Модернизация технологии производства аммиачной селитры на ОАО "Череповецкий "Азот"
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
азначен для получения раствора аммиачной селитры путем нейтрализации азотной кислоты газообразным аммиаком с использованием тепла реакции для частичного выпаривания воды из раствора под атмосферным давлением.
Вертикальной цилиндрической формы аппарат состоит из двух частей: реакционной и сепарационной. Внутри корпуса реакционной части находиться реакционный стакан с отверстиями внизу. Реакционный стакан обеспечивает время пребывания реагентов в реакционной зоне 0,5-1,0 с, что обеспечивает незначительные потери азота за счет термического разложения HNO3 и нитратов аммония. Внутрь стакана поступают аммиак и раствор азотной кислоты через титановые барботеры. Скорость аммиака в отверстиях барботера 30-50 м/с. Скорость HNO3 2-3 м/с. За счет теплоты реакции нейтрализации из образующегося раствора NH4NO3 испаряется часть воды. Вследствие этого возникает подъемная сила, и парожидкостная эмульсия выбрасывается из верха реакционного стакана через завихритель, способствующий разделению парожидкостной смеси. Температура процесса нейтрализации составляет 150-160 оС. Раствор, выходящий из завихрителя по кольцевому зазору между стаканом и корпусом аппарата, движется вниз, продолжая упариваться за счет тепла, получаемого через стенку стакана[12]..
Соковый пар, отделяемый в завихрителе от раствора, содержит брызги раст-вора NH4NO3, NH3 или пары HNO3. Очистка сокового пара производится в верхней сепарационной части. При этом соковый пар, поднимаясь со скоростью 0,6 м/с про-мывается на 4-х барботажных колпачковых тарелках. На 2-х нижних тарелках пар отмывается от аммиака 15-20 % раствором NH4NO3, подкисленным HNO3. При этом раствор подается на 2-ую тарелку, затем перетекает на 1-ую тарелку, а с неё по пере-ливной трубе перетекает в реакционную зону, смешиваясь с циркулирующим 90 % раствором. На 2-х верхних тарелках из сокового пара улавливаются пары HNO3 и брызги раствора NH4NO3 с помощью конденсата сокового пара. При этом конденсат сокового пара подается на 4 тарелку, затем перетекает на 3 и выводится из аппарата. Из аппарата ИТН выходит 89-91 % NH4NO3.
2. Технико-экономическое обоснование проекта
Производство САФУ является сложным технологическим процессом, а в виду того, что в состав ЖКУ входят соединения Fe, Al, Mg, Ca, S, Se, возможно протекание целого ряда сопутствующих реакций с образованием осадков, состав которых меняется в зависимости от pH среды [4].
С повышением температуры возрастает образование нерастворимых соединений, которые склонны с течением времени укрупняться и оседать на оборудовании (на стадиях выпаривания и гранулирования) [4].
Предполагаем, что цена на САФУ при внедрении новой добавки увеличится на 10000 руб за 1 тонну, так как улучшится однородность гранул по химическому составу, а также повысится их прочность и плотность. Вследствие этого увеличится прибыль предприятия от данного производства.
Себестоимость САФУ составит 14907376,048 руб; новая цена NP-удобрений предполагается - 36000 руб/т; мощность производства не изменяется - 450 тыс. тонн в год.
Прибыль производства: 195000 руб. в год.
Использование в производстве новой добавки ЖКУ позволяет получить новое минеральное удобрение - САФУ с улучшенными физико-химическими качествами и повысить качество и получить прибыль.
Экономический расчет показывает экономическую целесообразность замены магнезиальной добавки на ЖКУ.
3. Характеристика исходного сырья и готового продукта
.1 Характеристика исходного сырья
Сырьем для производства САФУ являются жидкое комплексное удобрение (ЖКУ), жидкий аммиак, азотная кислота, антислеживающие добавки.
.1.1 Техническое наименование продукта - жидкое комплексное удобрение
В качестве фосфорсодержащей добавки при получении удобрения используют жидкое комплексное удобрение марки 11:37:0 представляющие собой водный раствор орто- и полифосфатов аммония, содержащие 11% азота и 37% фосфора в пересчете на диоксид фосфора. Ортофосфаты аммония, входящие в состав ЖКУ, содержат один атом фосфора и представлены моноаммонийфосфатом (NH4H2PO4) и диаммо-нийфосфатом ((NH4)2HPO4). Полифосфата аммония, содержащие в своем составе два и более атомов фосфора, представлены в ЖКУ диаммонийпирофосфатом ((NH4)2H2P2O7), триаммонийпирофосфатом ((NH4)3HP2O7), а также небольшим коли-чеством триполифосфата аммония ((NH4)3H2P3O10). Кроме основных компонентов в состав ЖКУ входят водорастворимые соединения железа, алюминия, магния, кальция, серы, фтора, являющиеся примесями в исходном сырье. Их количество зависит от состава исходного сырья и составляет (в пересчете на оксиды) 1,5-2,5%.
В ЖКУ может также присутствовать небольшое количество (до 0,4%) твердых примесей - аммонийных пирофосфатов железа и алюминия состава ((FeAl)NH4H2P2O7•3H2O) с некоторым включением органических веществ, образующих мелкодисперсный, медленно оседающий и легко взмучиваемый осадок. Общее содержание солей в растворе ЖКУ составляет более 60%.
Раствор ЖКУ имеет нейтральную реакцию. Массовой доле азота в ЖКУ, составляющей 11%, соответствует рН, равный 6,4-6,8. В зависимости от качества кислоты, используемой для получения ЖКУ, эта величина может незначительно меняться.
Поскольку ЖКУ не содержит свободного аммиака, равновесное парциальное давление NH3 над раствором незначительно. В интервале рН, равном 6,4-6,8, равновесное давление аммиака составляет:
Таблица 3.1Равновесное давление аммиака при различных температурах
Температура, 0СДавление, Па20-5010,680141,3100625,3
Плотность ЖКУ при 20 0С составляет 1,44 0,03 г/см3 и зави?/p>