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

10.Запрещается работа на аппаратах, коммуникациях и насо­ сах при недостаточном уплотнении фланцевых соединений и значи­ тельных пропусках аммиака, азотной кислоты или пара.

11.Запрещается вносить в цикл производства аммиачной селит­ ры собираемые при пропусках, проливах и т. п. растворы селитры, азотной кислоты и другие продукты.

12.Все фланцевые соединения на оборудовании и коммуника­ циях азотной кислоты должны скрепляться болтами, гайками или шпильками, выполненными из нержавеющей стали.

13.Сальниковые уплотнения на насосах, транспортирующих концентрированные растворы аммиачной селитры, должны охлаж­ даться водой.

14.Все изменения проектных решений, связанные с примене­ нием в производстве аммиачной селитры органических веществ (например, добавок), с изготовлением или монтажом различного оборудования, работающего под повышенным давлением (пароувлажнитель, выпарные аппараты, испаритель аммиака и др.), должны быть в обязательном порядке согласованы с проектной организацией.

15.Запрещается разрыхление слежавшейся аммиачной селитры

сприменением даже незначительных количеств взрывчатых ве­ ществ.

Противопожарные меры. В производстве аммиачной селитры пожары могут возникнуть по разным причинам, например вслед­ ствие короткого замыкания при неисправности электрооборудова­ ния или повреждения электропроводки; из-за перегрузки электро­ двигателей, самовоспламенения горючих материалов, пропитанных азотной кислотой, или бумажных мешков (тары), пропитанных ам­ миачной селитрой; при проведении газо- и электросварочных работ вблизи от мест нахождения горючих веществ и др.

Основные условия, обеспечивающие противопожарную безопас­ ность, заключаются в точном соблюдении технологического ре­ жима и правил внутреннего распорядка; поддержании электрообо­ рудования и электропроводки в исправном состоянии; своевремен­ ном выполнении требований пожарного надзора при проведении сварочных работ; соблюдении чистоты рабочих мест.

Мешки из-под аммиачной селитры, обтирочные концы, масла, керосин и другие горючие материалы должны храниться в спе­ циально отведенных местах.

При прорыве уплотняющих прокладок на кислотных коммуни­ кациях следует принимать меры к тому, чтобы кислота не попа­ дала на электрические кабели, щиты управления и т. п. При вос­ пламенении электрических проводов и возгорании электродвигате­ лей необходимо отключить их от источника тока и тушить пламя азотом, асбестовым полотном или сухим огнетушителем.

Загоревшиеся тряпки, пропитанные маслом, и масло в таре нельзя тушить водой. Для этой цели надо применять песок или пенные огнетушители. Пожар на складе аммиачной селитры или

210

в железнодорожных вагонах, загруженных мешками с селитрой, следует тушить водой, предварительно надев фильтрующий про­ тивогаз.

При пожаре (и аварии) в цехе обслуживающий персонал не имеет права покидать рабочие места без разрешения начальника смены или других руководителей цеха. Все посторонние лица долж­ ны быть удалены из помещений цеха. О возникновении пожара надо немедленно сообщить в пожарную команду. До ее прибытия следует использовать для ликвидации пожара имеющиеся проти­ вопожарные средства.

Ваварийных случаях необходимо остановить оборудование со­ гласно инструкциям.

Врезультате внедрения в производство аммиачной селитры не­ которых прогрессивных технических решений возникли новые зада­ чи по технике безопасности в этом производстве. Некоторые из них перечислены ниже.

Стадия получения высококонцентрированного плава. Получение почти безводного плава вызвало необходимость систематически

моразложение аммиачной селитры, восстанавливают ее до образо­ вания неустойчивого нитрита аммония и т. п. Особенно небезопас­ но попадание в плав аммиачной селитры примеси смазочных ма­ сел, которые почти всегда содержатся в исходном аммиаке.

Установлено, что содержание примеси -масла не должно превы­

Для предотвращения попадания в газообразный аммиак масла

но намечено для удаления загрязнений маслом периодически про­ водить в производстве аммиачной селитры пропарку некоторых аппаратов, емкостей и коммуникаций.

Как отмечалось, получение концентрированного плава осущест­ вляется при температурах около 180 °С, т. е. в условиях, близких к началу образования закиси азота. В связи с этим целесообраз­ но для предотвращения термического разложения селитры в воз­ дух, направляемый в доупарочные аппараты, дозировать неболь­ шое количество газообразного аммиака.

Водоустойчивая аммиачная селитра. Такой продукт выпускают примерно в тех же условиях, при которых получают «обычную» гранулированную аммиачную селитру. Согласно прогнозам выпуск водоустойчивой селитры в ближайшие годы будет постепенно воз­ растать.

Существующие нормы по производству «обычной» аммиачной селитры не предусматривают специальных мер по технике без-

Глава X I

СЛОЖНО-СМЕШАННЫЕ УДОБРЕНИЯ И НЕКОТОРЫЕ ДРУГИЕ ПРОДУКТЫ НА ОСНОВЕ АММИАЧНОЙ СЕЛИТРЫ

ного элемента, явились причиной использования некоторого количе­ ства аммиачной селитры для производства сложно-смешанных удобрений. На основе аммиачной селитры за рубежом производят: сульфат-нитрат аммония (лейна-селитра и моитан-селитра), калий- но-аммиачную селитру, аммиакаты и известково-аммиачную се­ литру. Некоторые из этих удобрений имеют ограниченное приме­ нение.

Сульфат-нитрат аммония содержит 20—27% азота. Лейна-се- литру вырабатывают смешением или сплавлением раздельно по5гу:

рата аммония образуется двойная соль (NH4)S04-2NH4 N03 с из­ бытком одного из исходных компонентов. Получаемый продукт перед загрузкой в тару некоторое время «дозревает» на складе до завершения процесса образования двойной соли.

Монтан-еелитру получают нейтрализацией смеси 70%-ной сер­ ной и 50%-ной азотной кислоты газообразным аммиаком. При этом выделяется такое количество тепла нейтрализации, которое позво­ ляет почти полностью испарить воду, вводимую с кислотами. По­

ачной селитры с твердым измельченным хлористым калием или же введением КС1 в плав аммиачной селитры с последующей кристал­ лизацией полученной массы в обычных грануляционных башнях.

При получении калийно-аммиачной селитры в различной степе­ ни протекает следующая обменная реакция:

NH4 NOs + KCI = KNO3 + NH4C1

213

сравнительно долгое время сохраняет хорошие физические свой­ ства.

Аммиакаты. Твердые аммиакаты получают взаимодействием смеси солей (например, аммиачной и кальциевой селитры) с газо­ образным или жидким аммиаком. Выпускаются также жидкие аммиакаты на основе концентрированной аммиачной воды, амми­ ачной селитры и других нитратов, а также карбамида.

Состав аммиакатов, получаемых на основе аммиачной селитры и нитрата кальция, может быть выражен следующей формулой:

Ca(N03 ), • A-NHdN03 • nNH3 • mH,0

Аммиакаты на основе одной аммиачной селитры оказывают весьма интенсивное коррозионное действие на сталь, поэтому пред­ почитают приготовлять аммиакаты, в состав которых входит и нит­ рат кальция. Многие виды аммиакатов содержат около 40% азота.

На Украине и в Узбекистане на сравнительно больших площа­ дях были проведены испытания жидких азотных удобрений на

Значительный экономический эффект может быть получен в слу­ чае широкого применения жидкого аммиака и сложных жидких удобрений.

По проектным данным, при производстве и применении в сель­ ском хозяйстве 1 млн. т азота в виде жидкого аммиака по срав­ нению с тем же количеством азота в виде аммиачной селитры эко­ номия капитальных вложений может достигнуть 55 млн. руб. и экс­ плуатационных затрат 23 млн. руб.

Необходимо отметить, что производство и применение аммиака­ тов на основе аммиачной селитры не дает такого экономического эффекта, какой получается при использовании в качестве удобре­ ния аммиачной воды или даже карбоната аммония. В связи с этим производство аммиакатов на основе аммиачной селитры, по-види­ мому, не найдет широкого распространения.

214

Однако за рубежом, особенно в США, нередко применяются жидкие удобрения, в состав которых входят аммиачная селитра и карбамид. Эти удобрения имеют следующую характеристику.:

Аммиачная селитра относится к физиологически кислым удоб­ рениям. В почвенном растворе ома диссоциирует на ионы аммо­ ния NH4 и нитрат-ионы NO3. Так как корни растений значительно быстрее усваивают ионы аммония, чем нитрат-ионы, то при дли­ тельном употреблении аммиачной селитры кислотность почвы по­ вышается. Одновременно происходит подкисление почвы под влия­ нием деятельности некоторых микроорганизмов, способных окис­ лять аммиак до азотной кислоты (процесс нитрификации). Поэто-.-. му длительное внесение чистой аммиачной селитры вызывает они?-" жение урожайности многих сельскохозяйственных культур. •

Для восстановления плодородия часто применяют известкова­ ние кислых почв с помощью внесения в почву молотого известняка или извести. В ряде случаев более эффективно применение извест­

и его смешение с плавом аммиачной селитры; гранулирование пла­

Смешение (сплавление) известняковой муки с плавом аммиач­ ной селитры обычно производится в двухвальном шнеке, снабжен­

2NH4 N03 + СаС03 = (NH4 )2 C03 + Ca(N03 )2

Образующийся карбонат аммония диссоциирует на N H 3 и СОг, которые отводятся с парами воды в атмосферу или направляются

вскруббер, орошаемый разбавленной азотной кислотой. Кристаллизацию плава известково-аммиачной селитры прово­

дят в грануляционных башнях, часто имеющих диаметр и высоту 20 м. В качестве разбрызгивателя плава применяется центрифуга, вращающаяся со скоростью 500—550 об/мин.

215

В полученном продукте наряду с гранулами размером до 6 мм •содержатся слипшиеся агломераты гранул величиной 15 мм и бо­ лее. Поэтому весь продукт после грануляционной башни подвер­

Аммониты. По своим свойствам чистая аммиачная селитра от­ носится к взрывчатым веществам, обладающим слабой восприим­ чивостью к первоначальному импульсу, например к капсюлю. Несмотря на это, аммиачная селитра используется в качестве са­ мостоятельного взрывчатого вещества при строительстве туннелей, гидротехнических и других крупных сооружений.

Взрывной распад аммиачной селитры протекает главным обра­ зом по следующему уравнению:

2NH4 N03 = 4 Н 2 0 + 2N2 + 0 2 + 57 ккал

Степень измельчения аммиачной селитры, а также готовых аммиачно-селитренных продуктов (см. ниже) в значительной мере обусловливает их взрывчатые свойства.

Многочисленные исследования показали, что чем мельче кри : сталлы аммиачной селитры, тем больше ее так называемое дро­ бящее действие.

Аммиачную селитру, предназначенную для изготовления взрыв­ чатых веществ, измельчают до порошкообразного состояния и сушат до содержания влаги не выше 0,1%. Поэтому предприятия, производящие взрывчатые вещества для промышленности, пред­ почитают применять мелкокристаллическую аммиачную селитру, которая измельчается и сушится значительно легче и быстрее, чем чешуйчатая или гранулированная.

цовокислым калием примеси не обеспечивают достаточную химиче­ скую стойкость некоторых видов взрывчатых веществ. Присутствие небольших количеств хлоридов в аммиачной селитре не имеет

216

практического значения, так как они входят в состав многих по­ рошкообразных взрывчатых веществ.

Значительное количество аммиачной селитры потребляется для изготовления различных взрывчатых веществ, применяемых во многих отраслях промышленности (горнорудной, угольной и др.).

Аммониты представляют собой взрывчатые смеси аммиачной селитры с твердыми горючими и взрывчатыми веществами. Аммо­

сокой химической стойкостью и вследствие этого относительно без­ опасны при производстве, хранении и обращении с ними.

Производство аммонитов сводится к соответствующей подготов­ ке исходных компонентов (дробление, сушка, измельчение, просеи­ вание) и тщательному их смешению и упаковке.

Содержание аммиачной селитры в аммонитах колеблется

аммонал содержит 72% аммиачной селитры, 25% тонкоизмельченного металлического алюминия и 3%угля. Смесь трех компо­

217

как окислитель по отношению ко всем веществам, которые непо­ средственно вступают в реакцию с кислородом.

Фосфор, уголь, магний и некоторые другие вещества в среде за­ киси азота сгорают энергичнее, чем в кислороде.

Тлеющая лучина при погружении в закись азота вспыхивает ярким пламенем.

В промышленности закись азота получают разложением сухой аммиачной селитры или ее 91—94%-ного плава при температурах 270—280 °С.

Так как реакция разложения по уравнению

N H 4 N 0 3 = N 2 0 + 2H,0

экзотермична, то для предотвращения ее бурного течения подо­ грев массы селитры периодически прекращают. Ход реакции раз­ ложения аммиачной селитры остается неизменным в пределах тем­ ператур 210—260 °С. Установлено, что слишком быстрый нагрев массы селитры, а также повышение температуры реакции до 300 °С может вызвать взрыв.

Разложение плава аммиачной селитры проводят в вертикаль­ ных цилиндрических аппаратах небольшой мощности, называемых «разлагателями» (реже — реакторами). Они выполнены из алюми­ ния или стали марки Х18Н10Т. Подогрев в них селитры производят с помощью электронагревателей, располагаемых под днищем раз-

218