Техн сх производства аммофоса и комплексных удобрений на его основе.

Осн свойства мин уд

1) содерж пит Эл-в;

2) гидроскопичность – сп-ть поглощать влагу

3) слеживаемость – СП-ть образ сцепления между гранулами уд;

4) сыпучесть – СП-ть гранул уд свободно ссыпаться

5) прочность гранул – свойство сохранять размер и форму под действием внешних сил.

3.Сырьё для произ фосф уд. Изв 187 мин, сод фосфор. Мин-ы апатитной гр 2 видаруды:апатиты(вулканическоепроисхожд;фосфориты (осадочное происхож).сн запасы-фосфорит (94%). Сам распростр – F (фтор-апатиты). Апатиты - выс сод P₂O₅ (до 40%), неб сод примесей. Фосфориты –бедное сырьё (P₂O₅ – 30-36%), сод бол кол-во примесей, производители фосфат сырья: США, Китай Мет пер фосфатного сырья 1.кислотные 2)восст-е фосфора из прир фосфатов с пом углеродав)терм перер 3 .механическийдробл. и измел Требования 1)сод Р₂О₅ -простого суперфосфата сод Р₂О₅ – не менее 39,4%, фосфорной к- те менее 28% 2)сод карбоната- CaCO₃нежел примеси 3)сод соедин железа и алюминия- наиб вредн примесями 4)сод соед магния-ухудшает св-ва 5)размер частиц (гранулометрический состав)

4.Химизм Двойной суперфосфат Осн. компонен: Са(Н₂РО₄)₂*Н₂О гранулы светло-сер цв до 54% Р₂О₊₊₊ сод фосфора, малогидроскопичен, не слеж,Получ на разложении фосфорсодержащего сырья фосф к-той. пол 2сп1) поточный(исп. для перер. фосфоритов); 2) камерно-поточный (для перер.апатитов). Физико-химические основы получения двойного суперфосфата.

Сырьё: фосфориты и апатиты.

Ca₅(PO₄)₃F+H₃PO₄+H₂O=Ca(H₂PO₄)₂H₂O+HF

процесс в 2 стадии:1.протек. до насыщ. жидкой фазы солями кальция 2.разложения—осадок—сниж мкорость процесса—пов-ют концентр к-ты

5 оптим. технолог. режим стадии процесса получения двойного суперфосфата:

1.разлож фосфатного сырья фосф к-той.

2.сушка и гранулир3.классиф гранул

4.нейтрализация

Фосфорит+ фосфорная кислотаю --реакторы для разложения.-БГС—классификации_ «Грохот»(вибросито)--(волковая дробилка)—барабанный аммонизатор-

6. БГС_вращающийся цилиндр под угл. Длина–30 м,диа– 4,5 м.внутри насадка для перемеш.,разбрызг суспензии. Одновременно топочн газ 950`С. обр завеса из ретура, на кот разбрызг суспензия. увел размера окатывания гранул.внутренний ретур – для увеличения времени пребывания гранул внутри аппарата.Внутри БГС установлен шнек, кото подает материал от разгрузочного торца к загрузочному. Влажность гранул на выходе – 2-3%. Гранулы поступают на классификацию.

7поточные СП фосфат обраб фосфорной к-той и полученную пульпу -(сушке.Процесс осущ в цепи аппаратов непрер действия. В этом сл не треб. камеры, поэт метод назв «бескам».

Возможность применения в бескамерных методах слабой фосфорной кислоты, содержащей 25% Р2О5,Удаление воды происх на стадии сушки продукта. Производство дв суперфосфата бескамерным сп по поточной схеме можно осущ разложением фосфата стехиометрическим (или несколько большим) кол-ом одной фосфорной к-ты или фосфорной к-той в присутств рециркулирующей аз. или соляной к-ты, или смесью серной и азотной (или соляной) к-т.

8.Ф-х фосфатов аммония NH₃+H₃PO₄=NH₄H₂PO₄+Q

2NH₃+H₃PO₄= (NH₄)₂H₂PO₄+Q

Для произв аммофоса исп экстракционная фосфорная к-та (ЭФК)–сод большое кол-во примесей.При нейтрализации аммиаком H₃PO₄ в осадок начинает выпадать соединение F и Al.реакцион. масса загустевает, что затрудняет ее нейтрализацию. вязкость.нейтрализац 2 стадии1)и молярное соотношение между аммиаком и H₃PO₄ составляет 0,6-0,7:1, а на второй – 1,05-1,1:1.В производстве аммофоса исп 3 вида технологич схем:1)сх, основ на нейтрализации разбавленной H₃PO₄ с сушкой суспензии в сушилках

2)сх, основ на нейтрализ разбавлен H₃PO₄ с выпаркой,сушкой и гранулированием

3)сх, осн на нейтрал H₃PO₄

Техн сх производства аммофоса и комплексных удобрений на его основе.

Фосфорная к-та + аммиак реакторы-нейтрализаторы при молярном соотношении аммиака и H₃PO₄ 0,6-0,7:1. экзотерм.реакц.- смесь разогревается. 2 вида реакторов:

1)емкостные реакторы с мешалками;

2)трубчатый (струйный) реактор.

Затем происходит аммонизация, гранулирование, сушка в АГ окатывание гранул, нейтрализация H₃PO₄сушка гранул. ----барабанную сушилку—вибро сито-валк. дроб.—холод.кип слоя.

10 устр. трубч. реактора с одной стор подается ретур,суспензия, аммиак равномерно распред я в потоке H₃PO₄, где происходит мгновенная реакция и реакционная масса с большой скоростью сбрасывс др стороны реактора; 1с. Затем происходит аммонизация, гранулирование, сушка.1,1:1.АГ--вращении,окатывгранул, нейтрализ H₃PO₄, экзотермич реакц -сушка гранул. в барабанную сушилку. ращающийся цилиндр, установлен под углом (топочные газы) 350`С,

11ф-х ак перер фосф сырья: 1. акв пров-ся при темпер-50°С.при более высокой темп- усиливается коррозия обор., при более низкой темпер-сниж скор процесса. Для пов степ разложения фостфатного сырья НNO3 вводится с неб избытком.продолжит-ть процесса сост 1,5. –акв-раствор содержащ H3PO4, НNO3, Са(NO3)2,соедин фтора,Al,Fe и небольшое кол-во нерастворим осадка2 стадиякач-ва минер удобрений перед перераб-й из азотнокисл вытяж удаляются соединения F и редкоземельных элементов(они явл ядами для растений)

12сп перер. акв лежит ее нейтрализация аммиака. При перер.-задача выв. части Са из ра-ра для предотвр образ-ся Са(NО3)2. СП4:1)вымораживания части нейтрата кальция.2)фосфорно к-ный.3)серно-кислотный 4)карбонатный.1охлаждений азотно кисло-ой -нейтрат кальция вып в осадок. 2. разло-ий фосфатного сырья одновременно азотной и фосфорной кисл-ми 3.на ст. разлож выв. серная к-та—обр.сульфат кальция,кот. преп. обр. кальция 4в акв вв. угл. газ,кальций выв в виде CаCO2

13 технол. сх нитрофосфатов Фосф сырье+к-та из бункера фос-го под в реактор разл.После раз-я акв под-ся в реакторы для аммотизации. В эти р-ры вв серной или фосфорной к-ты. реак-ры пред. собой U-образную трубку, в которой установлено 2-е мешалки.В нижней части реакт имеется устройство для подачи аммиака и СО2, для пониж-я t р-торы имеют водяную рубашку.С реакт суспензия подается в збоник суспензий – БГС--«Грохот»

14 аз. уд 1)карбомид – более 20% на рынке;2)нитрат аммония – около 11%;3)жидкие азотные удобрения – 10%;4)сульфат аммония – 6%;

5) комплексных аз удо.

Особен аз: в составе уд может нах в различных формах.1)аммониальная ((NH₄)₂SO₄);2)нитратная (NaNO₃ – натриевая селитра);3)амидная (CO(NH₂)₂- карбомид);

4)различные формы: аммониальная и нитратная (NH₄NO₃)Основным сырьем для производства азотных удобрений является природный газ, воздух и вода.

N₂+H₂ NH₃(для синтеза азотсодержащих соединений)

CH₄+O₂+H₂O CO₂+H₂

Водород исп для синтеза аммиака, исп как уд или для переработки на др продукты.

15.Нитрат аммония.белое кристалл в-во, хорошо раствор в воде; высокое содер азота (35%). По объемам производства занимает второе место после карбомида.Недостатки:

16.Техн сх нитр амм. NH₄NO₃(аммонильной селитры). Ст произв-ва:1.нейтрализ HNO₃ аммиаком;2.выпарка р-ра до плава; 3.гранулирование;4.охлажд гранул. NH₃+HNO₃=NH₄NO₃+145кДж.перед подачей в ИТН в спец аппарат аммиак и аз. к-та подогревается под. в нижн часть внутр стакана,быстр. реакция.С пом. завихрителя р-р отдел. от газов, часть р-ра выв. из ап.происх доп. упарив.газы вых через колпачковые тарелки ИТН.гранулирование NH₄NO₃ производится методом прелирования, выпарку р-ра NH₄NO₃ необ проводить до сост плава, исп спец выпарных ап с ниспадающей пленкой.В центр ч вып ап под нит ам, стекает тонкой плёнкой по внут трубкам. греющий пар. упаривание р-ра. снизу вверх под гор воздух.удаления воды из плава нитрата аммония.В верх.ч. проис. очистка вод. паров, плав под в гран. башню.обраб.упак.

17. ИТН. процесса нейтрализ исп спец реакторы ИТН(исптепла нейтрализации). подогретый аммиак до 130 градусов цельсия и азотная к- та до 90 градусов подаются в нижнюю ч внутр стакана,мгновенной реакции смесь нагревается,испарение воды.реакционная масса выбрасыв в верхн чстакана, где происходит её разделение на жидкую и газовую фазы.Жидкая ф отводиться из аппарата, а оставшаяся часть стек в между внешн и внутр стаканами в нижн ч аппарата.

Газовая фаза, пар с примесями, проходит очистку в сепарационной ч ап ИТН

18 Стадия упарки: т.к. гранулир-ие NH₄NO₃ проводится методом прилирования выпарку р- ра NH₄NO₃ необх пров до сост плава. В центр ча выпарного аппарата подается нитрат аммония, который выходит из аппарата ИТН.Выпарку при t 175 градусов проводят под вакуумом с испо спец выпарных ап с неспад плёнкой.Внутри выпарного аппарата установлен кожухо- трубный теплообменник.

Р-р NH₄NO₃ стек тонкой плёнкой по внутр пов трубок.В межтрубное пространство подаётся греющий пар. упаривание р- ра, внизу ситчатые тарелки, через кот снизу вверх продувается горячий воздух.удаления воды. пар прох очистку в сепарационной(верхней) части аппарата, внутри части установлено

19 СТ гранул Гран-ие NH₄NO₃ пров в специ аппаратах, для этих целей применяются:

Грануляцбашни Гранулятор кип слоя;

Барабанный гранулятор;Тарельчатый гранулятор.Грануляц башня предст собой 120м.

В верхн ч уст устройство для разбрызг плава которое называется- гранулятор.Снизу движется хол воздух, охлаждение плава и кристаллизация NH4NO3.Метод гранулирования - прилирование, т.е. гранулир из струи После грануляц башни гранулы охлаждаются, проводится обработка и упак.Стадии:1.: подогреватель к-ты; 2.подогреватель к-ты;3.аппарат ИТН; 4.донейтрализатор;5.выпарной ап;6.сборник плава;7.грануляц башня;8.скрубер для очистки отходящих газов;9.сборник поглотитель.

20 Хар-ка карбомида Св-ва карбамида(CO(NH₂)₂):1)Выс сод азота 46%,

2) низкой гидроскопичностью и малой слёживаемостью, 4) взрыво и пожаробезопасен, 5) хорошо раствор. в воде, термически неуст соедин-м.УВЕЛ ТЕМП-СКОРОСТЬ ОБР. КАРБОМИДА ВОЗР.увел давл-равновесие смещ. в сторону обр карбомидаСтадии производства:1.Синтезкарб,2.Дисстиляция плавов,3.Выпарка р-ров, 4.Грануляция, 5.Переработка газов дисстиляции.

21Ст получ. карбомида стадии карбамида:1)синтез карбамида;2)дистилляция плава;3)выпарка раствора;4)грануляция;5)переработка газовой дистилляции. В наст. время для производства карбамидов исп замкнутая сх с полным жидкостным рециклом. В основн прим схемы с двойной дистилляцией Технологич-я схсинтеза карбамида с полным жидкостным рециклом.

Углекислый газ сжимается компрессором (3) и попад в смеси.С пом насоса (2) под в жидкий аммиак, а с пом насоса(12) р-р углеаммонийных солей.В виде данного р-ра на стадию синтеза возвращ-ся аммиак и СО₂.В рез смешания реагентов в смесителе нач реакция образования карбоната аммония, и смесь нагрев-ся до тепер-ры 175*С. Из смесителя реакц-ая масса поступает в(5). Там заканч-ся реакция образования карбоната аммония. Происходит разложение карбоната аммония с образованием карбамида.

Колонна синт карбамида

Колонна синтеза предс собой вертик-й цилиндрический апп. смесь под снизу ап. Внутри колонны синтеза установлены спец-е решётки для поддержания равномерной скор движения реакционной массы по сечению аппарата.Корпус колонны синтеза выполняется многослойно. Внутренний слой изгот из спец. нержавеющей стали для предотвр коррозии, кот. Может быть вызвана компонентами смеси. Внешн корпус изготавливается из высокопроч низкогидролизной стали..

23.Ф- х основы синтеза карбамида из аммиака и СО₂ Промыш сп синтеза карбамида основан на взаим NH₃ и СО₂ 2 стадии:Оптим усл-ия для пров синтеза карбамида:1.давление 20МПа2.температура 200 3.соотношение между реагентами 4.степень заполнения реактора 85% и более.

1)при повышении давления до 10 МПа 1-я реакция становится необратимой, а общий вых карбамида в зав от давления выглядит следующим образом:2) с повыш температуры увел скорость процесса, повышается вых карбамида. 3)вв избытка СО₂ не приводит к увел выхода карбамида. Вв NH₃ резко повышает выход карбамид а, что и используется на практике. Избыточный аммиак связывает аммония воду, что приводит повыш выхода карбамида.

4)в реакторе одновременно находится жидк и газ фаза. Синтез карбамида протекает в жидкой фазе.

25 с полн. жидкостным рец.Технологич-я схсинтеза карбамида с полным жидкостным рециклом.Углекислый газ сжимается компрессором (3) и попад в смеси.С пом насоса (2) под в жидкий аммиак, а с пом насоса(12) р-р углеаммонийных солей.В виде данного р-ра на стад синтеза возвращ-ся аммиак и СО₂.В рез смешания реагентов в смесителе нач реакция образования карбоната аммония, и смесь нагрев-ся до тепер-ры 175*С. поступает в5_колонну Там заканч-ся реакция образования карбоната аммония.Затем на ст. дистилляции -- Происходит разложение карбоната аммония с образованием карбамида.

26.Ф-х св-ва сульфата аммония.Сульфат аммония (NH₄)₂SO₂ – белое кристаллическое вещество, выпускаемое в виде порошкообразного материала с размером частиц или кристалла 0,5-0,7 мм. Содержит в своем составе 21% азота, 24% серы. исп в качестве двойного NS-удобрения. Сульфат аммония малогидроскопичен,не слеживается. Отрицательное: низкое сод азота, высокая физиолог кислотность; при введении в почву не накапливается серная к-та, поэтому вместе с сульфатом аммония необх вносить нейтрализующие добавки-известь. На 1 тонну сульфата аммония 1,7-1,8 тонны извести.Сп получ сульфата аммония:1) нейтрализация серной к-ты аммиаком2) переработка отходов производства экстракционной фосфорной кислоты3) переработка отходов производства капролактана

27техн.сх получ. сульф. ам 1сп перер. отходов произв. капролактама 2сп. Нейтрализация серной кислоты аммиаком: 2NH₃ + H₂SO₄ → (NH₄)SO₄ В дан проц исп аммиак, кот явл отходом процесса коксования угля. В проц коксов обр газы. В рез обр сульфат аммония.Ст произв-а сульф ам нейтрализацией серной к-ты аммиаком:1)ст нейтрализ2) выпарив р-ра и кристаллиз сульфата ам 3)отдел кристаллов от маточного р-ра4) сушка сульфата аммония1 – скруббер 2 – сборник р-ра сульфата аммония 3 – насос4 – сборник раствора серной кислоты5 – выпарной аппарат – кристаллизатор 6 – центрифуга7- сушилка кип слоя Скруббер –башня, внутри которой располож форсунки для подачи р-ра серной к-ты. В нижн ч скруббера подается газ, содерж аммиак. Газ под снизу вверх, при этом аммиак контакт с каплями р-ра серной к-ты → нейтрализация → в нижн ч собир р-р сульфата аммония- сборник-- 5 выпарка и кристаллизация. Для удаления жидкой фазы получсуспензия кристаллов подается на центрифугу. Суспензия попадает во внут ч центрифуги,- сушка кристаллов. горячий воздух обра кипслой высушиваемого материала.

28 Техн сх произв сульфата аммония на основе переработки отходов производства капролактама.В производстве капролактама образ больш кол- во жидких отходов, кот содержат сульфат аммония и H₂SO₄. H₂SO₄ нейтрализуется аммиаком, в результате чего получаются растворы сульфата аммония с концентрацией до 28%. Такие растворы подогревают и направляют на двухступенчатую выпарку. На стадии выпарки образуется суспензия кристаллов сульфата аммония, которая далее сгущается и подается на центрифугу. Последняя стадия – сушка. Такая технологическая схема реализуется на ОАО «Гродноазот».