Аммиак селитрасын өндіру технологиясы

Аммиак селитрасы (аммоний нитраты) NHA N03 - ақ түсті крис- талдық зат. Мунда азот кұрамы теориялық жағынан 35% құрайды. Таза аммиак селитрасы жарылысы жөнінен біршама қауіптілікке ие, өте ылғал тартқыш келеді жэне тұтасып қатып қалады. Сондықтан аммиак селитрасының технологиялық процестері оның сапасын жақсарту жағынан арнайы бірнеше қосымша операцияларға ие.

Аммиак селитрасы суда өте жақсы ериді. Ол 10-15°С температурада 220-400 моль суда 1 моль кристалдық NHA NO 6,4 ккал жылуды жұгады.

Азот аммиак селитрасында екі бөліктен тұрады - аммонийлік (.NHa ) жэне нитраттық (ИОг ). Бұл екі бөлік те өсімдіктермен жақсы қабылданады. Өсімдіктер белоктарды синтездегенде, аммонийлік азот- ты күшті жылдамдықпен сіңіреді. Ал нитрат-иондар топырақта қалады, сондыктан олар топырақган оңай шайылып кетеді жэне буланған жағдайда олар жер бетіне ауысады (қайта қонады). Ауылшаруашылық дақылдары азоттың ауысқыш нитраттық (N03) түріне де жэне азырақ ауысқыш аммонийлік ((NH4+) түріне де мұқтаж. Сондықтан аммиак селитрасы негізгі тыңайтқыш есебінде егісті егер алдында беріледі жэне қосымша қоректендіру үшін егіс шыққан сон, да беріледі. Аммиак селитрасы физиологиялық жағынан қышқыл тыңайтқыштарға жатады. Оны көп қолданған жағдайда топырақта қышқылдық эсер байқалады.

Аммиак селитрасын өндірудің негізгі әдісі азот қышқылын аммиак- пен бейтараптандыру реакциясы:
NH3 + HNO3 = NH4NO3 + 35,46 кДж. (12.1 р)

Азот қышкылын 45-58 % концентрациясында сұйық күйінде жэне аммиакты газдық күйде стехиометриялық қатынаста қосады. 1 кг ШЮ3-ке теория бойынша 17:63 = 0,27 кг NH3 сай келеді. Реакциялық жылуды толығырақ пайдалану үшін оны азот қышқылы ерітіндісімен бірге келетін суды буландыруға пайдаланады. Аммиак селитрасын БЖП (бейтараптандыру жылуын пайдалану, использование тепла нейтрализации - ИТН) деп аталатын аппараттарда алады. Аппарат цилиндр түрінде жасалынған жэне мүнда 100 % NH3 пайдаланылады. ИТН аппаратының диаметрі - 3250 мм, биіктігі - 7100 мм. Ішкі цилиндрдің төменгі жағында тесіктер болады, реакциялық қоспа осы тесіктер арқылы шығып, цилиндр бойымен жоғары көтеріліп, айнал- малы қозғалысқа түседі.

Газ түріндегі аммиак 2,5 3,5 абсолюттік қысыммен беріледі. Азот

қышқылы мен аммиак аппаратқа үздіксіз жіберіледі. Бейтараптық реак- цияның жылулық әсерінің арқасында ИТН аппараты ішіндегі қоспа температурасы 110-135°С шамасында сақталып тұрады. Бейтараптан- дырылғанда пайда болған шырындық бу жоғарғы штуцерден 1,15-1,20 абсолюттік қысыммен шығып, ары қарай азот қышқылы мен аммиакты қыздыруға пайдаланылады.

ИТН аппараттарының тэулікгік өнімділігі дайын өнім бойынша 700 т асады. Азоттың соктық бумен жоғалуын азайту үшін процесті әлсіз қышқылдық ортада жүргізеді, мүнда бос HN03 концентрациясы 1-2 г/л шамасында болу керек. Осы жағдайда аммиак селитрасының ерітіндісі үстіндегі NH3 буларының қысымы едэуір азаяды.

Аммиак селитрасының концентрациясын көтеру үшін көп сатылы буландыру әдісі қолданылады жэне бүл жаңа бу шығынын төмендетуге қол жеткізеді. Қазіргі өндірісте аммиак селитрасының екі сатылы бу- ландыру процесі жүргізіледі. Буландыру ауаның сейілген жағдайында жүргізіледі, бұл ерітіндінің қайнау температурасын төмендетеді. Бірінші сатыда ауа сейілуі 600-650 мм сын.бағ. шамасында болады. Аммиак селитрасын алудың алғашқы концентрациясы 64% NHA NO^ болады, сосын 1-буландыру аппаратынан шыққан соң, оның концентрациясы 80-84% NHaN03 дейін көтеріледі. Буландырудың екінші сатысын екі қайтара жүруші қораптық-түтіктік жылуалмастырғышы бар горизонталь аппаратта жүргізеді. Жылуалмастырғыштың жылу алмасу бетінің ауданы - 120 м2. Екінші буландыру аппаратында ауаның сейілуі 500-550 мм сын.бағ. шамасында болады. Қыздыру агенті есебінде 9 ат абсолюттік қысымдағы қаныққан жаңа бу кызмет атқарады. Бу бөлінген ерітінді қою (қоймалжың) консистенциялық түрде (жағдайда) болады. мұндағы аммиак селитрасының концентрациясы 98-98,5 % NHA ИОг жетеді. Қоймалжың зат тегеуріндік қысымдағы бакта (ыдыста) газ түріндегі аммиакпен бейтараггтандырылады. Бейтараптанғаннан кейін NHa NO, концентрациясы 94%-ға дейін төмендейді. Бейтараптанған қоймалжың зат ары қарай кристалдануға жіберіледі.

Кристаллизаторлар периодтық түрде жұмыс істейтін табақтық ап- параттар болып табылады, мұнда суыту процесі 1 сағат шамасында жүреді. Аммиак селитрасы суығаннан кейін майда кристалдық түрге көшеді (ьшғалдық 0,1-0,2% Н20) жэне де бүдан басқа кристалдану процесі шнектік аппараттарда жүреді. Бұл аппаратқа түсетін қой- малжың концентрациясы 92% NH4 N03 шамасында болады. Майда кристалдық аммиактік селитра тек техникалық қажеттіліктерде ғана пайдал аны л ады.

Аммиак селитрасы тыңайтқыш ретінде түйіршіктер түрде шыға- рьшады. Түйіршіктеу (грануляция) түйіршіктегіш мүнараларда жүр- гізіледі. Бүл мүнаралардың биіктігі 25 м-ге дейін жетеді, диаметрі 16 м шамасында болады. Мүндай мұнаралар кірпіштен немесе бетоннан соғылған болады. Қоймалжың зат мүнараның жоғаргы жағынан 161- 162°С температурада келіп түседі жэне ол тесіктері бар айналушы корзинаның көмегімен мұнара ішіне шашыратылады. Мүнара ішіне төменгі жағынан суық ауа жіберіледі. Қоймалжың тамшылары суық ауамен кездесіп суыйды жэне қатады. Түйіршіктердің температурасы 60-90°С дейін төмендейді. Түйіршіктер аумағы - 1-3 мм. 1 кг өнімді суытуға кететін ауа мөлшері (шығыны) 8-10 м3 шамасында. Бір мү- нараның тәуліктік өнімділігі аммиак селитрасы бойынша 600 т жетеді.