25. Производство азотных удобрений. Схема синтеза аммиачной селитры.

Важным азотным удобрением является аммиачная селитра (нитрат аммония), т.к. при высоком содержании азота она усваивается полностью (быстро в виде NO₃^- иона и медленнее из NH₄⁺ 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. Рис.29 стр.77.

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%) HNO₃. В реакционной камере нитрат аммония образуется при температуре более низкой, чем температура кипения HNO₃. Получаемый слабо кислый 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 1400т селитры в сутки. Пары воды, выходящие из нейтрализатора, называют соковым паром. Он используется для дальнейшего испарения воды из раствора селитры под вакуумом в выпарном аппарате первой ступени 4. Окончательное упаривание производят в выпарном аппарате второй ступени 7, обогреваемом паром под давлением 9*10⁵ н/м². Оба эти аппараты кожухотрубные, при чем 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 10м для преодоления атмосферного давления. При использовании 58% кислоты получается 85% раствор селитры, который упаривают в одну ступень, а из 65% HNO₃ получают плав без выпаривания. Окончательный плав упаривается до концентрации 99,5% при стекании по вертикальным пластинам, обдуваемый горячим воздухом (180⁰С). Гранулируют плав в грануляционной башне 11 (высотой до 50м). Горячий плав поступает в верхнюю часть ее и выливается в разбрызгиватель 10. На встречу брызгам в башню вентилятором подается мощный поток холодного воздуха, за счет которого и происходит охлаждение и кристаллизация капель. Гранулы капают в нижнюю часть башни, представляющую собой бункер, и из него выгружаются ленточным транспортером 14 во вращающийся сушильный барабан, где окончательно высушиваются встречным током горячего воздуха (120⁰С). Выход достигает 98%, а мощность цеха 0,5 млн.т в год. Нитрат аммония способен слеживатся, т.е. превращатся при хранении в плотные куски, трудно поддающиеся дроблению. 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 бумажных или полиэтиленовых мешках.