Российское производство аммиачной селитры в 2012 году

. Технология производства аммиачной селитры включает в себя нейтрализацию азотной кислоты газообразным аммиаком с использованием теплоты реакции (145 кДж/моль) для упаривания раствора селитры. После образования раствора, обычно с концентрацией 83 %, лишняя вода выпаривается до состояния расплава, в котором содержание нитрата аммония составляет 95 — 99, 5 % в зависимости от сорта готового продукта. Для использования в качестве удобрения расплав гранулируется в распылительных аппаратах, сушится, охлаждается и покрывается составами для предотвращения слёживания. Цвет гранул варьируется от белого до бесцветного. Нитрат аммония для применения в химии обычно обезвоживается, так как он очень гигроскопичен и процентное количество воды в нем (ω (H2O)) получить практически невозможно.

На современных заводах, производящих практически неслеживающуюся аммиачную селитру, горячие гранулы, содержащие 0, 4 % влаги и менее, охлаждаются в аппаратах с кипящим слоем. Охлажденные гранулы поступают на упаковку в полиэтиленовые или пятислойные бумажные битумированные мешки. Для придания гранулам большей прочности, обеспечивающей возможность бестарных перевозок, и сохранения стабильности кристаллической модификации при более длительном сроке хранения в аммиачную селитру вносят такие добавки, как магнезит, полуводный сульфат кальция, продукты разложении сульфатного сырья азотной кислотой и другие (обычно не более 0, 5% по массе).

В производстве аммиачной селитры используют азотную кислоту с концентрацией более 45% (45-58%), содержание окислов азота не должно превышать 0, 1%. В производстве аммиачной селитры могут быть использованы также отходы аммиачного производства, например аммиачная вода и танковые и продувочные газы, отводимые из хранилищ жидкого аммиака и получаемые при продувках систем синтеза аммиака. Кроме того, в производстве аммиачной селитры используются также газы дистилляции с производства карбамида.

При рациональном использовании выделяющегося тепла нейтрализации можно получить за счет испарения воды концентрированные растворы и даже плав аммиачной селитры. В соответствии с этим различают схемы с получением раствора аммиачной селитры с последующим выпариванием его (многостадийный процесс) и с получением плава (одностадийный или безупарочный процесс).

Возможны следующие принципиально различные схемы получения аммиачной селитры с использованием тепла нейтрализации:
- установки, работающие при атмосферном давлении (избыточное давление сокового пара 0, 15-0, 2 ат);
- установки с вакуум-испарителем;
- установки, работающие под давлением, с однократным использованием тепла сокового пара;
- установки, работающие под давлением, с двукратным использованием тепла сокового пара (получение концентрированного плава).

В промышленной практике нашли широкое применение как наиболее эффективные установки, работающие при атмосферном давлении, с использованием тепла нейтрализации и частично установки с вакуум-испарителем.

Получение аммиачной селитры по этому методу состоит из следующих основных стадий:
1. получение раствора аммиачной селитры нейтрализацией азотной кислоты аммиаком;
2. выпаривание раствора аммиачной селитры до состояния плава;
3. кристаллизация соли из плава;
4. сушка и охлаждение соли;
5. упаковка.

Процесс нейтрализации осуществляют в нейтрализаторе, позволяющем использовать тепло реакции для частичного выпаривания раствора – ИТН. Он предназначен для получения раствора аммиачной селитры путём нейтрализации 58 – 60 % азотной кислоты газообразным аммиаком с использованием тепла реакции для частичного выпаривания воды из раствора под атмосферным давлением по реакции:

NH₃ + HNO₃ = NH₄NO₃ + Q_ккал

Безопасность процесса нейтрализации обеспечивается автоматическими блокировками, прекращающими подачу сырья в аппараты ИТН при нарушениях соотношения расходов азотной кислоты и газообразного аммиака или при росте температуры в реакционной зоне выше 180 0С; в последнем случае в ИТН автоматически подаётся конденсат водяного пара.

Подогреватель азотной кислоты предназначен для подогрева 58 – 60 % азотной кислоты от температуры, при которой он хранится на складе, до температуры 80 – 90 0С за счёт тепла сокового пара из аппарата ИТН. одогреватель газообразного аммиака предназначен для нагрева аммиака до 120 – 180 С. Донейтрализатор предназначен для донейтрализации аммиаком избыточной кислотности раствора аммиачной селитры, непрерывно поступающего из аппарата ИТН, и вводимых в качестве добавки серной и фосфорной кислот. Высококонцентрированный плав получают в выпарном аппарате в одну ступень под атмосферным давлением. Промывное и фильтрующее оборудование необходимо для отмывки пыли аммиачной селитры, уносимой воздухом из башни, аэрозольных частиц аммиачной селитры из паро-воздушной смеси выпарного аппарата, воздуха из башен, сокового пара из аппаратов ИТН, а также аммиака из этих потоков.

Грануляционная башня она состоит из трёх частей: верхняя часть – с потолком и переходником к промывному скрубберу; средняя часть – собственно корпус; нижняя часть – с приёмным конусом. Продукт выгружается на реверсивный конвейер через прямоугольную щель в нижнем корпусе. Аппарат для охлаждения гранул в кипящем слое предназначен для охлаждения гранул выходящих из грануляционной башни от 110 – 120 до 40 – 45 ⁰С.

Под псевдоожижением понимается процесс перехода слоя зернистого материала в «текучее» состояние под действием потока ожижающего агента – воздуха. Если под слой гранул с определённой скоростью подавать воздух, гранулы начинают интенсивно перемещаться относительно друг друга и слой их намного увеличивается в объеме. По достижении определённой скорости наиболее мелкие гранулы начинают покидать границы слоя и уносятся потоком воздуха. Такое явление происходит, если давление потока воздуха превышает силу тяжести гранул. Сопротивление слоя материалов почти не зависит от скорости газа и равно весу материала, приходящегося на единицу площади. Кипящий слой гранул приобретает свойства, присущие капельной жидкости. Температура всего объёма кипящего слоя гранул, как и любой кипящей жидкости, практически одинакова.

Современные крупнотоннажные агрегаты химических производств имеют ряд специфических особенностей, которые следует учитывать при разработке систем автоматизации таких объектов:
- последовательная технологическая структура с жёсткими связями между отдельными стадиями процесса при отсутствии промежуточных ёмкостей;
- большая производительность отдельных аппаратов, рассчитанная на полную
мощность агрегата;
- территориальная рассредоточенность рабочих мест аппаратчиков.

Большая мощность и последовательная структура агрегата задают повышенные требования к надёжности контроля, регулирования и защиты, так как выход из строя отдельного элемента зачастую приводит к полной остановке агрегата и, как следствие, к большим экономическим потерям. Разрабатывались методы получения аммиачной селитры из подручного сырья.Для удешевления производства. В промышленности широко применяется только метод получения аммиачной селитры из синтетического аммиака и разбавленной азотной кислоты. Метод получения аммиачной селитры из аммиака коксового газа и разбавленной азотной кислоты перестали применять как экономически невыгодный. Постоянно проводились исследования по уменьшению себестоимости производства аммиака.