Оба эти аппарата кожухотрубные, причем раствор проходит в них по трубам, а греющий пар — в межтрубном пространстве. Необходимо отметить исключительно высокую растворимость нитрата аммония в воде, что позволяет превратить раствор в плав. Выделяющиеся из раствора пары воды поступают в барометрический конденсатор 12, обильно орошаемый водой, и здесь конденсируются, вследствие чего в выпарной системе создается разрежение, а это облегчает испарение воды. В сточной трубе высота водяного столба должна превышать 10 м для преодоления атмосферного давления. При использовании 58-процентной кислоты получается 85-процентный раствор селитры, который упаривают в одну ступень, а из 65-процентной азотной кислоты получают плав без выпаривания. Окончательно плав упаривается до концентрации 99,5% при стекании по вертикальным пластинам, обдуваемым горячим (180°С) воздухом.

Гранулируют плав в грануляционной башне 11 (высотой до 50 м). Горячий плав поступает в.верхнюю часть ее и выливается в разбрызгиватель 10. Навстречу брызгам в башню вентилятором подается мощный поток холодного воздуха, за счет которого и происходит охлаждение и кристаллизация капель. Гранулы падают в нижнюю часть башни, представляющую собой бункер, и из него выгружаются ленточным транспортером 14 во вращающийся сушильный барабан, где окончательно высушиваются встречным током горячего (120 °С) воздуха. Выход достигает 98%, а мощность цеха 0,5 млн. т в год.

Нитрат аммония способен слеживаться, т. е. превращаться при хранении в плотные куски, трудно поддающиеся раздроблению. Для уменьшения слеживаемости в аммиачную селитру вводят нитраты кальция и магния, добавляя в азотную кислоту небольшое количество раствора, образующегося при обработке азотной кислотой доломита. Хранят нитрат аммония в непроницаемой для воздуха и влаги таре, например в многослойных битумированных бумажных или полиэтиленовых мешках.

Сульфат аммония получается нейтрализацией раствора серной кислоты аммиаком, который выделяется при коксовании угля (см. главу XII).

Все большее значение приобретает в качестве удобрения карбамид, или мочевина. Она содержит 46,5% азота и хорошо усваивается растениями. Ее применяют и в качестве подкормки скоту, а также в производстве пластмасс, фармацевтических препаратов и т. д. Мочевину получают путем непосредственного синтеза из аммиака и оксида углерода (IV). Процесс протекает в две стадии. Вначале происходит быстрое образование карбамино-вокислого аммония (карбамата аммония):

который при дегидратации дает Мочевину:

Рис. 30. Упрощенная схема производства мочевины с полным жидкостным рециклом NH3 и СОг:

/ — колонна синтеза; 2 — смеситель; 3, 4 — ректификационные колонны; 5 — промывная колонна; 6 — насос; 7 — дроссельные вентили для снижения давления.

Страницы: 1 2

Смотрите также

Предисловие редактора перевода
Historia est magistra vitae: История — учитель жизни. По-разному реализовывали этот древний латинский завет историки науки. Иногда история науки использовалась в качестве инструмента оценки науки ...

Теория симметрии молекул
Понятие симметрии играет важную роль во всех естественных науках. Свойствами симметрии обладают структуры многих молекул, ионов, образуемых ими реагирующих систем. Математической основой ...

Применение сингулярной матрицы в химии
...