Производство аммиачной селитры

Ионный обмен происходит в эквивалентных отношениях и  в большинстве случаев является обратимым. Количество катионов или  анионов, поглощенных ионитом из пропущенного через него раствора до установления равновесия, характеризует обменную способность ионита в статических условиях.

Обменная способность  ионита зависит от многих факторов: химического состава, чистоты растворов, скорости их пропускания, рН среды, полноты регенерации и т. д.

В последние годы созданы иониты, которые способны поглощать даже 5—8 мг-экв иона на 1 г сухого ионита.

Извлечение ионов из растворов осуществляют, пропуская последние через фильтры с зернами ионитов, имеющих размеры 2— 0,3 мм и влажность 45—50%. Для очистки конденсатов соковых паров ионитные фильтры часто соединяют последовательно: два с катионитом и два с анионитом.

Фильтр — цилиндрический аппарат со сферическим днищем и крышкой; он выполняется из двухслойной стали или углеродистой стали, покрытой изнутри несколькими слоями антикоррозионного материала, например, полиизобутиленом. Размеры фильтров: диаметр 2000—2500 мм, высота 2000—4800 мм.

В фильтрах располагаются  распределительные устройства в виде труб с колпачками или прорезями. Последние служат для равномерной подачи конденсатов и растворов в фильтр, для взрыхления ионитов при регенерации и предотвращения их уноса потоками жидкости.

При очистке конденсатов  от NH₃ и NН₄NО₃ с помощью КУ-2 (рабочая емкость по иону аммония 1100 мг-экв/л) и анионита марки АН-2Ф или АН-31 (рабочая емкость 700—800 мг-экв/л) протекающие процессы обмена ионами можно изобразить следующим образом:

Катионирование (Кат.) Н + NН₄NО₃ ↔(Кат.) NН₄ + НNO₃

(Кат.) Н + NН₄ОН ↔ (Кат.) NН₄ + Н₂O

(Кат.) NН₄+ НNO₃ ↔ [регенерация] (Кат.) Н + NН₄NО₃

  Анионирование (Аи.) ОН + НNO₃↔ (Ан.) NO₃ + Н₂O

(Ан.) NО₃ + NН₄ОН ↔ [регенерация] (Ан.) ОН + NН₄NО₃

Вначале конденсаты соковых  паров очищаются на фильтрах с  катионитом, а затем .на фильтрах с анионитом. После этого фильтры обоих типов подвергают регенерации, которая состоит из следующих операций: в течение 15 мин иониты взрыхляют потоком промывной воды, подаваемой в фильтр снизу вверх, опускают промывные воды для предотвращения разбавления регенератора, подают в фильтр регенерационные растворы в течение примерно 1 ч, спускают их и далее отмывают катионит чистым конденсатом.

Процесс фильтрования продолжают до истощения емкости катионита, что определяется проскоком иона аммония (1 мг/л), и истощения емкости анионита (до 2 мг/л аниона NН₃).

Для восстановления обменной способности Н-катионитового фильтра применяют 15—20%-ный раствор азотной кислоты, а фильтра с анионитом — 10%-ный раствор аммиачной воды.

Растворы, получаемые при регенерации ионитов, перерабатывают в производстве аммиачной селитры по общепринятой схеме.

Эти растворы содержат примерно 30—65 г/л селитры  и 40—80 г/л азотной кислоты.

При использовании  конденсатов соковых паров в  азотнокислотном производстве их направляют туда сразу после катионирования (минуя анионитные фильтры).

Заключение

 

В своей курсовой работе я изучила производство аммиачной селитры методом нейтрализации. Я провела анализ физико-химических свойств аммиачной селитры и определила наиболее эффективные методы производства данного продукта.

Также я произвела расчет материального и энергетического балансов процесса нейтрализации аммиачной селитры. Производство методом нейтрализации, на мой взгляд, является самым эффективным и экономически выгодным. Основным достоинством метода является то, что выход продукта близок к теоретическому.

Я определила основные методы утилизации и обезвреживания отходов, с помощью которых производство становится еще более выгодным и  экологически более чистым.

 

Список использованных источников

1 Производство аммиачной  селитры/М.А. Миннович – М.: «Химия», 1974, 240с.

2 Справочник химика-Кн.2.-М.:Химия, 1987, 464 с.

3 Технология аммиачной селитры/Под ред. В.М. Олевского -М.: Химия, 1978,311с.

4 Общая химическая технология/Под ред. И.П. Мухленова-М.: Высш. Школа, 1984, 288 с.

5 Общая химическая технология. Примеры материальных и тепловых балансов. Учебное пособие. Л., СЗПИ, 1969г, 256 с.

6 Расчеты химико-технологических  процессов. Под ред. И. П.  Мухленова. Л., «Химия», 1976 – 299 с.

7 Краткий справочник  физико-химических величин. Изд., 8-е, перераб./Под ред. А. А. Равделя и А. М. Пономаревой – Л.: «Химия», 1983. 232с.

8. Автоматизация производственных  процессов в химической промышленности / Голубятников В.А., Шувалов В.В.  – М.: «Химия», 1985, 352 с.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Справка о патентно-технических  исследованиях 

дипломной (курсовой) работы

 

Название дипломной (курсовой) работы:_Производство аммиачной селитры  

Предмет поиска  Производство аммиачной селитры       

Автор дипломной (курсовой) работы (Ф.И.О.) _Сильченко Виктория Александровна   

 

Страна выдачи охранного документа (по стандартам ВОИС)	Индекс МПК	Источники информации	Глубина поиска	Номер охранного  документа (аналоги)
RU             RU	C01C1/18            C05G1/08	Описания к авторским  свидетельствам и патентам	2000-2012г                 2000-2012г	2401247           2252206

 

Поиск осуществлен по патентному фонду Тверского государственного технического университета и открытой базе данных Интернет

 

Поиск осуществил______Сильченко Виктория Александровна     

Полноту и достоверность приведенных  сведений удостоверяю

Государственный патентный эксперт ТГТУ________________________________________Е.И.Ханькевич