O’zbekiston respublikasi oliy va o’rta maхsus

9.4. Kam energiya sarflash orqali ammoniy nitrat olish.

Ma’lum bo‘lgan barcha turdagi sxemalar bo‘yicha ammiakli selitra olishda nitrat kislotasini xattoki bosim ostida ammiak bilan neytrallanganda ham 95% dan yuqori bo‘lmagan konsentratsiyali ammoniy nitrat eritmalari hosil qilinadi. Eritmani suyuqlanma hosil qilinguncha bug‘latish uchun anchagina miqdorda qo‘shimcha issiqlik sarflanishiga to‘g‘ri keladi.

(«Endjiniring») firmasi tomonidan yaratilgan yangi ammiakli selitra ishlab chiqarishning «AN-2E» jarayonida bosim ostidagi neytrallash orqali bu kamchilik bartaraf etilgan. Neytrallanish 180°S xaroratda o‘tkaziladi, bu neytrallagichda bosimning 0,4 va 0,8 MPa orasida (jarayonda ishlatiladigan nitrat kislota konsentratsiyasiga bog‘liq xolda) o‘zgarishi orqali ta’minlanadi. SHunday qilib, faqatgina reaksiya issiqligidan foydalanish xisobiga ammoniy nitrat eritmasining konsentratsiyasini 99,7% gacha oshirish imkoniyati yaratiladi. Bu issiqlik bug‘latish jixozining issiqlik almashtirgichiga — neytrallagichdan olinadigan va unga nisbatan past haroratda issiqlik almashtirgichdan qaytariladigan sirkulyasiyali suyuqlik oqimi orqali uzatiladi. Bunday sirkulyasiya neytrallagichdagi eritma xaroratini boshqarish imkoniyatini yaratadi. Bu usulning afzalligi texnologik jarayonda tozalanmagan bug‘ hosil bo‘lishi kuzatilmaydi.
Ammiakli selitra ishlab chiqarish turli jarayonlarida reaksiya issiqligi bug‘ hosil qilish uchun ishlatiladi. Atmosfera bosimiga yakin bosim ostida (0,12 MPa) va 135°S xaroratda neytrallanishda 85% konsentratsiyali eritma hosil kilinadi; 180-185°C xaroratda yuqori bosim [-0,4 MPa ostida 75-77% li, 180°C xaroratda 0,4-0,8MPa bosim ostida («AN-2E» usuli bo‘yicha) esa 65% li eritmalar olinadi. YUqorida konsentratsiyalari keltirilgan eritmalar — neytrallagichga -60% konsentratsiyali nitrat kislota berilishiga muvofiq keladi.
«AN-2E» jarayonida neytrallagichdagi xaroratni va shu xarorat bilan reaksiya xarorati orasidagi farqni o‘zgartirish, shuningdek bug‘latish bo‘limidagi vakuumni o‘zgartirish orqali turlicha belgilangan konsentratsiyali ammiakli selitra eritmalarini hosil qilish mumkin. Jarayon shunday boshqariladiki, bunda neytrallagichdagi bosim doimo ayni xaroratdagi eritma kaynash bosimidan yuqorida ushlab turiladi. Bu xolda texnologik bug‘ hosil bo‘lmaydi va odatdagi texnologik sxemalarda ammiakli selitra tomchilarini tutib qolishi uchun va kondensatni texnologik bug‘dan tozalash uchun qo‘llaniladigan qurilmalar talab etilmaydi. Neytrallanish jarayonida azotning yo‘qotilishi nixoyatda oz darajada bo‘ladi.
Jarayonining soddalashtirilgan texnologik sxemasi tasvirlangan. Neytrallagichdan bug‘latish bo‘limiga issiqlikni tashuvchi ammiakli selitra oqimining sirkulyasiyasi jarayonning asosi xisoblanadi. Issiqlik almashtirgichdan so‘ng eritma neytrallagichga qaytariladi. Eritmaning sirkulyasiyasi nasos yordamida amalga oshiriladi. Bug‘latish bo‘limiga selitra eritmasi oqimining kritilishidan oldin bosim ostidagi eritma redutsirlanadi (ya’ni, suyuqlik ustidagi bosim pasaytiriladi), bu esa uning xaroratining pasayishiga olib keladi. Eritmaning bug‘latish xaroratini pasaytirish uchun esa standart vakuum qurilmalari ishlatiladi.
Neytrallagich vertikal ko‘rinishdagi idish bo‘lib, yuqori bosim ostida ishlashga mo‘ljallangan, jixozning ichida tik qiyalikda quvur joylashtirilgan, u orqali eritma bug‘latish jixoziga konsentrlash uchun yuboriladi.
Neytrallagich quvvati unga beriladigan ammiak miqdori bilan aniqlanadi, ammiak miqdori esa kiritiladigan kislota miqdoriga muvofiq kelishi kerak. Kislotaning ozgina miqdori reaktorning pastki qismidan olinadigan eritma oqimiga Eritmaning rN qiymatini belgilangan darajada ushlab turilishi uchun qo‘shiladi.
Nitrat kislota konsentratsiyasi o‘zgargandagi neytrallash jarayonini to‘g‘ri boshqarilishi kislota berish yo‘nalishda joylashtirilgan, sezgir element biriktirilgan maxsus xisoblash qurilmasi yordamida amalga oshiriladi.
Atmosferaga Nitrat kislota

55% konsentratsiyali nitrat kislota qizdirgich 1 ga va so‘ngra Neytrallagich 2 ga tushadi, unga bug‘latgich 4 da bug‘lanadigan gaz xolatdagi ammiak ham beriladi.

Sxemada atmosfera bosimida ishlaydigan neytrallagich ko‘rsatilgan, undan ammoniy nitrat eritmasi vakuum ostida ishlaydigan bug‘latgich 5 ga uzatiladi. Bug‘latgichdagi vakuum kondensator 7 da texnologik bug‘ni suv bilan kondensatlanishi natijasida hosil kilinadi. Bug‘latgichdan chiqadigan ammoniy nitratning bir qismi bug‘latgich va reaktor o‘rtasida sirkulyasiyalanadi. Bug‘latgich 5 dan chiqadigan texnologik bug‘ separator 6 dan so‘ng nitrat kislotani qizdirish uchun qizdirgich 1 da va suyuq ammiakni bug‘latish uchun bug‘latgich 4 da qisman ishlatiladi. Bug‘latgichda hosil qilingan ammoniy nitrat eritmasi qayta neytrallagich 8 ga tushadi, u erda ammiak gazi bilan -88% konsentratsiyagacha qayta neytrallanadi va bug‘latuvchi jixoz 9 ga uzatiladi, u erda 95% li konsentratsiyagacha bug‘latiladi. Bug‘latilgan eritma qayta bug‘latish jixoziga beriladi. Hosil qilingan 99,5% li suyuqlanma donadorlash minorasida statik donadorlagichlar yordamida tomchilatiladi (rasmda ko‘rsatilmagan). Elash va sovutish bosqichlaridan o‘tgan mahsulot tarkibida 34,5% azot va 0,4% namlik bo‘ladi. Donachalarning o‘lchami 1-4 mm orasida bo‘ladi. Stabillovchi qo‘shimchalar qo‘shish nazarda tutilgan.
Lozim topilganda 95% li eritmani (qo‘shimcha bug‘latishsiz) donadorlash minorasiga to‘g‘ridan-to‘g‘ri uzatish orqali g‘ovak selitra olinadi. G‘ovak donachali mahsulotni maxsus qurilmalarda quritish natijasida undagi qolgan namlik yo‘qotilishi mumkin.
YUqorida keltirilgan donadorlangan ammiakli selitra ishlab chiqarishning texnologik sxemasi ko‘p jixatdan ishlab chiqarishda qo‘llanilayotgan boshqa sxemalarga o‘xshab ketadi. «Nuago» («Norsk-Gidro») firmasi tomonidan yaratilgan yirik donachalar (7-11 mm li) olish bilan tarelkali (likopchali) donadorlagich ishlatish orqali 99,5% li suyuqlanmadan changlanmaydigan donador ammiakli (yoki oxakli-ammiakli) selitralar olishning original yuqori xaroratli usuli ham mavjuddir. Jarayonning texnologik sxemasi 12-rasmda ko‘rsatilgan.
«Norsk-Gidro» firmasi quvvati 400 t/sutka bo‘lgan tarelkali donadorlash qurilmasiga egadir. Eng yirik qurilmani (600 t/so‘tkar Gretsiyada «NNBE» firmasi qo‘rgan. «Soshrashe Rgansa» fransuz firmasi uzining korxonalaridan biridagi eski donadorlash minoralari o‘rniga quvvati 800 t/sutka bo‘lgan «Norsk-Gidro» firmasining sxemasini tanlagan.

9.9-rasm. «Norsk-Gidro» firmasi usuli bo‘yicha tarelkali donadorlagichdan foydalanib donadorlangan ammiakli va oxak-ammiakli tarelkalar texnologik sxemasi:

1-dastur bunkeri; 2-ta’minlagich; 3-tarelkali donadorlagich; 4-baraban; 5-sovutgich; 6-elak; 7-tegirmon; 8-kukunlashtiruvchi barabanlar; 9-skrubber; 10-separator.

«Nuklo» qo‘shimchali donadorlangan ammiakli selitra olish (AQSH). Bu usulning asosiy xususiyati juda mayda maydalangan (0,04 mm) bentonit tuproqlaridan iborat kukunsimon maxsus «Nuklo» qo‘shimchasi ishlatish xisoblanadi. Qo‘shimcha 99,85% li ammiakli selitraga uni donadorlash minorasiga kiritishdan oldin qo‘shiladi. Ayrim xollarda qo‘shimchani bug‘latish jixoziga kiritishdan oldin 95% li eritmaga qo‘shiladi va uni 0,1-0,2% namlikkacha bug‘latiladi.

«Nuklo» qo‘shimchasi siklik qizdirish va sovutishda donachalar buzilishini kamaytiradi, shuningdek donachalar mustaxkamligini oshiradi va uni saqlashdagi yopishqoqligini kamaytiradi.
«Nuklo» qo‘shimchali donadorlangan ammiakli selitra ishlab chiqarish uchun qurilmaning prinsipial sxemasi 2.13-rasmda tasvirlangan.
Gaz xolatdagi ammiak (165°C) neytrallagich 5 ga beriladi, u erga shuningdek ~38°C xaroratdagi 57% li nitrat kislota ham kelib tushadi. Neytrallagichdan 83% li ammiakli selitra eritmasi buferli bak 6 orqali nasos 7 bilan bug‘latish jixozi 3 ga uzatiladi va u erga suyuqlik quvur ichki devori bo‘yicha sizib chiqadigan yupqa plenka xolatda oqib tushadi. Bug‘latish jixozining ostki qismidan qizdirgich 1 da 180°C xaroratgacha bug‘ bilan qizdirilgan xavo beriladi. Xavo sarfi (-270 m /t selitra uchun) 6770 m^z/s ni tashkil etadi. Bug‘latilgan suyuqlanma (99,85% P4]20;) aralashtirgichli bak 8 ga beriladi, u erga avtomatik suratda (yuklamaga bog‘liq xolda) bunker 4 dan 2% gacha «Nuklo» qo‘shimchasi beriladi. Ammiakli selitra suyuqlanmasi aralashtirgich-bak 8 dan botirma nasos 9 bilan donadorlash minorasi 10 ning to‘ldirgich ishdishiga uzatiladi, undan suyuqlanma 190°C xaroratda donadorlash tizimiga tushadi (rasmda tasvirlanmagan). Donadorlash tizimi o‘nta qollektordan iborat bo‘ladi. Ularning xar biriga 9 ta dan sepib beradigan qurilma joylashtirilgan.
Atmosferaga «Nuklo» qo‘shimachasi -Z22ins

9.10-rasm. «Nuklo» qo‘shimchali donadorlangan ammiakli selitra ishlab chiqarish uchun prinsipial sxemasi:

1-qizdirgich; 2 -ventilyatorlar; 3-bug‘latuvchi jixoz; 4-bunker; 5-neytrallagich; 6- bak; 7-nasos; 8 -bak-aralashtirgich; 9-botirma nasos; donadorlash minorasi; 11,19-sinklonlar; 12-sovituvchi baraban; 13-suvli bak; 14-elak; 15-distilyatorlar; 10 - yirtgich; 17 — transportyor; 18 — bunker; 20 — kukunlash uchun baraban; 21 - aspirator.

Donadorlash minorasida suyuqlanma tomchilari (donachalarr 26 m balandlikdan tushadi. Minora alyuminiydan yasalgan va metall kaskadga maxkamlangam bo‘ladi. Minora orqali 470 m²/s xavo uning yuqori qismidagi to‘rtta ventilyator orqali surilib, atmosferaga chiqib ketadi. 1 tonna mahsulot ishlab chiqarish xisobida -2,3 kg mahsulot havo bilan yo‘kotiladi.

Qaynoq (120°C) donachalar minoraning ostki qismidan tebranuvchi transportyorlar yordamida sovutish barabani 12 ga uzatiladi, u orqali sovituvchi xavo o‘tkaziladi. Sovutgichdan chiqadigan donachalarning xarorati ~45°C bo‘ladi. Sovutgichdan chiqadigan xavo esa siklon 11 da changdan tozalangach, atmosferaga chiqarib yuboriladi. Siklonda yig‘ilgan chang bak 13 da suv bilan eritiladi va eritma siklga qaytariladi.

9.5.Ammoniy sulfat ishlab chiqdrishning fizik-kimyoviy asoslari

Ammoniy sulfat (NH₄)₂SO₄ - rangsiz kristall modda (zichligi 1769 kg/m³) bo‘lib, uning tarkibida 21,21% azot bo‘ladi. 350⁰C dan yuqori xaroratda qizdirilganda ammiak va sulfat kislotaga parchalanadi. 100°C da nordon tuz hosil qilish bilan dissotsiyalanish boshlanadi; (NH₄)₂SO₄ ustidagi NH₃ ning bosimi 205°C xaroratda 0,067 kPa ni, 300°C da 6,772 kPa ni tashkil etadi. Ammoniy sulfat suvda yaxshi eriydi. U kristalloridratlar hosil qilmaydi va uning eruvchanligi xarorat ortishi bilan sezilarli o‘zgarmaydi. Ammoniy sulfat gigroskopikligi va yopishqoqligi kam bo‘lgan o‘g‘it xisoblanib, uni ishlatishda qiyinchilik tug‘dirmaydi. Kamchiligi —o‘g‘itning tarkibida azot miqdorining ozligi va fiziologik kislotaliligining yuqoriligidadir. Uning qo‘llanilishi natijasida tuproqda sulfat kislotasining to‘planishi tufayli uni neytrallash uchun davriy ravishda oxaklash zarurati kelib chiqadi.

Sanoatda ammoniy sulfat ishlab chiqarish usulining asosini sulfat kislotasini ammiak bilan neytrallash tashkil etadi. Bu maqsadda tosh ko‘mirni kokslash jarayonida hosil bo‘ladigan gazlar aralashmasidan ajratib olingan ammiak gazi ishlatiladi. Koks gazini ammiak (va shu bilan bir vaqtda piridin asoslari) dan tozalash jarayoni ammoniy sulfat ishlab chiqarish bilan bog‘langan. Sintetik ammiakdan esa boshqa turdagi yuqori konsentratsiyali azotli o‘g‘itlar: ammiakli selitra, karbamid ishlab chiqarishda foydalaniladi. CHet ellarda, qisman ammoniy sulfat, gipsni ammoniy karbonat eritmasi bilan qayta ishlash natijasida konversiyalab ishlab chiqariladi. Bundan tashqari kaprolaktam ishlab chiqarish jarayonida hosil bo‘ladigan oqava suvlardan ham ammoniy sulfat ishlab chiqarish usullari ham mavjuddir.
Ammoniy sulfat donadorlangan yoki kristall xolatda ishlab chiqariladi va belgilangan Davlat standartlari talablariga javob berishi lozim (8.1 — jadval). Ammoniy sulfat qog‘oz yoki polietilen qoplarda yoki vagonlarda tashiladi.
9.1 — jadval

Ko‘rsatkichlari	Oliy na v	1-nav
Azot (quruq modda xisobidan, kam emas	21	21
Suv, ko‘p emas: -donadorlangan mahsulotda -kristall mahsulotda	0,6 0,2	0,3 -
Sulfat kislota, ko‘p emas: -donadorlangan mahsulotda -kristall mahsulotda	0,5 0,03	0,05 -
Disiersligi, ko‘p emas: -donadorlangan (1-4 mm) -kristall (+0,5 mm)	90 60	belgilanmagan

Sulfat kislotasini gaz xolatidagi ammiak bilan neytrallash quyidagi reaksiyaga asoslangan:
2NN₃ (g) + H₂SO₄ (s) = (NN₄)₂SO₄ (q.) + 274 kj
Bunda ko‘p miqdordagi issiqlik ajralib chiqadi. Hosil bo‘lgan issiqlik (saturator jarayonidagi) va tashqaridan gazlar bilan kiradigan issiqlik (saturatorsiz jarayonidagi) birgalikda sistemadagi suvni bug‘lanishiga sarf bo‘ladi va eritmaning to‘yinishi xisobiga kristall xolatdagi mahsulot hosil bo‘ladi. Qaynoq xoldagi reaksiyada o‘rta tuz eritmasidan mahsulotni kristallantirishni taminlashi muxim ahamiyatga ega. Sulfat kislotasidagi qo‘shimchalar, ayniqsa, temir va alyuminiy sulfatlari ammoniy sulfatning kristallanishin qiynlashtiradi. Kislotani neytrallash paytida qolloid xolatda temir va alyuminiy gidroksidlari cho‘kadi:

(Fe, A1)₂ (SO₄)₃ + 6NH₃ + H₂O = 2(Fe, A1) (OH)₃+ 3(NH₄)₂SO₄

Bunda ammoniy sulfat kristallarining usishi qiyinlashadi. SHu maksadda neytrallash jarayonini davriy reaktorlarda bosqichli o‘tkazish maqsa dga muvofiqdir.