|
Kimyo texnologiya
|
| bet | 4/16 | | Sana | 24.11.2023 | | Hajmi | 1,06 Mb. | | #104902 |
Bog'liq Diplam ish Xolmirzayeva3-rasm. NH4NO3ning suvda eruvchanligi.
Kristallar shakli: I - kubsimon; II - tetragonal; III - rombik-monouchlik; IV - bipiramidal rombik; V - tetragonal
Ammoniy nitratning yopishqoqligini kamaytirish uchun: 1. Mahsulot tarkibida juda oz miqdorda (0,2%) suv qolguncha bug‘latiladi, donadorlanadi va sovutiladi. Bunda 32,3°C dan quyi haroratda turg'oq (stabil) bo'lgan uning IV shakli hosil bo'ladi.
2. Mahsulot kristallanguncha turli qo'shimchalar qo'shiladi. Bunday qo'shimchalar sifatida magnezit yoki dolomitni nitrat kislotada parchalash yo'Ii bilan olingan magniy nitrat, kalsiy va magniy nitratlari, fosforit yoki apatitni nitrat kislotada parchalash orqali hosil qilingan mahsulotlar, diammoniyfosfat, ammoniy sulfat, shuningdek, tuproq, talk, diatomit, vermikulit va boshqalardan foydalaniladi. Bunda magniy nitrat Mg(NO3)2*6H20 kristallogidratini hosil qilib, ammoniy nitratning II shaklini III ga o'tishini sekinlashtiradi va II shaklini IV ga metastabil o'tishini ta’minlaydi. Qotmagan mahsulotga erimaydigan moddalami qo'shish esa donalaming mayda kristall struktura holida qotishiga, zichligi oshishi va mustahkam bo'lishiga yordam beradi.
3. Mahsulot donalariga sirtaktiv moddalar bilan ishlov berilib, gidrofob qatlam hosil qilinadi. Buning uchun naftalin-formaldegid (NF) ning 40% li eritmasi ishlatiladi. Mahsulot polietilen yoki qog'oz qoplarga solinib, og'zi mahkam tikiladi.
Ammoniy nitrat 110°C haroratdan yuqorida parchalana boshlaydi:
NH4NO3 ->NH3+ HNO3- 174,4 kj
Bu reaksiya sekin sodir bo'ladi. Masalan, 165°C haroratda bir sutka davomida massa jihatdan 6% miqdori parchalanadi. Namlik ortishi bilan parchalanish tezligi ham ortadi. Harorat 200-270°C da parchalanish tezligi yanada ortadi:
NH4NO3= N20 + 2H20 + 36,8 kj
Harorat 400-500°C gacha tez ko'tarilsa, parchalanish reaksiyasi portlash bilan sodir bo'ladi:
2NH4,N03-> 2N2+ 4H20 + O2+ 118 kj
Amalda 300°C harorat portlashga sabab bo‘ladi. NH4NO3 ning mineral kislotalar va yengil oksidlanuvchi (moylovchi va boshqa organik moddalar kabi) qo'shimchalar ishtirokida portlashi tezlashadi. Toza holatda esa zarbaga chidamli, lekin yopiq muhitda qizdirish natijasida portlashi mumkin. Portlash xususiyatini kamaytirish maqsadida unga karbamid (0,05-0,1%), kalsiy karbonat, magniy karbonat va boshqa qo'shimchalar qo'shilishi mumkin. Ammoniy nitratdan portlovchi moddalar ishlab chiqarish xomashyosi sifatida ham foydalaniladi. Bunda yog'och kukuni va organik materiallar, ammonallar (aluminiy kukunli aralashmalari) va boshqalar qo'shiladi. Bunday aralashmalar detonator ishtirokida portlatiladi. Davlat standard bo'yicha donadorlangan ammiakli selitraning yuqori sifalli A va В kategoriyali (oliy nav) va 1-kategoriyali (1-nav) turlari mavjud. Qishloq xo'jaligida va sanoatda qo'llaniladigan ammiakli selitra tarkibida NH4N 03 ning miqdori 98% dan kam emas. В markali ammiakli selitraning oliy navida 34,4% N, 1-navida esa 34,0% N bo'ladi.
Suv (namlik) esa sulfat va sulfat-fosfat qo'shimchali ammiakli selitrada 0,2% dan ko'p emas (B markali 1-navda esa 0,3% dan ko‘p emas). Suv tutuvchi qo'shimcha 0,3% bo'lsa, bu miqdor 0,6% ga yetishi mumkin. Yuqori sifat kategoriyali A va В markali ammiakli selitra tarkibidagi qo'shimchalar miqdori: kalsiy va magniy nitrat CaO (MgO) hisobida 0,2-0,5%, fosfatlar (RAP) P20 5 hisobida 0,5-1,2%, ammoniy sulfat 0,3-0,7%, ammoniy sulfati va fosfatlari 0,4-0,6% bo'ladi. В markali 1-navda esa qo'shimchalar miqdori me’yorlanmaydi. Ammiakli selitra 10% li suvli eritmasining pH muhiti barcha navlarda: sulfat-fosfat qo'shimchasi bo'lsa 4,0 va boshqa qo'shimchasi bo'lsa 5,0 ga teng bo'ladi. Ammiakli selitraning donadorlik tarkibi: A markada 1-3 mm li donachalar 93% dan kam emas; В markada 1-4 mm li donachalar 95% dan kam emas (shuningdek, barcha yuqori navlarda 2-3 mm li donachalar 50% dan kam emas). Barcha navlarda 1 mm dan kichik donachalar 4% dan ortiq emas.
Ammoniy nitrat donachalarining statik mustahkamligi: A marka uchun 5 n, В marka uchun 7 n va 1-nav uchun 5 n bo‘ladi. Sepiluvchanligi har ikkala marka uchun ham 100% bo‘ladi. Buning uchun 5 qop ammiakli selitra 1 m balandlikdan yerga tashlanadi, teshiklari 5 mm bo‘lgan elakdan 1 minutdato‘la o‘tishi kerak. Ammiakli selitra yong'in xavfli bo'lib, isitgichlardan holi bo‘lgan xonalarda saqlanadi. Boshqa moddalar bilan birgalikda saqlanmaydi va bir joydan boshqa joyga tashilmaydi. Ammiakli selitra ishlab chiqarish. Nitrat kislotasini ammiak gazi bilan neytrallash natijasida ammoniy nitrat, ya’ni ammiakli selitra hosil qilinadi:
NH3(g) + HN03(S) = NH4N03(q) + 144,9 kj
Bu geterogen sistema ekzotermik jarayon bo‘lib, katta tezlik bilan boradi va ko‘p miqdorda issiqlik ajralib chiqadi. Sanoatda bu issiqlikdan reaksiya natijasida hosil qilingan eritmaning konsentratsiyasini oshirishda unumli foydalaniladi. 47-60% li nitrat kislotasini ammiak gazi bilan neytrallash natijasida ammoniy nitrat eritmasi hosil bo'ladi. Bu eritmani bug‘latishda neytrallanish issiqligidan foydalaniladi. Bunda ajralib chiqadigan issiqlik miqdori nitrat kislotasining konsentratsiyasiga to‘g‘ri proporsional ravishda bog‘liq boiadi Olinadigan eritmadagi ammoniy nitrat miqdori reaksiya uchun olingan nitrat kislotasi konsentratsiyasiga proporsional o‘zgaradi hamda neytrallanish issiqligidan foydalanilganda uning eritmadagi miqdori oshib boradi.
Reaksiya muhitidan issiqlikni chiqarib turish faqatgina undan unumli foydalanishgina emas, balki reaksiyadan unumli foydalanish uchun ham zarurdir. Chunki, issiqlik oshib borgan sayin nitrat kislotasi va ammoniy nitratning parchalanish jarayonlari sodir bo‘lib, azotning yo‘qotilishiga sabab bo‘ladi. Bu esa issiqlikdan neytrallash jarayonida foydalanishni murakkablashtiradi. Natijada yangi texnologik sharoit va jihozlami yaratish majburiyatini tug‘diradi. Ilk bora ma’lum bo'lgan usullarda reaksiya issiqligidan foydalanilmas va ammoniy nitrat eritmasi suvli sovutgich orqali o‘tib, neytrallash jihozi (reaktor) va ammiak yutgich (absorber) oralig‘ida aylanar edi. Keyinchalik bu usul o'rnini boshqasi egalladi, ya’ni eritma neytrallash jihozi (apparati) dan bug‘latgichga beriladigan bo‘ldi. Bu usulda neytrallash 180-200°C harorat va 0,35-0,6 MPa bosimda olib boriladi. Bugiatish esa atmosfera bosimida yoki undan pastroq bosimda o‘tkaziladi. Bunda bug‘latiladigan ammoniy nitrat eritmasining konsentratsiyasini 75-80% dan 95-99% gacha vakuum-jihozida bug‘latish uchun ishlatiladi.
Bu usullarriing barchasi eritmani reaksiya muhitida qaynab ketishdan saqlaydi. Bizda qo'llaniladigan usullarda reaksiya issiqligidan foydalanishda neytrallash jihozining o‘zi ishlatiladi. Bunda neytrallanish bilan bir paytda eritma qaynaydi va bugManadi. Bunday jihozni neytrallanish issiqligidan foydalanuvchi (NIF) deb ataladi (4-rasm). Ilgarilari sanoatda 47-57% li nitrat kislotasi ishlab chiqarilar edi. NIF da neytrallash natijasida 62-83% NH4NO3 eritmasi olinar va undan 98,7% li ammoniy nitrat suyuqlanmasini hosil qilish uchun uch bosqichli vakuum-bug‘latgichdan foydalanilgan. Bu jarayonda NIF da hosil bo‘lgan bug1va qo‘shimcha bug*dan samarali foydalanilgan. Suyuqlanmani donadorlash jarayoni esa diametri 12—16 m va balandligi 30-35 m bo'lgan kislotabardosh g‘isht bilan qoplangan, sovuq havoning qarama-qarshi oqimidan foydalanuvchi temir-betonli minorada amalga oshiriladi. Ishlab chiqarish quwati sutkasiga 450-600 tonna ammiakli selitra bo‘lgan, eskirgan bunday qurilmalar hozirda ham ayrim korxonalarda ishlatilmoqda. XX asming oltmishinchi yillaridan boshlab 58-60% li nitrat kislotasi ishlab chiqarish yo'lga qo'yilgan. Sutkasiga 1360-1575 tonna mahsulot ishlab chiqariladigan ammiakli selitra (AS) qurilmalari ishlab kelmoqda. Bunday qurilmalar AS-67, AS-72 va AS-72M (takomillashgan) yuqori texnik darajada ishlangan, avtomatlashgan, samarali usul va sharoitlar barpo qilingan bo‘lib, yuqori sifatli mahsulot ishlab chiqarish imkonini beradi. Ular jihozlarining joylashishi, tuzilishi, texnologik tartibi bilan o‘zaro farqlanadi. AS-67 qurilmasida sulfat qo‘shimcha (eritmaga sulfat kislota) qo‘shish, AS-72 da - sulfat-fosfat qo'shimcha qo‘shish va AS-72M da esa magnezial (magniy nitrat) qo'shish bilan amalga oshiriladi.
Texnologiyada asosiy jihoz NIF hisoblanadi (4-rasm). NIF 03X18N11 va 12XN10T markali zanglamaydigan po‘latdan tayyorlangan bo‘lib, ikkita silindrik qismdan: ostki reaktor qismi (d = 1,6 m) va ustki seperatsiya qismi d = 3,8 m) dan iborat. Umumiy balandligi 10 m ni tashkil etadi. Reaktor qismida qobiq 1 ning ichida reaksiya stakani 2 (d = 1,2 m, H = 4,3 m) bo‘lib, ostida teshiklari bo'ladi. Reaktor ostiga titan purkagich (3) va 4 orqali ammiak va nitrat kislotasi purkaladi. Purkagich teshigida ammiak oqimining tezligi 30-50 m/sek bo‘ladi (3 mm diametli 6650 ta teshik bor). Nitrat kislotasining oqim tezligi esa 2-3 m/sek ga yetadi (purkagichda 1,5 mm diametrli 2160 ta teshik bor). Hosil bo‘lganNH4NC>3 eritmasidagi ma’lum miqdor suv reaksiya issiqligi ta’sirida bug‘lanadi. Natijada ko‘taruvchi kuch hosil bo'ladi va bug‘-suyuq emulsiya gidroblagich (5) orqali reaksiya stakani yuqorisiga sochiladi. Buning natijasida bug‘-suyuq aralashma o'zaro ajraladi. Ajralgan suyuqlik jihoz qobig'i va reaksiya stakani orasidagi tirqish orqali reaktor tubiga tushadi. Stakanga uning ostki teshigidan kiradi (tirqishda ham bug‘lanish davom etadi). Reaksiya muhitida reagentlar juda qisqa muddat (0,5-1 sek) bo‘lishi sababli nitrat kislotasi va ammoniy nitratning parchalanishi hamda ulaming erkin azot holatida yo‘qolishi juda kam bo‘ladi.
4-rasm. NIF jihozi: 1 - reaktor - neytrallagich qismi qobig‘i; 2 - reaksiya stakani; 3 – ammiak purkagich; 4 - nitrat kislotasi purkagich; 5 - gidroblagich; 6 – separator qobig'i; 7 - qalpoqli tarelka; 8 - turli tomchi qaytargich.
Jihozning yuqori qismida separator (6) bo‘lib, tomchili bug‘ 0,6 m/sek tezlikda ko‘tarilib, to‘rtta barbotaj qalpoqli tarelkali (7) da yuviladi. Ostidagi 2 ta tarelkada nitrat kislotasi 20-25 % li hosil bo'lgan NH4NO3 eritmasi yordamida bug1 ammiakdan yuviladi. Yuqoridagi ikkita tarelkada esa tomchili bug* kondensati yordamida hosil bo‘lgan HNO3 bug‘i va NH4NO3 eritmasi tomchilaridan yuviladi. TomchUardan tamomila holi bo‘lishni qaytargich (8) da amalga oshiriladi. Yuvindilar NIF ga qaytariladi. NIF da olingan ammoniy nitratning konsentrlangan (-90%) eritmasini kombinatsiyalangan bug‘latgich jihozida bug‘latib bu tuzning suyuqlanmasi olinadi (5-rasm). Bu jihoz 08X22N6T markali po‘latdan tayyorlangan bo‘lib, uning umumiy balandligi 16 m tashkil etadi va asosiy qobiq-quvurli (d=2,8 m, H = 6,4m) qismi NH4NC>3eritmasini bug‘latishga xizmat qiladi. Eritma unga quvurlaming ichki devoridan oqib tushadi.
5-rasm. Kombinatsiyalangan bug'latgich jihozi: 1 - qobiq-quvurli qism; 2 - konsentratsiyalash qismi; 3 - teshikli tarelkalar, 4 - issiqlik kiritish quvurlari; 5 - tozalov qismi; 6 - turli tom chi qaytargich; 7 - teshikli tarelkalar.
Issiqlik manbai sifatida foydalaniladigan 1,3-1,5 MPa bosimli bug‘ni quvurlararo bo‘shliqqa beriladi va issiq (180°C) havo quvurlar ichida tomayotgan eritmaga qarshi yuboriladi. Havo esa jihozning konsentratsiyalovchi qismi 2 (d = 2,8 m, H = 6 m) ostidan kiradi va unda joylashgan 5 ta teshikli (elakli) tarelkalar 3 dan o‘tib boradi. Konsentrlash qismining yuqorisidagi uchta tarelkalarida qo‘shimcha issiqlik beruvchi ilonizi quvurlar bo'ladi.
Bu jarayonni amalga oshirishda havoning namligi 20 g/kg dan oshmasligi lozim. Konsentrlash qismidan harorati 175-185°C bo‘lgan 99,7% li NH4NO3 suyuqlanmasi oqib tushadi. Jihozning yuqori tozalovchi qismi (5) da (d = 3,8 m) ikkita teshikli (elakli) tarelka (7) lar bo‘Iib, yuqorisidagi tarelka kondensat bilan, ostki tarelka esa ammoniy nitrat eritmasi bilan yuvilib turadi. Ular kirayotgan NH4NO3 eritmasini qisman bug'latish va bug‘-havo aralashmasini yuvishga xizmat qiladi. Ammiakli selitra ishlab chiqaradigan qurilma AS-72M ning texnologik sxemasi 6-rasmda ko'rsatilgan.
|
| |
