Презентация на тему: Лекция 2.2 Производство аммиачной селитры под атмосферным давлением (4 часа)

Лекция 2.2 Производство аммиачной селитры под атмосферным давлением (4 часа)
Технологическая схема получения аммиачной селитры на агрегате АС-72
Компоновка оборудования
Лекция 2.2 Производство аммиачной селитры под атмосферным давлением (4 часа)
Лекция 2.2 Производство аммиачной селитры под атмосферным давлением (4 часа)
Аппаратурное оформление процесса Аппарат ИТН
Две зоны аппарата ИТН
Лекция 2.2 Производство аммиачной селитры под атмосферным давлением (4 часа)
Лекция 2.2 Производство аммиачной селитры под атмосферным давлением (4 часа)
Донейтрализация
1 – барботер газообразного аммиака; 2 – перегородки; 3 – корпус; 4 – сливная труба; 5 – перелив; 6 – воздушник; 7 – обогревающий змеевик Высота – 6350 мм;
Лекция 2.2 Производство аммиачной селитры под атмосферным давлением (4 часа)
Лекция 2.2 Производство аммиачной селитры под атмосферным давлением (4 часа)
Гранулятор акустический леечного типа
Грануляционная башня
Промывной скруббер
Лекция 2.2 Производство аммиачной селитры под атмосферным давлением (4 часа)
Основные параметры производства аммиачной селитры при атмосферном давлении Производительность агрегата АС-72 до 1575 т/сутки
Лекция 2.2 Производство аммиачной селитры под атмосферным давлением (4 часа)
Лекция 2.2 Производство аммиачной селитры под атмосферным давлением (4 часа)
Лекция 2.2 Производство аммиачной селитры под атмосферным давлением (4 часа)
Лекция 2.2 Производство аммиачной селитры под атмосферным давлением (4 часа)
Зависимость энтальпии раствора от числа моль Н 2 О на моль HNO 3 и концентрации HNO 3
Лекция 2.2 Производство аммиачной селитры под атмосферным давлением (4 часа)
1/24
Средняя оценка: 4.7/5 (всего оценок: 77)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (3620 Кб)
1

Первый слайд презентации: Лекция 2.2 Производство аммиачной селитры под атмосферным давлением (4 часа)

Изображение слайда
2

Слайд 2: Технологическая схема получения аммиачной селитры на агрегате АС-72

Изображение слайда
3

Слайд 3: Компоновка оборудования

Изображение слайда
4

Слайд 4

Нейтрализация азотной кислоты газообразным аммиаком Раствор аммиачной селитры (АС) получают в нейтрализаторах, позволяющих использовать тепло реакции для частичного выпаривания раствора. Он получил наименование аппарата ИТН (использование тепла нейтрализации) (поз.3). Реакция нейтрализации: NH 3 (г) + HNO 3 (ж) = NH 4 NO 3 ( тв ) + Q (145,8 кДж) протекает с большей скоростью и сопровождается выделением большого количества тепла. В результате реакции образуется раствор АС и соковый пар. Химическое взаимодействие протекает с большой скоростью, но лимитируется массообменом и гидродинамическими условиями. Поэтому большое значение имеет интенсивность смешения реагентов, которая зависит от соотношения скоростей движения азотной кислоты (АК) и газообразного аммиака (ГА) в реакторе. Наиболее тесное соприкосновение реагентов достигается при условии, когда линейная скорость газа превышает скорость подачи кислоты в 15 раз. Тепловой эффект реакции зависит от температуры и концентрации реагентов. За счет теплового эффекта в процессе нейтрализации часть воды испаряется и раствор концентрируется.

Изображение слайда
5

Слайд 5

Конечная цель – получение твердого нитрата аммония, поэтому на стадии нейтрализации стремятся получить более концентрированные растворы NН 4 NО 3, чтобы в дальнейшем упростить и удешевить стадию выпаривания раствора до состояния безводного плава. С целью более полного выделения воды АК и ГА предварительно подогревают. При одинаковой концентрации АК с повышением температуры на 10  С концентрация раствора нитрата аммония повышается на 1 %. При подогревании аммиака увеличивается скорость его поступления в реакционную массу, улучшается перемешивание реагентов и ускоряется процесс нейтрализации, снижается возможность потери аммиака с отходящим соковым паром. Если концентрация АК не выше 50 % получаются растворы АС концентрацией 82 – 85 %. Если концентрация АК выше (58 – 60 %) получаются растворы АС концентрацией 89 – 95 %. Нейтрализация проводится на одном или двух параллельно работающих аппаратах ИТН при давлении близком к атмосферному ( Р изб от 0,02 до 0,08 кгс/см 2 ). Температура процесса от 148 до 165 о С. Получается 89 – 94 %- й раствор АС. На выходе из аппарата ИТН раствор имеет некоторый избыток АК (от 2 до 7 г/л). Это необходимо для полноты поглощения ГА в реакционной зоне.

Изображение слайда
6

Слайд 6: Аппаратурное оформление процесса Аппарат ИТН

Вертикальный, барботажный цилиндрический формы аппарат, изготовлен из кислотостойкой стали 03Х18Н11, 12Х18Н10Т и титана. Производительность аппарата 30 т/ч. 1 – реакционный стакан; 2 – барботер аммиака ( Ti) ; 3 – барботер азотной кислоты (Ti) ; 4 – диффузор; 5 – завихритель ; 6 – промыватель (сепарационная зона); 7 – колпачковые тарелки (4 шт ); 8 – сетчатый отбойник – брызгоуловитель

Изображение слайда
7

Слайд 7: Две зоны аппарата ИТН

Реакционная зона расположена в нижней части аппарата ИТН. Время пребывания реагентов в ней 0,5 – 1 с, раствор АС нагревается за счёт тепла реакции и вскипает, поднимаясь вверх. Верхняя часть реакционного стакана заканчивается диффузором, обеспечивающим постепенное нарастание скорости на выходе, предотвращая возникновение гидроударов больших масс парожидкостной смеси. Завихрители сообщают паро-жидкостной смеси вращательное движение. При испарении кипящего раствора образуется соковый пар, содержащий помимо паров воды аэрозоли АС аммиака, кислоты. Соковый пар поступает в сепарационную зону аппарата ИТН, состоящую из 4 тарелок и брызгоуловителя, где очищается от аэрозолей. На 1-ю и 2-ю тарелки насосом подаётся 25 %- й раствор АС, концентрация HNO 3 до 15 г/л. Раствор из промывных тарелок сливается в реакционную часть аппарата ИТН. Количеством подаваемого раствора АС регулируют температуру в реакционной зоне от 148 до 165 о С. На 3-ю и 4-ю тарелки насосом подаётся конденсат сокового пара. Полученный после промывки раствор сливается в ёмкость. После охлаждения соковый пар с температурой до 110 о С частично направляется в межтрубное пространство подогревателя АК (поз. 2), а основная часть в промывной скруббер (поз. 18) для очистки от аммиака и аэрозоля АС.

Изображение слайда
8

Слайд 8

Подогреватель азотной кислоты 1 – корпус; 2 – трубчатка; 3 – крышка.

Изображение слайда
9

Слайд 9

Подогреватели азотной кислоты и газообразного аммиака Характеристика Подогреватель АК Подогреватель ГА Конструкция Вертикальный кожухотрубчатый темплообменник Назначение подогрев АК от температуры, при которой она хранится на складе 20 – 40  С до температуры 80 – 90  С нагрев ГА до температуры 120 – 180  С Материал аппарата титан ВТ1-0 сталь 12Х18Н10Т Поверхность нагрева, м 2 102 226 Теплоноситель Соковый пар из аппарата ИТН Горячий паровой конденсат Р = 1,3 -1,4 МПа; Т = 197  С Габаритные размеры, мм диаметр 610, высота 6210 диаметр 820, высота 6996 Количество в агрегате АС-72 два подогревателя, по одному на каждый аппарат ИТН. один подогреватель

Изображение слайда
10

Слайд 10: Донейтрализация

Кислый раствор не должен попадать в выпарной аппарат (поз. 6). Раствор АС с температурой 148 – 165 о С направляется в донейтрализатор поз. 4. Туда же подаётся раствор АС с концентрацией от 88 до 94 % и температурой 148 – 155 о С из цеха по производству сложных удобрений. Донейтрализация избыточной кислотности (с 4 г/л до 2-1,5 г/л) проводится с помощью ГА. Не допускается понижение концентрации аммиака в полученном в растворе АС ниже 0,1 г/л. Раствор АС вводят в нижнюю часть донейтрализатора. По центральной трубе в нижнюю часть подается ГА. Нейтрализация происходит в реакционной вставке. При нейтрализации за счет выделяющегося тепла образуется соковый пар. Парожидкостная эмульсия через верхние отверстия из реакционной вставки выходит в сепарационную часть; соковый пар отводится через воздушник под тарелку аппарата ИТН; нейтрализованный раствор переливается через выводной штуцер. Один аппарат обеспечивает нейтрализацию более 60 м 3 /ч 88 – 92 % -го раствора АС. В контрольном донейтрализаторе поз. 5 нейтрализуются проскоки кислого раствора из аппарата 4. Также используют ГА. После аппарата 5 раствор АС имеет избыточную щёлочность до 0,5 г/л по аммиаку.

Изображение слайда
11

Слайд 11: 1 – барботер газообразного аммиака; 2 – перегородки; 3 – корпус; 4 – сливная труба; 5 – перелив; 6 – воздушник; 7 – обогревающий змеевик Высота – 6350 мм; диаметр – 800 мм. Объем 3,2 м 3 Материал стали: 03Х18Н11, 12Х18Н10Т

Донейтрализатор

Изображение слайда
12

Слайд 12

Упаривание Упаривание 89 – 94 % раствора АС до концентрации 99,8 % производится в выпарных аппаратах (ВА) поз.6 за счет тепла конденсации насыщенного пара давлением 0,02 МПа и температурой не более 209 °С. ВА имеет трубчатую часть, нижнюю часть и верхнюю сепарационную часть. Далее номера позиций по рисунку ВА. В межтрубное пространство трубчатой части ВА подаётся пар с Р до 18 кгс/см 2. Такой же пар подаётся в змеевики трёх концентрационных тарелок. В нижнюю часть ВА вентилятором подаётся атмосферный воздух, нагретый паром до 175 – 200 о С, в подогревателе воздуха (поз. 7). Воздух проходит через концентрационные тарелки 5 и поступает в трубки 4 трубчатой части. Горячий воздух в трубках контактирует с упариваемым раствором АС, который в виде плёнки «сползает» по трубкам 4 трубчатой части в нижнюю часть, где последовательно проходит концентрационные тарелки 5. На тарелках есть обогреваемые змеевики 6. Из раствора АС испаряется вода, и смесь воздуха с водяными парами (ПВС) поступает в сепарационную часть ВА. Там на двух ситчатых тарелках 2 ПВС очищается от аммиака и аэрозолей. Ситчатые тарелки орошаются паровым конденсатом. Затем ПВС идёт в промывочный скруббер (поз. 18 на ТС). Далее номера – по ТС.

Изображение слайда
13

Слайд 13

Выпарной комбинированный аппарат пленочного типа Давление в аппарате 0,02 МПа, Давление в межтрубном пространстве 1,6 МПа. Поверхность теплопередачи трубчатой части F = 710 м 2 ; Змеевиков 3х тарелок массообменной части – 75 м 2 ; Число трубок – 721, длина трубок – 6 м. Число тарелок массообменной части – 3; промывной части – 2. Температура в аппарате не более 209  С. Среда в аппарате – раствор АС, в межтрубном пространстве – водяной пар. Емкость аппарата 75,5 м 3. Диаметр греющей камеры 2800 мм. Высота греющей камеры 3000 мм. Высота аппарата 16000 мм. Материал: сталь 08Х22Н6Т, 12Х18Н10Т

Изображение слайда
14

Слайд 14: Гранулятор акустический леечного типа

Для получения АС высокого качества ее плав должен иметь концентрацию не менее 99,4 % и температуру 175 – 195 °С. При высокой температуре плав частично разлагается на аммиак и АК и выходит закисленный. Для нейтрализации аммиаком плав поступает в гидрозатвор-нейтрализатор 9, затем через фильтр 10, в накопительный бак 11 и оттуда насосом 12 – в грануляторы (одним, двумя или тремя потоками). Предназначен для равномерного разбрызгивания плава АС по заданной площади сечения грануляционной башни. Производительность 15 – 30 т/ч. Рабочая температура 185 °С, зона орошения 3 – 5 метров.

Изображение слайда
15

Слайд 15: Грануляционная башня

1 – потолок башни; 2 – воздуховод к промывному скрубберу; 3 – фартук; 4 – опорная лапа; 5 – растяжка; 6 – корпус; 7 – окна для ввода воздуха; 8 – конус; 9 – лента из термостойкой резины; 10 – выгрузочная щель. Высота башни – 69 м. Габариты потолка 16 х 11 м, материал 08Х22Н6Т. Корпус башни 11 х 8 м, Материал 08Х17Т.

Изображение слайда
16

Слайд 16: Промывной скруббер

1 – блок скруббера; 2 – ситчатая тарелка; 3 – брызгоулавливающие устройства; 4 – штуцер для ввода раствора селитры; 5 – воздуховод с заслонкой; 6 –смотровое окно. Материал: сталь 08Х22Н6Т. Габариты блока – 13,8х2,7х12,5 м (состоит из 3-х секций)

Изображение слайда
17

Слайд 17

Кондиционирующие добавки, водимые в раствор АС до его кристаллизации Нитрат магния, получаемый растворением магнезита в АК; Нитраты кальция и магния, получаемые разложением доломита; Сульфат аммония или эквивалентные количества серной кислоты; Смеси фосфорной и серной кислот (или их аммонийных солей); Смеси борной кислоты, диаммонийфосфата и сульфата аммония; Растворы апатита; Добавки твердых нерастворимых веществ (глины, талька, вермикулита и др.) Механизм действия добавок различен. Нитрат магния способствует связыванию свободной воды плава вследствие образования кристаллогидрата Mg(NO 3 ) 2 ·6H 2 O. Он замедляет переход модификации II в III и обеспечивает метастабильный переход II в IV, что увеличивает прочность гранул. Введение в плав нерастворимых веществ приводит к образованию гранул с мелкокристаллической структурой, повышенными плотностью и прочностью.

Изображение слайда
18

Слайд 18: Основные параметры производства аммиачной селитры при атмосферном давлении Производительность агрегата АС-72 до 1575 т/сутки

Стадия нейтрализации Концентрация HNO 3 58 % Температура HNO 3 60-85 0 С Температура аммиака 180-195 0 С Температура в аппарате ИТН 148-165 0 С Избыточная кислотность в аппарате ИТН 2-5 г/л Концентрация NH 4 NO 3 8 9 -9 1 % Стадия нейтрализации (Р-4, Р-4А) Избыточная щелочность ( NH 3 ) 0,1-0,5 г/л Стадия получения плава Температура плава в аппарате 175-195 0 С Концентрация NH 4 NO 3 не менее 99,4 % Остаточная влажность плава не более 0,2 % Стадия нейтрализации (Р-13) Избыточная щелочность ( NH 3 ) 0,08-0,35 г/л Стадия охлаждения гранул аммиачной селитры Температура гранул не более 55 0 С Влажность гранул не более 0,3 %

Изображение слайда
19

Слайд 19

Изображение слайда
20

Слайд 20

Изображение слайда
21

Слайд 21

Безопасность производства и обращения аммиачной селитры

Изображение слайда
22

Слайд 22

Изображение слайда
23

Слайд 23: Зависимость энтальпии раствора от числа моль Н 2 О на моль HNO 3 и концентрации HNO 3

nH 2 O Концентрация HNO 3, % ΔH, ккал/ моль HNO 3 1 77,8 -44,538 2 63,6 -46,204 3 53,8 -47,212 4 46,6 -47,852 Зависимость энтальпии раствора амселитры от числа моль Н 2 О на моль NH 4 NO 3 и концентрации NH 4 NO 3 nH 2 O Концентрация NH 4 NO 3, % ΔH, ккал / моль NH 4 NO 3, 0 100 -87,27 3 60,1 -83,3 4 52,6 -83,2 5 47,1 -83,03 6 43,5 -82,9 7 38,8 -82,8 10 30,8 -82,46

Изображение слайда
24

Последний слайд презентации: Лекция 2.2 Производство аммиачной селитры под атмосферным давлением (4 часа)

Изображение слайда