Модернизация технологии производства аммиачной селитры на ОАО "Череповецкий "Азот"
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
орфных превращений должен быть экспрессным, характеризоваться высокой прочность и чувствительностью. Поэтому для решения данной задачи как наиболее адекватным признан метод ДТА [12].
Полиморфные превращения аммиачной селитры и минеральных удобрений на ее основе оказывают большое влияние на такие потребительские свойства, как слеживаемость, гигроскопичность, смешиваемость. Изучение двойной системы NH4NO3-NH4H2PO4 методом (ДТА), а также сравнительный анализ кривых ДТА чистой аммиачной селитры и выпускаемой в последние годы аммиачной селитры с магнезиальной добавкой, имеет не только теоретическое, но и практическое значение.
Выделяют четыре типичных эндоэффекта, которые характеризуют:
IV (ромбическая) - III (ромбическая);
III (ромбическая) - II (тетрагональная);
II (тетрагональная) - I (кубическая);
I (кубическая) - расплав.
Сравнительное определение температуры модификационных переходов в циклах нагрева и охлаждения проводились для следующих типов соединений, выступающих в производственной практике: нитрата аммония ч, технической аммиачной селитры с магнезиальной добавкой и лабораторных образцов САФУ с содержанием P2O5 0,41 и 5,7% P2O5.
Присутствие магнезиальной добавки на 6 0С снижало температуру плавления аммиачной селитры (1690С и 1360С) и на 30С - температуру начала кристаллизации (1670С и 1640С). Фосфатная добавка в количестве 0,6% P2O5 увеличивает температуру начала перехода IV > III на 11-12 0С (42-430С и 52-550С), для переходов III > II и II > I она остается такой же, как и для аммиачной селитры.
Для проб САФУ с содержанием 0,41-5,7% P2O5 наблюдалась тенденция к понижению температуры плавления на 160С (1530С и 1690С) и увеличение температуры фазовых переходов III > II на 4-80С (92-960С и 880С) и IV > III на 6-140С (49-570С и 42-430С) при практически неизменной температуре фазового перехода II > I (129 0С) по сравнению с чистой аммиачной селитрой.
Таблица 5.2 Температуры фазовых переходов САФУ при нагреве
Содержание P2O5, %IV > IIIIII > IIII > II > расплав5,7 (САФУ)57951281531,656941281561,056901281560,7856901281570,415390128157042-4388129169
При увеличении содержания в системе NH4NO3-NH4H2PO4 моноаммоний фосфата (от 0 до 5,7% P2O5) наблюдается тенденция снижения температуры плавления с 1690С до 1530С, повышения температуры фазовых переходов IV > III и III > II с 42 0С до 540С и с 880С до 940С соответственно. Температура перехода II > I осталась практически неизменной.
Снижение температуры плавления системы позволит экономить тепловую энергию на технологических стадиях упаривания и грануляции. Особенно важным является повышение температуры фазового перехода IV > III САФУ. В этом случае можно снизить расход холодного воздуха для охлаждения гранул в холодильнике кипящего слоя внизу грануляционной башни перед подачей готового продукта на склад.
6. Технологические расчеты
.1 Материальный и тепловой балансы производства САФУ
.1.1 Материальный баланс аппарата ИТН
Исходные данные для расчетов
1. Производительность агрегата…………………………………….450 тыс.т/год2. Число дней работы установки в год………………………………………3303. Производительность по 100%-ной NH4NO3, кг/ч.………………………...568004. Давление процесса ат. абс ……………………………………………………1,058. Концентрация азотной кислоты, % мас…………………………………….….586. Концентрация газообразного аммиака, % мас…………………………….....1007. Потери азотной кислоты с соковым паром, кг…………………………..........7,58. Потери нитрата аммония с соковым паром, кг…………………………….....2,59. Для промывки сокового пара от аммиачной селитры и азотной кислоты в промывную зону аппарата ИТН подается КСП, кг/ч…………………………....…..3003в том числе:воды, кг/ч................……………………………………………………................2979азотной кислоты, кг/ч……………………………………………………….……...12нитрата аммония, кг/ч……………………………………………………….……..12Молярная масса NH4NO3, кг/кмоль………………………………………….……80Молярная масса HNO3, кг/кмоль…………………………………………….……63Молярная масса NH3, кг/кмоль……………………………………………….…...17Молярная масса Н2О, кг/кмоль………………………………………..………......18
1) Нейтрализация азотной кислоты газообразным аммиаком протекает по реакции:
NН3+НNО3 NН4NО3+Q ?Н = -146490 кДж
) Теоретически расход НNО3 по реакции равен на 1 т. NН4NО3:
из 63 кг HNO3 получается 80 кг NH4NO3
из х кг HNO3 получается 1000 кг NH4NO3 , отсюда
3) Практически расход с учетом потерь:
4) Теоретический расход 100%-ного NН3 по реакции равен:
из 17 кг NH3 получается 80 кг NH4NO3
из х кг NH3 получается 1000 кг NH4NO3 , отсюда
.
5) Практический расход NН3: 12,5+2,5 = 215 кг.
6) Часовой расход НNО3 в аппарате ИТН: 795 56,8 = 45156 кг/ч
Часовые потери НNО3: 7,5 56,8 = 426 кг/ч
) Часовой расход NН3: 215 56,8 =12212 кг/ч
Часовой потери NН3: 2,5 56,8 =142 кг/ч
8) Расход 58%-ой кислоты на нейтрализацию:
.
9) Масса Н2О в растворе: 77855 - 45156 = 32699 кг/ч
) Общая масса раствора NН3 и НNО3: 77855 + 12212 = 90067 кг/ч
) Концентрация раствора NН4NО3 без учета испарения Н2О за счет тепла реакции нейтрализации:
12) С учетом испарения Н2О концентрация раствора NН4NО3 на выходе из аппарата ИТН принимается 90%. Правильность выбранной концентрации проверяется тепловым расчетом. Масса 90%-го раствора NН4NО3:
13) Масса Н2О содержащая в этом растворе: 63111 - 56800 = 6311 кг
) Масса Н2О, испарившейся за счет тепла нейтрализации и перешедшая в СП пар: 32699 - 6311 = 26388кг/ч
Мы рассчитали материальный баланс аппарата ИТН по основным потокам NН3 и раствору НNО3. Однако с 1-й тарелки сепараторной зоны по переливной трубе в реакционную часть пост