पॉलिमर रीसाइक्लिंग
विभिन्न पॉलिमर के आधार पर प्राप्त नई सामग्रियों की सबसे महत्वपूर्ण विशेषता चिपचिपा-प्रवाह अवस्था के चरण में तैयार उत्पादों में उनके परिवर्तन की तुलनात्मक सादगी है, जिसमें उनके प्लास्टिक गुण सबसे अधिक स्पष्ट होते हैं। यह आसानी से बनने की क्षमता (कुछ शर्तों के तहत, एक तरह से या किसी अन्य हीटिंग से जुड़ा हुआ है), और फिर सामान्य तापमान पर लगातार अधिग्रहित आकार को बनाए रखने के लिए और प्लास्टिक के द्रव्यमान को अपना नाम दिया।
बहुलक प्रसंस्करण के दृष्टिकोण से, उन्हें (हालांकि, बहुत सशर्त रूप से) दो मुख्य समूहों में विभाजित किया जा सकता है: थर्मोप्लास्टिक्स, जिसमें ऐसी सामग्रियां शामिल हैं जो हीटिंग के प्रभाव में केवल उनकी प्लास्टिसिटी को बदलती हैं, लेकिन उनकी संरचना और थर्मोसेटिंग प्लास्टिक को बनाए रखती हैं। जो, हीटिंग के प्रभाव में, रैखिक अणुओं को एक साथ सिला जाता है, जिससे जटिल स्थानिक संरचनाएं बनती हैं।
थर्माप्लास्टिक में लगभग सभी प्लास्टिक द्रव्यमान शामिल होते हैं, जो मोनोमर्स को पोलीमराइजेशन द्वारा लंबी श्रृंखलाओं में विभाजित करके प्राप्त किए जाते हैं। आइए हम इस प्रकार के कुछ सामान्य प्लास्टिक द्रव्यमानों के नाम दें। उनमें से, पॉलीथीन बाहर खड़ा है, या पॉलीथीन, जिसे बिना कारण "प्लास्टिक का राजा" नहीं कहा जाता है। झरझरा और झागदार प्लास्टिक के अपवाद के साथ, पॉलीथीन सबसे हल्का प्लास्टिक द्रव्यमान है। इसका विशिष्ट गुरुत्व बर्फ से थोड़ा अलग है, जो इसे पानी की सतह पर तैरने की अनुमति देता है। यह क्षार और कास्टिक एसिड के लिए असाधारण रूप से प्रतिरोधी है और साथ ही मजबूत, आसानी से मुड़ा हुआ है, साठ डिग्री ठंढ पर भी लचीलापन नहीं खोता है। पॉलिथीन खुद को ड्रिलिंग, टर्निंग, स्टैम्पिंग - एक शब्द में, धातु प्रसंस्करण के लिए उपयोग की जाने वाली मशीनों पर किसी भी प्रकार के प्रसंस्करण के लिए उधार देता है। 115-120 ° तक गरम किया जाता है, पॉलीथीन नरम और प्लास्टिक बन जाता है, और फिर इसे दबाकर या इंजेक्शन मोल्डिंग से किसी भी प्रकार के व्यंजन बनाना संभव है - इत्र की बोतलों से लेकर एसिड और क्षार के लिए विशाल बोतलों तक। गर्म होने पर, पॉलीथीन को आसानी से पतली फिल्मों में रोल किया जा सकता है जो कि नमी से डरने वाले उत्पादों को लपेटने के लिए उपयोग की जाती हैं। ताकत और लोच का संयोजन पॉलिथीन को साइलेंट गियर, वेंटिलेशन उपकरण और रासायनिक संयंत्रों, वाल्वों, गास्केट के लिए पाइप के निर्माण के लिए उपयुक्त सामग्री बनाता है।
पॉलीविनाइल क्लोराइड (जिसे अक्सर पॉलीविनाइल क्लोराइड नहीं कहा जाता है) भी सामान्य थर्मोप्लास्टिक्स से संबंधित है। इसके आधार पर, दो मुख्य प्रकार के प्लास्टिक का उत्पादन किया जाता है: कठोर सेल्युलाइड-जैसे प्रकार - तथाकथित विनाइल प्लास्टिक और नरम प्लास्टिक यौगिक।
पॉलीस्टाइनिन, उच्च आवृत्ति वाले उपकरणों और विशेष रेडियो उपकरणों के लिए एक मूल्यवान इन्सुलेटर, दिखने में रंगहीन कांच जैसा दिखता है, और पॉलीमेथाइल मेथैक्रिलेट (ऑर्गेनिक ग्लास) भी यहां से सटे हुए हैं।
थर्माप्लास्टिक में उचित रूप से संसाधित प्राकृतिक पॉलिमर से बने प्लास्टिक शामिल हैं (उदाहरण के लिए, नाइट्रिक और सल्फ्यूरिक एसिड और सेल्यूलोज एसीटेट के मिश्रण के साथ कपास सेलुलोज का इलाज करके प्राप्त नाइट्रोसेल्यूलोज), और, एक अपवाद के रूप में, पॉलीकोंडेशन प्रक्रिया द्वारा प्राप्त पॉलियामाइड रेजिन और इतने- जिसे "स्टेप्ड" या मल्टीपल, पोलीमराइज़ेशन कहा जाता है।
सामग्रियों के इन मुख्य समूहों के बीच का अंतर बहुत महत्वपूर्ण है। थर्माप्लास्टिक उत्पादों को कुचल और पुनर्नवीनीकरण किया जा सकता है। उनसे कुछ उत्पादों के निर्माण के लिए इंजेक्शन मोल्डिंग का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। उत्पाद कुछ ही सेकंड में ठंडे सांचे में सख्त हो जाता है; नतीजतन, आधुनिक इंजेक्शन मोल्डिंग मशीनों की उत्पादकता बहुत अधिक है: एक दिन में वे 15 से 40 हजार मध्यम आकार के उत्पादों और कई लाख छोटे उत्पादों का उत्पादन कर सकते हैं।
थर्मोसेटिंग सामग्री के साथ, स्थिति अधिक जटिल है: कठोर होने के बाद, उन्हें एक चिपचिपा-प्रवाह वाली स्थिति में वापस करना लगभग असंभव है जिसमें वे फिर से प्लास्टिक बन सकते हैं। इसलिए, उनमें से कास्टिंग मुश्किल है; वे ज्यादातर गर्मी के तहत दबाए जाते हैं, और परिणामी उत्पादों को मोल्ड में तब तक रखा जाता है जब तक कि राल उत्पाद के पूरे क्रॉस सेक्शन में एक अघुलनशील अवस्था में जाने के लिए आवश्यक हो। लेकिन उत्पाद को अब ठंडा करने की आवश्यकता नहीं है।
यद्यपि इंजेक्शन मोल्डिंग की तुलना में गर्म दबाने की विधि कुछ कम उत्पादक है, फिर भी, यह धातु उत्पादों के निर्माण के लिए पारंपरिक तकनीकी प्रक्रियाओं की तुलना में कई गुना तेज है। धातुओं को प्लास्टिक से बदलने पर यह एक बड़ा अतिरिक्त लाभ प्रदान करता है। आखिरकार, कई जटिल धातु उत्पादों को उनके परिष्करण के लिए उत्पादन कार्यों की एक लंबी श्रृंखला की आवश्यकता होती है। एक विशिष्ट उदाहरण डाई का निर्माण है जिसके लिए सबसे कुशल टूलमेकर्स के दीर्घकालिक प्रयासों की आवश्यकता होती है। सोवियत ऑटोमोटिव उद्योग अब उपयुक्त फिलर के साथ तथाकथित एपॉक्सी रेजिन से बने टिकटों का उपयोग कर रहा है। वे एक मुख्य ऑपरेशन - कास्टिंग और एक सहायक - व्यक्तिगत सफाई, बेतरतीब ढंग से गठित अनियमितताओं की मदद से बनाए जाते हैं। उद्योग बड़े आकार के उत्पादों, जैसे कार के पतवार, मोटर बोट आदि बनाने की समस्या को हल करने के करीब आ गया है।
स्टेपवाइज पोलीमराइजेशन की विधि द्वारा प्राप्त प्लास्टिक द्रव्यमान के उदाहरण का उपयोग करते हुए - पॉलीकैप्रोलैक्टम (जैसा कि रसायनज्ञों की भाषा में नायलॉन राल कहा जाता है) - कोई स्पष्ट रूप से देख सकता है कि सीमाएं कितनी सशर्त हैं जो प्लास्टिक के द्रव्यमान को व्यवहार में सिंथेटिक फाइबर से अलग करती हैं।
कैप्रोन राल एमिनोकैप्रोइक एसिड लैक्टम - कैप्रोलैक्टम से प्राप्त होता है, जो बदले में फिनोल, बेंजीन, फरफुरल (एक बहुत ही आशाजनक कच्चा माल, विशेष रूप से कृषि अपशिष्ट के प्रसंस्करण के दौरान) और पानी की क्रिया द्वारा प्राप्त एसिटिलीन से प्राप्त होता है। कैल्शियम कार्बाइड। पोलीमराइजेशन पूरा होने के बाद, रिएक्टर से एक पतले स्लॉट के माध्यम से पॉलीकैप्रोलैक्टम को छोड़ा जाता है। उसी समय, यह एक रिबन के रूप में जम जाता है, जिसे बाद में टुकड़ों में पीस दिया जाता है। मोनोमर अवशेषों से अतिरिक्त शुद्धिकरण के बाद, हमें आवश्यक पॉलियामाइड राल प्राप्त होता है। इस राल से, जिसका गलनांक काफी अधिक (216-218 °) होता है, स्टीमशिप स्क्रू, बेयरिंग शेल, मशीन गियर आदि बनाए जाते हैं। लेकिन पॉलियामाइड रेजिन का उपयोग धागों के उत्पादन में सबसे अधिक व्यापक रूप से किया जाता है, जिसमें से गैर-सड़ांध मछली पकड़ने के जाल बनाए जाते हैं और नायलॉन स्टॉकिंग्स आदि बनाए जाते हैं।
फिलामेंट्स एक राल पिघल से बनते हैं जो छोटे छिद्रों से होकर गुजरता है, जिससे धाराएँ बनती हैं जो फिलामेंट्स में ठंडा होने पर जम जाती हैं। कई प्राथमिक फिलामेंट्स एक में जुड़ जाते हैं और मरोड़ और ड्राइंग के अधीन होते हैं।
स्वचालन के रूप में औद्योगिक प्रगति में इस तरह के निर्णायक कारक के लिए रसायन विज्ञान सबसे विश्वसनीय सहयोगी है। रासायनिक प्रौद्योगिकी, इसकी सबसे महत्वपूर्ण विशेषता के आधार पर, विशेष रूप से सीपीएसयू की 21 वीं कांग्रेस में एन.एस. ख्रुश्चेव की रिपोर्ट में जोर दिया गया, अर्थात् निरंतरता, स्वचालन के लिए सबसे प्रभावी और वांछनीय वस्तु है। यदि हम इस बात को भी ध्यान में रखते हैं कि रासायनिक उत्पादन इसकी मुख्य दिशाओं में एक बड़ा-टन भार और बड़े पैमाने पर उत्पादन है, तो कोई स्पष्ट रूप से कल्पना कर सकता है कि रसायन विज्ञान, विशेष रूप से रसायन विज्ञान और प्रौद्योगिकी में श्रम की बचत और उत्पादन के विस्तार के कौन से विशाल स्रोत निहित हैं। पॉलिमर की।
सबसे महत्वपूर्ण तकनीकी बहुलक सामग्री की संरचना और उनके गुणों के बीच गहरे संबंधों को पहचानते हुए और "रासायनिक चित्रों" के अनुसार बहुलक सामग्री को "डिज़ाइन" करना सीखा, रासायनिक वैज्ञानिक सुरक्षित रूप से कह सकते हैं: "असीमित पसंद की सामग्री की उम्र शुरू हो चूका है।"
उर्वरकों का प्रयोग
समाजवादी कृषि को हमारे देश में प्रचुर मात्रा में खाद्य पदार्थ सृजित करने और उद्योगों को कच्चे माल की पूर्ण सीमा तक आपूर्ति करने के कार्य का सामना करना पड़ता है।
आने वाले वर्षों में अनाज उत्पादों, चुकंदर, आलू, औद्योगिक फसलों, फलों, सब्जियों और चारा संयंत्रों के उत्पादन में उल्लेखनीय वृद्धि होगी। बुनियादी पशुधन उत्पादों: मांस, दूध, ऊन, आदि के उत्पादन में उल्लेखनीय वृद्धि होगी।
खाद्य रसायन की प्रचुरता के लिए इस संघर्ष में एक बड़ी भूमिका निभाता है।
कृषि उत्पादों के उत्पादन को बढ़ाने के दो तरीके हैं: पहला, फसलों के तहत क्षेत्र का विस्तार करके; दूसरे, पहले से खेती की गई भूमि पर उपज में वृद्धि करके। यहीं पर रसायन विज्ञान कृषि की सहायता के लिए आता है।
उर्वरक न केवल मात्रा बढ़ाते हैं, बल्कि उनकी मदद से उगाई जाने वाली फसलों की गुणवत्ता में भी सुधार करते हैं। वे चुकंदर में चीनी की मात्रा और आलू में स्टार्च बढ़ाते हैं, सन और कपास के रेशों आदि की ताकत बढ़ाते हैं। उर्वरक पौधों की रोग, सूखा और ठंड के प्रतिरोध को बढ़ाते हैं।
आने वाले वर्षों में हमारी कृषि को बहुत अधिक खनिज और जैविक उर्वरकों की आवश्यकता होगी। यह रासायनिक उद्योग से खनिज उर्वरक प्राप्त करता है। विभिन्न खनिज उर्वरकों के अलावा, रासायनिक उद्योग हानिकारक कीड़ों, पौधों की बीमारियों और खरपतवारों से निपटने के लिए कीटनाशकों के साथ कृषि प्रदान करता है - शाकनाशी, साथ ही विकास और फलने को नियंत्रित करने के साधन - विकास उत्तेजक, कपास के पत्तों की कटाई से पहले के साधन आदि। (उनके बारे में अधिक आवेदन और कार्रवाई v. 4 DE में वर्णित है)।
उर्वरक क्या हैं
कृषि में प्रयुक्त उर्वरकों को दो मुख्य समूहों में बांटा गया है: जैविक और खनिज। जैविक उर्वरकों में शामिल हैं: खाद, पीट, हरी खाद (पौधे जो वायुमंडलीय नाइट्रोजन को अवशोषित करते हैं) और विभिन्न खाद। खनिजों के अलावा, उनकी संरचना में कार्बनिक पदार्थ शामिल हैं।
हमारे देश में जटिल या बहुपक्षीय उर्वरकों का भी उत्पादन किया जाता है। इनमें एक नहीं, बल्कि दो या तीन बैटरी होती हैं। कृषि में सूक्ष्म उर्वरकों का उपयोग भी उल्लेखनीय रूप से विकसित हो रहा है। इनमें बोरॉन, तांबा, मैंगनीज, मोलिब्डेनम, जस्ता और अन्य तत्व शामिल हैं, जिनमें से छोटी मात्रा (कई किलोग्राम प्रति हेक्टेयर) पौधों के विकास और फलने के लिए आवश्यक है।
इसके अलावा, तथाकथित अप्रत्यक्ष उर्वरकों का उपयोग कृषि में भी किया जाता है: चूना, जिप्सम, आदि। वे मिट्टी के गुणों को बदलते हैं: वे पौधों के लिए हानिकारक अम्लता को समाप्त करते हैं, लाभकारी सूक्ष्मजीवों की गतिविधि को बढ़ाते हैं, और मिट्टी में निहित पोषक तत्वों को स्वयं परिवर्तित करते हैं। पौधों, मिट्टी आदि के लिए अधिक सुलभ रूप में।
नाइट्रोजन उर्वरक
अधिकांश नाइट्रोजन उर्वरकों के उत्पादन के लिए प्रारंभिक सामग्री अमोनिया है। यह नाइट्रोजन और हाइड्रोजन से संश्लेषण द्वारा या कोयले और पीट के कोकिंग के दौरान उप-उत्पाद (उप-उत्पाद) के रूप में प्राप्त किया जाता है।
सबसे आम नाइट्रोजन उर्वरक अमोनियम नाइट्रेट, अमोनियम सल्फेट, कैल्शियम नाइट्रेट, सोडियम नाइट्रेट, यूरिया, तरल नाइट्रोजन उर्वरक (तरल अमोनिया, अमोनिया, अमोनिया पानी) हैं।
ये उर्वरक नाइट्रोजन यौगिकों के रूप में एक दूसरे से भिन्न होते हैं। कुछ में अमोनिया के रूप में नाइट्रोजन होता है। ये अमोनिया उर्वरक हैं। इनमें अमोनियम सल्फेट भी शामिल है। अन्य में नाइट्रोजन नाइट्रेट के रूप में अर्थात् नाइट्रिक अम्ल के लवण के रूप में होती है। ये नाइट्रेट उर्वरक हैं। इनमें सोडियम नाइट्रेट और कैल्शियम नाइट्रेट शामिल हैं। अमोनियम नाइट्रेट में, नाइट्रोजन नाइट्रेट और अमोनियम दोनों रूपों में एक साथ समाहित होता है। यूरिया में एमाइड यौगिक के रूप में नाइट्रोजन होता है।
नाइट्रोजन उर्वरकों के नाइट्रेट रूप पानी में आसानी से घुलनशील होते हैं, मिट्टी द्वारा अवशोषित नहीं होते हैं और आसानी से धोए जाते हैं। वे नाइट्रोजन यौगिकों के अन्य रूपों की तुलना में पौधों द्वारा तेजी से अवशोषित होते हैं।
अमोनिया उर्वरक भी पानी में आसानी से घुलनशील होते हैं और पौधों द्वारा अच्छी तरह से अवशोषित होते हैं, लेकिन वे नाइट्रेट उर्वरकों की तुलना में अधिक धीमी गति से कार्य करते हैं। अमोनिया मिट्टी द्वारा अच्छी तरह से अवशोषित होता है और इसे कमजोर रूप से धोया जाता है। इसलिए, अमोनिया उर्वरक पौधों को लंबे समय तक नाइट्रोजन पोषण प्रदान करते हैं। ये सस्ते भी होते हैं। नाइट्रेट उर्वरकों पर यह उनका लाभ है।
अमोनियम नाइट्रेट कैसे बनता है
अमोनियम नाइट्रेट सबसे आम उर्वरकों में से एक है।
अमोनियम नाइट्रेट (अन्यथा - अमोनियम नाइट्रेट) इन यौगिकों के रासायनिक संपर्क द्वारा नाइट्रिक एसिड और अमोनिया से कारखानों में प्राप्त किया जाता है।
उत्पादन प्रक्रिया में निम्नलिखित चरण होते हैं:
यह आंकड़ा सरलीकृत रूप में अमोनियम नाइट्रेट के उत्पादन के लिए तकनीकी योजना को दर्शाता है। यह प्रक्रिया कैसे आगे बढ़ती है?
फीडस्टॉक - गैसीय अमोनिया और नाइट्रिक एसिड (जलीय घोल) - न्यूट्रलाइज़र में प्रवेश करता है। यहां, दोनों पदार्थों की रासायनिक बातचीत के परिणामस्वरूप, बड़ी मात्रा में गर्मी की रिहाई के साथ एक हिंसक प्रतिक्रिया होती है। इस मामले में, पानी का हिस्सा वाष्पित हो जाता है, और परिणामस्वरूप जल वाष्प (तथाकथित रस वाष्प) को जाल के माध्यम से बाहर की ओर छुट्टी दे दी जाती है।
अमोनियम नाइट्रेट का एक अधूरा घोल न्यूट्रलाइज़र से अगले उपकरण - न्यूट्रलाइज़र में आता है। इसमें अमोनिया का जलीय विलयन मिलाने पर नाइट्रिक अम्ल के उदासीनीकरण की प्रक्रिया समाप्त हो जाती है।
न्यूट्रलाइज़र से, अमोनियम नाइट्रेट के घोल को बाष्पीकरण करने वाले में पंप किया जाता है - एक निरंतर काम करने वाला वैक्यूम उपकरण। ऐसे उपकरणों में समाधान कम दबाव में वाष्पित हो जाता है, इस मामले में - 160-200 मिमी एचजी के दबाव में। कला। वाष्पीकरण के लिए ऊष्मा को भाप द्वारा गर्म की गई नलियों की दीवारों के माध्यम से घोल में स्थानांतरित किया जाता है।
समाधान की एकाग्रता 98% तक पहुंचने तक वाष्पीकरण किया जाता है। उसके बाद, समाधान क्रिस्टलीकरण में चला जाता है।
एक विधि के अनुसार अमोनियम नाइट्रेट का क्रिस्टलीकरण ड्रम की सतह पर होता है, जिसे अंदर से ठंडा किया जाता है। ड्रम घूमता है, और इसकी सतह पर 2 मिमी मोटी तक अमोनियम नाइट्रेट को क्रिस्टलीकृत करने का एक क्रस्ट बनता है। क्रस्ट को चाकू से काटा जाता है और सूखने के लिए ढलान पर भेजा जाता है।
अमोनियम नाइट्रेट को 120 डिग्री के तापमान पर सुखाने वाले ड्रमों को घुमाकर गर्म हवा से सुखाया जाता है। सुखाने के बाद, तैयार उत्पाद को पैकेजिंग के लिए भेजा जाता है। अमोनियम नाइट्रेट में 34-35% नाइट्रोजन होता है। काकिंग को कम करने के लिए, उत्पादन के दौरान इसकी संरचना में विभिन्न योजक पेश किए जाते हैं।
अमोनियम नाइट्रेट का उत्पादन कारखानों द्वारा दानेदार रूप में और गुच्छे के रूप में किया जाता है। साल्टपीटर फ्लेक हवा से नमी को दृढ़ता से अवशोषित करता है, इसलिए भंडारण के दौरान यह फैलता है और इसकी स्थिरता खो देता है। दानेदार अमोनियम नाइट्रेट में अनाज (दानेदार) का रूप होता है।
अमोनियम नाइट्रेट का दाना ज्यादातर टावरों में किया जाता है (आकृति देखें)। अमोनियम नाइट्रेट के एक स्ट्रिप्ड ऑफ सॉल्यूशन - मेल्ट - को टॉवर की छत में लगे सेंट्रीफ्यूज के साथ छिड़का जाता है।
एक सतत धारा में अपकेंद्रित्र के घूर्णन छिद्रित ड्रम में पिघलाया जाता है। ड्रम के छिद्रों से गुजरते हुए, स्प्रे उपयुक्त व्यास की गेंदों में बदल जाता है और नीचे गिरने के दौरान सख्त हो जाता है।
दानेदार अमोनियम नाइट्रेट में अच्छे भौतिक गुण होते हैं, भंडारण के दौरान केक नहीं बनता है, खेत में अच्छी तरह से फैलता है, और धीरे-धीरे हवा से नमी को अवशोषित करता है।
अमोनियम सल्फेट - (अन्यथा - अमोनियम सल्फेट) में 21% नाइट्रोजन होता है। अमोनियम सल्फेट का अधिकांश उत्पादन कोक उद्योग द्वारा किया जाता है।
आने वाले वर्षों में, सबसे अधिक केंद्रित नाइट्रोजन उर्वरक, कार्बामाइड, या यूरिया, जिसमें 46% नाइट्रोजन होता है, का उत्पादन बहुत विकसित होगा।
यूरिया अमोनिया और कार्बन डाइऑक्साइड से उच्च दबाव संश्लेषण के तहत प्राप्त किया जाता है। इसका उपयोग न केवल उर्वरक के रूप में किया जाता है, बल्कि पशुओं को खिलाने (प्रोटीन पोषण के पूरक) और प्लास्टिक के उत्पादन के लिए एक मध्यवर्ती के रूप में भी किया जाता है।
तरल नाइट्रोजन उर्वरकों का बहुत महत्व है - तरल अमोनिया, अमोनिया और अमोनिया पानी।
तरल अमोनिया उच्च दबाव द्रवीकरण द्वारा गैसीय अमोनिया से उत्पन्न होता है। इसमें 82% नाइट्रोजन होता है। अमोनिया पानी के एक छोटे से अतिरिक्त के साथ तरल अमोनिया में अमोनियम नाइट्रेट, कैल्शियम नाइट्रेट या यूरिया के समाधान हैं। इनमें 37% तक नाइट्रोजन होता है। अमोनिया का पानी अमोनिया का एक जलीय घोल है। इसमें 20% नाइट्रोजन होता है। फसल पर उनके प्रभाव के संदर्भ में, तरल नाइट्रोजन उर्वरक ठोस से नीच नहीं हैं। और उनका उत्पादन ठोस की तुलना में बहुत सस्ता है, क्योंकि समाधान को वाष्पित करने, सुखाने और दानेदार बनाने के लिए कोई ऑपरेशन नहीं है। तीन प्रकार के तरल नाइट्रोजन उर्वरकों में से, अमोनिया का पानी सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। बेशक, मिट्टी में तरल उर्वरकों के साथ-साथ उनके भंडारण और परिवहन के लिए विशेष मशीनों और उपकरणों की आवश्यकता होती है।
कोक ओवन गैस अमोनिया और तनु नाइट्रिक एसिड से अमोनियम नाइट्रेट प्राप्त करने की विधि अब आर्थिक रूप से लाभहीन के रूप में उपयोग नहीं की गई थी।
अमोनियम नाइट्रेट के उत्पादन की तकनीक में नाइट्रेट के घोल को वाष्पित करने के लिए प्रतिक्रिया की गर्मी (145 kJ / mol) का उपयोग करके गैसीय अमोनिया के साथ नाइट्रिक एसिड को बेअसर करना शामिल है। एक समाधान के गठन के बाद, आमतौर पर 83% की एकाग्रता के साथ, अतिरिक्त पानी पिघलने की स्थिति में वाष्पित हो जाता है, जिसमें तैयार उत्पाद के ग्रेड के आधार पर अमोनियम नाइट्रेट की सामग्री 95 - 99.5% होती है। उर्वरक के रूप में उपयोग के लिए, पिघल को स्प्रेयर में दानेदार बनाया जाता है, सुखाया जाता है, ठंडा किया जाता है और एंटी-काकिंग यौगिकों के साथ लेपित किया जाता है। दानों का रंग सफेद से रंगहीन होता है। रसायन विज्ञान में उपयोग के लिए अमोनियम नाइट्रेट आमतौर पर निर्जलित होता है, क्योंकि यह बहुत हीड्रोस्कोपिक है और इसमें पानी का प्रतिशत (ω (एच 2 ओ)) प्राप्त करना लगभग असंभव है।
व्यावहारिक रूप से नॉन-केकिंग अमोनियम नाइट्रेट का उत्पादन करने वाले आधुनिक संयंत्रों में, 0.4% नमी या उससे कम वाले गर्म दानों को द्रवित बेड उपकरण में ठंडा किया जाता है। कूल्ड ग्रेन्यूल्स पॉलीइथाइलीन या फाइव-लेयर पेपर बिटुमिनस बैग में पैक करने पर आते हैं। दानों को अधिक शक्ति देने के लिए, थोक परिवहन की संभावना प्रदान करना, और लंबे समय तक शैल्फ जीवन के साथ क्रिस्टलीय संशोधन की स्थिरता बनाए रखना, मैग्नेसाइट, हेमीहाइड्रेट कैल्शियम सल्फेट, नाइट्रिक एसिड के साथ सल्फेट कच्चे माल के अपघटन उत्पादों और अन्य जैसे योजक हैं। अमोनियम नाइट्रेट में जोड़ा जाता है (आमतौर पर वजन से 0.5% से अधिक नहीं)।
अमोनियम नाइट्रेट के उत्पादन में, नाइट्रिक एसिड का उपयोग 45% (45-58%) से अधिक की एकाग्रता के साथ किया जाता है, नाइट्रोजन ऑक्साइड की सामग्री 0.1% से अधिक नहीं होनी चाहिए। अमोनियम नाइट्रेट के उत्पादन में, अमोनिया उत्पादन से अपशिष्ट का भी उपयोग किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, अमोनिया पानी और टैंक और तरल अमोनिया भंडारण से निकाले गए शुद्ध गैसों और अमोनिया संश्लेषण प्रणालियों को उड़ाकर प्राप्त किया जाता है। इसके अलावा, अमोनियम नाइट्रेट के उत्पादन में, कार्बामाइड के उत्पादन से आसवन गैसों का भी उपयोग किया जाता है।
तटस्थता की जारी गर्मी के तर्कसंगत उपयोग के साथ, पानी को वाष्पित करके केंद्रित समाधान और यहां तक कि अमोनियम नाइट्रेट पिघल भी प्राप्त किया जा सकता है। इसके अनुसार, योजनाओं को इसके बाद के वाष्पीकरण (बहु-चरण प्रक्रिया) के साथ अमोनियम नाइट्रेट का एक समाधान प्राप्त करने और एक पिघल (एकल-चरण या गैर-वाष्पीकरण प्रक्रिया) प्राप्त करने के साथ प्रतिष्ठित किया जाता है।
न्यूट्रलाइजेशन हीट का उपयोग करके अमोनियम नाइट्रेट के उत्पादन के लिए निम्नलिखित मूलभूत रूप से भिन्न योजनाएं संभव हैं:
वायुमंडलीय दबाव पर काम करने वाले प्रतिष्ठान (रस वाष्प का अत्यधिक दबाव 0.15-0.2 एटीएम);
एक वैक्यूम बाष्पीकरण के साथ प्रतिष्ठान;
रस भाप की गर्मी के एकल उपयोग के साथ दबाव में काम करने वाले पौधे;
दबाव में काम करने वाले पौधे, रस वाष्प की गर्मी के दोहरे उपयोग के साथ (एक केंद्रित पिघल प्राप्त करना)।
औद्योगिक अभ्यास में, वे व्यापक रूप से वायुमंडलीय दबाव पर काम करने वाले सबसे कुशल प्रतिष्ठानों के रूप में उपयोग किए जाते हैं, तटस्थता गर्मी का उपयोग करते हुए, और आंशिक रूप से, एक वैक्यूम बाष्पीकरण के साथ स्थापना।
इस विधि द्वारा अमोनियम नाइट्रेट प्राप्त करने में निम्नलिखित मुख्य चरण होते हैं:
1. अमोनिया के साथ नाइट्रिक एसिड को निष्क्रिय करके अमोनियम नाइट्रेट का समाधान प्राप्त करना;
2. पिघलने की स्थिति में अमोनियम नाइट्रेट के घोल का वाष्पीकरण;
3. पिघल से नमक का क्रिस्टलीकरण;
4. नमक को सुखाना और ठंडा करना;
5. पैकिंग।
न्यूट्रलाइजेशन प्रक्रिया एक न्यूट्रलाइजर में की जाती है, जो समाधान के आंशिक वाष्पीकरण के लिए प्रतिक्रिया की गर्मी का उपयोग करने की अनुमति देती है - आईटीएन। यह प्रतिक्रिया के अनुसार वायुमंडलीय दबाव के तहत समाधान से पानी को आंशिक रूप से वाष्पित करने के लिए प्रतिक्रिया की गर्मी का उपयोग करके गैसीय अमोनिया के साथ 58 - 60% नाइट्रिक एसिड को निष्क्रिय करके अमोनियम नाइट्रेट का समाधान प्राप्त करने के लिए डिज़ाइन किया गया है:
NH 3 + HNO 3 \u003d NH 4 NO 3 + Qkcal
छात्र, स्नातक छात्र, युवा वैज्ञानिक जो अपने अध्ययन और कार्य में ज्ञान आधार का उपयोग करते हैं, वे आपके बहुत आभारी रहेंगे।
http://www.allbest.ru/ पर होस्ट किया गया
रूसी संघ के शिक्षा और विज्ञान मंत्रालय
राज्य शैक्षणिक संस्थान
उच्च व्यावसायिक शिक्षा
"टवर स्टेट टेक्निकल यूनिवर्सिटी"
टीपीएम विभाग
कोर्स वर्क
अनुशासन: "सामान्य रासायनिक प्रौद्योगिकी"
अमोनियम नाइट्रेट का उत्पादन
प्राकृतिक नाइट्रोजन यौगिक कार्बनिक अवशेषों के अपघटन की रासायनिक प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप, बिजली के निर्वहन के दौरान, और जैव रासायनिक रूप से विशेष बैक्टीरिया - एज़ोटोबैक्टर की गतिविधि के परिणामस्वरूप बनते हैं, जो सीधे हवा से नाइट्रोजन को आत्मसात करते हैं। फलीदार पौधों (मटर, अल्फाल्फा, बीन्स, तिपतिया घास, आदि) की जड़ों में रहने वाले नोड्यूल बैक्टीरिया में समान क्षमता होती है।
फसलों के विकास के लिए आवश्यक नाइट्रोजन और अन्य पोषक तत्वों की एक महत्वपूर्ण मात्रा प्रतिवर्ष मिट्टी से परिणामी फसल के साथ हटा दी जाती है। इसके अलावा, भूजल और वर्षा जल द्वारा लीचिंग के परिणामस्वरूप कुछ पोषक तत्व खो जाते हैं। इसलिए, उपज में कमी और मिट्टी की कमी को रोकने के लिए, विभिन्न प्रकार के उर्वरकों के उपयोग के माध्यम से इसे पोषक तत्वों के साथ फिर से भरना आवश्यक है।
यह बहुत महत्वपूर्ण है कि अमोनियम नाइट्रेट के नाइट्रोजन रूपों का पौधों द्वारा अलग-अलग समय पर उपयोग किया जाता है। अमोनियम नाइट्रोजन, जो सीधे प्रोटीन संश्लेषण में शामिल होता है, विकास अवधि के दौरान पौधों द्वारा जल्दी से अवशोषित कर लिया जाता है; नाइट्रेट नाइट्रोजन अपेक्षाकृत धीरे-धीरे अवशोषित होता है, इसलिए यह अधिक समय तक कार्य करता है। यह भी स्थापित किया गया है कि नाइट्रोजन के अमोनिया रूप का उपयोग पौधों द्वारा प्रारंभिक ऑक्सीकरण के बिना किया जा सकता है।
कैल्शियम और चूने-अमोनियम नाइट्रेट में संतृप्त समाधानों पर अपेक्षाकृत कम जल वाष्प दबाव होता है; एक निश्चित तापमान पर, वे सबसे कम सापेक्ष आर्द्रता के अनुरूप होते हैं। उपरोक्त नाइट्रोजन उर्वरकों में ये सबसे अधिक हीड्रोस्कोपिक लवण हैं। अमोनियम सल्फेट सबसे कम हीड्रोस्कोपिक है और पोटेशियम नाइट्रेट लगभग पूरी तरह से गैर-हीड्रोस्कोपिक है।
नमी केवल आसपास की हवा से सटे नमक की अपेक्षाकृत छोटी परत द्वारा ही अवशोषित की जाती है। हालांकि, सॉल्टपीटर की ऐसी नमी भी तैयार उत्पाद के भौतिक गुणों को बहुत कम कर देती है। अमोनियम नाइट्रेट द्वारा हवा से नमी के अवशोषण की दर इसके तापमान में वृद्धि के साथ तेजी से बढ़ जाती है। इस प्रकार, 40 डिग्री सेल्सियस पर, नमी अवशोषण दर 23 डिग्री सेल्सियस से 2.6 गुना अधिक है।
अमोनियम नाइट्रेट की हाइग्रोस्कोपिसिटी को कम करने के लिए कई तरीके प्रस्तावित किए गए हैं। इनमें से एक तरीका अमोनियम नाइट्रेट को दूसरे नमक के साथ मिलाने या मिलाने पर आधारित है। दूसरा नमक चुनते समय, वे निम्नलिखित नियम से आगे बढ़ते हैं: हाइग्रोस्कोपिसिटी को कम करने के लिए, नमक के मिश्रण के संतृप्त घोल पर जल वाष्प का दबाव शुद्ध अमोनियम नाइट्रेट के संतृप्त घोल पर उनके दबाव से अधिक होना चाहिए।
यह स्थापित किया गया है कि एक आम आयन वाले दो लवणों के मिश्रण की हाइग्रोस्कोपिसिटी उनमें से सबसे अधिक हीड्रोस्कोपिक (अमोनियम सल्फेट और कुछ अन्य के साथ अमोनियम नाइट्रेट के मिश्रण या मिश्र धातुओं को छोड़कर) से अधिक है। अमोनियम नाइट्रेट को गैर-हीग्रोस्कोपिक, लेकिन पानी में अघुलनशील पदार्थों (उदाहरण के लिए, चूना पत्थर की धूल, फॉस्फेट रॉक, डायकैल्शियम फॉस्फेट, आदि के साथ) मिलाने से इसकी हाइग्रोस्कोपिसिटी कम नहीं होती है। कई प्रयोगों से पता चला है कि अमोनियम नाइट्रेट की तुलना में पानी में समान या अधिक घुलनशीलता वाले सभी लवणों में इसकी हाइग्रोस्कोपिसिटी बढ़ाने का गुण होता है।
तैयार उत्पाद में नमी की मात्रा में वृद्धि। किसी भी आकार के अमोनियम नाइट्रेट कणों में हमेशा संतृप्त (माँ) घोल के रूप में नमी होती है। इस तरह के घोल में NH4NO3 की सामग्री कंटेनर में लोड होने के तापमान पर नमक की घुलनशीलता से मेल खाती है। तैयार उत्पाद को ठंडा करने के दौरान, मदर लिकर अक्सर सुपरसैचुरेटेड अवस्था में चली जाती है। तापमान में और कमी के साथ, सुपरसैचुरेटेड घोल से 0.2–0.3 मिमी आकार के बड़ी संख्या में क्रिस्टल अवक्षेपित हो जाते हैं। ये नए क्रिस्टल पहले के अनबाउंड सॉल्टपीटर कणों को सीमेंट करते हैं, जिससे यह एक घना द्रव्यमान बन जाता है।
साल्टपीटर कणों की कम यांत्रिक शक्ति। अमोनियम नाइट्रेट गोल कणों (कणिकाओं), प्लेटों या छोटे क्रिस्टल के रूप में निर्मित होता है। दानेदार अमोनियम नाइट्रेट के कणों की विशिष्ट सतह छोटी होती है और पपड़ीदार और बारीक क्रिस्टलीय की तुलना में अधिक नियमित आकार होता है, इसलिए दाने कम पके हुए होते हैं। हालांकि, दानेदार बनाने की प्रक्रिया के दौरान, एक निश्चित मात्रा में खोखले कण बनते हैं, जिनकी विशेषता कम यांत्रिक शक्ति होती है।
दानेदार नाइट्रेट के साथ बैग का भंडारण करते समय, उन्हें 2.5 मीटर ऊंचे ढेर में ढेर कर दिया जाता है। ऊपरी बैग के दबाव में, धूल के कणों के निर्माण के साथ कम से कम टिकाऊ कणिकाओं को नष्ट कर दिया जाता है, जो नाइट्रेट द्रव्यमान को संकुचित करते हैं, जिससे इसकी काकिंग बढ़ जाती है। अभ्यास से पता चलता है कि दानेदार उत्पाद की एक परत में खोखले कणों का विनाश नाटकीय रूप से इसके पकने की प्रक्रिया को तेज करता है। यह तब भी देखा जाता है जब एक कंटेनर में लोड किए जाने पर उत्पाद को 45 डिग्री सेल्सियस तक ठंडा किया गया था और दानों के थोक में अच्छी यांत्रिक शक्ति थी। यह स्थापित किया गया है कि पुन: क्रिस्टलीकरण के कारण खोखले दाने भी नष्ट हो जाते हैं।
अमोनियम नाइट्रेट का ऊष्मीय अपघटन। विस्फोटकता। अग्निरोधी। अमोनियम नाइट्रेट, विस्फोट सुरक्षा के दृष्टिकोण से, झटके, घर्षण, प्रभावों के प्रति अपेक्षाकृत असंवेदनशील है, और विभिन्न तीव्रता की चिंगारियों के हिट होने पर स्थिर रहता है। रेत, कांच और धातु की अशुद्धियाँ अमोनियम नाइट्रेट की यांत्रिक तनाव के प्रति संवेदनशीलता को नहीं बढ़ाती हैं। यह केवल कुछ शर्तों के तहत एक मजबूत डेटोनेटर या थर्मल अपघटन की कार्रवाई के तहत विस्फोट कर सकता है।
उपरोक्त प्रतिक्रियाओं से यह देखा जा सकता है कि अमोनिया, जो साल्टपीटर के थर्मल अपघटन की प्रारंभिक अवधि के दौरान बनता है, अक्सर गैस मिश्रण में अनुपस्थित होता है; उनमें द्वितीयक प्रतिक्रियाएं होती हैं, जिसके दौरान अमोनिया पूरी तरह से मौलिक नाइट्रोजन में ऑक्सीकृत हो जाता है। माध्यमिक प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप, बंद मात्रा में गैस मिश्रण का दबाव तेजी से बढ़ता है, और अपघटन प्रक्रिया एक विस्फोट में समाप्त हो सकती है।
कुचल चारकोल के साथ अमोनियम नाइट्रेट का मिश्रण जोर से गर्म करने पर स्वतः प्रज्वलित हो सकता है। कुछ आसानी से ऑक्सीकृत धातुएं (जैसे कि जस्ता पाउडर) गीले अमोनियम नाइट्रेट के संपर्क में आने पर थोड़ा सा गर्म होने पर भी यह प्रज्वलित हो सकती हैं। व्यवहार में, सुपरफॉस्फेट के साथ अमोनियम नाइट्रेट के मिश्रण के स्वतःस्फूर्त प्रज्वलन के मामले सामने आए हैं।
अमोनियम नाइट्रेट युक्त पेपर बैग या लकड़ी के बैरल धूप के संपर्क में आने पर भी आग पकड़ सकते हैं। जब अमोनियम नाइट्रेट वाला एक कंटेनर प्रज्वलित होता है, तो नाइट्रोजन ऑक्साइड और नाइट्रिक एसिड वाष्प निकल सकते हैं। खुली लौ से या विस्फोट के कारण आग लगने की स्थिति में, अमोनियम नाइट्रेट पिघल जाता है और आंशिक रूप से विघटित हो जाता है। लौ साल्टपीटर द्रव्यमान की गहराई में नहीं फैलती है।
अमोनियम नाइट्रेट के उत्पादन में आमूल-चूल सुधार के लिए, उन विचारों को त्यागना आवश्यक था जो मुख्य उपकरणों के संबंधित भंडार (उदाहरण के लिए, बाष्पीकरणकर्ता, दानेदार बनाने वाले टॉवर, आदि) के बिना काम करने की असंभवता के बारे में कई वर्षों में विकसित हुए थे। दानेदार बनाने के लिए अमोनियम नाइट्रेट के लगभग निर्जल पिघल प्राप्त करने के खतरे के बारे में।
अमोनियम नाइट्रेट की एक महत्वपूर्ण मात्रा वर्तमान में कुछ यूरिया संश्लेषण प्रणालियों से अमोनिया युक्त ऑफ-गैसों से उत्पन्न होती है। इसके उत्पादन के तरीकों में से एक के अनुसार, प्रति 1 टन यूरिया में 1 से 1.4 टन अमोनिया प्राप्त होता है। अमोनिया की इस मात्रा से 4.6--6.5 टन अमोनियम नाइट्रेट का उत्पादन किया जा सकता है। यद्यपि यूरिया के संश्लेषण के लिए अधिक उन्नत योजनाएं भी चल रही हैं, अमोनिया युक्त गैसें - इस उत्पादन के अपशिष्ट उत्पाद - कुछ समय के लिए अमोनियम नाइट्रेट के उत्पादन के लिए कच्चे माल के रूप में काम करेंगे।
अमोनियम नाइट्रेट प्राप्त करने की ये विधियाँ अवक्षेप में बनने वाले लवणों में से एक के अवक्षेपण या पानी में अलग-अलग घुलनशीलता वाले दो लवणों के उत्पादन पर आधारित हैं। पहले मामले में, अमोनियम नाइट्रेट के घोल को घूर्णन फिल्टर पर तलछट से अलग किया जाता है और सामान्य योजनाओं के अनुसार एक ठोस उत्पाद में संसाधित किया जाता है। दूसरे मामले में, समाधान एक निश्चित एकाग्रता में वाष्पित हो जाते हैं और भिन्नात्मक क्रिस्टलीकरण द्वारा अलग हो जाते हैं, जो निम्न तक उबाल जाता है: जब गर्म समाधान ठंडा हो जाते हैं, तो अधिकांश शुद्ध अमोनियम नाइट्रेट अलग हो जाते हैं, फिर क्रिस्टलीकरण एक अलग में किया जाता है। अशुद्धियों से दूषित उत्पाद प्राप्त करने के लिए मदर लिकर से उपकरण।
अमोनियम नाइट्रेट का निर्माण अपरिवर्तनीय रूप से होता है और गर्मी की रिहाई के साथ होता है। न्यूट्रलाइजेशन रिएक्शन के दौरान निकलने वाली गर्मी की मात्रा इस्तेमाल किए गए नाइट्रिक एसिड की सांद्रता और उसके तापमान के साथ-साथ गैसीय अमोनिया (या अमोनिया युक्त गैसों) के तापमान पर निर्भर करती है। नाइट्रिक एसिड की सांद्रता जितनी अधिक होती है, उतनी ही अधिक गर्मी निकलती है। इस मामले में, पानी का वाष्पीकरण होता है, जिससे अमोनियम नाइट्रेट के अधिक केंद्रित समाधान प्राप्त करना संभव हो जाता है। अमोनियम नाइट्रेट का विलयन प्राप्त करने के लिए 42--58% नाइट्रिक अम्ल का उपयोग किया जाता है।
प्रक्रिया के मौजूदा डिजाइन के साथ अमोनियम नाइट्रेट के समाधान प्राप्त करने के लिए 58% से अधिक एकाग्रता के साथ नाइट्रिक एसिड का उपयोग संभव नहीं है, क्योंकि इस मामले में, न्यूट्रलाइज़र एपरेटस में तापमान विकसित होता है, जो नाइट्रिक एसिड के क्वथनांक से काफी अधिक होता है। , जो नाइट्रोजन ऑक्साइड की रिहाई के साथ इसके अपघटन का कारण बन सकता है। अमोनियम नाइट्रेट के वाष्पीकरण के दौरान, तंत्र-न्यूट्रलाइज़र में प्रतिक्रिया की गर्मी के कारण, रस भाप का निर्माण होता है, जिसका तापमान 110--120 डिग्री सेल्सियस होता है।
उच्चतम संभव एकाग्रता के अमोनियम नाइट्रेट के समाधान प्राप्त करते समय, बाष्पीकरणकर्ताओं की अपेक्षाकृत छोटी गर्मी विनिमय सतहों की आवश्यकता होती है, और समाधानों के आगे वाष्पीकरण के लिए थोड़ी मात्रा में ताजा भाप की खपत होती है। इस संबंध में, फीडस्टॉक के साथ, वे न्यूट्रलाइज़र को अतिरिक्त गर्मी की आपूर्ति करते हैं, जिसके लिए वे अमोनिया को 70 ° C और नाइट्रिक एसिड को 60 ° C तक रस भाप के साथ गर्म करते हैं (उच्च तापमान पर, नाइट्रिक एसिड काफी विघटित हो जाता है, और यदि वे टाइटेनियम से नहीं बने हैं तो हीटर पाइप मजबूत जंग के अधीन हैं)।
अमोनियम नाइट्रेट के उत्पादन में प्रयुक्त नाइट्रिक एसिड में 0.20% से अधिक भंग नाइट्रोजन ऑक्साइड नहीं होना चाहिए। यदि एसिड को भंग नाइट्रोजन ऑक्साइड को हटाने के लिए हवा के साथ पर्याप्त रूप से उड़ाया नहीं जाता है, तो वे अमोनिया के साथ अमोनियम नाइट्राइट बनाते हैं, जो जल्दी से नाइट्रोजन और पानी में विघटित हो जाते हैं। इस मामले में, तैयार उत्पाद के प्रति 1 टन नाइट्रोजन का नुकसान लगभग 0.3 किलोग्राम हो सकता है।
रस भाप, एक नियम के रूप में, अशुद्धियाँ होती हैं NH3, NHO3 तथा NH4NO3। इन अशुद्धियों की मात्रा उन दबावों की स्थिरता पर निर्भर करती है जिन पर अमोनिया और नाइट्रिक एसिड को न्यूट्रलाइज़र की आपूर्ति की जानी चाहिए। किसी दिए गए दबाव को बनाए रखने के लिए, एक अतिप्रवाह पाइप से सुसज्जित एक दबाव टैंक से नाइट्रिक एसिड की आपूर्ति की जाती है, और एक दबाव नियामक का उपयोग करके गैसीय अमोनिया की आपूर्ति की जाती है।
न्यूट्रलाइजर का भार भी काफी हद तक रस वाष्प के साथ बाध्य नाइट्रोजन के नुकसान को निर्धारित करता है। सामान्य भार के तहत, रस वाष्प संघनन के साथ नुकसान 2 ग्राम / लीटर (नाइट्रोजन के संदर्भ में) से अधिक नहीं होना चाहिए। जब न्यूट्रलाइज़र लोड पार हो जाता है, तो अमोनिया और नाइट्रिक एसिड वाष्प के बीच साइड रिएक्शन होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप, विशेष रूप से, गैस चरण में मिस्टी अमोनियम नाइट्रेट बनता है, जो रस वाष्प को प्रदूषित करता है, और बाध्य नाइट्रोजन का नुकसान बढ़ जाता है। न्यूट्रलाइज़र में प्राप्त अमोनियम नाइट्रेट के घोल को स्टिरर के साथ मध्यवर्ती टैंकों में जमा किया जाता है, अमोनिया या नाइट्रिक एसिड के साथ बेअसर किया जाता है, और फिर वाष्पीकरण के लिए भेजा जाता है।
आवेदन के आधार परदबाव, तटस्थता गर्मी का उपयोग करके अमोनियम नाइट्रेट समाधान के उत्पादन के लिए आधुनिक प्रतिष्ठानों को वायुमंडलीय दबाव पर चलने वाले प्रतिष्ठानों में विभाजित किया गया है; रेयरफैक्शन (वैक्यूम) के तहत; ऊंचे दबाव (कई वायुमंडल) पर और अमोनियम नाइट्रेट के घोल (पिघल) से रस वाष्प के पृथक्करण के क्षेत्र में न्यूट्रलाइजेशन ज़ोन में दबाव में काम करने वाले संयुक्त संयंत्रों पर और विरलन के तहत।
वायुमंडलीय या मामूली अधिक दबाव पर चलने वाले प्रतिष्ठानों को प्रौद्योगिकी और डिजाइन की सादगी की विशेषता है। उन्हें बनाए रखना, शुरू करना और रोकना भी आसान है; ऑपरेशन के किसी दिए गए मोड के आकस्मिक उल्लंघन आमतौर पर जल्दी से समाप्त हो जाते हैं। इस प्रकार के इंस्टॉलेशन सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। इन प्रतिष्ठानों का मुख्य उपकरण उपकरण-न्यूट्रलाइज़र ITN (न्यूट्रलाइज़ेशन हीट का उपयोग) है। ITN तंत्र 1.15--1.25 atm के पूर्ण दबाव में संचालित होता है। संरचनात्मक रूप से, इसे इस तरह से डिज़ाइन किया गया है कि मिस्टी अमोनियम नाइट्रेट के निर्माण के साथ - समाधानों का लगभग कोई प्रभाव नहीं है।
अमोनियम नाइट्रेट के उत्पादन की कामकाजी परिस्थितियों के आधार पर, आईटीएन एपराट्यूस के जूस स्टीम का उपयोग साल्टपीटर के घोल के प्रारंभिक वाष्पीकरण के लिए, तरल अमोनिया के वाष्पीकरण के लिए, नाइट्रिक एसिड को गर्म करने के लिए और आईटीएन एपरेटस को भेजे जाने वाले गैसीय अमोनिया के लिए किया जाता है। पतला नाइट्रिक एसिड के उत्पादन में प्रयुक्त गैसीय अमोनिया प्राप्त करते समय तरल अमोनिया का वाष्पीकरण।
अमोनिया युक्त गैसों से अमोनियम नाइट्रेट के समाधान प्रतिष्ठानों में प्राप्त किए जाते हैं, जिनमें से मुख्य उपकरण वैक्यूम (बाष्पीकरणकर्ता) और वायुमंडलीय दबाव (स्क्रबर-न्यूट्रलाइज़र) के तहत काम करते हैं। इस तरह की स्थापना भारी होती है और अमोनिया युक्त गैसों की संरचना की परिवर्तनशीलता के कारण उनमें एक स्थिर संचालन मोड बनाए रखना मुश्किल होता है। बाद की परिस्थिति नाइट्रिक एसिड की अधिकता को नियंत्रित करने की सटीकता पर प्रतिकूल प्रभाव डालती है, जिसके परिणामस्वरूप अमोनियम नाइट्रेट के परिणामस्वरूप समाधान में अक्सर एसिड या अमोनिया की मात्रा बढ़ जाती है।
5-6 एटीएम के पूर्ण दबाव में काम करने वाले न्यूट्रलाइजेशन प्लांट बहुत आम नहीं हैं। अमोनिया गैस को संपीड़ित करने और न्यूट्रलाइज़र को दबावयुक्त नाइट्रिक एसिड की आपूर्ति करने के लिए उन्हें बिजली की एक महत्वपूर्ण मात्रा की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, इन संयंत्रों में, समाधान के छींटों के प्रवेश के कारण अमोनियम नाइट्रेट का बढ़ा हुआ नुकसान संभव है (यहां तक कि जटिल डिजाइन के विभाजकों में, स्पलैश पूरी तरह से कब्जा नहीं किया जा सकता है)।
संयुक्त विधि के आधार पर प्रतिष्ठानों में, अमोनिया के साथ नाइट्रिक एसिड को बेअसर करने और अमोनियम नाइट्रेट पिघल प्राप्त करने की प्रक्रियाएं, जिन्हें सीधे क्रिस्टलीकरण के लिए भेजा जा सकता है, संयुक्त हैं (यानी, सॉल्टपीटर समाधानों को केंद्रित करने के लिए बाष्पीकरण ऐसे प्रतिष्ठानों से बाहर रखा गया है)। इस प्रकार के प्रतिष्ठानों के लिए 58--60% नाइट्रिक एसिड की आवश्यकता होती है, जो उद्योग अब तक अपेक्षाकृत कम मात्रा में पैदा करता है। इसके अलावा, उपकरण का हिस्सा महंगे टाइटेनियम से बना होना चाहिए। सॉल्टपीटर मेल्ट के उत्पादन के साथ न्यूट्रलाइजेशन की प्रक्रिया बहुत उच्च तापमान (200--220 डिग्री सेल्सियस) पर की जानी चाहिए। अमोनियम नाइट्रेट के गुणों को ध्यान में रखते हुए, उच्च तापमान पर प्रक्रिया को पूरा करने के लिए, विशेष परिस्थितियों को बनाना आवश्यक है जो नमक के पिघलने के थर्मल अपघटन को रोकते हैं।
आईटीएन उपकरण एक ऊर्ध्वाधर बेलनाकार बर्तन (जलाशय) 2 है, जिसमें समाधान के मिश्रण को बेहतर बनाने के लिए अलमारियों 1 (घुमावदार) के साथ एक सिलेंडर (कांच) 3 रखा जाता है। नाइट्रिक एसिड और गैसीय अमोनिया की शुरूआत के लिए पाइपलाइन सिलेंडर 3 से जुड़े हुए हैं (अभिकर्मकों को काउंटरकुरेंट रूप से खिलाया जाता है); एसिड और गैस के बेहतर वितरण के लिए पाइप डिवाइस 4 और 7 के साथ समाप्त होते हैं। आंतरिक सिलेंडर में, नाइट्रिक एसिड अमोनिया के साथ प्रतिक्रिया करता है। इस सिलेंडर को न्यूट्रलाइजेशन चैंबर कहा जाता है।
बर्तन 2 और सिलेंडर 3 के बीच के कुंडलाकार स्थान का उपयोग उबलते अमोनियम नाइट्रेट समाधानों के संचलन के लिए किया जाता है। सिलेंडर के निचले हिस्से में एचपीपी के बाष्पीकरणीय हिस्से के साथ न्यूट्रलाइजेशन चैंबर को जोड़ने वाले छेद 6 (खिड़कियां) होते हैं। इन छिद्रों की उपस्थिति के कारण, ITN उपकरणों का प्रदर्शन कुछ कम हो जाता है, लेकिन समाधानों का एक गहन प्राकृतिक संचलन प्राप्त होता है, जिससे बाध्य नाइट्रोजन के नुकसान में कमी आती है।
घोल से निकलने वाला रस वाष्प आईटीएन तंत्र के ढक्कन में एक फिटिंग के माध्यम से और एक जाल-विभाजक के माध्यम से छोड़ा जाता है 9. एक पायस के रूप में सिलेंडर 3 में बने नाइट्रेट समाधान - रस वाष्प के साथ मिश्रण पानी की मुहर के माध्यम से विभाजक में प्रवेश करते हैं 5. ट्रैप-सेपरेटर के निचले हिस्से की फिटिंग से अमोनिया साल्टपीटर के घोल को आगे की प्रक्रिया के लिए आफ्टर-न्यूट्रलाइजर-मिक्सर में भेजा जाता है। उपकरण के बाष्पीकरणीय भाग में एक पानी की सील इसमें समाधान के निरंतर स्तर को बनाए रखने की अनुमति देती है और रस वाष्प को इसके द्वारा लगाए गए समाधान के छींटों से फ्लश किए बिना बाहर निकलने से रोकती है।
रस वाष्प के आंशिक संघनन के कारण विभाजक प्लेटों पर भाप संघनन बनता है। इस मामले में, प्लेटों पर रखी कॉइल्स से गुजरने वाले परिसंचारी पानी द्वारा संक्षेपण की गर्मी को हटा दिया जाता है। रस वाष्प के आंशिक संघनन के परिणामस्वरूप, NH4NO3 का 15-20% घोल प्राप्त होता है, जिसे अमोनियम नाइट्रेट घोल की मुख्य धारा के साथ वाष्पीकरण के लिए भेजा जाता है।
फिर दबाव टैंक को नाइट्रिक एसिड की निरंतर आपूर्ति और भंडारण गोदाम में इसके अतिप्रवाह को स्थापित करना आवश्यक है। उसके बाद, अमोनिया संश्लेषण की दुकान से गैसीय अमोनिया प्राप्त करना आवश्यक है, जिसके लिए वायुमण्डल में रस वाष्प को हटाने के लिए लाइन पर थोड़े समय के लिए वाल्व और समाधान के आउटलेट के लिए वाल्व खोलना आवश्यक है। न्यूट्रलाइजर मिक्सर में। यह ITN तंत्र में बढ़े हुए दबाव के निर्माण और उपकरण के चालू होने पर एक असुरक्षित अमोनिया-वायु मिश्रण के निर्माण को रोकता है।
एएमएम का सह-प्रसंस्करणऔर गैसीय अमोनिया अव्यावहारिक है, क्योंकि यह अमोनिया युक्त गैसों (नाइट्रोजन, मीथेन, हाइड्रोजन, आदि) में महत्वपूर्ण मात्रा में अशुद्धियों की उपस्थिति के कारण अमोनियम नाइट्रेट, एसिड और अमोनिया के बड़े नुकसान से जुड़ा है - ये अशुद्धियाँ, बुदबुदाहट अमोनियम नाइट्रेट के परिणामी क्वथनांक के माध्यम से, रस वाष्प के साथ बाध्य नाइट्रोजन को दूर ले जाएगा। इसके अलावा, अशुद्धियों से दूषित रस भाप का उपयोग हीटिंग स्टीम के रूप में नहीं किया जा सकता है। इसलिए, अमोनिया युक्त गैसों को आमतौर पर अमोनिया गैस से अलग व्यवहार किया जाता है।
वैक्यूम के तहत काम करने वाले प्रतिष्ठानों में, प्रतिक्रिया की गर्मी का उपयोग न्यूट्रलाइज़र के बाहर किया जाता है - एक वैक्यूम बाष्पीकरण में। यहां, न्यूट्रलाइज़र से आने वाले अमोनियम नाइट्रेट के गर्म घोल उपकरण में वैक्यूम के अनुरूप तापमान पर उबलते हैं। इस तरह के प्रतिष्ठानों में शामिल हैं: एक स्क्रबर-टाइप न्यूट्रलाइज़र, एक वैक्यूम बाष्पीकरणकर्ता और सहायक उपकरण।
1.2--1.3 एटीएम के दबाव में 30--90 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर अमोनिया युक्त गैसों को स्क्रबर-न्यूट्रलाइज़र के निचले हिस्से में खिलाया जाता है 1. स्क्रबर के ऊपरी हिस्से में नाइट्रेट का एक परिसंचरण समाधान आपूर्ति की जाती है। शटर टैंक 6 से, जिसे आमतौर पर टैंक 5 नाइट्रिक एसिड से लगातार आपूर्ति की जाती है, कभी-कभी 60 डिग्री सेल्सियस से अधिक नहीं के तापमान पर पहले से गरम किया जाता है। 20-50 ग्राम / लीटर की सीमा में एसिड की अधिकता के साथ न्यूट्रलाइजेशन प्रक्रिया को अंजाम दिया जाता है। स्क्रबर 1 को आमतौर पर समाधान के क्वथनांक के नीचे 15-20 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर बनाए रखा जाता है, जो एसिड के अपघटन और अमोनियम नाइट्रेट धुंध के गठन को रोकने में मदद करता है। वैक्यूम बाष्पीकरणकर्ता के घोल के साथ स्क्रबर का छिड़काव करके सेट तापमान को बनाए रखा जाता है, जो 600 मिमीएचजी के वैक्यूम पर संचालित होता है। कला।, इसलिए इसमें घोल का तापमान स्क्रबर की तुलना में कम होता है।
वैक्यूम बाष्पीकरणकर्ता से, समाधान पानी के लॉक टैंक 6 में बहता है, जहां से इसका अधिकांश भाग फिर से स्क्रबर 1 को खिलाया जाता है, और बाकी को आफ्टर-न्यूट्रलाइज़र 8 में भेजा जाता है। वैक्यूम बाष्पीकरण 3 में उत्पन्न रस वाष्प है वैक्यूम सेपरेटर 4 के माध्यम से सतह कंडेनसर (आंकड़े में नहीं दिखाया गया है) या मिक्सिंग कैपेसिटर में भेजा जाता है। पहले मामले में, जूस स्टीम कंडेनसेट का उपयोग नाइट्रिक एसिड के उत्पादन में किया जाता है, दूसरे में - विभिन्न अन्य उद्देश्यों के लिए। निर्वात बाष्पीकरणकर्ता में निर्वात रस वाष्प के संघनन के कारण निर्मित होता है। एक वैक्यूम पंप द्वारा कंडेनसर से बिना संघनित वाष्प और गैसों को चूसा जाता है और वायुमंडल में छोड़ दिया जाता है।
स्क्रबर 1 से निकलने वाली गैसें उपकरण 7 में प्रवेश करती हैं, जहां नाइट्रेट के घोल की बूंदों को निकालने के लिए उन्हें कंडेनसेट से धोया जाता है, जिसके बाद उन्हें वायुमंडल में भी हटा दिया जाता है। समाधान न्यूट्रलाइज़र मिक्सर में 0.1-0.2 ग्राम / लीटर मुक्त अमोनिया की सामग्री में बेअसर होते हैं और आईटीएन तंत्र में प्राप्त नाइट्रेट समाधान के प्रवाह के साथ, वाष्पीकरण के लिए भेजे जाते हैं।
न्यूट्रलाइजर्स आईटीएन।कई प्रकार के न्यूट्रलाइज़र का उपयोग किया जाता है, जो मुख्य रूप से उपकरण के अंदर अमोनिया और नाइट्रिक एसिड को वितरित करने के लिए उपकरणों के आकार और डिजाइन में भिन्न होते हैं। निम्नलिखित आकारों के उपकरण अक्सर उपयोग किए जाते हैं: व्यास 2400 मिमी, ऊंचाई 7155 मिमी, कांच - व्यास 1000 मिमी, ऊंचाई 5000 मिमी। 2440 मिमी के व्यास और 6294 मिमी की ऊंचाई वाले उपकरण और उपकरण जिनमें से पहले प्रदान किए गए मिक्सर को हटा दिया गया था, वे भी संचालन में हैं (चित्र 5)।
स्क्रबर-टाइप न्यूट्रलाइज़र 1800-2400 मिमी के व्यास, 4700-5150 मिमी की ऊंचाई के साथ एक ऊर्ध्वाधर बेलनाकार उपकरण है। 2012 मिमी के व्यास और 9000 मिमी की ऊंचाई वाले उपकरणों का भी उपयोग किया जाता है। क्रॉस सेक्शन पर परिसंचारी समाधानों के समान वितरण के लिए उपकरण के अंदर, कई छिद्रित प्लेट या सिरेमिक रिंग से बने नोजल होते हैं। ट्रे से लैस उपकरण के ऊपरी हिस्से में 50x50x3 मिमी आकार के छल्ले की एक परत रखी जाती है, जो छिड़काव समाधान के लिए एक स्टॉपर है।
सतह कंडेनसर एक ऊर्ध्वाधर शेल-एंड-ट्यूब टू-वे (पानी के लिए) हीट एक्सचेंजर है जिसे वैक्यूम बाष्पीकरण से आने वाले रस वाष्प को संघनित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। डिवाइस व्यास 1200 मिमी, ऊंचाई 4285 मिमी; गर्मी हस्तांतरण सतह 309 एम 2। यह लगभग 550-600 मिमी एचजी के वैक्यूम पर संचालित होता है। कला।; ट्यूब हैं: व्यास 25x2 मिमी, लंबाई 3500 मीटर, कुल संख्या 1150 पीसी ।; ऐसे संधारित्र का भार लगभग 7200 kg . है
उत्पादों, कच्चे माल और उत्पादन के लिए सामग्री की विशेषताएं। अमोनियम नाइट्रेट प्राप्त करने की तकनीकी प्रक्रिया। गैसीय अमोनिया के साथ नाइट्रिक एसिड का तटस्थकरण और अत्यधिक केंद्रित पिघलने की स्थिति में वाष्पीकरण।
टर्म पेपर, जोड़ा गया 01/19/2016
दानेदार अमोनियम नाइट्रेट के उत्पादन का स्वचालन। रस भाप आपूर्ति लाइन में दबाव स्थिरीकरण सर्किट और बैरोमीटर के कंडेनसर से भाप घनीभूत तापमान नियंत्रण। वैक्यूम पंप के लिए आउटलेट लाइन में दबाव नियंत्रण।
टर्म पेपर, जोड़ा गया 01/09/2014
अमोनियम नाइट्रेट एक सामान्य और सस्ते नाइट्रोजन उर्वरक के रूप में। इसके उत्पादन के लिए मौजूदा तकनीकी योजनाओं की समीक्षा। OAO चेरेपोवेट्स्की एज़ोट में एक जटिल नाइट्रोजन-फॉस्फेट उर्वरक के उत्पादन के साथ अमोनियम नाइट्रेट के उत्पादन का आधुनिकीकरण।
थीसिस, जोड़ा 02/22/2012
थोक सामग्री, सिक्त पाउडर और पेस्ट को दानेदार बनाने और मिश्रण करने के लिए दानेदार का विवरण। अमोनियम नाइट्रेट और यूरिया पर आधारित जटिल उर्वरकों का उत्पादन। सुखाने, ठंडा करने और पोलीमराइजेशन द्वारा कणों के बीच के बंधन को मजबूत करना।
टर्म पेपर, जोड़ा गया 03/11/2015
अमोनिया प्रशीतन इकाई का उद्देश्य, उपकरण और कार्यात्मक आरेख। निर्दिष्ट और इष्टतम व्यवस्थाओं के लिए चक्र के थर्मोडायनामिक आरेख में निर्माण। शीतलन क्षमता, बिजली की खपत और बिजली की खपत का निर्धारण।
परीक्षण, जोड़ा गया 12/25/2013
सुखाने की प्रक्रिया का सार और इसकी तकनीकी योजना का विवरण। ड्रम वायुमंडलीय ड्रायर, उनकी संरचना और बुनियादी गणना। ड्रायर को आपूर्ति की जाने वाली ग्रिप गैसों के पैरामीटर, स्वचालित आर्द्रता नियंत्रण। सुखाने वाले एजेंट का परिवहन।
टर्म पेपर, जोड़ा गया 06/24/2012
नाइट्रिक अम्ल के उत्पादन की आधुनिक विधियों की समीक्षा। स्थापना की तकनीकी योजना का विवरण, मुख्य उपकरण का डिज़ाइन और सहायक उपकरण। कच्चे माल और तैयार उत्पादों, उप-उत्पादों और उत्पादन अपशिष्ट के लक्षण।
थीसिस, जोड़ा गया 11/01/2013
तनु नाइट्रिक अम्ल प्राप्त करने की औद्योगिक विधियाँ। अमोनिया ऑक्सीकरण उत्प्रेरक। गैस मिश्रण की संरचना। अमोनिया-वायु मिश्रण में इष्टतम अमोनिया सामग्री। नाइट्रिक एसिड सिस्टम के प्रकार। रिएक्टर की सामग्री और थर्मल संतुलन की गणना।
टर्म पेपर, जोड़ा गया 03/14/2015
तकनीकी प्रक्रिया, तकनीकी शासन मानदंड। डायमोनियम फॉस्फेट के भौतिक और रासायनिक गुण। प्रौद्योगिकी प्रणाली। रिसेप्शन, फॉस्फोरिक एसिड का वितरण। फॉस्फोरिक एसिड के बेअसर होने का पहला और दूसरा चरण। उत्पाद का दानेदार बनाना और सुखाना।
टर्म पेपर, जोड़ा गया 12/18/2008
फीडस्टॉक के लक्षण, नाइट्रिक एसिड के उत्पादन के लिए सहायक सामग्री। दत्तक उत्पादन योजना का चयन और औचित्य। तकनीकी योजना का विवरण। प्रक्रियाओं के भौतिक संतुलन की गणना। तकनीकी प्रक्रिया का स्वचालन।
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सबसे महत्वपूर्ण प्रकार के खनिज उर्वरक नाइट्रोजन हैं: अमोनियम नाइट्रेट, यूरिया, अमोनियम सल्फेट, अमोनिया के जलीय घोल, आदि। नाइट्रोजन पौधों के जीवन में एक अत्यंत महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है: यह क्लोरोफिल का हिस्सा है, जो सौर ऊर्जा का स्वीकर्ता है। और प्रोटीन, जो एक जीवित कोशिका के निर्माण के लिए आवश्यक है। पौधे केवल बाध्य नाइट्रोजन का उपभोग कर सकते हैं - नाइट्रेट्स, अमोनियम लवण या एमाइड के रूप में। मृदा सूक्ष्मजीवों की गतिविधि के कारण वायुमंडलीय नाइट्रोजन से अपेक्षाकृत कम मात्रा में बाध्य नाइट्रोजन बनता है। हालांकि, आधुनिक गहन कृषि अब मिट्टी में नाइट्रोजन उर्वरकों के अतिरिक्त अनुप्रयोग के बिना मौजूद नहीं रह सकती है, जो वायुमंडलीय नाइट्रोजन के औद्योगिक निर्धारण के परिणामस्वरूप प्राप्त होती है।
अमोनियम नाइट्रेट, या अमोनियम नाइट्रेट, NH 4 NO 3 - अमोनियम और नाइट्रेट रूपों में 35% नाइट्रोजन युक्त एक सफेद क्रिस्टलीय पदार्थ , नाइट्रोजन के दोनों रूप पौधों द्वारा आसानी से आत्मसात कर लिए जाते हैं। बुवाई से पहले और सभी प्रकार की शीर्ष ड्रेसिंग के लिए दानेदार अमोनियम नाइट्रेट का बड़े पैमाने पर उपयोग किया जाता है। छोटे पैमाने पर इसका उपयोग विस्फोटकों के उत्पादन के लिए किया जाता है।
नाइट्रिक एसिड . शुद्ध नाइट्रिक एसिड एचएनओ एक रंगहीन तरल है जिसका घनत्व 1.51 ग्राम / सेमी3 - 42 डिग्री सेल्सियस है, जो एक पारदर्शी क्रिस्टलीय द्रव्यमान में जम जाता है। हवा में, यह केंद्रित हाइड्रोक्लोरिक एसिड की तरह, "धूम्रपान करता है", क्योंकि इसके वाष्प "हवा में नमी" के साथ कोहरे की छोटी बूंदें बनाते हैं। नाइट्रिक एसिड ताकत में भिन्न नहीं होता है, पहले से ही प्रकाश के प्रभाव में, यह धीरे-धीरे विघटित होता है:
नाइट्रिक एसिड सबसे मजबूत एसिड में से एक है; पतला समाधान में, यह पूरी तरह से एच और -एनओ आयनों में विघटित हो जाता है। नाइट्रिक एसिड सबसे महत्वपूर्ण नाइट्रोजन यौगिकों में से एक है: नाइट्रोजन उर्वरकों, विस्फोटकों और कार्बनिक रंगों के उत्पादन में बड़ी मात्रा में खपत होती है, कई में ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में कार्य करता है रासायनिक प्रक्रियाओं, और सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन में प्रयोग किया जाता है नाइट्रस विधि द्वारा एसिड, सेलूलोज़ वार्निश, फिल्म के निर्माण के लिए उपयोग किया जाता है .
नाइट्रिक एसिड का औद्योगिक उत्पादन . नाइट्रिक एसिड के उत्पादन के लिए आधुनिक औद्योगिक तरीके वायुमंडलीय ऑक्सीजन के साथ अमोनिया के उत्प्रेरक ऑक्सीकरण पर आधारित हैं। अमोनिया के गुणों का वर्णन करते समय, यह संकेत दिया गया था कि यह ऑक्सीजन में जलता है, और प्रतिक्रिया उत्पाद पानी और मुक्त नाइट्रोजन हैं। लेकिन उत्प्रेरक की उपस्थिति में, ऑक्सीजन के साथ अमोनिया का ऑक्सीकरण अलग तरह से आगे बढ़ सकता है। यदि आप अमोनिया का मिश्रण पास करते हैं उत्प्रेरक के ऊपर हवा के साथ, फिर 750 डिग्री सेल्सियस और मिश्रण की एक निश्चित संरचना पर, लगभग पूर्ण परिवर्तन होता है
प्रतिक्रिया प्रतिवर्ती, एक्ज़ोथिर्मिक है, जो एक बड़े नकारात्मक थैलेपी प्रभाव (?H = -91.96 kJ/mol) की विशेषता है और उच्च तापमान (?H = -112.86 kJ/mol) पर और भी अधिक एक्ज़ोथिर्मिक हो जाती है। ले चेटेलियर के सिद्धांत के अनुसार, गर्म होने पर, संतुलन बाईं ओर शिफ्ट हो जाता है, अमोनिया की उपज में कमी की ओर। इस मामले में एन्ट्रापी में परिवर्तन भी नकारात्मक है और प्रतिक्रिया के पक्ष में नहीं है। एक नकारात्मक मान के साथ? एस, तापमान में वृद्धि से प्रतिक्रिया होने की संभावना कम हो जाती है,
तापमान के आधार पर अमोनियम नाइट्रेट, पांच क्रिस्टलीय संशोधनों में मौजूद होता है जो वायुमंडलीय दबाव (तालिका) पर थर्मोडायनामिक रूप से स्थिर होते हैं। प्रत्येक संशोधन केवल एक निश्चित तापमान सीमा में मौजूद होता है, और एक संशोधन से दूसरे में संक्रमण (बहुरूपी) क्रिस्टल संरचना में परिवर्तन, गर्मी की रिहाई (या अवशोषण) के साथ-साथ विशिष्ट मात्रा, गर्मी क्षमता में अचानक परिवर्तन के साथ होता है। , एन्ट्रापी, आदि। पॉलीमॉर्फिक संक्रमण प्रतिवर्ती हैं - एनेंटियोट्रोपिक।
NH 4 NO 3 -H 2 O सिस्टम (चित्र 11-2) एक साधारण यूक्टेक्टिक वाले सिस्टम से संबंधित है। यूक्टेक्टिक बिंदु 42.4% एमएच 4 एमओ 3 की एकाग्रता और -16.9 डिग्री सेल्सियस के तापमान से मेल खाता है। आरेख की बाईं शाखा, पानी की लिक्विडस लाइन, HH 4 MO 3 -H 2 O सिस्टम में बर्फ छोड़ने की स्थितियों से मेल खाती है। लिक्विडस वक्र की दाहिनी शाखा MH 4 MO 3 का घुलनशीलता वक्र है। पानी में। इस वक्र में संशोधन संक्रमण NH 4 NO 3 1=11 (125.8 °C), II=III (84.2 °C) और 111 = IV (32.2 "C) के तापमान के अनुरूप तीन ब्रेकिंग पॉइंट हैं। गलनांक (क्रिस्टलीकरण) निर्जल अमोनियम नाइट्रेट की मात्रा 169.6 डिग्री सेल्सियस है। नमक की नमी बढ़ने के साथ यह घट जाती है।
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सी (एनएच 4 नंबर 3) % जनता 59,69 47.05 38,84 30,76 22,85 15,09 2,17 |
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क्यू समाधान केजे / किग्रा। -202.8 -225.82 -240.45 -256.13 -271.29 -287.49 -320.95 |
थर्मल अपघटन . अमोनियम नाइट्रेट एक ऑक्सीकरण एजेंट है जो दहन का समर्थन करने में सक्षम है। जब इसे एक सीमित स्थान में गर्म किया जाता है, जब थर्मल अपघटन के उत्पादों को स्वतंत्र रूप से हटाया नहीं जा सकता है, तो नाइट्रेट कुछ शर्तों के तहत विस्फोट (विस्फोट) कर सकता है। यह मजबूत प्रभावों के प्रभाव में भी फट सकता है, उदाहरण के लिए, जब विस्फोटकों द्वारा शुरू किया गया हो।
इस प्रतिक्रिया का थर्मल प्रभाव एन 2 ओ और एच 2 ओ में साल्टपीटर की अपघटन प्रतिक्रिया के थर्मल प्रभाव से 6 गुना अधिक है। अमोनियम नाइट्रेट इसके तेजी से अपघटन का कारण बन सकता है।
जब सॉल्टपीटर को 210-220 डिग्री सेल्सियस पर एक बंद प्रणाली में गर्म किया जाता है, तो अमोनिया जमा हो जाता है, नाइट्रिक एसिड की एकाग्रता कम हो जाती है, इसलिए, अपघटन प्रतिक्रिया दृढ़ता से बाधित होती है। थर्मल अपघटन प्रक्रिया व्यावहारिक रूप से बंद हो जाती है, इस तथ्य के बावजूद कि अधिकांश नमक है अभी तक विघटित नहीं हुआ है। उच्च तापमान पर, अमोनिया तेजी से ऑक्सीकरण करता है, सिस्टम में नाइट्रिक एसिड जमा हो जाता है, और प्रतिक्रिया महत्वपूर्ण आत्म-त्वरण के साथ आगे बढ़ती है, जिससे विस्फोट हो सकता है।
के लिए योजक पदार्थों के अमोनियम नाइट्रेट जो अमोनिया की रिहाई के साथ विघटित हो सकते हैं (उदाहरण के लिए, यूरिया और एसिटामाइड), थर्मल अपघटन को रोकता है। चांदी या थैलियम के साथ लवण पिघलने में नाइट्रेट आयनों के साथ परिसरों के गठन के कारण प्रतिक्रिया दर में काफी वृद्धि करते हैं। थर्मल अपघटन प्रक्रिया पर क्लोरीन आयनों का एक मजबूत उत्प्रेरक प्रभाव पड़ता है। जब क्लोराइड और अमोनियम नाइट्रेट युक्त मिश्रण को 220-230 डिग्री सेल्सियस तक गर्म किया जाता है, तो बड़ी मात्रा में गैस निकलने के साथ बहुत तेजी से अपघटन शुरू होता है। प्रतिक्रिया की गर्मी के कारण, मिश्रण का तापमान बहुत बढ़ जाता है, और कुछ ही समय में अपघटन पूरा हो जाता है।
यदि क्लोराइड युक्त मिश्रण को 150-200 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर बनाए रखा जाता है, तो समय की पहली अवधि में, जिसे इंडक्शन कहा जाता है, अपघटन किसी दिए गए तापमान पर साल्टपीटर के अपघटन के अनुरूप दर से आगे बढ़ेगा। इस अवधि के दौरान, अपघटन के अलावा, अन्य प्रक्रियाएं भी होंगी, जिसके परिणामस्वरूप, विशेष रूप से, मिश्रण में एसिड की मात्रा में वृद्धि और क्लोरीन की एक छोटी मात्रा की रिहाई होती है। प्रेरण अवधि के बाद, अपघटन उच्च दर से आगे बढ़ता है और साथ में गर्मी की एक मजबूत रिहाई और बड़ी मात्रा में जहरीली गैसों का निर्माण होता है। उच्च क्लोराइड सामग्री के साथ, अमोनियम नाइट्रेट के पूरे द्रव्यमान का अपघटन जल्दी समाप्त हो जाता है। इसे देखते हुए, उत्पाद में क्लोराइड की सामग्री सख्ती से सीमित है।
थोक में भंडारण के लिए या बैग में पैकेजिंग के लिए भेजे गए उत्पाद का तापमान 55 डिग्री सेल्सियस से अधिक नहीं होना चाहिए। एक कंटेनर के रूप में, पॉलीथीन या क्राफ्ट पेपर से बने बैग का उपयोग किया जाता है। जिस तापमान पर अमोनियम नाइट्रेट के साथ पॉलीइथाइलीन और क्राफ्ट पेपर के ऑक्सीकरण की सक्रिय प्रक्रिया शुरू होती है, वह क्रमशः 270-280 और 220-230 डिग्री सेल्सियस है। खाली पॉलीथीन और क्राफ्ट पेपर बैग को उत्पाद के अवशेषों से साफ किया जाना चाहिए और यदि उपयोग करने योग्य नहीं है, तो उन्हें भस्म कर दिया जाना चाहिए।
समीकरण (11.12) के अनुसार विस्फोट की गर्मी 1.48 एमजे/किलो होनी चाहिए थी। हालांकि, साइड प्रतिक्रियाओं के कारण, जिनमें से एक एंडोथर्मिक (11.9) है, विस्फोट की वास्तविक गर्मी 0.96 एमजे/किलोग्राम है, जो आरडीएक्स विस्फोट (5.45 एमजे) की गर्मी की तुलना में कम है। लेकिन अमोनियम नाइट्रेट जैसे बड़े टन भार वाले उत्पाद के लिए, सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए इसके विस्फोटक गुणों (यद्यपि कमजोर वाले) को ध्यान में रखना महत्वपूर्ण है।
व्यावहारिक रूप से गैर-काकिंग अमोनियम नाइट्रेट प्राप्त करने के लिए, कई तकनीकी विधियों का उपयोग किया जाता है। हीड्रोस्कोपिक लवणों द्वारा नमी के अवशोषण की दर को कम करने का एक प्रभावी साधन उनका दाना है। सजातीय कणिकाओं की कुल सतह महीन क्रिस्टलीय नमक की समान मात्रा की सतह से कम होती है, इसलिए दानेदार उर्वरक हवा से नमी को अधिक धीरे-धीरे अवशोषित करते हैं। कभी-कभी अमोनियम नाइट्रेट को अमोनियम सल्फेट जैसे कम हीड्रोस्कोपिक लवण के साथ मिश्रित किया जाता है।
तंत्र के डिजाइन को विकसित करके प्रक्रिया को पूरा करने के लिए गहन परिस्थितियों को काफी हद तक सुनिश्चित किया जा सकता है। रिएक्शन (VIII) लगातार काम कर रहे आईटीएन उपकरण (न्यूट्रलाइजेशन की गर्मी का उपयोग करके) में किया जाता है। रिएक्टर एक ऊर्ध्वाधर बेलनाकार उपकरण है, जिसमें प्रतिक्रिया और पृथक्करण क्षेत्र शामिल हैं। प्रतिक्रिया क्षेत्र में एक गिलास / होता है, जिसके निचले हिस्से में घोल के संचलन के लिए छेद होते हैं। एक बब्बलर कांच के अंदर के छिद्रों से थोड़ा ऊपर रखा जाता है। 2 गैसीय अमोनिया की आपूर्ति के लिए, इसके ऊपर - एक बब्बलर 3 नाइट्रिक एसिड की आपूर्ति प्रतिक्रिया वाष्प-तरल मिश्रण प्रतिक्रिया बीकर के शीर्ष से बाहर निकलता है; समाधान का एक हिस्सा आईटीएन तंत्र से हटा दिया जाता है और आफ्टर-न्यूट्रलाइज़र में प्रवेश करता है, और बाकी (परिसंचारी) फिर से नीचे चला जाता है। वाष्प-तरल मिश्रण से निकलने वाले रस वाष्प को ढकी हुई प्लेटों पर धोया जाता है 6 20% नाइट्रेट के घोल के साथ अमोनियम नाइट्रेट घोल और नाइट्रिक एसिड वाष्प के छींटों से, और फिर रस भाप घनीभूत होता है।
अंजीर पर। 1360 टन / दिन की क्षमता के साथ अमोनियम नाइट्रेट AS-72 के उत्पादन के लिए एक आधुनिक बड़ी क्षमता वाली इकाई का आरेख दिया गया है। प्रारंभिक 58-60% नाइट्रिक एसिड को हीटर में / 70-80 तक ITN तंत्र से रस भाप के साथ गर्म किया जाता है 3 और निराकरण के लिए भेज दिया। मशीनों के सामने 3 नाइट्रिक एसिड में फॉस्फोरिक और सल्फ्यूरिक एसिड इतनी मात्रा में मिलाया जाता है कि तैयार उत्पाद में 0.3-0.5% पी 2 ओ 5 और 0.05-0.2% अमोनियम सल्फेट होता है।
इकाई समानांतर में काम कर रहे दो आईटीएन उपकरणों से लैस है। नाइट्रिक एसिड के अलावा, उन्हें एक हीटर में पहले से गरम गैसीय अमोनिया के साथ आपूर्ति की जाती है। 2 भाप 120-130 डिग्री सेल्सियस तक घनीभूत होती है। आपूर्ति किए गए नाइट्रिक एसिड और अमोनिया की मात्रा को इस तरह से नियंत्रित किया जाता है कि ITN तंत्र के आउटलेट पर समाधान में एसिड (2-5 g / l) की थोड़ी अधिक मात्रा होती है, जो अमोनिया के पूर्ण अवशोषण को सुनिश्चित करता है।
उपकरण में नाइट्रिक एसिड (58-60%) गरम किया जाता है 2 आईटीएन तंत्र से रस भाप के साथ 80-90 डिग्री सेल्सियस तक 8. हीटर में गैसीय अमोनिया 1 भाप संघनन द्वारा 120-160 डिग्री सेल्सियस तक गरम किया जाता है। नाइट्रिक एसिड और गैसीय अमोनिया स्वचालित रूप से नियंत्रित अनुपात में समानांतर में काम कर रहे दो आईटीएन 5 एपराट्यूस के प्रतिक्रिया भागों में प्रवेश करते हैं। NH 4 NO 3 का 89-92% घोल ITN उपकरणों को 155-170 ° C पर छोड़ देता है, जिसमें 2-5 g / l की सीमा में नाइट्रिक एसिड की अधिकता होती है, जो अमोनिया के पूर्ण अवशोषण को सुनिश्चित करता है।
तंत्र के ऊपरी भाग में, प्रतिक्रिया भाग से रस वाष्प अमोनियम नाइट्रेट के छींटों से धोया जाता है; वॉश स्क्रबर से अमोनियम नाइट्रेट के 20% घोल के साथ HNO 3 और NH 3 के वाष्प 18 और नाइट्रिक एसिड हीटर से रस भाप घनीभूत हो जाता है 2, जो उपकरण के ऊपरी भाग की कैप प्लेटों पर परोसे जाते हैं। जूस वाष्प का एक हिस्सा हीटर 2 में नाइट्रिक एसिड को गर्म करने के लिए उपयोग किया जाता है, और इसका बड़ा हिस्सा वॉश स्क्रबर को भेजा जाता है। 18, जहां यह दानेदार टॉवर से हवा के साथ, बाष्पीकरणकर्ता से भाप-वायु मिश्रण के साथ मिश्रित होता है 6 और स्क्रबर की वॉश प्लेट पर धोया। धुले हुए भाप-वायु मिश्रण को पंखे द्वारा वातावरण में छोड़ा जाता है 19.
आईटीएन उपकरणों से अमोनियम नाइट्रेट समाधान में अतिरिक्त एनएमओ 3 को निष्क्रिय करने के बाद और बाद में न्यूट्रलाइज़र 4 में सल्फ्यूरिक और फॉस्फोरिक एसिड पेश करने के बाद, समाधान नियंत्रण के बाद नियंत्रण से गुजरता है 5 (जहां अमोनिया स्वचालित रूप से केवल आफ्टर-न्यूट्रलाइज़र से एसिड ब्रेकथ्रू के मामले में आपूर्ति की जाती है 4) और बाष्पीकरणकर्ता में प्रवेश करता है 6. AC-67 इकाई के विपरीत, बाष्पीकरणकर्ता का ऊपरी भाग 6 अमोनियम नाइट्रेट से बाष्पीकरणकर्ता से भाप-वायु मिश्रण को धोते हुए, दो चलनी धोने वाली प्लेटों से सुसज्जित, जो भाप घनीभूत के साथ आपूर्ति की जाती हैं
बाष्पीकरणकर्ता से साल्टपीटर पिघलता है 6, पानी की मुहर पार करने के बाद 9 और फिल्टर 10, टैंक में प्रवेश करता है 11, जहां से इसका सबमर्सिबल पंप 12 एक पाइप लाइन के माध्यम से एक एंटी-नॉक नोजल के साथ एक दबाव टैंक में खिलाया जाता है 15, और फिर granulators 16 या 17. पिघल पम्पिंग इकाई की सुरक्षा बाष्पीकरण (190 डिग्री सेल्सियस से अधिक नहीं) में इसके वाष्पीकरण के दौरान पिघल के तापमान के स्वत: रखरखाव की प्रणाली द्वारा सुनिश्चित की जाती है, आफ्टर-न्यूट्रलाइज़र के बाद पिघले माध्यम का नियंत्रण और विनियमन 9 (0.1-0.5 g/l NH 3 के भीतर), टैंक में पिघल का तापमान नियंत्रण 11, पंप आवास 12 और दबाव पाइपलाइन। यदि प्रक्रिया के नियामक पैरामीटर विचलित हो जाते हैं, तो पिघल की पंपिंग स्वचालित रूप से बंद हो जाती है, और टैंक में पिघल जाती है 11 और बाष्पीकरणकर्ता 6 जब तापमान बढ़ता है, घनीभूत के साथ पतला।
पिघला हुआ एक आयताकार धातु टॉवर में दानेदार होता है 20 8x11 मीटर के आयामों के साथ। 55 मीटर के कणिकाओं की उड़ान की ऊंचाई 2-3 मिमी से 90-120 डिग्री सेल्सियस के व्यास के साथ दानों के क्रिस्टलीकरण और शीतलन को गर्मियों में 500 हजार मीटर / घंटा तक काउंटर वायु प्रवाह के साथ प्रदान करती है। और सर्दियों में (कम तापमान पर) 300 - 400 हजार मीटर / घंटा तक। टावर के निचले हिस्से में शंकु प्राप्त होते हैं, जिससे कणिकाओं को एक बेल्ट कन्वेयर द्वारा पहुँचाया जाता है 21 सीएस कूलिंग उपकरण को भेजा गया 22.
शीतलन उपकरण 22 द्रवित बेड ग्रेट के प्रत्येक खंड के तहत स्वायत्त वायु आपूर्ति के साथ तीन खंडों में विभाजित। इसके सिर के हिस्से में एक बिल्ट-इन स्क्रीन होती है, जिस पर दानेदार संचालन के उल्लंघन के परिणामस्वरूप बनने वाले साल्टपीटर की गांठों की जांच की जाती है। घोल को घोलने के लिए भेजा जाता है। पंखे द्वारा कूलर सेक्शन में हवा की आपूर्ति 23, उपकरण में गरम 24 आईटीएन तंत्र से रस वाष्प की गर्मी के कारण। 60% से अधिक वायुमंडलीय वायु आर्द्रता पर और सर्दियों में दानों के अचानक ठंडा होने से बचने के लिए हीटिंग किया जाता है। यूनिट के भार और वायुमंडलीय हवा के तापमान के आधार पर, अमोनियम नाइट्रेट के कणिकाएं क्रमिक रूप से शीतलन तंत्र के एक, दो या तीन वर्गों से गुजरती हैं। सर्दियों में दानेदार उत्पाद को ठंडा करने के लिए अनुशंसित तापमान 27 डिग्री सेल्सियस से नीचे है, गर्मियों में यह 40-50 डिग्री सेल्सियस तक है। जब दक्षिणी क्षेत्रों में इकाइयाँ संचालित होती हैं, जहाँ महत्वपूर्ण दिनों में हवा का तापमान 30 ° C से अधिक हो जाता है, तो शीतलन उपकरण का तीसरा खंड पूर्व-ठंडा हवा (एक बाष्पीकरणीय अमोनिया हीट एक्सचेंजर में) पर संचालित होता है। प्रत्येक खंड को आपूर्ति की जाने वाली हवा की मात्रा 75-80 हजार m3/h है। प्रशंसकों का दबाव 3.6 kPa है। 45-60 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर उपकरण के वर्गों से निकास हवा, जिसमें अमोनियम नाइट्रेट धूल के 0.52 ग्राम / एम 3 तक होता है, को दानेदार टावर में भेजा जाता है, जहां यह वायुमंडलीय हवा के साथ मिश्रित होता है और धोने के लिए वॉशिंग स्क्रबर में प्रवेश करता है। 18.
ठंडा उत्पाद गोदाम में या सर्फेक्टेंट (फैलाने वाले एनएफ) के प्रसंस्करण के लिए भेजा जाता है, और फिर थोक में शिपमेंट के लिए या बैग में पैकेजिंग के लिए भेजा जाता है। एनएफ फैलाव के साथ प्रसंस्करण एक खोखले उपकरण में किया जाता है 27 एक केंद्र में स्थित नोजल के साथ कणिकाओं के एक कुंडलाकार ऊर्ध्वाधर प्रवाह का छिड़काव, या एक घूर्णन ड्रम में। सभी प्रयुक्त उपकरणों में दानेदार उत्पाद के प्रसंस्करण की गुणवत्ता GOST 2-85 की आवश्यकताओं को पूरा करती है।
अमोनियम नाइट्रेट के भौतिक और रासायनिक गुण। अमोनिया और नाइट्रिक एसिड से अमोनियम नाइट्रेट के उत्पादन के मुख्य चरण। न्यूट्रलाइजेशन प्लांट वायुमंडलीय दबाव पर काम कर रहे हैं और वैक्यूम के तहत काम कर रहे हैं। कचरे का उपयोग और निपटान।
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उत्पादों, कच्चे माल और उत्पादन के लिए सामग्री की विशेषताएं। अमोनियम नाइट्रेट प्राप्त करने की तकनीकी प्रक्रिया। गैसीय अमोनिया के साथ नाइट्रिक एसिड का तटस्थकरण और अत्यधिक केंद्रित पिघलने की स्थिति में वाष्पीकरण।
टर्म पेपर, जोड़ा गया 01/19/2016
दानेदार अमोनियम नाइट्रेट के उत्पादन का स्वचालन। रस भाप आपूर्ति लाइन में दबाव स्थिरीकरण सर्किट और बैरोमीटर के कंडेनसर से भाप घनीभूत तापमान नियंत्रण। वैक्यूम पंप के लिए आउटलेट लाइन में दबाव नियंत्रण।
टर्म पेपर, जोड़ा गया 01/09/2014
अमोनियम नाइट्रेट एक सामान्य और सस्ते नाइट्रोजन उर्वरक के रूप में। इसके उत्पादन के लिए मौजूदा तकनीकी योजनाओं की समीक्षा। OAO चेरेपोवेट्स्की एज़ोट में एक जटिल नाइट्रोजन-फॉस्फेट उर्वरक के उत्पादन के साथ अमोनियम नाइट्रेट के उत्पादन का आधुनिकीकरण।
थीसिस, जोड़ा 02/22/2012
फीडस्टॉक के लक्षण, नाइट्रिक एसिड के उत्पादन के लिए सहायक सामग्री। दत्तक उत्पादन योजना का चयन और औचित्य। तकनीकी योजना का विवरण। प्रक्रियाओं के भौतिक संतुलन की गणना। तकनीकी प्रक्रिया का स्वचालन।
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तनु नाइट्रिक अम्ल प्राप्त करने की औद्योगिक विधियाँ। अमोनिया ऑक्सीकरण उत्प्रेरक। गैस मिश्रण की संरचना। अमोनिया-वायु मिश्रण में इष्टतम अमोनिया सामग्री। नाइट्रिक एसिड सिस्टम के प्रकार। रिएक्टर की सामग्री और थर्मल संतुलन की गणना।
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नाइट्रिक अम्ल के उत्पादन की आधुनिक विधियों की समीक्षा। स्थापना की तकनीकी योजना का विवरण, मुख्य उपकरण का डिज़ाइन और सहायक उपकरण। कच्चे माल और तैयार उत्पादों, उप-उत्पादों और उत्पादन अपशिष्ट के लक्षण।
थीसिस, जोड़ा गया 11/01/2013
अमोनिया संश्लेषण उत्प्रेरक का उत्पादन और अनुप्रयोग। ऑक्साइड उत्प्रेरक की संरचना, इसकी कमी के लिए परिस्थितियों की गतिविधि पर प्रभाव। वसूली के तंत्र और कैनेटीक्स। अमोनिया के संश्लेषण के लिए उत्प्रेरक की वसूली के लिए थर्मोग्रैविमेट्रिक इंस्टॉलेशन।
थीसिस, जोड़ा गया 05/16/2011
थोक सामग्री, सिक्त पाउडर और पेस्ट को दानेदार बनाने और मिश्रण करने के लिए दानेदार का विवरण। अमोनियम नाइट्रेट और यूरिया पर आधारित जटिल उर्वरकों का उत्पादन। सुखाने, ठंडा करने और पोलीमराइजेशन द्वारा कणों के बीच के बंधन को मजबूत करना।
टर्म पेपर, जोड़ा गया 03/11/2015
अमोनिया उत्पादन चरण की प्रौद्योगिकी और रासायनिक प्रतिक्रियाएं। फीडस्टॉक, संश्लेषण उत्पाद। कार्बन डाइऑक्साइड से परिवर्तित गैस के शुद्धिकरण की तकनीक का विश्लेषण, मौजूदा समस्याएं और पहचान की गई उत्पादन समस्याओं को हल करने के तरीकों का विकास।
अमोनियम नाइट्रेट, या अमोनियम नाइट्रेट, NH 4 NO 3 एक सफेद क्रिस्टलीय पदार्थ है जिसमें अमोनियम और नाइट्रेट रूपों में 35% नाइट्रोजन होता है, नाइट्रोजन के दोनों रूप पौधों द्वारा आसानी से अवशोषित होते हैं। बुवाई से पहले और सभी प्रकार की शीर्ष ड्रेसिंग के लिए दानेदार अमोनियम नाइट्रेट का बड़े पैमाने पर उपयोग किया जाता है। छोटे पैमाने पर इसका उपयोग विस्फोटकों के उत्पादन के लिए किया जाता है।
अमोनियम नाइट्रेट पानी में अच्छी तरह से घुल जाता है और इसमें उच्च हाइग्रोस्कोपिसिटी (हवा से नमी को अवशोषित करने की क्षमता) होती है, जिससे उर्वरक के दाने फैल जाते हैं, अपना क्रिस्टलीय आकार खो देते हैं, उर्वरक काकिंग होता है - थोक सामग्री एक ठोस अखंड द्रव्यमान में बदल जाती है।
अमोनियम नाइट्रेट के उत्पादन का योजनाबद्ध आरेख
व्यावहारिक रूप से गैर-काकिंग अमोनियम नाइट्रेट प्राप्त करने के लिए, कई तकनीकी विधियों का उपयोग किया जाता है। हीड्रोस्कोपिक लवणों द्वारा नमी के अवशोषण की दर को कम करने का एक प्रभावी साधन उनका दाना है। सजातीय कणिकाओं की कुल सतह महीन क्रिस्टलीय नमक की समान मात्रा की सतह से कम होती है, इसलिए दानेदार उर्वरक नमी को अधिक धीरे-धीरे अवशोषित करते हैं
अमोनियम फॉस्फेट, पोटेशियम क्लोराइड, मैग्नीशियम नाइट्रेट भी समान रूप से अभिनय करने वाले योजक के रूप में उपयोग किया जाता है। अमोनियम नाइट्रेट की उत्पादन प्रक्रिया नाइट्रिक एसिड के घोल के साथ गैसीय अमोनिया की परस्पर क्रिया की विषम प्रतिक्रिया पर आधारित है:
एनएच 3 + एचएनओ 3 \u003d एनएच 4 नं 3; = -144.9kJ
रासायनिक प्रतिक्रिया उच्च दर से आगे बढ़ती है; एक औद्योगिक रिएक्टर में, यह तरल में गैस के विघटन से सीमित होता है। प्रसार मंदता को कम करने के लिए अभिकारकों के मिश्रण का बहुत महत्व है।
अमोनियम नाइट्रेट के उत्पादन के लिए तकनीकी प्रक्रिया में अमोनिया के साथ नाइट्रिक एसिड को बेअसर करने के चरण के अलावा, सॉल्टपीटर के घोल को वाष्पित करने, पिघल को दानेदार बनाने, दानों को ठंडा करने, दानों को सर्फेक्टेंट के साथ इलाज करने, पैकिंग, भंडारण और लोडिंग के चरण शामिल हैं। साल्टपीटर, गैस उत्सर्जन और अपशिष्ट जल की सफाई। अंजीर पर। 8.8 अमोनियम नाइट्रेट AS-72 के उत्पादन के लिए 1360 टन / दिन की क्षमता के साथ एक आधुनिक बड़ी क्षमता वाली इकाई का आरेख दिखाता है। मूल 58-60% नाइट्रिक एसिड को हीटर में 70 - 80 डिग्री सेल्सियस तक गर्म किया जाता है, जिसमें आईटीएन 3 उपकरण से रस वाष्प होता है और इसे निष्क्रिय करने के लिए खिलाया जाता है। उपकरण 3 से पहले, नाइट्रिक एसिड में फॉस्फोरिक और सल्फ्यूरिक एसिड इतनी मात्रा में मिलाया जाता है कि तैयार उत्पाद में 0.3-0.5% पी 2 ओ 5 और 0.05-0.2% अमोनियम सल्फेट होता है। इकाई समानांतर में काम कर रहे दो आईटीएन उपकरणों से लैस है। नाइट्रिक एसिड के अलावा, उन्हें गैसीय अमोनिया की आपूर्ति की जाती है, हीटर 2 में पहले से गरम किया जाता है, भाप घनीभूत होकर 120-130 डिग्री सेल्सियस तक। आपूर्ति किए गए नाइट्रिक एसिड और अमोनिया की मात्रा को इस तरह से नियंत्रित किया जाता है कि आईटीएन उपकरण के आउटलेट पर समाधान में एसिड (2-5 ग्राम / एल) की थोड़ी अधिक मात्रा होती है, जो अमोनिया के पूर्ण अवशोषण को सुनिश्चित करता है।
तंत्र के निचले हिस्से में, 155-170 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर एक तटस्थकरण प्रतिक्रिया होती है; यह 91-92% NH 4 NO 3 युक्त एक सांद्रित घोल बनाता है। तंत्र के ऊपरी भाग में, जल वाष्प (तथाकथित रस वाष्प) को अमोनियम नाइट्रेट और नाइट्रिक एसिड वाष्प के छींटों से धोया जाता है। रस वाष्प की गर्मी का एक हिस्सा नाइट्रिक एसिड को गर्म करने के लिए उपयोग किया जाता है। फिर रस की भाप को शुद्धिकरण के लिए भेजा जाता है और वातावरण में छोड़ा जाता है।
अंजीर। 8.8. AS-72 अमोनियम नाइट्रेट इकाई की योजना:
1 - एसिड हीटर; 2 - अमोनिया हीटर; 3 - आईटीएन डिवाइस; 4 - न्यूट्रलाइज़र के बाद; 5 - बाष्पीकरणकर्ता; 6 - दबाव टैंक; 7.8 - दानेदार; 9.23 - पंखे; 10 - स्क्रबर धोना; 11 - ड्रम; 12.14 - कन्वेयर; 13 - लिफ्ट; 15 - द्रवित बिस्तर उपकरण; 16 - दानेदार टॉवर; 17 - संग्रह; 18, 20 - पंप; 19 - तैराकी के लिए टैंक; 21 - तैराकी के लिए फ़िल्टर; 22 - एयर हीटर।
अमोनियम नाइट्रेट का एक एसिड समाधान न्यूट्रलाइज़र 4 को भेजा जाता है; जहां अमोनिया प्रवेश करती है, शेष नाइट्रिक एसिड के साथ बातचीत के लिए आवश्यक है। फिर समाधान बाष्पीकरण 5 में खिलाया जाता है। परिणामी पिघल, जिसमें 99.7-99.8% नाइट्रेट होता है, फिल्टर 21 से 175 डिग्री सेल्सियस पर गुजरता है और एक केन्द्रापसारक पनडुब्बी पंप 20 द्वारा दबाव टैंक 6 में खिलाया जाता है, और फिर आयताकार में मेटल ग्रेनुलेशन टॉवर 16.
मीनार के ऊपरी भाग में 7 और 8 दाने होते हैं, जिसके निचले भाग में वायु की आपूर्ति की जाती है, जो ऊपर से गिरने वाली साल्टपीटर की बूंदों को ठंडा करती है। 50-55 मीटर की ऊंचाई से साल्टपीटर की बूंदों के गिरने के दौरान, उनके चारों ओर हवा बहने पर उर्वरक के दाने बनते हैं। टावर के आउटलेट पर छर्रों का तापमान 90-110 डिग्री सेल्सियस है; गर्म दानों को एक द्रवित बिस्तर उपकरण में ठंडा किया जाता है 15. यह एक आयताकार उपकरण है जिसमें तीन खंड होते हैं और छिद्रों के साथ एक जाली से सुसज्जित होता है। पंखे जाली के नीचे हवा की आपूर्ति करते हैं; यह दानेदार टॉवर से कन्वेयर के माध्यम से आने वाले नाइट्रेट कणिकाओं का एक द्रवयुक्त बिस्तर बनाता है। ठंडा होने के बाद हवा दानेदार टावर में प्रवेश करती है। अमोनियम नाइट्रेट कन्वेयर 14 के कणिकाओं को घूर्णन ड्रम में सर्फेक्टेंट के साथ उपचार के लिए परोसा जाता है। फिर तैयार उर्वरक को कन्वेयर 12 द्वारा पैकेजिंग में भेजा जाता है।
ग्रेनुलेशन टॉवर से निकलने वाली हवा अमोनियम नाइट्रेट कणों से दूषित होती है, और न्यूट्रलाइज़र से रस भाप और बाष्पीकरणकर्ता से वाष्प-वायु मिश्रण में अप्राप्य अमोनिया और नाइट्रिक एसिड के साथ-साथ अमोनियम नाइट्रेट के कण होते हैं।
ग्रेनुलेशन टॉवर के ऊपरी हिस्से में इन धाराओं को साफ करने के लिए, छह समानांतर-ऑपरेटिंग वाशिंग प्लेट-प्रकार के स्क्रबर 10 हैं, जो अमोनियम नाइट्रेट के 20-30% घोल से सिंचित होते हैं, जो कि संग्रह 17 से पंप 18 द्वारा आपूर्ति की जाती है। का हिस्सा इस घोल को जूस की भाप धोने के लिए ITN न्यूट्रलाइज़र में बदल दिया जाता है, और फिर साल्टपीटर के घोल के साथ मिलाया जाता है, और इसलिए, उत्पादों को बनाने के लिए उपयोग किया जाता है। शुद्ध हवा को दानेदार टावर से पंखे 9 द्वारा चूसा जाता है और वातावरण में छोड़ा जाता है।
