книги из ГПНТБ / Миниович, М. А. Производство аммиачной селитры

Глава V I I I

ЭЛЕМЕНТЫ СЕБЕСТОИМОСТИ 1 т АММИАЧНОЙ

СЕЛИТРЫ

к себестоимости азота в аммиачной селитре только в последние

производства карбамида и резкое снижение в последние годы се­ бестоимости последнего, аммиачная селитра в СССР не потеряла ведущего места среди азотных удобрений.

Такое положение объясняется следующим: при внесении в поч­ ву питательных веществ в одинаковых количествах агрохимическая эффективность всех видов азотных удобрений примерно равноцен­ на. Поэтому преимущество того или иного вида азотных удобре­ ний определяется экономическими факторами (в первую очередь стоимостью 1 т азота в удобрениях), а также качеством (физикохимическими свойствами) удобрений.

Себестоимость 1 т азота в аммиачной селитре зависит, глав­ ным образом, от стоимости аммиака и разбавленной азотной ки­ слоты.

200

Глава IX

ВОДОУСТОЙЧИВАЯ АММИАЧНАЯ СЕЛИТРА

ОСНОВЫ ПРОЦЕССА

Аммиачную селитру в чистом виде и продукты, в состав кото­ рых она входит (например, аммониты), часто приходится приме­ нять в условиях повышенной влажности (:в болотистых местах, шахтах и т. п.). В связи с этим в последние годы (около 15 лет) часть селитры начали производить с добавками, придающими ей водоустойчивость. Водоустойчивая селитра, как показывает опыт, может продолжительное время находиться в условиях повышенной влажности, не теряя своих первоначальных физических свойств.

Водоустойчивую аммиачную селитру получают нанесением на частицы соли гидрофобной пленки, которая образуется из серно­ кислого (окисного) железа Fe2(SC>4)3 и смеси синтетических жир­ ных кислот с парафином. Вначале добавлением раствора Fe2(S04 )3 к плаву селитры получают так называемую «ожелезненную» селит­ ру, затем в результате обработки ее жирными кислотами с пара­ фином на поверхности частиц селитры образуются «металлические мыла» (железные соли жирных кислот).

Сернокислый раствор железа приготовляют «з железного купо­ роса FeSOi, окисляя его азотной кислотой с небольшой добавкой' серной кислоты. При этом происходит реакция.

6FeS04 -f 2HN03 + 3Ff2 S04 = 3Fe2 (S04 )3 + 2NO + 4H2 0

В водном растворе окисное сернокислое железо подвергается гидролизу:

Fe2 (SO„)3 + 6Н 2 0 2Fe(OH)3 + 3H2 S04

При повышенных температурах возможно образование основ­ ной соли:

202

Некоторые «металлические мыла», образующиеся на поверхно­ сти частиц селитры, способны поглощать жирные кислоты, не вступившие в реакцию. В результате этого наряду с «металличе­ скими мылами» на частицах селитры создаются гидрофобные плен­ ки («кислые мыла») типа Fe(RCOO)3 -RCOOH.

Ниже приведены основные данные о жирных кислотах и их смесях (1:1) с парафином, применяемых дляполучения водо­ устойчивой аммиачной селитры:

Водоустойчивую аммиачную селитру выпускают в мелкокри­ сталлической, чешуйчатой и гранулированной формах. За исключе­ нием .некоторой вспомогательной аппаратуры для получения этих форм водоустойчивой селитры применяется такое же оборудова­ ние, как для производства аммиачной селитры, используемой в сельском хозяйстве.

Качество водоустойчивой аммиачной селитры должно соответст­ вовать МРТУ 6-03-162—64.

Ниже приведен состав готового продукта (в % ) :

203

FeS04 (сернокислое закненое железо) или растворяя обрезки же­ леза в 75%-ной серной кислоте.

В последнем случае процесс осуществляется следующим обра­ зом. В растворитель, представляющий собой цилиндрический со­ суд, снабженный колосниковой решеткой, паровым обогревом, лю­ ком в верхней части, выхлопной трубой и соответствующими па­ трубками для подвода кислоты, пара, конденсата и др., через люк загружают обрезки железа. Затем люк закрывают и аппарат при­ мерно на 7з его объема заливают паровым конденсатом, после чего производят продувку острым паром, чтобы предотвратить воз­ можность образования взрывчатой воздушно-водородной смеси.

Далее включается циркуляционный насос и в аппарат подается заданное количество серной кислоты. При этом в растворителе под­ держивается температура 60—70 °С. В результате взаимодействия железа с серной кислотой получается раствор железного купороса (плотность 1,38—'1,41 кг/м3 ), содержащий 5—6% свободной серной кислоты. Этот раствор насосом передается в реактор-окислитель; туда же для увеличения скорости реакции вводят азотную кислоту (до 5—10%-и ого избытка). Содержимое аппарата нагревают до 80—85 °С.

Переход окраски раствора от зеленой к коричнево-красной сви­ детельствует о полном окислении закисного (двухвалентного) же­ леза в окисное (трехвалентное). После этого подачу азотной кислоты прекращают, нагревают раствор до кипения и дают ему отстояться от взвешенных примесей, затем охлаждают до 35—40 °С

инасосом перекачивают в напорный бак.

Вготовом растворе содержится 120—140 г/л Fe2 (S04b 1 1 н е более 1 г/л FeS04 (в пересчете на железо). Выделяющиеся в ходе реакции окислы азота отводятся по газопроводу на установку раз­ бавленной азотной кислоты или, после разбавления воздухом, на­ правляются в выхлопную трубу.

«Ожелезненную» селитру приготовляют следующим образом.

Раствор аммиачной селитры упаривают до 98,5—98%-ного плава и из напорного бака медленно вливают в него раствор сернокисло­ го (окисного) железа. Одновременно для нейтрализации кислот­ ности среды в раствор подают газообразный аммиак. Эту опера­ цию проводят в специальном абсорбере, в корыте охлаждающего вальца, в буферных баках плава селитры или в других аппаратах. Затем «ожелезненный» и нейтрализованный плав подвергают кри­ сталлизации на охлаждающих вальцах, в чашечных кристалли­ заторах с «докристаллизаторами» либо в грануляционных баш­ нях.

На «ожелезненные» частицы селитры наносят пленку смеси жирных кислот с парафином. Для этого жирные кислоты и пара­ фин расплавляют и смешивают их в равных объемах. Полученный расплав представляет собой маловязкую однородную жидкость, сравнительно легко поддающуюся дозировке и распылению. При получении водоустойчивой селитры в гранулированной форме по-

204

Глава X

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ, ОХРАНА ТРУДА

ИПРОТИВОПОЖАРНЫЕ МЕРЫ

Впроизводстве аммиачной селитры поддерживается такой тех­ нологический режим и применяются такие аппараты, приборы, ре­ гуляторы и защитные устройства, которые обеопечивают безопас­ ность работы и нормальные гигиенические условия труда обслужи­ вающего персонала. Однако необходимо помнить, что в производ­

К таким веществам относятся: аммиак, жидкая и парообразная азотная кислота, окислы азота, плав селитры, каустическая сода, пар и горячий конденсат. Кроме того, готовый продукт является потенциально взрыво- и огнеопасным веществом (стр. 26).

Некоторые из перечисленных выше веществ токсичны (аммиак, пары кислоты, окислы азота), другие способны образовывать взрывчатые смеси (газообразный аммиак в смеси с воздухом), обладают сильным обжигающим действием (плав селитры, каусти­ ческая сода).

Часть оборудования (испаритель и подогреватель аммиака, вы­ парные аппараты и др.), арматуры и трубопроводов в производст­ ве аммиачной селитры работает под повышенным давлением- В этих цехах эксплуатируются лифты и грузоподъемные механиз­ мы. Такое оборудование находится под контролем инспекции Госгортехнадзора. Строжайшее выполнение указаний Госгортехнадзора является одним из важных условий безопасной работы.

В производстве аммиачной селитры возможная опасность для

с эксплуатацией электрооборудования, машин и механизмов, имею­ щих движущиеся части (вакуум-насосы, шнеки, транспортеры

идр.).

Врабочих инструкциях подробно описаны условия безопасного ведения технологического режима и эксплуатации оборудования. Ниже будут рассмотрены только некоторые специфические свой­

ства веществ, применяемых в производстве аммиачной селитры, и указаны важнейшие правила техники безопасности, охраны тру­ да и противопожарного режима.

206

Взрывоопасность смесей аммиака с воздухом и кислородом,

В 'производстве аммиачной селитры нейтрализация азотной кисло­ ты производится большими объемами аммиака, который в смеси с воздухом или кислородом при известных условиях может обра­ зовывать взрывоопасные смеси (рис. 73). Пределы взрываемости смесей аммиака с воздухом — о т 15 до 28%, смесей аммиака с кис­ лородом — от 13,5 до 82%.

Одним из основных средств для предотвращения возможности образования взрывоопасных аммиачных смесей является полная герметизация аппаратуры и коммуникаций. Недопустимы утечки аммиака в помещения, а также под­

оболочек органов дыхания и слезотечение. При концентрациях вы­ ше 1,5 г/м3 аммиак вызывает удушье; продолжительное отравление аммиаком может привести к смертельному исходу. Порог восприя­

ветривание помещений), искусственным и смешанным. В помеще­ ниях производства аммиачной селитры, где возможно проникание

20Г

зредных тазов в воздух, предусмотрена естественная и прпточновытяжная вентиляция.

При отравлении пострадавший должен быть немедленно выне­ сен с загазованного участка: летом — во двор, зимой — в теплое помещение. До прибытия врача пострадавшему должна быть ока-

.зана первая помощь (в соответствии с инструкциями).

Для индивидуальной защиты от ядовитых газов и кислых паров применяются фильтрующие, шланговые и изолирующие противо­ газы. Действие фильтрующих противогазов основано на поглоще­ нии химически активной массой ядовитых газов и паров, содержа­ щихся во вдыхаемом воздухе. Фильтрующие противогазы разре­ шается применять при концентрации в воздухе не менее 10 объемн. % кислорода и не более 2% вредных газов. При более высокой концентрации вредных газов или недостаточном содержании кис­ лорода в воздухе необходимо пользоваться только шланговыми противогазами или кислородными изолирующими приборами.

В производстве аммиачной селитры чаще всего применяются противогазы следующих марок:

марка В (коробка желтая) — для защиты от окислов азота и паров азотной кислоты;

марка К (коробка зеленая) и марка КД (коробка серая) — для защиты от аммиака.

при чистке и ремонте баков, нейтрализаторов, колодцев и т. д. Кислородный изолирующий прибор имеет стальной баллончик,

в котором кислород находится под давлением не менее 50 ат. Вы­ деляющаяся при дыхании двуокись углерода С 0 2 поглощается спе­ циальной массой в регенеративном патроне. После очистки в таком патроне выдыхаемый воздух обогащается кислородом из баллон­ чика и снова становится пригодным для дыхания. Кислородным прибором пользуются при ремонтах скрубберов-нейтрализаторов, реакторов для приготовления добавок и другой аппаратуры.

Защита от ожогов. Жидкий аммиак, азотная кислота, едкие щелочи, плав аммиачной селитры, попадая на кожу, вызывают сильные ожоги. Особенно опасны ожоги глаз, которые могут при­ вести к потере зрения. При попадании брызг жидкого аммиака, -азотной кислоты и плава селитры глаза следует немедленно про­ мыть большим количеством воды и обратиться в медпункт.

'В случае попадания этих веществ на кожу вначале необходимо насухо вытереть пораженное место тканью (тряпкой), затем обиль­ но промыть его водой, смазать сульфидиновой мазью и обратиться в медпункт.

При работе с азотной кислотой, жидким аммиаком и едкими щелочами следует надевать резиновые перчатки, фартук, сапоги и защитные очки.

208

Защита от поражения током. Для человека представляет опас­ ность ток силой более 0,05 А и напряжением выше 12 В. Неосто­ рожное обращение с электрооборудованием и проводами, находя­ щимися под напряжением, может привести к местному ожогу или общему поражению человека током даже со смертельным исхо­ дом. Следует иметь в виду, что электрический ток особенно опасен в условиях повышенной влажности воздуха. При этом под напря­ жением могут оказаться не только токоведущие части электрообо­ рудования, но и посторонние металлические предметы.

Оказывая помощь пострадавшему, необходимо помнить, что нельзя прикасаться голыми руками к человеку, находящемуся под напряжением. Вначале следует выключить рубильник на участке, где произошло поражение током; если это невозможно, необходимо отсоединить пострадавшего от источника тока с помощью неэлек­ тропроводных подручных средств.

До прибытия врача пострадавшему необходимо делать искусст­ венное дыхание.

Некоторые меры предотвращения аварий. Ранее были описаны возможные нарушения нормального технологического режима, не­ поладки в работе оборудования и меры их устранения. Здесь дополнительно перечислены некоторые ограничительные правила, которыми следует руководствоваться для предотвращения аварий

впроизводстве аммиачной селитры.

1.Запрещается работа на неисправном оборудовании и при отсутствии всех необходимых для ведения процесса контрольноизмерительных приборов.

2.Производственному персоналу не разрешается проводить ре­ монт электрооборудования и контрольно-измерительных приборов без участия электрика и работника цеха КИП.

3. Запрещается ремонт аппаратов <и машин, имеющих приводы от электродвигателей, без предварительной разборки схемы их электрического питания.

4.Не разрешается проводить ремонт аппаратов, машин, насо­ сов и другого оборудования, находящегося под давлением или полностью не опорожненного от содержавшихся в них веществ.

5.Запрещается проводить ремонт аппаратов и чистку емкостей,

7.Аппараты и коммуникации, подлежащие ремонту, должны отключаться от общих коммуникаций,с помощью заглушек. Коли­ чество и места установок заглушек должны фиксироваться в спе­ циальном журнале.

8.Не разрешается вводить в работу оборудование, находившее­ ся в резерве или в ремонте, без разрешения руководителя произ­ водства.

9.Запрещается во время работы оборудования снимать защит­ ные ограждения.