Ammiakli selitra ishlab chiqarishning fizik-kimyoviy asoslari
Ammoniy nitrat (NH
4
)
2
N0
3
ni ammiakli selitra deb ham yuritiladi. Ma’lumki,
ammoniy nitrat — ammiak va nitrat kislotasining о‘zaro ta’sirlashuv jarayonida
hosil bо‘ladi. Shuning uchun avvalo nitrat kislota hosil bо‘lish jarayoni bilan
tanishishimiz zarur. Azotning vodorod bilan ta’siri natijasida ammiak sintez
qilinadi:
N
2
+ZN
2
2NNz
Ammiak sintezi issiqlik effekti, harorat va bosimga bog‘liq, bо‘ladi.
Odatda past bosimli (10-15 MPa), о‘rta bosimli (25-MPa) va yuqori bosimli
(60-100 MPa) jarayonlar ma’lum. Harorat esa 400-500°C oralig‘ida bо‘ladi. Bu
jarayon katalizatorsiz juda sust kechadi.Amaliy ishlab chiqarishda о‘rta bosimli
jarayon temir katalizator (promotorlari: A1
2
O
3
, K
2
O va SaO) lar ishtirokida olib
boriladi. Kontakt jixozidan chiqayotgan gaz tarkibida 14-20% ammiak bо‘ladi. U
sovutilishi natijasida ammiak kondensatsiyalanadi, azot-vodorodli aralashma siklga
qaytariladi. Xozirgi vaqtda quvvati 150 dan 1500 t/kunli sintez qolonnalari
ishlatilmoqda.
Nitrat kislotasi esa ammiakning oksidlanishi natijasida hosil bо‘ladi. Bu
jarayon azotning oksidlanish darajasi о‘zgarishi bilan sodir bо‘ladi:
Sanoat korxonalarida suyultirilgan nitrat kislota olinadi. Bunda quyidagi
jarayonlar sodir bо‘ladi:
1. Ammiakning azot oksidigacha kontaktli oksidlanishi:
4NNz + 50
2
= 4NO + 6N
2
0 + 907,3 kj
2. Azot oksidining dioksidgacha oksidlanishi:
2NO+0
2
=2N0
2
+124kj
3. Azot dioksidning suv bilan absorbsiyasi:
Z NO
2
+ N
2
0 = 2N NOz + N0 + 136,0 kj
Bu jarayonda platina va uning temir, marganets, kobalt va о‘z guruxidagi
metallar oksidlari bilan kotishmalari ishlatiladi.
Agar katalizator ishlatilmasa (harorat 900°C dan yuqorida), ammiak erkin
xolatdagi azotgacha oksidlanadi xolos:
4NNz + 30
2
= 2N
2
+ 6N
2
0 + 1269,1 kj
Ammiakni katalitik oksidlash natijasida azot oksidining hosil bо‘lish unumini
98% gacha yetkazish mumkin.
Jarayonni ishlab chiqarish korxonalarida atmosfera bosimida 700-800°C
haroratda, yuqori bosim esa 800-900°C haroratda olib boriladi. Xavo — ammiak
aralashmasida 1,25 mol 0
2
ga 1 mol NN
3
berilishi kerak. Reaksiya tezligini va azot
oksidining miqdorini oshirish uchun amalda O
2
, NN
3
miqdoriy nisbati 1,7-2,0
oralig‘ida olinadi.
Odatda suyultirilgan nitrat kislotasi (47-50% li) olish quyidagi turlicha
sistemalarda olib borilishi mumkin: 1) atmosfera bosimida; 2) yuqori bosimda; 3)
kombinatsiyalashgan, ya’ni ammiakni oksidlash jarayoni (3-4)*10 Pa bosimda, N0
ni oksidlash va N0
2
ni suv bilan absorbillash jarayonlari esa (8-12)* 10 Pa bosimda
va odatdagi haroratda olib boriladi. Bosimni 1 MPa ga kо‘tarish orqali 60-62% li
nitrat kislotasi olish mumkin.
Ammiakli selitra ishlab chiqarish texnologiyasini bayon etishdan avval bu
modda xaqida batafsil ma’lumotga ega bо‘lish zarur.
Ammiakli selitra (NN
4
NO
3
) asosan о‘simliklar uchun mineral ozuqa sifatida
ishlatiladi. U atmosfera bosimida va —50°C dan 169,6
°
C gacha harorat oralig‘ida
besh xil kristallik shaklida bо‘ladi. NN
4
NO
3
— N
2
O izotermik diagrammasida (2.1-
rasm) ammoniy nitratning I-1U turli kristall shakli uchun harorat oraliqlari
kо‘rsatilgan. U 169,6°C da suyuqlanadi va U-shakli esa-16,9°C; dan quyi
haroratdagina tо‘g‘ri bо‘ladi. Kristall shakllarining о‘zgarish chegarasi hamda
harorati ammiakli selitraning namligi va tarkibidagi qо‘shimchalar miqdoriga
bog‘liq bо‘ladi. Ammoniy nitrat suvda yaxshi eriydi. Uning 100°C haroratdagi
eruvchanlik koeffitsiyenti 1000 kg N
2
O da 10000 kg dan ortiqroq NH
4
NO
3
ga
tengdir. Ammoniy nitratning suvli eritmasini kristallanish haroratidan yuqorirokda
bug‘latilsa, tamoman suvsiz suyulgan tuzga aylanadi. U о‘ta gigroskopik modda
xisoblanadi 30°C haroratda tо‘yingan eritmasi (70,2% li) ning yuzasidagi bо‘g‘
bosimi -2,46 KPa (yoki 18,5 mm.sim.ust.) atrofida, gigroskoiik nuqtasi esa 60%
atrofida bо‘ladi. Bunda xavoning nisbiy namligi 60% dan yuqori bо‘lganda u
namlanib qoladi. Ammoniy nitrat gigroskopikligi va uni xavodan nam tortish tezligi
unga eruvchan noorganik tuzlar qо‘shilganda ortib boradi. Masalan, 1,2% magniy
nitrat qо‘shilsa, ammoniy nitratning gigroskopik nuqtasi 8-12% gacha pasayadi,
nam tortish tezligi esa oshadi.
Suvda
yaxshi
eruvchanligi,
eruvchanlik
koeffitsenti
yuqoriligi,
gigroskopikligi va polimorf о‘zgaruvchanligi sababli ammoniy nitrat kristallari
о‘zaro yopishib, qattiqlashib qoladi. Sepiluvchanligi yо‘qolib, uni ishlatish
qiyinlashadi.
Ammoniy nitratning yopishqoqligini kamaytirish uchun:
1. Mahsulot tarkibida juda oz miqdorda (0,2%) suv qolguncha bug‘latiladi,
donadorlanadi va sovutiladi. Bunda 32, 3
°C
dan quyi haroratda turg‘un, (stabil)
bо‘lgan uning 1U-shakli hosil bо‘ladi.
2. Mahsulot kristallanguncha turli qо‘shimchalar qо‘shiladi. Bunday
qо‘shimchalar sifatida magnezit yoki dolomitni nitrat kislotada parchalash yо‘li
bilan olingan magniy nitrat, kalsiy va magniy nitratlari, fosforit yoki apatitni nitrat
kislotada parchalash orqali hosil qilingan mahsulotlar, diammoniyfosfat, ammoniy
sulfatlardan foydalaniladi. Bunda magniy nitrat Mg (NOz)
2
N
2
O kristallogidratini
hosil qilib, ammoniy nitratning II-shaklini III-ga о‘tishini sekinlashtiradi va II-
shaklini IV-ga metastabil о‘tishini va donalar mustaxkamligini ta’minlaydi.
Qotmagan mahsulotga erimaydigan moddalarni qо‘shish esa donalarning
mayda kristall struktura xolida qotishiga, zichligi oshishi va mustaxkam bо‘lishiga
yordam beradi.
3. Mahsulot donalariga sirtaktiv moddalar bilan ishlov berilib, gidrofob
qatlam hosil qilinadi. Buning uchun naftalin-formaldegid (NF) ning 40% li
eritmasi ishlatiladi. Mahsulot polietilen yoki qog‘oz
qoplarga solinib, og ‘zi
mahkam tiqiladi
1.1.1- расм. NН
4
NОз
нинг сувда эрувчанлиги.
Kristallar shakli: I — kubsimon; II — tetragonal; III — rombik-monoklenik;
IV — bilromidal rombik; V — tetragonal.
Ammoniy nitrat 110°C haroratdan yuqorida parchalana boshlaydi:
NN
4
NOz → N Nz
(g)
+N N Oz
(g)
- 174,4 kj
Bu reaksiya sekin sodir bо‘ladi. Masalan, 165
0
S haroratda bir sutka davomida
massa jixatdan 6% miqdori parchalanadi. Namlik ortishi bilan parchalanish tezligi
ham ortadi. harorat 200-270°Cda parchalanish tezligi yanada ortadi:
NN
4
NOz
->
N
2
0
(g)
+ 2N
2
0
(g)
+ 36,8 kj
harorat 400-500°Cgacha tez kо‘tarilsa, parchalanish reaksiyasi portlash bilan
sodir bо‘ladi:
NN
4
NOz
->
N
2
+ 2N
2
O + 0,5O
2
+ 118 kj
Amalda 300
0
S, harorat portlashga sabab bо‘ladi. NN
4
NOz ning mineral
kislotalar va yengil oksidlanuvchi (moylovchi va boshqa organik moddalar kabi)
qо‘shimchalar ishtirokida portlashi tezlashadi. Toza xolatda esa zarbaga chidamli,
lekin yopik muxitda qizdirish natijasida portlashi mumkin. Portlash xususiyatini
kamaytirish maksadida unga karbamid (0,05-0,1%), kalsiy karbonat, magniy
karbonat va boshqa qо‘shimchalar qо‘shilishi mumkin.
Ammoniy nitratdan portlovchi moddalar ishlab chiqarish xom ashyosi sifatida
ham foydalaniladi. Bunda yogoch kukuni va organik materiallar, ammonallar
(alyuminiy kukunli aralashmalari) va boshqalar qо‘shiladi.
Bunday aralashmalar detonator ishtirokida portlatiladi. Davlat standarti
buyicha donadorlangan ammiakli selitraning yuqori sifatli A va B kategoriyali (oliy
nav) va 1-kategoriyali (1-nav) turlari mavjud. Qishloq xо‘jaligida va sanoatda
qо‘llaniladigan ammiakli selitra tarkibida NN
4
NOz
ning miqdori 98% dan kam
emas. B markali ammiakli selitraning oliy navida 34,4% N, 1-navida esa 34,0% N
bо‘ladi. Suv (namlik) esa sulfat va sulfat-fosfat qо‘shimchali ammiakli selitrada
0,2% dan kо‘p emas (B markali 1-navda esa 0,3% dan kо‘p emas). Suv tо‘tuvchi
qо‘shimcha 0,3% bо‘lsa, bu miqdor 0,6% ga yetishi mumkin. Yuqori sifat
kategoriyali A va B markali ammiakli selitra tarkibidagi qо‘shimchalar miqdori:
kalsiy va magniy nitrat SaO (Mg0) hisobida 0,2-0,5%, fosfatlar (RAP) R
2
O
5
hisobida
0,5-1,2%, ammoniy sulfat 0,3-0,7%, ammoniy sulfati va fosfatlari 0,4-0,6% bо‘ladi.
B markali 1-navda esa qо‘shimchalar miqdori meyorlanmaydi. Ammiakli selitra
10% li suvli eritmasining pH muxiti barcha navlarda: sulfat-fosfat qо‘shimchasi
bо‘lsa 4,0 va boshqa qо‘shimchasi bо‘lsa 5,0 ga teng bо‘ladi.
Ammiakli selitraning donadorlik tarkibi: A markada 1-3 mm li donachalar
93% dan kam emas; B markada 1-4 mm li donachalar 95% dan kam emas
(shuningdek barcha yuqori navlarda 2-3 mm li donachalar 50% dan kam emas).
Barcha navlarda 1 mm dan kichik donachalar 4% dan ortiq emas.
Ammoniy nitrat donachalarining statik mustaxkamligi: A marka uchun 5 N,
B marka uchun 7 N va 1-nav uchun 5 N bо‘ladi. Sepiluvchanligi har ikkala marka
uchun ham 100% bо‘ladi. Buning uchun 5 qop ammiakli selitra 1 m balandlikdan
yerga tashlanadi, teshiklari 5 mm bо‘lgan elakdan 1 minutda tо‘la о‘tishi kerak.
Ammiakli selitra yong‘inga xavfli bо‘lib, isitgichlardan xoli bо‘lgan
xonalarda saqlanadi. Boshqa moddalar bilan birgalikda saqlanmaydi va bir joydan
boshqa joyga tashilmaydi
Do'stlaringiz bilan baham: |