Государственное бюджетное образовательное учреждение

Показатель	Б, выс сорт
1. Сум мас дол нитр и аммон N2 (в пер на N2 в сух в-ве),%нм	34,4
2. Мас дол воды, % н.б.: с добавками нитратов Ca и Mg	0,3
3. рН 10%-го водного р-ра, н.м.
4. Гран-й сос-в: мас доля гран-л 1-4 мм, % н.м.
мас доля гран-л 2-4 мм, % н.м.
мас доля гран-л менее 1 мм, % н.б.
мас доля гран-л более 6 мм, % н.б.
5. Рассыпчатость, % н.м.

 

22.Тв НА (нитр аммония) в завис-ти от тем-ры сущ-т в 5-ти кристал-ких модифик-х термодинам-ки устойч-х при Ратм. Кажд-я модиф-ция сущ-т в опред-й обл-ти тем-р и переход одной модиф-и в др сопров-тся изменениями крист струк-ры, выделением (погл-м) тепла, скачкообр-м измен-м удельн объема и теплоемкости. Превр-е t превр-я, гр С Изм V при охл-и, дм3/кг Форма крист-в Плав«I 169,6 ¯ на 0,054 I – кубич-я I«II 125,8 ¯ на 0,014 II – тетрагонал-я II«III 84,2 ¯ на 0,008 III – ромб-я монокл III«IV 32,2 ­ на 0,022 IV – ромб бипирамид IV «V -16,9 ¯ на 0,017 V - тетрагонал-я II«IV 50,5 ­ на 0,014   Переход II«IV минуя III благоприятно сказ-ся на св-вах прод-та. Сокращ-е числа переходов на один привод-т к увелич-ю проч-ти прод-та на 40%. Темп-ые границы и ск-ть взаимопревр-й модифик-й м. несколко изме-ся в завис-ти от влаж-ти АС и от налич-я в ней примес-й. Для получения гранулированной аммиачной селитры, не слеживающейся при длительном хранении на складах как в мешках, так и насыпью, в рас­твор аммиачной селитры перед его гранулированием вводят различные до­бавки. Нитрат магния Мg(NO3)2 - магнезиальная добавка (добавка, связывающая воду), который в безводном состоянии может присоединять, шесть молекул воды, образуя гексагидрат нитрата магния Мg(NO3)2*6Н2О. В этом случае одна массовая часть (масс. ч.) Мg(NO3)2 может связать примерно 0,7 масс. ч. воды. Находящийся в растворе аммиачной се­литры нитрат магния постепенно обезвоживается в процессе получения вы­сококонцентрированного плава аммиачной селитры. Безводный нитрат магния, находясь в гранулах аммиачной селитры, полученных из этого плава, свя­зывает оставшуюся в них влагу в химические соединения (кристаллогидраты магния, двойные аммонийно-магниевые соли). В результате получается без­водная аммиачная селитра, обладающая хорошими физико-химическими свой­ствами. Полиморфное превращение при 32 °С III ® IV в такой аммиачной селитре отсутствует и заменяется метастабильным превращением II ® IV, про­текающим при 48—51 °С в случае содержания 0,4% влаги. Поэтому при хра­нении на складах гранулы не претерпевают существенных объемных измене­ний и не разрушаются. На отечественных предприятиях раствор магнезиальной добавки полу­чают, растворяя в 35%-ной азотной кислоте порошок каустического магнези­та, получаемый в качестве побочного продукта при обжиге магнезита и содержащий от 75 до 87% MgO. Реакцию разложения каустического магнезита проводят в реакторах периодического действия, по-лучая раствор нитрата магния концентрацией 120 г/л (в пересчете на MgО).После отстоя или фильтраций раствор нитрата магния вводят в производстве аммиачной селитры либо в аппараты ИТН, либо в растворы аммиачной се­литры, поступающие на выпарку. Применение магнезиальной добавки позволяет получать аммиачную се­литру высокого качества, не прибегая к обработке гранул ПАВ и опудривающими добавками.

 

24.1 В 1965г мощность 1 агрегата 30 тыс т ам-ка в год, в 1970 100тыс в год, в 80г 450 тыс т в год. Дост-ва от укрупнения агрегатов: сниж-е кап вложений на 1т продукта; сниж-е эксплуатац затрат; трудоем-ти и с/с-ти; упрощ-е управ-ем пр-ва. 1) общие Е-гозатраты (Е) ув-ся пропорц-о вел-не: (M2/M1)1/2: Э2/Э1= (M2/M1)1/2 М1-мощность баз агрегата, т/год; М2-укрупненного, т/год. 2) Сниж-е уд кап затрат (К): при удвоении мощ-ти К ум-ся на 15-20%. 3) Суммар стоимость обор-я (КМ): растет, но непропорц-о ув-ю мощ-ти,а в меньшей степени. К2М2/К1М1=(M2/M1)z, z=0,6-0,96 4) с/с-ть продукта ум-ся с ув-ем мощ-ти агрегата S2/S1=(M2/M1)n n=0,2-0,3. Но рост единич мощ-тей имеет границы, они обусловлены слож-тью. Конструктивных р-й: монтажа, транспортировки, эксплуатации, и возм-тью обеспеч-я выс ст-ни надежности р-ты. С экономич стороны границы мощ-тей орпед-т потерь продукции при остановке агрегатов по аварии и отказов в работе оборуд-я. даже короткая остановка большого агрегата, вызывает проблемы. При авар остановке больш агр-ов залповые в-сы вред в-в больше вредят, чем из меньших агрегатов. Факторы, опред-ие оптимал единич мощ-ть агрегата: 1) уровень разв-я науки и техники в дан области 2) потребность в прод-и. Укруп-е м б 1) за счет ув габаиров при сохран-и прежних прин-пов технол-и – малопреспектив (ввиду верх технич границы, а также потреб-ти в больших площадях). 2) За счет исп-я новых принципов техн-и. Ув-е надеж-ти об-я это напр-е перспективно. РАСЧЕТ ВЫБРОСА При аварии в пр-ве НАК выбрас-ся в атм-ру все НГ из абс-й кол и др ап-тов. Р-е в с-ме сниж-ся до атм-го. Рассч-ть объем НГ и м-су NO2, идущих в воз-х при в-се, сред сод-е NO2 в НГ при в-се 3-5% об, т-ра 40С. расчет для 3 типов агрегатов: Произв-ть в пересч на 100% АК, т/год 50000;120000;360000; Конц-я АК, %м: 48;58;60; Р-е в с-ме, Мпа: 0,35;0.7;1.0; Объем окислителя, м3: 45;63;-;Объем др ап-ры: 40;60;150; Д-р абс-ра,м: 3;3.2;4.0; Высота абс-ра: 44,7;46.4;57.6; За послед годы произошло разв-е компрессоров для сжатия во-ха и НГ, поэт укрп-е сопровождалось повыш-м Р-ем в с-ме, что позволило ув-ть конц-ю продукц НАК с 48 до 60%м. При нормальной р-те предохранит клапан закрыт полностью, а запорный вентиль приотркрыт, чт-ы в с-ме поддерж-ось нужное Р-е. При неполадках в узлах срабат-ет блокировка, открывается Пклапан и выбрас-ся НГ со всего агрегата ч/з свечу в атм-у. 1 ТИП: Объем абс-ра: Vк=S*h= 0,785*D2*h=0,785*9*44,7=315,8 м3 2) Общий объем ап-тов 315,8+45+40=400,8м3 3) Объем НГ при в-се в пересч на н у. Vвыброса=V0-V0/ V0- объем г в ап-ах при раб Р-е. V0/-объем г в ап-ах при нор Р-и (0,1013 МПа), остающихся после   в-са избытка газа, м3. Итак расчет показ-т, что в-ос до тех пор пока Р-е в с-ме не уровняется с атм-ым. V0- ч/з ур-е Клапейрона: PV/T=P0V0/T0 отсюда: V0=0,35*400,8*273/((273+40)*0,1013)=1207,8 При аварии Р-е падает до атм-ого, обычно Ратм= Р0=0,1013 Мпа. Ч/з з-н Гей-Люссака: T0/T=V0//V V0/=273*400,8/(273+40)=349,6 Vвыброса=1207,8-349,6=858,2м3 М-са NO2: GNO2=Vвыброса*СNO2*MNO2/22.4=858,2*0,035*46/22,4=61,7кг 2 ТИП: Объем абс-ра: Vк=0,785*3,22*46,47=373 м3 Общий объем ап-тов 373+60+63=496м3 V0=0,7*496*273/((273+40)*0,1013)=2989,4м3 V0/=273*496/313=432,6 м3 Vвыброса=2989,4-432,6=2556,8м3 GNO2= 2556,8*0,035*46/22,4=183,77 кг 3 ТИП Vк=0,785*16*57,6=723,5м3 Общий объем ап-тов 723,5+150=873,5 м3 V0=1*873,5*273/((273+40)*0,1013)=7520,9 м3 V0/=273*873,5/273+40=761,9м3 Vвыброса=7520,9-761,9=6759м3 GNO2= 6759*0,035*46/22,4=485,8кг Выводы Абсолютный в-с ув-ся с ув-ем мощ-ти, экология ухудшается. Сопоставим динамику изм-я в-са NO2 с ув-ем мощ-ти: мощ-ть ув-ся в послед-ти: 50000: 120000: 360000=1:2.4:7.2. В-с NO2 ув-ся в после-ти 61,7:183.8:485.8=1:3.7:9. Топовыш-е в-са больше чем ув-е мощ-ти, это плохо.

   

При нейтр-ии азотн к-ты, содер-й 47-60% масс HNO3, по реакц-и (1) обр-ся р-р НА, кот для получ-я тв прод-та необх-мо выпаривать. Реак-я нейт-и осущ-ся в ап-те ИТН: Расчет расх коэф-в: HNO3+NH3=NH4NO3. Мол мас: NH3=17, HNO3=63, NH4NO3=80. На 1т НА треб-ся: 1) аммиака (100%-го) =17*1000/80=212,5 кг. 2) HNO3(100%-ой)=63*100/80=787,5кг. HNO3(58%-ой)=787,5*100/58=1357,8кг. Мат бал. Исх дан: 1) Конц-я HNO3 - 58%, 2) Конц-я г/обр NH3 – 100% масс. 3) Потери аз к-ты на 1 т НА –7,5кг. 4) потер NH3 на 1 т НА – 2,5 кг. 5) расход 20%-го р-ра НА в сепар-ю часть ап-та ИТН – 6,4 м3/ч. Расчет. 1) практич расх NH3: 212,5(см. выше)+2,5=215кг.2) практич расх HNO3(100%) 787.5+7.5=795кг 3) Расх-д 58%-й HNO3: 795*100/58=1370 кг. 4) примем конц-ю р-ра НА, выход-го из ИТН 90%. Масса р-ра НА(90%): 1000/0,9 =1111 кг. 5) масса воды в р-ре: 1111-1000=111кг. 6) масса воды в 58%-м р-ре 1370-795=575кг. 7) испар-сь воды: 575-111=464кг. Табл мат бал реакц-й части ап-та ИТН без учета р-ра НА, поступ-го из сепарац-й зоны на 1 т НА: Приход Расход Поток кг Поток кг 1. Аммиак   1. НА (90%)   2. HNO3(58%) в т.ч. HNO3 H2O   2. NH3 (потери) 2,5   3. HNO3 (потери) 7,5   4. H2O (пар)   Всего   Всего

Внутрь стакана 2 пост-т NH3 и р-р HNO3 ч/з титанов барбатеры 3 и 4. За счет теплоты реак (1) из образов-ся р-ра НА испар-ся часть Н2О, в следс этого эмульсия выбр-ся из 2 ч/з завихритель5 и двиг-ся по кольц-у зазору м/д 2 и корп-м 1вниз, продолж-я упарив-ся за счет тепла, получ-го ч/з стенку стакана. Сок пар, отдел-й от р-ра в 5, содер-т брызги р-ра НА, NH3, пары HNO3. Очист сок пара произв в верх сепар-й части 6 (промыв на 4-х барботаж тарелках 7) Из ИТН выход 89-91%-й р-р НА

		проводят в реакторах периодического действия, получая раствор нитрата магния концентрацией 120 г/л (в пересчете на MgО).После отстоя или фильтраций раствор нитрата магния вводят в производстве аммиачной селитры либо в аппараты ИТН, либо в растворы аммиачной се­литры, поступающие на выпарку. Применение магнезиальной добавки позволяет получать аммиачную се­литру высокого качества, не прибегая к обработке гранул ПАВ и опудривающими добавками. Из ИТН выходит 90%-й р-р НА, его дальнейш-е обезвож-е произ-ся в выпарном ап-те. Основная кожухотрубная часть выпарного ап-та служит для выпарив-я р-ра НА, стекающего по внутр-м стенкам трубки. Источниками тепла явл-ся горячий воздух 190грС, движущийся внутри трубок противотоком к р-ру, и пар с Р=1,5 МПа, подаваемый в межтрубное прост-во. В ниж-й части выпар-го ап=-та распол-на концентрационная зона, представл-щая собой пять ситчатых провальных тарелок, на кот плав обезвож-ся горячим воздухом до сод-я 99,8% НА. Основным промышленным способом гранулирования аммиачной селитры является способ гранулирования из расплава в башнях. Гранулирование в башне является безретурным процессом, не требующим установки оборудо­вания для рассева продукта и последующей повторной переработки части его. Начальной стадией процесса гранулирования является образование из массы расплава отдельных капель, которое происходит при струйном истече­нии жидкости из рабочих отверстий грануляторов. Вытекающие из отверстий струи оказываются гидродинамически неустойчивыми, их поверхность приоб­ретает волновой характер. В настоящее время, как правило, охлаждение гранулированной аммиач­ной селитры проводят в кипящем (псевдоожиженном) слое. Основными до­стоинствами этого способа являются простота практической его реализации и высокая интенсивность теплообмена КС, что обеспечивает достижение более низких, чем при других способах, затрат на охлаждение. В агрегате АС-72 кипящий слой расположен за пределами грануляцион­ной башни и выполнен в виде прямоугольного аппарата, состоящего из трех последовательно установленных секций, так что продукт может быть охлаж­ден в одной, двух либо трех секциях, чем регулируется режим охлажде­ния. Аппарат имеет раздельные (в каждую секцию) подводы воздуха и об­щий воздушный коллектор над кипящим слоем, по которому воздух посту­пает в грануляционную башню и на последующую очистку.		в-са избытка газа, м3. Итак расчет показ-т, что в-ос до тех пор пока Р-е в с-ме не уровняется с атм-ым. V0- ч/з ур-е Клапейрона: PV/T=P0V0/T0 отсюда: V0=0,35*400,8*273/((273+40)*0,1013)=1207,8 При аварии Р-е падает до атм-ого, обычно Ратм= Р0=0,1013 Мпа. Ч/з з-н Гей-Люссака: T0/T=V0//V V0/=273*400,8/(273+40)=349,6 Vвыброса=1207,8-349,6=858,2м3 М-са NO2: GNO2=Vвыброса*СNO2*MNO2/22.4=858,2*0,035*46/22,4=61,7кг 2 ТИП: Объем абс-ра: Vк=0,785*3,22*46,47=373 м3 Общий объем ап-тов 373+60+63=496м3 V0=0,7*496*273/((273+40)*0,1013)=2989,4м3 V0/=273*496/313=432,6 м3 Vвыброса=2989,4-432,6=2556,8м3 GNO2= 2556,8*0,035*46/22,4=183,77 кг 3 ТИП Vк=0,785*16*57,6=723,5м3 Общий объем ап-тов 723,5+150=873,5 м3 V0=1*873,5*273/((273+40)*0,1013)=7520,9 м3 V0/=273*873,5/273+40=761,9м3 Vвыброса=7520,9-761,9=6759м3 GNO2= 6759*0,035*46/22,4=485,8кг Выводы Абсолютный в-с ув-ся с ув-ем мощ-ти, экология ухудшается. Сопоставим динамику изм-я в-са NO2 с ув-ем мощ-ти: мощ-ть ув-ся в послед-ти: 50000: 120000: 360000=1:2.4:7.2. В-с NO2 ув-ся в после-ти 61,7:183.8:485.8=1:3.7:9. Топовыш-е в-са больше чем ув-е мощ-ти, это плохо.
		d2-толщина накипи на стенке трубки, принимается равной 0,0005 м; l1- коэф теплопроводности мат-ла трубок, Вт/мК; l1- коэф теплопроводности накипи, Вт/мК. Коэффициенты теплоотдачи и теплопроводности либо рассчитываются, либо принимаются на основе справочных данных.		имеет тем-ру пример 100 гр. На алюмо-ванад-м кат-ре в РКО протек-т след-е реакции: 6 NO + 4NH3 = 5 N2 + 6 H2O, H = - 1811; 6 NO2 + 8NH3 = 7 N2 + 12H2O, H = - 2734. В рез-те такого адиаб-го режима тем-ра ОХГ на выходе равна 260 гр, объем-я доля Noх в ОХГ 0,003%об. Однако тем-ра газа на входе в турбину 6 долж сост-ть 700гр, поэт-му к ОХГ добавл-ся горяч-е топочные газы из КСТ 5. Объем топочных газов значителен, это служит причиной того, что в КСТ при тем-рах горения выше 1300 гр генерир-ся т.н. ''термические'' Noх из N2 и О2 воздуха: N2 + О2 «2 NO, Н>0. Термич Noх добавл-ся к оксидам азота, присут в ОХГ, в рез-те конц-я Noх в газе на входе в турбину повыш-ся до 0,007%об и стакой конц-й выбрас-ся в атм-ру.				98 – 99,5% за счет стекающей вниз флегмы. Из колнны пары конц HNO3 поступ-т в конденсатор 2, охлажд-й оборотной водой. При t=40 – 86 грС пары конденсир-ся и конц HNO3 возвр-ся на верхние тарелки колонны 7 для выделения из нее растворенных NОx парами кипящей HNO3 (отбеливание к-ты). Отбеленная продукционная к-та выводится из колонны и после охлаж-я в холодильнике 9, направл-ся на склад. Пары, несконденсировавшиеся в конденсаторе 2 и сопутствующие NОх пропускаются ч/з промывной скруббер 1, отсасыв-ся газодувкой и выбрас-ся в атмосф-ру. Отработ-й разбавл-й р-р НМ (60%), содерж-й 1 – 3% HNO3 стекает из колонны в кипятильник 8. В межтрубн-е простр-во кипятильника подается пар, в рез-те р-р упарив-ся до сод-ния 64 – 69 % НМ, 0,1 – 0,3% HNO3 и направл-ся на окончат-е концентрир-е в выпарной ап-т 5. Пары воды и к-ты, выделяющ-ся в кипятильнике при t=160грС поступ-т вниз колонны 7. Выпар-й ап-т 5 раб-т под вакуумом (Р=25 – 40 кПа) при t= 170 грС. Циркуляция плава принудит-я с помощ-ю насоса 10, образующ-ся 74 – 78 % плав НМ стекает в сборник 6, а из него насосом 11 под-ся в напорный бак 3. Из бака плав поступ-т в 7 и цикл замык-ся. Соковые пары, образ-ся при выпарке, содержат 3 – 5% HNO3. Эти пары охлаж-ся в коденсаторе соковых паров 4, с образованием кислого конденсата 5% р-ра HNO3. Инертн-е газы газодувкой 12 выбрас-ся в атм-ру.

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ