В промышленности широко применяется только метод получения аммиачной селитры из синтетического аммиака и разбавленной азотной  кислоты.  Метод получения аммиачной селитры из  аммиака  коксового  газа  и  разбавленной азотной кислоты перестали применять как экономически невыгодный.

Технология производства аммиачной селитры включает в себя нейтрализацию азотной кислоты газообразным аммиаком с использованием теплоты реакции (145 кДж/моль) для упаривания раствора селитры. После образования раствора, обычно с концентрацией 83 %, лишняя вода выпаривается до состояния расплава, в котором содержание нитрата аммония составляет 95 — 99,5 % в зависимости от сорта готового продукта. Для использования в качестве удобрения расплав гранулируется в распылительных аппаратах, сушится, охлаждается и покрывается составами для предотвращения слёживания. Цвет гранул варьируется от белого до бесцветного. Нитрат аммония для применения в химии обычно обезвоживается, так как он очень гигроскопичен и процентное количество воды в нем (ω(H2O)) получить практически невозможно.

На современных заводах, производящих практически неслеживающуюся аммиачную селитру, горячие гранулы, содержащие 0,4 % влаги и менее, охлаждаются в аппаратах с кипящим слоем. Охлажденные гранулы поступают на упаковку в полиэтиленовые или пятислойные бумажные битумированные мешки. Для придания гранулам большей прочности, обеспечивающей возможность бестарных перевозок, и сохранения стабильности кристаллической модификации при более длительном сроке хранения в аммиачную селитру вносят такие добавки, как магнезит, полуводный сульфат кальция, продукты разложении сульфатного сырья азотной кислотой и другие (обычно не более 0,5% по массе).

 В производстве аммиачной селитры используют азотную кислоту с концентрацией более 45% (45-58%), содержание окислов азота не должно превышать 0,1%. В производстве аммиачной селитры могут быть использованы также отходы аммиачного производства, например аммиачная вода и танковые и продувочные газы, отводимые из хранилищ жидкого аммиака и получаемые при продувках систем синтеза аммиака. Кроме того, в производстве аммиачной селитры используются также газы дистилляции с производства карбамида.

 При рациональном использовании выделяющегося тепла нейтрализации можно получить за счет испарения воды концентрированные растворы и даже плав аммиачной селитры. В соответствии с этим различают схемы с получением раствора аммиачной селитры с последующим выпариванием его (многостадийный процесс) и с получением плава (одностадийный или безупарочный процесс).

Возможны следующие принципиально различные схемы получения аммиачной селитры с использованием тепла нейтрализации:
- установки, работающие при атмосферном давлении (избыточное давление сокового пара 0,15-0,2 ат);
- установки с вакуум-испарителем;
- установки, работающие под давлением, с однократным использованием тепла сокового пара;
- установки, работающие под давлением, с двукратным использованием тепла сокового пара (получение концентрированного плава).

В промышленной практике нашли широкое применение как наиболее эффективные установки, работающие при атмосферном давлении, с использованием тепла нейтрализации и частично установки с вакуум-испарителем.

Получение аммиачной селитры по этому методу состоит из следующих основных стадий:
1. получение раствора аммиачной селитры нейтрализацией азотной кислоты аммиаком;
2. выпаривание раствора аммиачной селитры до состояния плава;
3. кристаллизация соли из плава;
4. сушка и охлаждение соли;
5. упаковка.

Процесс нейтрализации осуществляют в нейтрализаторе, позволяющем использовать тепло реакции для частичного выпаривания раствора – ИТН. Он предназначен для получения  раствора  аммиачной  селитры    путём нейтрализации 58 – 60 % азотной  кислоты  газообразным  аммиаком  с    использованием тепла реакции для частичного выпаривания воды из  раствора    под атмосферным давлением по реакции:

                         NH₃ + HNO₃ = NH₄NO₃ + Q_ккал

Безопасность процесса нейтрализации  обеспечивается  автоматическими  блокировками, прекращающими подачу сырья в аппараты  ИТН  при  нарушениях    соотношения расходов азотной кислоты  и  газообразного  аммиака  или  при    росте температуры в реакционной зоне выше 180 0С; в  последнем  случае  в    ИТН автоматически подаётся конденсат водяного пара.

Подогреватель азотной кислоты предназначен для подогрева 58 –  60 %   азотной кислоты от температуры, при которой он  хранится  на  складе,  до    температуры 80 – 90 0С за счёт тепла сокового пара из аппарата ИТН. одогреватель газообразного аммиака предназначен для нагрева аммиака   до 120 – 180 С. Донейтрализатор предназначен для донейтрализации аммиаком избыточной кислотности  раствора  аммиачной  селитры,  непрерывно  поступающего   из   аппарата ИТН, и вводимых в качестве добавки серной и фосфорной кислот. Высококонцентрированный плав получают в выпарном аппарате в  одну ступень под атмосферным давлением. Промывное и фильтрующее оборудование необходимо для отмывки  пыли   аммиачной  селитры,  уносимой  воздухом  из  башни,  аэрозольных   частиц   аммиачной селитры из паро-воздушной смеси выпарного аппарата, воздуха  из   башен, сокового пара из аппаратов ИТН, а также аммиака из этих потоков.

Грануляционная башня она состоит из трёх частей: верхняя часть  –  с   потолком  и  переходником  к  промывному  скрубберу;  средняя   часть   –   собственно корпус; нижняя часть – с приёмным конусом. Продукт выгружается на реверсивный конвейер через прямоугольную щель в нижнем корпусе. Аппарат для  охлаждения  гранул  в  кипящем  слое  предназначен  для   охлаждения гранул выходящих из грануляционной башни от 110 – 120 до 40  –   45 ⁰С.

Под псевдоожижением  понимается  процесс  перехода  слоя  зернистого    материала в «текучее» состояние под действием потока ожижающего агента  –    воздуха. Если под слой гранул с определённой скоростью  подавать  воздух,    гранулы начинают интенсивно перемещаться относительно друг друга  и  слой    их намного увеличивается в объеме. По  достижении  определённой  скорости    наиболее мелкие гранулы начинают покидать границы слоя и уносятся потоком    воздуха. Такое явление происходит, если давление потока воздуха превышает    силу тяжести гранул. Сопротивление слоя материалов почти  не  зависит  от    скорости газа и равно весу материала, приходящегося на единицу площади. Кипящий  слой  гранул  приобретает  свойства,   присущие   капельной жидкости. Температура всего объёма кипящего  слоя  гранул,  как  и  любой   кипящей жидкости, практически одинакова.      

 Современные крупнотоннажные агрегаты  химических  производств  имеют    ряд специфических особенностей, которые следует учитывать при  разработке    систем автоматизации таких объектов:
 - последовательная  технологическая  структура  с  жёсткими  связями  между    отдельными стадиями процесса при отсутствии промежуточных ёмкостей;
 - большая производительность отдельных аппаратов,  рассчитанная  на  полную
   мощность агрегата;
 - территориальная рассредоточенность рабочих мест аппаратчиков.

Большая  мощность  и  последовательная  структура  агрегата   задают    повышенные требования к надёжности контроля, регулирования и защиты,  так    как выход  из  строя  отдельного  элемента  зачастую  приводит  к  полной    остановке агрегата и, как следствие,  к  большим  экономическим  потерям.

Подробнее с текущей ситуацией и прогнозом развития российского рынка минеральных удобрений можно познакомиться в отчете Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков «Рынок минеральных удобрений в России ».

Академия Конъюнктуры Промышленных Рынков
Тел.: (495) 918-13-12, (495) 911-58-70
E-mail: mail@akpr.ru
WWW: www.akpr.ru