Аммиак суы аммоний сульфаты
МАЗМҰНЫ
1 КІРІСПЕ
2 НЕГІЗГІ БӨЛІМ
2.1 Аммоний сульфаты: түзілуі, сипаттамалары және қолданылуы
2.2 Аммоний сульфатын тікелей өндірудің физика-химиялық технологиясы
2.3 Аммоний сульфатын өндіруге арналған шикізат
2.4 Аммиактың қасиеттері. Одан кокс газын тазалау
2.5 Ел ішінде және шетелде аммоний сульфатының өндіріс көлемін салыстыру
2.6 Сатуратор көмегімен аммоний сульфатын өндіру технологиясының технологиялық стратегияларының жанaмa әдісі
2.6.1 Тікелей әдіс
2.6.2 Жартылай тікелей әдіс
2.7 Өндірістік өнімнің сипаттамалары
2.8 Аммоний сульфатының өндірісі мен сапасына әсер етуі мүмкін кейбір негізгі параметрлері
2.8.1 Фаллопиялық спиттердің қышқылдығы
2.8.2 Бастапқы суларды араластыру
2.8.3 Бастапқы сулардағы аммоний сульфатының концентрациясы
2.9 Аммоний сульфатын тасымалдау, орау және сақтау
2.10 Ірі кристалды аммоний сульфатын өндіру перспективалары
2.11 Негізгі өндіріс схемасы және негізгі технологиялық жабдық
2.12 Ірі кристалды аммоний сульфатын өндіруге технологиялық тәсілді таңдау және негіздеу
2.13 Ұсынылған технологиялық процестің сипаттамасы
3 ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ БӨЛІМ
4 ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ ЕСЕПТЕУ БӨЛІМІ
4.1 Кокстелетін материалдардың балансы
4.2 Сульфат бөлімі материалдарының балансы
4.3 Вакуумдық кристализаторды есептеу
5 ҚАУІПСІЗДІК ТЕХНИКАСЫ ЖӘНЕ ҚОРШАҒАН ОРТАНЫ ҚОРҒАУ БӨЛІМІ
5.1 Еңбек жағдайларын бағалау
5.2 Еңбекті қорғау және қауіпсіздік шаралары
5.3 Діріл және шу
5.4 Өрт қауіпсіздігіне қатысты сақтық. шаралары
5.5 Электр қауіпсіздігі
5.6 Экологиялық кепілдіктер
5.7 Азамматық қорғау және төтенше жағдайларға дайындық шаралары
6 ЭКОНОМИКАЛЫҚ БӨЛІМ
6.1 Экономикалық бөлімнің кейбір негізгі міндеттері мен ойлары
6.2 Жалпы ақпарат
6.3 Капитал құнын есептеу
6.4 Жұмысты қамту және жалақы көрсеткіштерін анықтау
6.5 Электр энергиясы үшін шегерімді есептеу
6.6 Салыстырмалы жалақыны есептеу
6.7 Жалақыны есептеу
6.8 Амортизациялық шығыстар
6.9 Негізгі құралдарға қызмет көрсету
6.10 Баға мен тиімділіктің жаңа көрсеткіштерін әзірлеу
7 ҚОРЫТЫНДЫ
8 ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
KІРІСПE
Аммоний сульфатын аммоний гидроксидін (NH4OH) немесе аммоний нитратын (NH4NO3) алудың аралық сатысынсыз аммиак газының (NH3) және күкірт қышқылының (H2SO4) реакциясынан тікелей алудың бір жолы аммоний сульфатын тікелей алу деп аталады.
Аммиак газы (NH3) және күкірт қышқылы (H2SO4) аммоний сульфатын тікелей синтездеу үшін қажетті негізгі шикізат болып табылады. Әдетте, бұл қосылыстар өнеркәсіптік көздерден алынады.
Аммиак газы (NH3) және сұйық күкірт қышқылы (H2SO4) реакция ыдысына айдалады. Аммоний сульфаты [(NH4)2SO4], су (H2O) және жылу аммиактың күкірт қышқылымен әрекеттесуі нәтижесінде түзіледі. Бұл реакцияның теңдестірілген химиялық теңдеуі келесідей:
(NH4)2SO4 (s) + H2O (l) = 2NH3 (g) + H2SO4 реакция ыдысына айдалады. Аммоний сульфаты [(NH4) 2SO4], су (H2O) және жылу аммиактың күкірт қышқылымен әрекеттесуі нәтижесінде түзіледі. Бұл реакцияның теңдестірілген химиялық теңдеуі келесідей:
(NH4) 2SO4 (s) + H2O (l) = 2NH3 (g) + H2SO4 (l)
Аммоний сульфатының синтезін жеңілдету үшін реакция көбінесе жоғары температура мен қысымда жүзеге асырылады. Нақты жағдайлар қолданылатын әдіс пен жабдыққа байланысты өзгеруі мүмкін.
Бөлу және тазарту: реакциядан кейінгі қоспада қатты аммоний сульфаты, су және реакцияға түспеген аммиак немесе күкірт қышқылы бар. Салқындағаннан кейін аммоний сульфатының кристалдары сұйықтықтан сүзу немесе центрифугалау арқылы шығарылады. Осыдан кейін кез-келген кірді кетіру үшін жеке кристалдар тазартылады.
Кептіру: бөліну кезеңінен кейін дымқыл аммоний сульфатының кристалдары әдетте ауада кептіру немесе айналмалы кептіру сияқты әдістермен кептіріледі. Мақсат - қалған ылғалды кетіру және тамаша құрғақ өнімді алу.
Түйіршіктеу және орау: қолдану аймағына байланысты құрғақ аммоний сульфаты түйіршіктер немесе түйіршіктер алу үшін түйіршіктеу сияқты қосымша өңдеу процедураларынан өтуі мүмкін. Осыдан кейін өнім оралады және тарату және пайдалану үшін сақталады.
Аммоний сульфаты (NH4)2SO4 құрамында 20,5-21% азот бар, ақ немесе сұр жасыл түсті, ұсақ кристалды, суда жақсы еритін және ауадан ылғалдың ең аз мөлшерін сіңіретін қышқыл тыңайтқыш. Бұл синтетикалық немесе коксим, аммиакты күкірт қышқылымен араластыру арқылы алынған өнім. Аммоний сульфаты бейтарап және сілтілі топырақты (қара, қою қоңыр, сұр) ұрықтандыруға пайдалы, өйткені оның құрамында бос күкірт қышқылы (0,025-0,05%) бар. Ұзақ уақыт бойы аммоний сульфаты топырақты жуу арқылы жойылмайды. Нәтижесінде ол күзде қолданылады. Культураның өсуінің басында аммоний сульфатын тұқыммен шашыратуға болмайды. Бұл тыңайтқышты пайдаланған кезде Өсімдіктердің қоректенуінің биологиялық ерекшелігін ескеріңіз.Шикізатты, әсіресе қайталама ресурстарды тиімді және кешенді пайдалану бүгінгі таңда маңызды міндет болып табылады.
Кокстеудің барлық жанама өнімдері жиналып, тауарлық өнімге айналдырылған кезде кәсіпорын үнемді болады.
Аммиакты ұстау арқылы өндірілетін бағалы минералды тыңайтқыш аммоний сульфаты нарықта үлкен сұранысқа ие.
Дегенмен, бұл өнімнің кейбір сапалық сипаттамаларында, ең алдымен аммоний сульфатының бақылануында проблемалар бар. Бұл құбылысқа кристалдардың аз пайызы жауап береді.
"Мечел-Кокс"OAO-да аммоний кристалды сульфатын өндірудің маңызды міндеті-қадағалаудың алдын алу үшін технологиялық шешімдер жасау.
Бүгінгі таңда техникалық схеманы жетілдірудің негізгі бағыттарының ішінде мыналарды бөліп көрсетуге болады:
кәдімгі қанықпайтын вакуумды буландырғыш кристаллизаторлардың жұмысын оңтайландыру
әр түрлі технологиялық схемаларды қолдана отырып, аммоний сульфатын түйіршіктеу.
Көлемі мен сериялық жабдықтың болмауына байланысты аммоний сульфатын түйіршіктеу әдістері (сұйытылған қабатта, бүрку, басу және т.б.) кеңінен қолданылмады.
Кәдімгі кокс-химиялық қондырғылардағы буландырғыштар әр 4-5 күн сайын үнемі жууды тоқтатуды қажет етеді, бұл оларды көп корпусты батареяларға біріктіруді қиындатады.Осыған байланысты қолданыстағы жартылай тікелей қанықтыру технологиялық схемасына айналмалы суспензиясы бар вакуумдық кристалдануды орнатуды қамтитын техникалық жобаны құру туралы шешім қабылданды. Жоба ток қанықтыратын құрылғылардың бірін қаныққан ерітіндісі бар сіңіргіш аммиакқа айналдыруды, содан кейін вакуумдық кристаллизаторды орнатуды көздейді, онда ылғалдың бір бөлігі бу шығаратын сорғылар шығаратын вакуумда буланады.
Бұл жағдайда пайда болған шамадан тыс қаныққан ерітіндіде тұз сорғыларының кірісіне бағытталған кристалдар пайда болады, өйткені ерітіндінің айналымы артып, құрылғының төменгі жағында шоғырланады. Осыған сүйене отырып, тапсырманың мақсаты қойылды: "Мечел-Кокс"OAO қабылдау цехтарының қолданыстағы схемасына вакуумдық кристалдану аппаратын енгізудің технологиялық есебін жүргізу.
Осы мақсатқа жету үшін келесі жұмыс міндеттері анықталды:
1) Kокс өндірісіне байланысты кәсіпорынның материалдық балансын есептеу.
2)Aммоний сульфатын өндіруді пайдалана отырып, сульфат цехының материалдық балансын есептеу.
3)Cульфат бөлімінің сипаттамалары негізінде вакуумдық кристалдану аппаратын есептеу.
4) Hегізгі және модификацияланған аммоний сульфатын өндіру схемаларының техникалық-экономикалық көрсеткіштерін есептеу және салыстыру.
2 HEГІЗГІ БӨЛІM
2.1 Aммоний сульфаты: түзілуі, сипаттамалары және қолданылуы
Аммоний сульфаты-күкірт қышқылының қарапайым аммоний тұзы, ол миллиметрдің жүзден бір бөлігінен 6 немесе 8 мм-ге дейін және одан да үлкен ұзартылған гауһар тәрізді ақ мөлдір кристалдардан тұрады.
Химиялық таза аммоний сульфатының молекулалық салмағы 132,15, тығыздығы 1,775 (4 °C температурада суға қатысты) және жылу сыйымдылығы 1,42 Дж(кг ℃). Aммоний сульфаты аммиакқа 280°C температурада, ал қышқыл тұз аммоний бисульфатына ыдырайды; 513°C температурада тұз толық ыдыраумен ериді.Ерітіндіден аммоний сульфатының кристалдануы 10,9 Дж (гмоль) жылу шығарумен жүреді. 1 м3 aммоний сульфатының массасы кристалдардың мөлшеріне байланысты 827-ден 889 кг-ға дейін өзгереді.Аммоний сульфатының кристалдары суда тез ериді.
Кокстелетін газ аммиак және күкірт қышқылы Кокс зауыттарында аммоний сульфатын өндіруде қолданылатын негізгі материалдар болып табылады.
Aммиакты күкірт қышқылымен бейтараптандыру реакциясы аммоний сульфатының түзілуіне әкеледі:
2NH3+H2SO4 = (NH4)2SO4;
Кокс гaзының aммиак газы сатураторлардағы күкірт қышқылының сіңіргіш ерітіндісімен әрекеттескенде, бастапқыда схемаға сәйкес қышқыл тұз, аммоний бисульфаты түзіледі:
NH3+H2SO4 = NH4 HSO4;
Аммоний бисульфаты ерітіндінің қышқылдығы төмендеген кезде аммоний сульфатына айналады:
NH4 НSO4 + NH3 = (NH4)2SO4.
Нәтижесінде сульфат пен аммоний бисульфатының кристалдары сатуратор күкірт қышқылының ерітіндісінде қатар өмір сүреді. Бір немесе бірнеше тұздардың кристалдарының саны бастапқы сулардың қышқылдығына байланысты; төмен қышқылдықта (1... 3%) аммоний сульфатының кристалдары басым. Олардың саны қышқыл тұз кристалдарының көбеюіне байланысты аналық ерітіндінің қышқылдығы жоғарылаған сайын азаяды. Аммоний бисульфаты бастапқы сулардағы бос күкірт қышқылының концентрациясы 11% - дан асқанда түзіледі.
Aммоний сульфаты күкірт қышқылының аз концентрацияланған ерітіндісінде аз еритін болғандықтан, сатураторда тек осы тұздың кристалдары шығады.Минералды тыңайтқыштардың ең маңызды көзі-Кокс зауыттарында аммоний сульфатын өндіру. Aммоний сульфаты пайдалану тұрғысынан барлық басқа азотты тыңайтқыштардан асып түседі. Бұл ішінара азот мөлшері бойынша бірінші орында, тек мочевина мен аммоний нитратынан кейін екінші орында.
Жоғары ерігіштігінің арқасында аммоний сульфаты топырақ ылғалымен тез сіңеді, бұл өсімдіктерге азотты тиімді сіңіруге мүмкіндік береді.Сонымен қатар, соңғысының аммиак формасы өсімдіктерге оны баяу және біртіндеп сіңіруге мүмкіндік береді.Aммоний сульфатын топыраққа ұзақ уақыт енгізу кезінде күкірт қышқылының бөлінуі (20...25 жыл) топырақтың қышқылдануына және Тыңайтқыштардың әсерінің төмендеуіне әкелуі мүмкін. Нәтижесінде аммоний сульфатын физиологиялық қышқыл тыңайтқыш ретінде қышқыл топыраққа қолдануға болмайды. Оны күзде және қыста азоттың жоғалуы шамадан тыс болған кезде құмды топырақта қолдануға болмайды.
Aуыр, жақсы сіңіретін топырақтарда аммоний сульфаты күзгі тыңайтқыш ретінде тиімді жұмыс істейді. Аммоний сульфатында тек 21% азот болса да, ол ең көп қолданылатын азот тыңайтқыштарының бірі болып табылады.
Аммоний сульфатын картопқа, күздік қара бидайға, бидайға және жоғары қышқылдыққа төзімді басқа дақылдарға қолдану керемет нәтиже береді.
Аммоний сульфатының күкіртін қырыққабат, темекі және сұлы сияқты топырақтан күкірттің көп мөлшерін кетіретін дақылдарға тыңайтқыш ретінде пайдалануға болады.
Aммоний сульфатын өндірудің салыстырмалы қарапайымдылығын қарастырған кезде, оның Азотты тыңайтқыштар ассортиментінде неге ұзақ уақыт бойы маңызды орын алғанын түсінуге болады. Нәтижесінде аммоний сульфатын өндіруде қанықтыру процесі ең маңызды болып қала береді және оның сапасы мен өндірістік көрсеткіштерін жақсартуға қатысты барлық мәселелер өте маңызды.
Аммонийсульфатыныңбасқақосымшаларын а
Вискозатінінөндіру;
Биохимиядағыақуыздардытазарту;
Tағамдыққоспалар;
Aммонийменсудыхлорлау;
Oтқатөзімдізаттар;
2.2 Аммоний сульфатын тікелей өндірудің физика-химиялық технологиясы
Аммоний сульфатын тікелей өндірудің физика-химиялық технологиясында әртүрлі процедуралар мен процесс параметрлері қолданылады.
Аммиак газы (NH3) және күкірт қышқылы (H2SO4) қажетті бастапқы шикізат болып табылады. Бұл химиялық заттар негізінен өнеркәсіптік көздерден өндіріледі және олардың тазалығы мен сапасы өндіріс процесі үшін өте маңызды.
Аммиак газы мен сұйық күкірт қышқылы арасындағы Реакция тікелей өндіріс процесінде жүреді. Әдетте, реакция реактор ыдысында тиісті араластыру және температураны бақылау арқылы жүреді.
Аммиак газы мен күкірт қышқылы реактор ыдысында араласады. Екі компонент арасында біркелкі таралу мен реакцияны қамтамасыз ету үшін газдар мұқият араласады. Араластыруды жеңілдету үшін араластыру немесе араластыру механизмдері қолданылады.
Реакция экзотермиялық болып табылады, яғни ол жылу шығарады. Процесті бақылауға және аммоний сульфатының шығымдылығын арттыруға мүмкіндік беретін белгілі бір параметрлерге қолдау көрсетіледі:
a) Температура: Реакция әдетте жоғары температурада жүреді, көбінесе 60-90°C аралығында болады.
қысым: әдетте реакция атмосфералық қысыммен жүреді, ал кейбір вариациялар сәл жоғары немесе төмен қысымда жұмыс істеуді қажет етуі мүмкін. Қысым процестің нақты дизайнымен анықталады.
c)Стехиометрия: реагенттердің аммоний сульфатына максималды түрленуі үшін реакция аммиак пен күкірт қышқылының теңдестірілген стехиометриялық қатынасын қажет етеді. Бір реакцияның кинетикасы мен өнімнің қажетті параметрлері негізінде тиісті қатынас орнатылады.
Реакция уақыты: реакцияны аяқтау үшін аммоний сульфатын жасау үшін жеткілікті реакция уақыты қалады. Реакция жылдамдығы және оның кинетикасы процестің архитектурасына және қолданылатын нақты катализаторларға немесе қоспаларға байланысты өзгеруі мүмкін.
Бөлу және тазарту: реакциядан кейінгі қоспада қатты аммоний сульфаты, су және реакцияға түспеген аммиак немесе күкірт қышқылы бар. Бөлу және тазарту кезеңдері келесідей:
Салқындату: реакция қоспасы әдетте аммоний сульфатының кристалдануын қамтамасыз ету үшін салқындатылады. Салқындатуға қол жеткізу үшін жылу алмастырғыштарды немесе басқа салқындату құрылғыларын пайдалануға болады.
б) Кристалдану: сүзу немесе Центрифугалау сияқты процестерді қолдана отырып, аммоний сульфатының кристалдары сұйық фазадан оқшауланады. Жеке кристалдарда ластаушы заттар болуы мүмкін және оларды одан әрі тазарту керек.
С) жуу: бөлінген кристалдардан қалған қоспалар немесе ластаушы заттар жойылады. Бұл процедура соңғы өнімнің сапасы мен тазалығын жақсартуға көмектеседі.
Кептіру:жуылған аммоний сульфатының кристалдарынан артық ылғал жойылады. Ауада кептіру және айналмалы кептіру сияқты кептіру әдістерін қолдануға болады. Әдетте, құрғақ зат ұсақ ұнтақ немесе түйіршіктер түрінде болады.
Түйіршіктеу және орау: өнімнің қажетті стандарттары мен қолданылуына байланысты аммоний сульфаты түйіршіктер немесе түйіршіктер алу үшінтүйіршіктеу сияқты қосымша өңдеу процедураларынан өтуі мүмкін. Осыдан кейін дайын өнім оралып, тарату және тұтыну үшін сақталады.
Процестің нақты параметрлері өндіріс алаңына, қолданылатын жабдыққа және соңғы өнімнің қажетті сипаттамаларына байланысты өзгеруі мүмкін екенін ескеру маңызды. Аммоний сульфатын тиімді және жоғары сапалы тікелей өндіруге қол жеткізу үшін процесті оңтайландыру және басқару өте маңызды.
2.3 Aммоний сульфатын өндіруге арналған шикізат
Аммоний сульфатын өндіруге арналған негізгі материалдар Кокс пешінен алынған аммиак газы және күкірт қышқылы болып табылады.
Кокс пешінің газы кокстелетін Көмірді тиеу нәтижесінде алынады. Газ сульфат камерасына түсер алдында шайырдан сүзіледі. Газдың тығыздығы 0,4 құрайды...0,5 кгм3. 1-кестеде Кокс пешінің газының химиялық құрамы көрсетілген.
кесте 1
Пештің кокс газыныңқұрамы
Зат
Мөлшері
Cутегі
58...60%
Mетан
24...28%
Kөміртектотығы
7...9%
Aзот
3...5%
Kөмірқышқыл газы
2...3%
Оттегі
1% дейін
Aммиак
6,0...10,5 гм3
Бензолкөмірсутектері
25...35 гм3
Кокс пешінің газы газдың 6% -дан 32% -ға дейінгі концентрациясында ауамен араласқан кезде жарылғыш болып табылады.Құрамында зиянды қосылыстар (көміртегі тотығы, бензол және т.б.) болғандықтан, Кокс пешінің газы қауіпті өнім болып табылады.
Аммиактан, пиридин негіздерінен және бензол көмірсутектерінен тазартылған Кокс пешінің газы комбайн цехтарында энергетикалық отын ретінде және Кокс пештерін жылыту үшін қолданылады(кері газ). Газдың калориялық мәні 4000 құрайды...4500 ккал м3.
ГОСТ 2184-77 техникалық күкірт қышқылының келесі талаптарға сай болуын талап етеді:
Kесте 2
Kүкірт қышқылына қойылатын техникалық талаптар
Индикаторлардыңатаулары
Tехникалық
1 Cынып
2 Cынып
1.Сыртқытүрі
Cтандартталмаған
2. Моногидраттың массалық үлесі (H2SO4),%, кемінде
92,5
92,5
3. Tемірдіңмассалықүлесі (Fe),%, аспайды
0,02
0,1
4. Kальцинацияданкейінгіқалдықтыңмасса лықүлесі,%, артықемес,
0,05
нормаланбаған.
2.4Aммиактыңқасиеттері. Oдан коксгазынтазалау
Aммиак Кокс газының құнды құрамдас бөлігі болып табылады және оны газдан алу коммерциялық тұрғыдан тиімді. Ол азотты тыңайтқыштардың көзі (аммоний сульфаты) және аулау цехының сульфат-пиридин бөліміндегі пиридин негіздерін бөлуге арналған негізгі реагент. Кокс газын аммиактан тазарту төменде келтірілген себептерге байланысты қажет:Аммиак Кокс газында оттегі, су буы, күкіртсутек және цианид сутегі болған кезде жабдықтар мен газ құбырларына қатты коррозиялық әсер етеді; бұл Кокс газынан бензол көмірсутектерін алуды қиындатады, өйткені ол сіңіру майының тез нашарлауына, сіңіру процесінің бұзылуына және т. б. аммиак оттегінің қатысуымен жабдықтар мен газ құбырларына қатты коррозиялық әсер етеді, су буы, күкіртті сутегі және цианид сутегі Кокс пешінің газында; бұл Кокс пешінің газынан бензол көмірсутектерін алуды қиындатады, өйткені ол сіңіру майының тез нашарлауына, технологиялық режимнің бұзылуына әкеледі; Кокс пешінің газын тұрмыстық мақсатта пайдаланған кезде пештерде улы азот түзіледі.
Газдан аммиактың бөлінуі тамақ дайындау кезінде дұрыс химиялық синтез үшін қажет және газды тұрмыстық мақсатта пайдалану кезінде қажет. Aммиакты кокс газынан шығарудың екі әдісі бар:
1) Cкрубберлер деп аталатын құрылғыларда суық суды сіңіру.
Суда ерігіштігі жоғары аммиак негізінде;
2) Kүкірт қышқылының қаныққан (немесе сіңіретін) көпіршікті құрылғыларда сіңуі. Ол аммиакты күкірт қышқылымен бейтараптандыру реакциясына негізделген. Екінші стратегия әдетте өнеркәсіпте қолданылады.
2.5 Eл ішінде және шетелде Aммоний сульфатының өндіріс көлемін салыстыру
Бүгінгі таңда Қазақстанда аммоний сульфаты өндірісі жұмыс істейді, ол
Қарағанды облысында Теміртау қаласында орналасқан.2014 жылы
республикада 4887 тонна аммоний сульфаты өндірілді, бұл өткен жылдың
деңгейінен 13,8%-ға жоғары. Айта кету керек, Қазақстанда 2014 жылға дейін
аммоний сульфатының өндірісі соңғы екі жылда төмендеп келеді. Сонымен
қатар, дағдарысқа дейінгі деңгеймен салыстырғанда еліміздегі өндірістің
қазіргі деңгейі 2008 жылмен салыстырғанда екі есеге жуық төмен.
2015 жылдың қаңтар-маусым айларында республика бойынша аммоний
сульфаты өндірісінің көлемі 3152 тоннаны немесе 2013 жылдың жылдық
деңгейінің 64 пайызын құрады. Дағдарыстан кейінгі кезеңде жандану
кезеңіне өткен аммоний сульфатының әлемдік өндірісі қазіргі уақытта
қарқынды өсуді жалғастыруда. Соңғы жылдары әлемдік нарық Еуропа мен
Солтүстік Америкадан бүгінгі таңда өнім өндіруде көшбасшы болып
табылатын Азия-Тынық мұхиты аймағына ауысты. Аммоний сульфатын
тұтыну бойынша Азия-Тынық мұхиты аймағының елдері де көш бастап тұр,
одан кейін Латын Америкасы, Еуропа және Солтүстік Америка мемлекеттері
келеді. Қазіргі уақытта Түркияда жеті холдингтік компания бар.химиялық
тыңайтқыштарды өндіру және жеткізу. Олар 21 химиялық тыңайтқыш
зауытын біріктіреді. Бұл саладағы кәсіпорындардың қуаттылығы
1999 жылы 5,7 млн тонна (тауарлық салмақта) немесе қоректік заттар
бойынша 2,2 млн тонна болды, оның ішінде:
Aзот (N) 1,27 млн т;
Фосфор (P2O5) 0,93 млн т.
Эрдемир, Кардемир және Исдемир темір зауыттары да өндіреді
аммоний сульфаты (бұл зауыттардың өндірістік қуаты жылына 55 мың тонна).
2.6 Сатураторкөмегімен аммонийсульфатын өндіру технологиясының технологиялықстратегияларының жанaмa әдісі
Аммоний сульфатын алудың үш дәстүрлі әдісі бар: жанама, тікелей және жартылай тікелей.Жанама тәсіл скрубберде әлсіз аммиак суын алу үшін аммиак скрубберлеріндегі кокс газынан аммиакты алу арқылы жұмыс істейді.
Дистилляциялық колонналарда аммиак әлсіз аммиак суынан дистилляцияға (десорбцияға) ұшырап, аммиак газын түзеді.Бағаннан шыққан аммиак булары сатураторға түседі, онда олар күкірт қышқылымен байланысып, аммоний сульфатын түзеді, Бұл аммоний сульфаты тікелей газдан емес, жанама түрде алынады дегенді білдіреді. 1-суретте жанама әдістің жеңілдетілген блок-схемасы көрсетілген.
Жанама әдіс
Сатуратор
Сатуратор
Дистилляяциялық баған
Дистилляяциялық баған
Газ тазартқыш
Газ тазартқыш
су
Аммиак суы
аммоний
сульфаты
Күкірт қышқылы
Cурет 1. Aммоний сульфатын өндірудің жанама әдісі блок-схема түрінде ұсынылған
Гaзтaзартқыштағы aммиакты ұстау үшін суық суды көп пайдаланғандықтан және шығатын газбен аммиактың үлкен жоғалуына байланысты бұл технология тұрмыстық Кокс секторында өнеркәсіптік қолдануды таппады.
2.6.1 Tікелей әдіс
Tікелей тәсіл сатуратордағы аммиакты ұстамас бұрын газды 68 °C дейін салқындатумен сипатталады. Газдан (жер асты суларынан) бөлінетін су конденсаты толығымен газ жинау цикліндегі суды ауыстыру үшін пайдаланылады, сондықтан артық жер асты сулары жұмыс істемейді. Сонымен қатар, газдағы барлық аммиак аммоний сульфатын қалыптастыру үшін сатураторда ұсталады. 2-cуретте тікелей әдістің жеңілдетілген блок-схемасы көрсетілген.
Tікелей әдіс
Сатуратор
Сатуратор
Тоңазытқыш
Тоңазытқыш
кокс кокс газыгазы Аммоний сульфаты
(тұзсыздандырылған)
Күкірт қышқылы
Сурет 2. Aммоний сульфатын тікелей өндіру технологиясының схемасы
Бұл технологияның артықшылығы-аммиак суын өңдеу үшін бу мен энергияны тұтынуды азайту арқылы пайдалану шығындарын азайту.
Бұл әдіс келесі себептерге байланысты кең таралмады: түсіру құрылғыларының көп болуы газ супер зарядтағыштың қуат тұтынуын арттырады; тұман тәрізді шайырдан газды жеткіліксіз тазарту қышқыл шайырмен және аммоний сульфатын үлкен ластануға әкеледі; процестің жоғары температурасы ұсақ тұздың пайда болуына ықпал етеді, сонымен қатар жабдықтың көлемді дизайнын қажет етеді.
2.6.2 жартылай тікелей әдіс
Жартылай Тікелей әдіс қазіргі уақытта жергілікті және шетелдік кәсіпорындарда кеңінен қолданылады. Бұл әдіс жанама және тікелей процедуралардың гибриді болып табылады.
Аммоний сульфатын алудың жартылай тікелей әдісі кокстеу кезінде пайда болатын аммиактың барлығы газ толтырғышқа түспейтіндігімен ерекшеленеді және тек 70...Оның ресурстарының 75% - ы газда.25% дейін... Аммиактың 30% - ы бастапқы тоңазытқыштарда газ салқындаған кезде пайда болатын жер үсті суларында ериді. Бұл су аммиак бөлімінде өңделіп, бу мен аммиак қоспасын түзеді, содан кейін сатураторға беріледі, онда ол күкірт қышқылымен газдағы аммиакпен байланысады. Аммиакты бөлу бағанындағы аммиак буларын пиридин қондырғысына жіберуге болады, онда олар пиридин негіздерімен бірге аммоний сульфатын, сульфатты бөлудің қажетті өнімін құрайды. 3-суретте жартылай тікелей техниканың жеңілдетілген блок-схемасы көрсетілген.
Жартылай тікелей әдіс
Сатуратор
Сатуратор
Аммиак бөлімі
Аммиак бөлімі
Тоңазытқыш
Тоңазытқыш
коксгазы бу-аммиак Аммоний
конденсат қоспасы сульфаты
(жер үсті суы)
Күкірт қышқылы
Сурет 3. Жартылай тікелей аммоний сульфатын өндіру технологиясының схемасы
Жер үсті суының көп мөлшерін тазарту әдісінің қажеттілігі теріс, өйткені ол қажетті жабдықтар мен жабдықтарды орнатуды, сондай-ақ жоғары энергия шығындарын қажет етеді. Осы кемшіліктерге қарамастан, ең танымал-жартылай тікелей техника, өйткені ол сенімді, басқаруға оңай, үнемді және технологиялық. Ең көп тарағаны-көпіршікті типтегі сатураторларды қолдана отырып, аммоний сульфатын алудың жартылай тікелей әдісі.
2.7 Өндірістік өнімнің сипаттамалары
Аммоний сульфатының кристалдары-миллиметрдің жүзден бір бөлігінен 6,8 мм-ге дейін немесе одан да көп өлшемдері бар ұзартылған гауһар тәрізді ақ мөлдір кристалдар.20 °C температурада кристалды аммоний сульфатының тығыздығы 1766 кг м3 құрайды. Көлемдік массасы 827-ден ауытқиды.. Кристалдың мөлшері мен ылғалдылығына байланысты 889 кг м3.Аммоний сульфатының молекулалық салмағы 132,15 мг моль. Химиялық таза аммоний сульфатының құрамында 21,2% азот және 25,78% аммиак бар. Аммоний сульфаты суда жақсы ериді және оның ерігіштігі температураныңжоғарылауымен жоғарылайды. Аммоний сульфаты бекітілген технологиялық талаптарға сәйкес және 3-кестеде көрсетілген ТУ 14-134-271-90 спецификацияларына сәйкес дайындалуы тиіс.
Кесте3
Aммоний сульфатына қойылатын талаптар
Индикатордың атауы
OKP стандарты
1. Сыртқы түрі
Кристалдар сәл боялған және мөлдір
2.Құрғақзатқа қайта есептегенде азоттың массалық үлесі,%, кемінде
21
3.Судың массалық үлесі
0,3
4.Еркін күкірт қышқылының массалық үлесі
0,05
5.Ерімейтін қоспалардың массалық үлесі
0,05
6.ұсақтығы
100%
2.8 Әр түрлі параметрлердің аммоний сульфатының сапасына әсері
Аммоний сульфатының өндірісі мен сапасына әсер етуі мүмкін кейбір негізгі параметрлері
1) Шикізат сапасы: аммиак және күкірт қышқылы сияқты пайдаланылатын шикізаттың сапасы мен тазалығы алынған аммоний сульфатының сапасын анықтауда маңызды рөл атқарады. Шикізаттың тазалығы соңғы өнімдегі қоспалар мен қажетсіз қосылыстардың құрамына әсер етуі мүмкін.
2) Аммиак пен күкірт қышқылының қатынасы: реакция қоспасындағы аммиак пен күкірт қышқылының дұрыс қатынасы маңызды параметр болып табылады. Дұрыс емес қатынас қоспалардың пайда болуына немесе аммоний сульфатының төмен шығуына әкелуі мүмкін.
3) Реакция температурасы: реакция температурасы реакция жылдамдығына және аммоний сульфатының түзілуіне әсер етуі мүмкін. Шикізаттың максималды конверсиясына және аммоний сульфатының жоғары өнімділігіне қол жеткізу үшін оңтайлы реакция температурасын анықтауға болады.
4) Реакция уақыты: аммиак пен күкірт қышқылы арасындағы реакцияны аяқтау үшін қажет реакция уақыты аммоний сульфатының сапасына әсер етуі мүмкін. Шикізаттың толық конверсиясын және таза аммоний сульфатының кристалдарының түзілуін қамтамасыз ету үшін жеткілікті реакция уақыты қажет.
5) Араластыру және араластыру: реакция қоспасын дұрыс араластыру Реактивтердің біркелкі таралуын қамтамасыз етуге және реакцияның тиімді кинетикасына ықпал етуге көмектеседі. Жеткіліксіз араластыру біркелкі емес реакцияға және өнім сапасының төмендеуіне әкелуі мүмкін.
6)Қоспаларды бақылау: шикізатта немесе реакция қоспасында қоспалардың болуы аммоний сульфатының сапасына әсер етуі мүмкін. Шикізатты дұрыс тазарту, сүзу және бөлу әдістері арқылы қоспаларды бақылау соңғы өнімнің тазалығын арттыруға көмектеседі.
7) Кептіру және кристалдану: реакциядан кейін кептіру және кристалдану процесі аммоний сульфатының бөлшектерінің мөлшерін, тазалығын және физикалық қасиеттерін анықтауда шешуші рөл атқарады. Кептіру және кристалдану жағдайларын дұрыс бақылау өнімнің қажетті техникалық сипаттамаларына қол жеткізуге көмектеседі.
8) Сапаны бақылау шаралары: өндірілген аммоний сульфатының қажетті сапа стандарттарына сәйкестігін қамтамасыз ету үшін тұрақты сынамаларды алуды, тестілеуді және талдауды қоса алғанда, өндіріс процесінде сапаны бақылаудың сенімді шараларын енгізу өте маңызды. Бұған тазалық, бөлшектердің мөлшері бойынша таралуы, ылғалдылық және қоспалар деңгейі сияқты параметрлерді бақылау кіреді.
Осы параметрлерді мұқият бақылау және оңтайландыру арқылы тікелей өндіріс әдісімен алынған аммоний сульфатының сапасын жақсартуға болады, нәтижесінде тұтынушының қажетті техникалық сипаттамалары мен талаптарына сәйкес келетін өнім пайда болады.
2.8.1 Фаллопиялық спирттердің қышқылдығы
Қаныққан ерітіндінің қышқылдығының жоғарылауы кристалдардың түзілуі мен ыдырауын тоқтатады. Ерітінді неғұрлым қышқыл болса, соғұрлым аммоний сульфаты ериді; әдеттегі аммоний сульфаты тұзы қышқылға айналады (аммоний бисульфаты), оның ерігіштігі аммоний сульфатына қарағанда едәуір жоғары.Жұмыс ерітіндісіндегі еріген аммоний сульфатының жоғары концентрациясы одан да көп кристалдану аймақтарын құруға ықпал етеді. Нәтижесінде оның төмен болғаны жөн, оған төмен қышқылдық арқылы қол жеткізіледі. Бастапқы сулардың қышқылдығы 11% - дан асқанда еріген тұз, аммоний бисульфаты басым болады, ал сульфат ұсақ кристалдармен ұсынылған.
Ерітіндінің қышқылдығы жоғарылаған сайын оның тұтқырлығы мен тығыздығы артады. Нәтижесінде сатуратордағы кристалдардың тұнбасы баяулайды және кристалл қабылдағышта жойылған ерітіндіде үлкен кристалдар болмайды. Кішкентай кристалдар центрифуга електерін бітеп тастайды, қышқылдан нашар жуылады және әлсіз байланысады.
Центрифугалаудан кейін ұсақ кристалды тұзда бос қышқыл, ылғал және пиридин сульфаты көп болады.
Үлкен кристалдар фаллопиялық спиртте 4 пайыздық қышқыл болған кезде пайда болады. Төмен қышқылдық аммиактың, атап айтқанда пиридин негіздерінің сырғып кетуіне мүмкіндік береді, бұл үлкен шығындарға әкеледі.Сонымен қатар, тұздар газ қышқылмен жанасатын жерге қойылады.Кристалдар соншалықты көп мөлшерде түсіп кетеді, олар қолшатырдың саңылауларын бітеп, көпіршіктердің пайда болу жағдайларын бұзады. Ваннаның төмен қышқылдығы сонымен қатар қанықтырғыш конуста қышқыл шайырдың жиналуын күшейтеді, оны блоктайды және қара түсті аммоний сульфатының пайда болуына әкеледі. Сатуратордағы кристалдардың дамуына тамаша жағдай жасау үшін бастапқы сулардың қышқылдығын анықтаудың ең жақсы технологиялық режимін анықтау қажет. Бұл режим бастапқы сулардың қышқылдығын 50-60 °C температурада 4,5-5% деңгейінде ұстайды.
2.8.2 Бастапқы суларды араластыру
Аммоний сульфатының кристалдарына еріген аммоний сульфатының ағыны олардың дамуын тудыратыны көрсетілген. Бастапқы суларды араластыру Кристалл бетінен қоректік заттардың ағынын тудырады.Ерітіндіні қарқынды араластыру қанықтыратын ваннаның бүкіл көлемінде Кристалл бетіндегі қоректік заттардың тұрақты концентрациясына әкеледі.
Тоқтатылған күй ортаның қарқынды турбуленттілігін қажет етеді. Бұған ерітінді арқылы газ көпіршіктерінің пайда болуы және жатырдағы ерітіндінің айналымын арттыру арқылы қол жеткізіледі.4-суретте көпіршікті қолшатырмен белгіленген сатуратордың схемалық иллюстрациясы көрсетілген.
Сурет 4. Сатуратордың схемалық түрде ұсынылған түрі
Бастапқы суларды қарқынды араластыру қанықтыратын ваннаға көпіршікті қолшатырдың арнайы дизайнының арқасында қол жеткізіледі.
Көпіршікті қолшатырдың төменгі бетіне бекітілген 50-ге дейін жүзі бар, зонд радиусына белгілі бір бұрышта орналасқан. Басқақолшатырдың астынан шығып, ерітінді қабаты, Кокс пешінің газы арқылы өту үшін, нәтижесінде оны көлденең жазықтықта айналдыруға мәжбүр етеді, ерітіндінің жоғарғы қабаттарында пайда болған кристалдар недеқанықтыратын ванналар ұзақ уақытқа тоқтатылады. Схемалық суретЖарқыраған қолшатыр 5-суретте көрсетілген.
Сурет 5. Көпіршікті қолшатыр схемалық түрде бейнеленген
Сатуратордың төменгі бөлігінде ерітінді айналымдағы затпен араласады.Үлкен кристалды аммоний сульфатын алу үшін сатуратор ваннасында ерітіндінің бірнеше айналымы қажет.
2.8.3 Бастапқы сулардағы аммоний сульфатының концентрациясы
Қанықтыратын ваннадағы ерітінді аздап қаныққандықтан, түзілген аммоний сульфаты кристалдарының ядролары ерітіндіден бірден түсіп кетеді. ерітіндіде ұсақ тұз кристалдарының болуы бұл процеске ықпал етеді.Жасалған эмбриондар мен ұсақ кристалдардың мөлшері олардың өсуі үшін көптеген қоректік заттарды қажет етеді. Бұл үлкен кристалдарды алуды қиындатады.Нәтижесінде кристалдану орталықтарының едәуір санын болдырмау үшін тоқтатылған аммоний сульфатының концентрациясын мүмкіндігінше төмен деңгейде ұстау керек. Бір жағынан, бұл центрифуга көмегімен қанықтыратын ваннадан үлкен кристалдарды үздіксіз алып тастау арқылы, ал екінші жағынан қышқылдықтың, температураның тұрақты көрсеткіштерін ұстап тұру және бастапқы суларды араластыру, сондай-ақ сатуратордың газға жүктемесі арқылы жүзеге асырылады.
2.9 Аммоний сульфатын тасымалдау, орау және сақтау
Аммоний сульфаты минералды тыңайтқыштарды тасымалдауға жарамды барлық көлемдегі жүк көліктерімен тасымалданады. Әрбір автомобиль (тіркеме) екі ОП-3 қоюландырғыш өрт сөндіргіштерімен жабдықталуы тиіс.
1-ші дәрежелі аммоний сульфаты салмағы 42 болатын төрт қабатты қағаз пакеттерде келед 50 келі. 2-ші сортты сусымалы аммоний сульфаты жөнелтіледі.
Корпустың төменгі және бүйір қабырғалары тиеу алдында алдыңғы жүктің қалдықтарынан және аммоний сульфатынан тиісті түрде тазартылуы тиіс.
Тасымалдауға қатаң тыйым салынады:
а)әсер еткен аммоний сульфаты;
б)бұл тыңайтқыш басқа қажеттіліктермен бірге.
Аммоний сульфатын тасымалдау кезінде көліктің алдыңғы сол жақ бұрышында келе жатқан жүргізушілерге қауіп туралы ескертетін белгі қойылуы керек.
Сақтау және буып-түю: полиэтилен пленкасының астында жабық вагондарда және гондолалық вагондарда, пайдалы қазбаларды тасымалдауға арналған транспортерлерде және мамандандырылған контейнерлерде.Өнімді ылғалдан қорғайтын жабық қоймаларда сақтау.
2.10 Ірі кристалды аммоний сульфатын өндіру перспективалары
Химия өнеркәсібінің маңызды міндеттерінің бірі минералды тұздарды өндіру болып табылады. Минералды тұздардың жүздеген атаулары бар және ауыл шаруашылығында, химия өнеркәсібінде, металлургияда, фармацевтикалық өндірісте, құрылыста және күнделікті өмірде қолданылады.
Тұзды өндіру және өндіру ауқымы өте үлкен, олардың кейбіреулері үшін жылына ондаған миллион тоннаға дейін.
Натрий, фосфор, калий, азот, алюминий, темір, күкірт, мыс, хлор, фтор және басқа қосылыстардың көп бөлігі өндіріліп, тұтынылады. Минералды тыңайтқыштар өндірісі тоннаж бойынша ең ірі болып табылады.
Ауыл шаруашылығы тұздар мен минералды тыңайтқыштардың негізгі тұтынушысы болып табылады. Себебі қарқынды ауылшаруашылық өндірісі топыраққа өсімдіктердің, әсіресе дәнді дақылдардың қалыпты өсуі үшін топырақта жеткіліксіз қоректік заттар бар әртүрлі минералды тыңайтқыштардың ғылыми негізделген мөлшерін қоспай мүмкін емес.
Минералды тыңайтқыштар секторының болашағы көбінесе еріткіштердің ішкі нарығының дамуына байланысты. Минералды тыңайтқыштар саласының одан әрі табысын қамтамасыз ету үшін:
Өркениетті ішкі тыңайтқыштар нарығын құру мақсатында Ауыл шаруашылығын бюджеттік қолдауды күшейту жөніндегі шараларды әзірлеу және іске асыру;
Aммиак пен минералды тыңайтқыштарды экспортқа жеткізу үшін қолданыстағы және жаңа теңіз терминалдарының инфрақұрылымын дамыту қажет;
Mинералды тыңайтқыштардың экспортына қатысты демпингке қарсы рәсімдерге қарсы тұру;
Oтын-энергетика ресурстарын жеткізушілер, сондай-ақ басқа да шикізат монополистері тарапынан монополизм және жосықсыз бәсекелестік белгілерін жою;
Шикізатты өндіруді және химиялық өңдеуді ынталандыру үшін жаңа инвестициялар тарту.
2.11 Негізгі өндіріс схемасы және негізгі технологиялық жабдық
Аммиак Кокс пешінің газынан алынады, ал аммоний сульфаты көпіршікті типтегі сатураторларда жартылай тікелей процесс арқылы алынады. 6-суретте аммоний сульфатын алудың жартылай тікелей процесі көрсетілген (кептіргіштер жоқ).
Сурет 6. Аммоний сульфатын өндірудің жартылай тікелей технологиясы:
1-сатуратор, 2-газ жылытқышы, 3-аммиак колонкасы, 4-сорғы, 5-айналым науасы, 6-кері ток науасы, 7-қышқыл тұзақ, 8-кристалды қабылдағыш 9-центрифуга
Конустық түбі және дөңес қақпағы бар тік металл цилиндр қанықтырғыш ретінде қызмет етеді. биіктігі 3500 мм, диаметрі 6250 мм, қанықтыратын ваннаның көлемі 37 м3, газ кеңістігінің көлемі 74 м3, люктер, құбырлар, тот баспайтын болаттан жасалған қақпақ. Сатуратордың корпусы битум-шатыр материалының ішкі қабатында қышқылға төзімді кірпіш қабаты бар диабаз плиткаларының екі қабатымен қапталған. Сатуратордың ішінде Орталық көпіршікті түтік көпіршікті қолшатырға қосылады. Қолшатырдың диаметрі 3000 мм.5-сурет-көпіршікті қолшатырдың схемалық бейнесі.
Сатуратордың төбесінде газды шығаруға арналған құрылғылар бар. Күкірт қышқылы сатуратордың толып жатқан терезесіне беріледі. Сатуратордың конустық қимасында диаметрі 880 конустық шыныаяқ орнатылған... 900 мм және биіктігі 1700 мм, оның төменгі жартысында көпіршік бар, ол тесіктері бар құбыр сақинасы.Сақина Сығылған Кокс газындағы қаныққан газ жүктемесінің 1% алады. Шыны қаныққан ваннадағы ерітіндінің айналмалы қозғалыстармен айналуына мүмкіндік береді: бағыттаушы әйнектің ішінде жоғары және әйнектің сыртында төмен. Бұл өсу ерітіндісіндегі ең кішкентай кристалдардың болу кезеңін арттырады. 4-сурет-сатуратордың схемалық бейнесі.
Газ жылытқышы-құбырлар арқылы айналатын, құбыраралық кеңістікке бу жіберетін көлденең құбырлы жүйе. Құбыраралық кеңістіктің жұмыс қысымы 0,6 МПа құрайды. Газ Цельсий бойынша 65-70 градусқа дейін қызады. Құбырлардың диаметрі 57,6 мм, барлығы 219 құбыр, құбырлардың ұзындығы 2000 мм, ал жылу беру бетінің ауданы 202 м2.
Аммиак бағанасы цилиндрлік тік корпустан жасалған, оның ортасына радиалды Саңылау газ таратқышы салынған. Олар газ кеңістігін екі бөлікке бөледі. Раковиналардың корпусы болаттан жасалған және қышқылға төзімді жабыны бар. Раковинаның сақиналы тірегі бар және темірбетон сақина негізіне орнатылған.
Қышқыл тұзағы бар циклондарда конустық түбі бар тік металл цилиндр қолданылады. биіктігі 4600 мм, диаметрі 4000 мм.
Тұзақ Кокс газымен сатуратордан тасымалданатын ерітінді тамшыларын ұстауға арналған. Газ тангенциалды жетегі бар құрылғы арқылы тұзаққа түсіп, айналмалы қозғалысқа ие болады және түбіне ағып жатқан фаллопиялық тамшылардан босатылады. Диаметрі 2480 мм болатын екінші цилиндр тұзақтың ішінде дәнекерленген, бірақ газ шығатын түбіне жетпейді. Битуминозды шатыр материалының субстратындағы диабаз плиткаларының екі қабаты және қышқылға төзімді кірпіштің 12 қабаты тұзақ Конусымен шектеседі.Тұзақтың төбесі мен ішкі шығатын құбыры тот баспайтын болаттан жасалған.
Циркуляциялық науа-диаметрі 1600 мм және биіктігі 3400 мм болатын тік цилиндр. екінші цилиндр гидравликалық қақпаны қалыптастыру үшін табаның ішіндегі сұйықтықпен толтырылады. Сатуратордың толып кететін түтігі соңғысына түседі, ол арқылы тот баспайтын болаттан жасалған циркуляциялық науаға аналық ерітінді түседі.
Сатураторды жуу кезінде үстіңгі фитинг науаға беріледі, ол арқылы құрамында қышқыл шайыры бар бастапқы сұйықтық коллекторларға беріледі.
Центрифуга: ерітіндіден тұз кристалдарын алу үшін қолданылатын машина.
Барабанның ішкі диаметрі 800 мм. минутына айналымдар-865...1000.
Итергіштің максималды ұзындығы-40 мм, ал минутына соққылар саны-24.
Орталықтан тепкіш жетегі бар электр қозғалтқышының қуаты 21,5 кВт,май сорғысының электр қозғалтқышының қуаты 10 кВт және минутына айналым саны 1000 құрайды.
Кері ағынды Панорама. диаметрі 820 мм, биіктігі 1600 мм. ерітіндіні табадан ағызу үшін диаметрі 219 мм құбыр шығады, ол қанықтыру үшін ваннаға терең енеді.
Шыны қабылдағыш. биіктігі 3676 мм және диаметрі 2000 мм. біріншісі битум қабатының үстіне диабаз плиткасының екі қабатымен және қышқылға төзімді кірпіштің 12 қабатымен қапталған, ал екіншісі тот баспайтын болаттан жасалған.
Целлюлоза центрифугаларына қызмет ету үшін арнайы жасалған. Бұл сыйымдылығы 4,7 м3 болатын шұңқыр тәрізді контейнер. Кристалды қабылдағыш тұз ілінбейтін және шығатын құбырға оңай түсетіндей етіп жасалған.
Барабан кептіргіштің өлшемдері келесідей: ұзындығы 8000 мм, диаметрі 1600 мм, салмағы 16,3 т және өнімділігі 7 тсағ.
Кептірілген аммоний сульфаты барабанға бір шетінен енеді және айналу арқылы барабанның ішкі бетінде орналасқан пышақтар арқылы үздіксіз және баяу қарама-қарсы ұшына қарай ағады.
Пеште кокс газының жану өнімдерімен қыздырылған ауа аммоний сульфатын кептіру үшін сорғыш желдеткішпен барабан арқылы жеткізіледі. Барабандағы газдың температурасы 55...60 °C. аммоний сульфатының шаңы құрғақ циклон мен дымқыл шаң жинағышпен жиналады.
2.12 Ірі кристалды аммоний сульфатын өндіруге технологиялық тәсілді таңдау және негіздеу
Қатты минералды тыңайтқыштардың маңызды ауылшаруашылық критерийлерінің бірі-тауарлық өнімде шағын сыныптардың болуын шектеу. Шағын сорттардың жоғары пайызы тасымалдау және сақтау кезінде тыңайтқыштарды бақылауды жақсартады, сонымен қатар тиеу-түсіру жұмыстары кезінде жұмыс орнындағы шаң мөлшерін арттырады.
Жақында аммоний сульфатының мөлшері мен жұмсақтығын жақсарту бойынша көптеген зерттеулер жүргізілді.
Буландырғыштар
аммоний сульфатының түйіршіктелуі
вакуумдық кристаллизаторлар
Бүгінгі таңда техникалық жүйені жаңартудың ең маңызды үш бағыты болып табылады.
Буландырғыштар әр 4 рет жуу үшін жүйелі үзілістерді қажет етеді...5 күн, бұл оларды көп корпусты батареяларға біріктіруді қиындатады. Нәтижесінде оның бу шығыны салыстырмалы түрде жоғары және аммоний сульфатының тоннасына 1,8-ден 2 тоннаға дейін.
Көлемі мен сериялық жабдықтың болмауына байланысты аммоний сульфатын түйіршіктеу әдістері (сұйытылған қабатта, бүрку, басу және т.б.) кеңінен қолданылмады.
Тауарлық сортты аммоний сульфатын алу үшін кристаллизаторда бөлшектердің орташа мөлшері 8 мм-ден асатын кристалдар алынуы керек.
Аммоний сульфатының гранулометриялық құрамын одан әрі арттыру үшін біртекті, ірі кристалды өнімді алу үшін арнайы жасалған жабдықты қолданған дұрыс. Ең алдымен, бұл сұйық қабаты немесе айналымдағы ерітіндісі бар кристаллизаторлар.Олардың тұзды көбейту мүмкіндігі аз, бірақ олар тұздың шамадан тыс өсуіне аз сезімтал және сенімді жұмыс істейді.
Осыған сүйене отырып, айналымдағы ерітіндісі бар вакуумды кристаллизаторды қолдана отырып, үлкен кристалды аммоний сульфатын алу әдісін әзірлеу туралы шешім қабылданды.
2.13 Ұсынылған технологиялық процестің сипаттамасы
Үлкен кристалды аммоний сульфатын алудың ұсынылған әдісі төрт ток қанықтыратын құрылғының бірінен кейін айналымдағы суспензиясы бар вакуумдық кристаллизаторды орнатуды қамтиды. Ылғалдың бір бөлігі бу эжекторлық сорғы шығаратын вакуумға байланысты кристаллизаторда буланып кетеді.
Бұл жағдайда пайда болатын шамадан тыс қаныққан ерітіндіде кристалдар пайда болады, олар сұйықтықтың айналымы кезінде құрылғының төменгі жартысында үлкейіп, шоғырланады.
Қондырғы аммоний сульфатының бірдей қуатын ескере отырып есептелген.
Қолданылатын әдіс өнімнің өнімділігін тек тұз кристалдарының мөлшерін ұлғайту арқылы жақсартуға мүмкіндік береді. 7-суретте орнату схемасы көрсетілген.
Сурет 7. Аммоний сульфатын өндірудің ұсынылған әдісі
1-сатуратор, 2-газ жылытқышы, 3-аммиак колонкасы, 4-сорғы, 5-айналым науасы, 6-кері ток науасы, 7-қышқыл тұзақ, 8-кристалды қабылдағыш, 9-центрифуга, 10-айналмалы суспензиялы вакуумдық кристаллизатор, 11-бу эжекторлы сорғысы
Температурасы 50 кокстелетін газы...60 °C және қысым 25...30 кПа олар бастапқы газ салқындатқыштары мен машина бөлмесінің супер зарядтағыштарынан өткеннен кейін сульфат бөліміне газ құбыры арқылы 30 кПа жеткізеді. Кокс пешінің газы сатуратор 1 алдындағы 2 тоңазытқыштың құбырлы кеңістігінде 70 °C-тан аспайтын температураға дейін қызады. Қабылдағыштардан бу конденсаты ыстық су коллекторына түседі. Коллекторлардан газ конденсаты конденсат ағызғыштарға түседі және фенолдық кәрізге төгіледі.
3-бағанға салқындатқыштан қыздырылған кокс пеш газымен бірге тазартылған аммиак беріледі.Кокс пешінен қыздырылған газ аммиак колоннасынан алынған аммиакпен бірге сатураторға орталық газ құбыры арқылы түседі, оған төменгі жағында ерітіндіге батырылған көпіршікті қолшатыр бекітілген. Килограмм аммиак аммоний сульфатымен байланысады, өйткені ол құрамында 3 бар фаллопиялық ерітінді қабаты арқылы көпіршіктенеді...4% бос күкірт қышқылы.
Сатуратордағы ерітіндісінің деңгейі әрқашан тұрақты және айналымдағы жатыр ерітіндісі сатуратордың толып кету терезесі арқылы 5 айналым науасына түседі. Қышқыл шайыр, аммоний сульфаты синтезінің жанама өнімі, сатуратордан алынады және ерітіндімен айналым науасына орналастырылады. Айналым сорғылары ерітіндіні айналым науасынан сатураторға кері ток Түйреуіші арқылы қайтарады 6.
Ерітінді арқылы өтетін кокс газы сатуратордан екі газ фитингі мен шығатын құбырлар арқылы 7 циклондық типтегі қышқыл тұзағына шығады, онда ол механикалық түрде фаллопиялық ерітіндімен шашырайды, содан кейін бензол бөліміне жіберіледі..
Ұсталған аналық ерітінді айналым үшін табаға үздіксіз түсіріледі.
Ағынды резервуар арқылы айналымдағы резервуардан сатуратордың түбіне бастапқы суларды қайтару сатураторлардағы ерітіндінің қарқынды араласуын тудырады.
Аммоний сульфатының кристалдары өзгермелі болып қалуы үшін ерітіндіні араластыру керек, бұл олардың өсуіне ықпал етеді.
Үлкен кристалдар сатуратордың түбіне түсіп, вакуумдық кристаллизатордың түбіне целлюлоза түріндегі бастапқы сұйықтықпен бірге айдалады. Суспензия сорғымен кристаллизатордың жоғарғы компонентіне, ылғалдың бір бөлігі бу шығаратын сорғымен буланатын сепараторға айдалады. Қоспа түтіктер арасындағы кеңістік арқылы үздіксіз айналады. Үлкен кристалдар шөгеді, ал кішілері эжектормен салыстыруға болатын дизайн арқылы құрылғының жоғарғы жағына көтеріледі.Механикалық араластырғыш гидравликалық құлып құрылғының төменгі жағында орналасқан. Гидравликалық тығыздағыштан өткен үлкен кристалдар шөгеді, ал қалғандары өлшеу кезінде кеңейеді. Целлюлоза түріндегі маңызды фракция кристалды қабылдағыштың кіреберісіндегі гидравликалық тығыздағыштың түбінен шығарылады.
Ерітіндісі сіңіп, тұз кристалды қабылдағышта жиналады. ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
1 КІРІСПЕ
2 НЕГІЗГІ БӨЛІМ
2.1 Аммоний сульфаты: түзілуі, сипаттамалары және қолданылуы
2.2 Аммоний сульфатын тікелей өндірудің физика-химиялық технологиясы
2.3 Аммоний сульфатын өндіруге арналған шикізат
2.4 Аммиактың қасиеттері. Одан кокс газын тазалау
2.5 Ел ішінде және шетелде аммоний сульфатының өндіріс көлемін салыстыру
2.6 Сатуратор көмегімен аммоний сульфатын өндіру технологиясының технологиялық стратегияларының жанaмa әдісі
2.6.1 Тікелей әдіс
2.6.2 Жартылай тікелей әдіс
2.7 Өндірістік өнімнің сипаттамалары
2.8 Аммоний сульфатының өндірісі мен сапасына әсер етуі мүмкін кейбір негізгі параметрлері
2.8.1 Фаллопиялық спиттердің қышқылдығы
2.8.2 Бастапқы суларды араластыру
2.8.3 Бастапқы сулардағы аммоний сульфатының концентрациясы
2.9 Аммоний сульфатын тасымалдау, орау және сақтау
2.10 Ірі кристалды аммоний сульфатын өндіру перспективалары
2.11 Негізгі өндіріс схемасы және негізгі технологиялық жабдық
2.12 Ірі кристалды аммоний сульфатын өндіруге технологиялық тәсілді таңдау және негіздеу
2.13 Ұсынылған технологиялық процестің сипаттамасы
3 ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ БӨЛІМ
4 ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ ЕСЕПТЕУ БӨЛІМІ
4.1 Кокстелетін материалдардың балансы
4.2 Сульфат бөлімі материалдарының балансы
4.3 Вакуумдық кристализаторды есептеу
5 ҚАУІПСІЗДІК ТЕХНИКАСЫ ЖӘНЕ ҚОРШАҒАН ОРТАНЫ ҚОРҒАУ БӨЛІМІ
5.1 Еңбек жағдайларын бағалау
5.2 Еңбекті қорғау және қауіпсіздік шаралары
5.3 Діріл және шу
5.4 Өрт қауіпсіздігіне қатысты сақтық. шаралары
5.5 Электр қауіпсіздігі
5.6 Экологиялық кепілдіктер
5.7 Азамматық қорғау және төтенше жағдайларға дайындық шаралары
6 ЭКОНОМИКАЛЫҚ БӨЛІМ
6.1 Экономикалық бөлімнің кейбір негізгі міндеттері мен ойлары
6.2 Жалпы ақпарат
6.3 Капитал құнын есептеу
6.4 Жұмысты қамту және жалақы көрсеткіштерін анықтау
6.5 Электр энергиясы үшін шегерімді есептеу
6.6 Салыстырмалы жалақыны есептеу
6.7 Жалақыны есептеу
6.8 Амортизациялық шығыстар
6.9 Негізгі құралдарға қызмет көрсету
6.10 Баға мен тиімділіктің жаңа көрсеткіштерін әзірлеу
7 ҚОРЫТЫНДЫ
8 ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
KІРІСПE
Аммоний сульфатын аммоний гидроксидін (NH4OH) немесе аммоний нитратын (NH4NO3) алудың аралық сатысынсыз аммиак газының (NH3) және күкірт қышқылының (H2SO4) реакциясынан тікелей алудың бір жолы аммоний сульфатын тікелей алу деп аталады.
Аммиак газы (NH3) және күкірт қышқылы (H2SO4) аммоний сульфатын тікелей синтездеу үшін қажетті негізгі шикізат болып табылады. Әдетте, бұл қосылыстар өнеркәсіптік көздерден алынады.
Аммиак газы (NH3) және сұйық күкірт қышқылы (H2SO4) реакция ыдысына айдалады. Аммоний сульфаты [(NH4)2SO4], су (H2O) және жылу аммиактың күкірт қышқылымен әрекеттесуі нәтижесінде түзіледі. Бұл реакцияның теңдестірілген химиялық теңдеуі келесідей:
(NH4)2SO4 (s) + H2O (l) = 2NH3 (g) + H2SO4 реакция ыдысына айдалады. Аммоний сульфаты [(NH4) 2SO4], су (H2O) және жылу аммиактың күкірт қышқылымен әрекеттесуі нәтижесінде түзіледі. Бұл реакцияның теңдестірілген химиялық теңдеуі келесідей:
(NH4) 2SO4 (s) + H2O (l) = 2NH3 (g) + H2SO4 (l)
Аммоний сульфатының синтезін жеңілдету үшін реакция көбінесе жоғары температура мен қысымда жүзеге асырылады. Нақты жағдайлар қолданылатын әдіс пен жабдыққа байланысты өзгеруі мүмкін.
Бөлу және тазарту: реакциядан кейінгі қоспада қатты аммоний сульфаты, су және реакцияға түспеген аммиак немесе күкірт қышқылы бар. Салқындағаннан кейін аммоний сульфатының кристалдары сұйықтықтан сүзу немесе центрифугалау арқылы шығарылады. Осыдан кейін кез-келген кірді кетіру үшін жеке кристалдар тазартылады.
Кептіру: бөліну кезеңінен кейін дымқыл аммоний сульфатының кристалдары әдетте ауада кептіру немесе айналмалы кептіру сияқты әдістермен кептіріледі. Мақсат - қалған ылғалды кетіру және тамаша құрғақ өнімді алу.
Түйіршіктеу және орау: қолдану аймағына байланысты құрғақ аммоний сульфаты түйіршіктер немесе түйіршіктер алу үшін түйіршіктеу сияқты қосымша өңдеу процедураларынан өтуі мүмкін. Осыдан кейін өнім оралады және тарату және пайдалану үшін сақталады.
Аммоний сульфаты (NH4)2SO4 құрамында 20,5-21% азот бар, ақ немесе сұр жасыл түсті, ұсақ кристалды, суда жақсы еритін және ауадан ылғалдың ең аз мөлшерін сіңіретін қышқыл тыңайтқыш. Бұл синтетикалық немесе коксим, аммиакты күкірт қышқылымен араластыру арқылы алынған өнім. Аммоний сульфаты бейтарап және сілтілі топырақты (қара, қою қоңыр, сұр) ұрықтандыруға пайдалы, өйткені оның құрамында бос күкірт қышқылы (0,025-0,05%) бар. Ұзақ уақыт бойы аммоний сульфаты топырақты жуу арқылы жойылмайды. Нәтижесінде ол күзде қолданылады. Культураның өсуінің басында аммоний сульфатын тұқыммен шашыратуға болмайды. Бұл тыңайтқышты пайдаланған кезде Өсімдіктердің қоректенуінің биологиялық ерекшелігін ескеріңіз.Шикізатты, әсіресе қайталама ресурстарды тиімді және кешенді пайдалану бүгінгі таңда маңызды міндет болып табылады.
Кокстеудің барлық жанама өнімдері жиналып, тауарлық өнімге айналдырылған кезде кәсіпорын үнемді болады.
Аммиакты ұстау арқылы өндірілетін бағалы минералды тыңайтқыш аммоний сульфаты нарықта үлкен сұранысқа ие.
Дегенмен, бұл өнімнің кейбір сапалық сипаттамаларында, ең алдымен аммоний сульфатының бақылануында проблемалар бар. Бұл құбылысқа кристалдардың аз пайызы жауап береді.
"Мечел-Кокс"OAO-да аммоний кристалды сульфатын өндірудің маңызды міндеті-қадағалаудың алдын алу үшін технологиялық шешімдер жасау.
Бүгінгі таңда техникалық схеманы жетілдірудің негізгі бағыттарының ішінде мыналарды бөліп көрсетуге болады:
кәдімгі қанықпайтын вакуумды буландырғыш кристаллизаторлардың жұмысын оңтайландыру
әр түрлі технологиялық схемаларды қолдана отырып, аммоний сульфатын түйіршіктеу.
Көлемі мен сериялық жабдықтың болмауына байланысты аммоний сульфатын түйіршіктеу әдістері (сұйытылған қабатта, бүрку, басу және т.б.) кеңінен қолданылмады.
Кәдімгі кокс-химиялық қондырғылардағы буландырғыштар әр 4-5 күн сайын үнемі жууды тоқтатуды қажет етеді, бұл оларды көп корпусты батареяларға біріктіруді қиындатады.Осыған байланысты қолданыстағы жартылай тікелей қанықтыру технологиялық схемасына айналмалы суспензиясы бар вакуумдық кристалдануды орнатуды қамтитын техникалық жобаны құру туралы шешім қабылданды. Жоба ток қанықтыратын құрылғылардың бірін қаныққан ерітіндісі бар сіңіргіш аммиакқа айналдыруды, содан кейін вакуумдық кристаллизаторды орнатуды көздейді, онда ылғалдың бір бөлігі бу шығаратын сорғылар шығаратын вакуумда буланады.
Бұл жағдайда пайда болған шамадан тыс қаныққан ерітіндіде тұз сорғыларының кірісіне бағытталған кристалдар пайда болады, өйткені ерітіндінің айналымы артып, құрылғының төменгі жағында шоғырланады. Осыған сүйене отырып, тапсырманың мақсаты қойылды: "Мечел-Кокс"OAO қабылдау цехтарының қолданыстағы схемасына вакуумдық кристалдану аппаратын енгізудің технологиялық есебін жүргізу.
Осы мақсатқа жету үшін келесі жұмыс міндеттері анықталды:
1) Kокс өндірісіне байланысты кәсіпорынның материалдық балансын есептеу.
2)Aммоний сульфатын өндіруді пайдалана отырып, сульфат цехының материалдық балансын есептеу.
3)Cульфат бөлімінің сипаттамалары негізінде вакуумдық кристалдану аппаратын есептеу.
4) Hегізгі және модификацияланған аммоний сульфатын өндіру схемаларының техникалық-экономикалық көрсеткіштерін есептеу және салыстыру.
2 HEГІЗГІ БӨЛІM
2.1 Aммоний сульфаты: түзілуі, сипаттамалары және қолданылуы
Аммоний сульфаты-күкірт қышқылының қарапайым аммоний тұзы, ол миллиметрдің жүзден бір бөлігінен 6 немесе 8 мм-ге дейін және одан да үлкен ұзартылған гауһар тәрізді ақ мөлдір кристалдардан тұрады.
Химиялық таза аммоний сульфатының молекулалық салмағы 132,15, тығыздығы 1,775 (4 °C температурада суға қатысты) және жылу сыйымдылығы 1,42 Дж(кг ℃). Aммоний сульфаты аммиакқа 280°C температурада, ал қышқыл тұз аммоний бисульфатына ыдырайды; 513°C температурада тұз толық ыдыраумен ериді.Ерітіндіден аммоний сульфатының кристалдануы 10,9 Дж (гмоль) жылу шығарумен жүреді. 1 м3 aммоний сульфатының массасы кристалдардың мөлшеріне байланысты 827-ден 889 кг-ға дейін өзгереді.Аммоний сульфатының кристалдары суда тез ериді.
Кокстелетін газ аммиак және күкірт қышқылы Кокс зауыттарында аммоний сульфатын өндіруде қолданылатын негізгі материалдар болып табылады.
Aммиакты күкірт қышқылымен бейтараптандыру реакциясы аммоний сульфатының түзілуіне әкеледі:
2NH3+H2SO4 = (NH4)2SO4;
Кокс гaзының aммиак газы сатураторлардағы күкірт қышқылының сіңіргіш ерітіндісімен әрекеттескенде, бастапқыда схемаға сәйкес қышқыл тұз, аммоний бисульфаты түзіледі:
NH3+H2SO4 = NH4 HSO4;
Аммоний бисульфаты ерітіндінің қышқылдығы төмендеген кезде аммоний сульфатына айналады:
NH4 НSO4 + NH3 = (NH4)2SO4.
Нәтижесінде сульфат пен аммоний бисульфатының кристалдары сатуратор күкірт қышқылының ерітіндісінде қатар өмір сүреді. Бір немесе бірнеше тұздардың кристалдарының саны бастапқы сулардың қышқылдығына байланысты; төмен қышқылдықта (1... 3%) аммоний сульфатының кристалдары басым. Олардың саны қышқыл тұз кристалдарының көбеюіне байланысты аналық ерітіндінің қышқылдығы жоғарылаған сайын азаяды. Аммоний бисульфаты бастапқы сулардағы бос күкірт қышқылының концентрациясы 11% - дан асқанда түзіледі.
Aммоний сульфаты күкірт қышқылының аз концентрацияланған ерітіндісінде аз еритін болғандықтан, сатураторда тек осы тұздың кристалдары шығады.Минералды тыңайтқыштардың ең маңызды көзі-Кокс зауыттарында аммоний сульфатын өндіру. Aммоний сульфаты пайдалану тұрғысынан барлық басқа азотты тыңайтқыштардан асып түседі. Бұл ішінара азот мөлшері бойынша бірінші орында, тек мочевина мен аммоний нитратынан кейін екінші орында.
Жоғары ерігіштігінің арқасында аммоний сульфаты топырақ ылғалымен тез сіңеді, бұл өсімдіктерге азотты тиімді сіңіруге мүмкіндік береді.Сонымен қатар, соңғысының аммиак формасы өсімдіктерге оны баяу және біртіндеп сіңіруге мүмкіндік береді.Aммоний сульфатын топыраққа ұзақ уақыт енгізу кезінде күкірт қышқылының бөлінуі (20...25 жыл) топырақтың қышқылдануына және Тыңайтқыштардың әсерінің төмендеуіне әкелуі мүмкін. Нәтижесінде аммоний сульфатын физиологиялық қышқыл тыңайтқыш ретінде қышқыл топыраққа қолдануға болмайды. Оны күзде және қыста азоттың жоғалуы шамадан тыс болған кезде құмды топырақта қолдануға болмайды.
Aуыр, жақсы сіңіретін топырақтарда аммоний сульфаты күзгі тыңайтқыш ретінде тиімді жұмыс істейді. Аммоний сульфатында тек 21% азот болса да, ол ең көп қолданылатын азот тыңайтқыштарының бірі болып табылады.
Аммоний сульфатын картопқа, күздік қара бидайға, бидайға және жоғары қышқылдыққа төзімді басқа дақылдарға қолдану керемет нәтиже береді.
Аммоний сульфатының күкіртін қырыққабат, темекі және сұлы сияқты топырақтан күкірттің көп мөлшерін кетіретін дақылдарға тыңайтқыш ретінде пайдалануға болады.
Aммоний сульфатын өндірудің салыстырмалы қарапайымдылығын қарастырған кезде, оның Азотты тыңайтқыштар ассортиментінде неге ұзақ уақыт бойы маңызды орын алғанын түсінуге болады. Нәтижесінде аммоний сульфатын өндіруде қанықтыру процесі ең маңызды болып қала береді және оның сапасы мен өндірістік көрсеткіштерін жақсартуға қатысты барлық мәселелер өте маңызды.
Аммонийсульфатыныңбасқақосымшаларын а
Вискозатінінөндіру;
Биохимиядағыақуыздардытазарту;
Tағамдыққоспалар;
Aммонийменсудыхлорлау;
Oтқатөзімдізаттар;
2.2 Аммоний сульфатын тікелей өндірудің физика-химиялық технологиясы
Аммоний сульфатын тікелей өндірудің физика-химиялық технологиясында әртүрлі процедуралар мен процесс параметрлері қолданылады.
Аммиак газы (NH3) және күкірт қышқылы (H2SO4) қажетті бастапқы шикізат болып табылады. Бұл химиялық заттар негізінен өнеркәсіптік көздерден өндіріледі және олардың тазалығы мен сапасы өндіріс процесі үшін өте маңызды.
Аммиак газы мен сұйық күкірт қышқылы арасындағы Реакция тікелей өндіріс процесінде жүреді. Әдетте, реакция реактор ыдысында тиісті араластыру және температураны бақылау арқылы жүреді.
Аммиак газы мен күкірт қышқылы реактор ыдысында араласады. Екі компонент арасында біркелкі таралу мен реакцияны қамтамасыз ету үшін газдар мұқият араласады. Араластыруды жеңілдету үшін араластыру немесе араластыру механизмдері қолданылады.
Реакция экзотермиялық болып табылады, яғни ол жылу шығарады. Процесті бақылауға және аммоний сульфатының шығымдылығын арттыруға мүмкіндік беретін белгілі бір параметрлерге қолдау көрсетіледі:
a) Температура: Реакция әдетте жоғары температурада жүреді, көбінесе 60-90°C аралығында болады.
қысым: әдетте реакция атмосфералық қысыммен жүреді, ал кейбір вариациялар сәл жоғары немесе төмен қысымда жұмыс істеуді қажет етуі мүмкін. Қысым процестің нақты дизайнымен анықталады.
c)Стехиометрия: реагенттердің аммоний сульфатына максималды түрленуі үшін реакция аммиак пен күкірт қышқылының теңдестірілген стехиометриялық қатынасын қажет етеді. Бір реакцияның кинетикасы мен өнімнің қажетті параметрлері негізінде тиісті қатынас орнатылады.
Реакция уақыты: реакцияны аяқтау үшін аммоний сульфатын жасау үшін жеткілікті реакция уақыты қалады. Реакция жылдамдығы және оның кинетикасы процестің архитектурасына және қолданылатын нақты катализаторларға немесе қоспаларға байланысты өзгеруі мүмкін.
Бөлу және тазарту: реакциядан кейінгі қоспада қатты аммоний сульфаты, су және реакцияға түспеген аммиак немесе күкірт қышқылы бар. Бөлу және тазарту кезеңдері келесідей:
Салқындату: реакция қоспасы әдетте аммоний сульфатының кристалдануын қамтамасыз ету үшін салқындатылады. Салқындатуға қол жеткізу үшін жылу алмастырғыштарды немесе басқа салқындату құрылғыларын пайдалануға болады.
б) Кристалдану: сүзу немесе Центрифугалау сияқты процестерді қолдана отырып, аммоний сульфатының кристалдары сұйық фазадан оқшауланады. Жеке кристалдарда ластаушы заттар болуы мүмкін және оларды одан әрі тазарту керек.
С) жуу: бөлінген кристалдардан қалған қоспалар немесе ластаушы заттар жойылады. Бұл процедура соңғы өнімнің сапасы мен тазалығын жақсартуға көмектеседі.
Кептіру:жуылған аммоний сульфатының кристалдарынан артық ылғал жойылады. Ауада кептіру және айналмалы кептіру сияқты кептіру әдістерін қолдануға болады. Әдетте, құрғақ зат ұсақ ұнтақ немесе түйіршіктер түрінде болады.
Түйіршіктеу және орау: өнімнің қажетті стандарттары мен қолданылуына байланысты аммоний сульфаты түйіршіктер немесе түйіршіктер алу үшінтүйіршіктеу сияқты қосымша өңдеу процедураларынан өтуі мүмкін. Осыдан кейін дайын өнім оралып, тарату және тұтыну үшін сақталады.
Процестің нақты параметрлері өндіріс алаңына, қолданылатын жабдыққа және соңғы өнімнің қажетті сипаттамаларына байланысты өзгеруі мүмкін екенін ескеру маңызды. Аммоний сульфатын тиімді және жоғары сапалы тікелей өндіруге қол жеткізу үшін процесті оңтайландыру және басқару өте маңызды.
2.3 Aммоний сульфатын өндіруге арналған шикізат
Аммоний сульфатын өндіруге арналған негізгі материалдар Кокс пешінен алынған аммиак газы және күкірт қышқылы болып табылады.
Кокс пешінің газы кокстелетін Көмірді тиеу нәтижесінде алынады. Газ сульфат камерасына түсер алдында шайырдан сүзіледі. Газдың тығыздығы 0,4 құрайды...0,5 кгм3. 1-кестеде Кокс пешінің газының химиялық құрамы көрсетілген.
кесте 1
Пештің кокс газыныңқұрамы
Зат
Мөлшері
Cутегі
58...60%
Mетан
24...28%
Kөміртектотығы
7...9%
Aзот
3...5%
Kөмірқышқыл газы
2...3%
Оттегі
1% дейін
Aммиак
6,0...10,5 гм3
Бензолкөмірсутектері
25...35 гм3
Кокс пешінің газы газдың 6% -дан 32% -ға дейінгі концентрациясында ауамен араласқан кезде жарылғыш болып табылады.Құрамында зиянды қосылыстар (көміртегі тотығы, бензол және т.б.) болғандықтан, Кокс пешінің газы қауіпті өнім болып табылады.
Аммиактан, пиридин негіздерінен және бензол көмірсутектерінен тазартылған Кокс пешінің газы комбайн цехтарында энергетикалық отын ретінде және Кокс пештерін жылыту үшін қолданылады(кері газ). Газдың калориялық мәні 4000 құрайды...4500 ккал м3.
ГОСТ 2184-77 техникалық күкірт қышқылының келесі талаптарға сай болуын талап етеді:
Kесте 2
Kүкірт қышқылына қойылатын техникалық талаптар
Индикаторлардыңатаулары
Tехникалық
1 Cынып
2 Cынып
1.Сыртқытүрі
Cтандартталмаған
2. Моногидраттың массалық үлесі (H2SO4),%, кемінде
92,5
92,5
3. Tемірдіңмассалықүлесі (Fe),%, аспайды
0,02
0,1
4. Kальцинацияданкейінгіқалдықтыңмасса лықүлесі,%, артықемес,
0,05
нормаланбаған.
2.4Aммиактыңқасиеттері. Oдан коксгазынтазалау
Aммиак Кокс газының құнды құрамдас бөлігі болып табылады және оны газдан алу коммерциялық тұрғыдан тиімді. Ол азотты тыңайтқыштардың көзі (аммоний сульфаты) және аулау цехының сульфат-пиридин бөліміндегі пиридин негіздерін бөлуге арналған негізгі реагент. Кокс газын аммиактан тазарту төменде келтірілген себептерге байланысты қажет:Аммиак Кокс газында оттегі, су буы, күкіртсутек және цианид сутегі болған кезде жабдықтар мен газ құбырларына қатты коррозиялық әсер етеді; бұл Кокс газынан бензол көмірсутектерін алуды қиындатады, өйткені ол сіңіру майының тез нашарлауына, сіңіру процесінің бұзылуына және т. б. аммиак оттегінің қатысуымен жабдықтар мен газ құбырларына қатты коррозиялық әсер етеді, су буы, күкіртті сутегі және цианид сутегі Кокс пешінің газында; бұл Кокс пешінің газынан бензол көмірсутектерін алуды қиындатады, өйткені ол сіңіру майының тез нашарлауына, технологиялық режимнің бұзылуына әкеледі; Кокс пешінің газын тұрмыстық мақсатта пайдаланған кезде пештерде улы азот түзіледі.
Газдан аммиактың бөлінуі тамақ дайындау кезінде дұрыс химиялық синтез үшін қажет және газды тұрмыстық мақсатта пайдалану кезінде қажет. Aммиакты кокс газынан шығарудың екі әдісі бар:
1) Cкрубберлер деп аталатын құрылғыларда суық суды сіңіру.
Суда ерігіштігі жоғары аммиак негізінде;
2) Kүкірт қышқылының қаныққан (немесе сіңіретін) көпіршікті құрылғыларда сіңуі. Ол аммиакты күкірт қышқылымен бейтараптандыру реакциясына негізделген. Екінші стратегия әдетте өнеркәсіпте қолданылады.
2.5 Eл ішінде және шетелде Aммоний сульфатының өндіріс көлемін салыстыру
Бүгінгі таңда Қазақстанда аммоний сульфаты өндірісі жұмыс істейді, ол
Қарағанды облысында Теміртау қаласында орналасқан.2014 жылы
республикада 4887 тонна аммоний сульфаты өндірілді, бұл өткен жылдың
деңгейінен 13,8%-ға жоғары. Айта кету керек, Қазақстанда 2014 жылға дейін
аммоний сульфатының өндірісі соңғы екі жылда төмендеп келеді. Сонымен
қатар, дағдарысқа дейінгі деңгеймен салыстырғанда еліміздегі өндірістің
қазіргі деңгейі 2008 жылмен салыстырғанда екі есеге жуық төмен.
2015 жылдың қаңтар-маусым айларында республика бойынша аммоний
сульфаты өндірісінің көлемі 3152 тоннаны немесе 2013 жылдың жылдық
деңгейінің 64 пайызын құрады. Дағдарыстан кейінгі кезеңде жандану
кезеңіне өткен аммоний сульфатының әлемдік өндірісі қазіргі уақытта
қарқынды өсуді жалғастыруда. Соңғы жылдары әлемдік нарық Еуропа мен
Солтүстік Америкадан бүгінгі таңда өнім өндіруде көшбасшы болып
табылатын Азия-Тынық мұхиты аймағына ауысты. Аммоний сульфатын
тұтыну бойынша Азия-Тынық мұхиты аймағының елдері де көш бастап тұр,
одан кейін Латын Америкасы, Еуропа және Солтүстік Америка мемлекеттері
келеді. Қазіргі уақытта Түркияда жеті холдингтік компания бар.химиялық
тыңайтқыштарды өндіру және жеткізу. Олар 21 химиялық тыңайтқыш
зауытын біріктіреді. Бұл саладағы кәсіпорындардың қуаттылығы
1999 жылы 5,7 млн тонна (тауарлық салмақта) немесе қоректік заттар
бойынша 2,2 млн тонна болды, оның ішінде:
Aзот (N) 1,27 млн т;
Фосфор (P2O5) 0,93 млн т.
Эрдемир, Кардемир және Исдемир темір зауыттары да өндіреді
аммоний сульфаты (бұл зауыттардың өндірістік қуаты жылына 55 мың тонна).
2.6 Сатураторкөмегімен аммонийсульфатын өндіру технологиясының технологиялықстратегияларының жанaмa әдісі
Аммоний сульфатын алудың үш дәстүрлі әдісі бар: жанама, тікелей және жартылай тікелей.Жанама тәсіл скрубберде әлсіз аммиак суын алу үшін аммиак скрубберлеріндегі кокс газынан аммиакты алу арқылы жұмыс істейді.
Дистилляциялық колонналарда аммиак әлсіз аммиак суынан дистилляцияға (десорбцияға) ұшырап, аммиак газын түзеді.Бағаннан шыққан аммиак булары сатураторға түседі, онда олар күкірт қышқылымен байланысып, аммоний сульфатын түзеді, Бұл аммоний сульфаты тікелей газдан емес, жанама түрде алынады дегенді білдіреді. 1-суретте жанама әдістің жеңілдетілген блок-схемасы көрсетілген.
Жанама әдіс
Сатуратор
Сатуратор
Дистилляяциялық баған
Дистилляяциялық баған
Газ тазартқыш
Газ тазартқыш
су
Аммиак суы
аммоний
сульфаты
Күкірт қышқылы
Cурет 1. Aммоний сульфатын өндірудің жанама әдісі блок-схема түрінде ұсынылған
Гaзтaзартқыштағы aммиакты ұстау үшін суық суды көп пайдаланғандықтан және шығатын газбен аммиактың үлкен жоғалуына байланысты бұл технология тұрмыстық Кокс секторында өнеркәсіптік қолдануды таппады.
2.6.1 Tікелей әдіс
Tікелей тәсіл сатуратордағы аммиакты ұстамас бұрын газды 68 °C дейін салқындатумен сипатталады. Газдан (жер асты суларынан) бөлінетін су конденсаты толығымен газ жинау цикліндегі суды ауыстыру үшін пайдаланылады, сондықтан артық жер асты сулары жұмыс істемейді. Сонымен қатар, газдағы барлық аммиак аммоний сульфатын қалыптастыру үшін сатураторда ұсталады. 2-cуретте тікелей әдістің жеңілдетілген блок-схемасы көрсетілген.
Tікелей әдіс
Сатуратор
Сатуратор
Тоңазытқыш
Тоңазытқыш
кокс кокс газыгазы Аммоний сульфаты
(тұзсыздандырылған)
Күкірт қышқылы
Сурет 2. Aммоний сульфатын тікелей өндіру технологиясының схемасы
Бұл технологияның артықшылығы-аммиак суын өңдеу үшін бу мен энергияны тұтынуды азайту арқылы пайдалану шығындарын азайту.
Бұл әдіс келесі себептерге байланысты кең таралмады: түсіру құрылғыларының көп болуы газ супер зарядтағыштың қуат тұтынуын арттырады; тұман тәрізді шайырдан газды жеткіліксіз тазарту қышқыл шайырмен және аммоний сульфатын үлкен ластануға әкеледі; процестің жоғары температурасы ұсақ тұздың пайда болуына ықпал етеді, сонымен қатар жабдықтың көлемді дизайнын қажет етеді.
2.6.2 жартылай тікелей әдіс
Жартылай Тікелей әдіс қазіргі уақытта жергілікті және шетелдік кәсіпорындарда кеңінен қолданылады. Бұл әдіс жанама және тікелей процедуралардың гибриді болып табылады.
Аммоний сульфатын алудың жартылай тікелей әдісі кокстеу кезінде пайда болатын аммиактың барлығы газ толтырғышқа түспейтіндігімен ерекшеленеді және тек 70...Оның ресурстарының 75% - ы газда.25% дейін... Аммиактың 30% - ы бастапқы тоңазытқыштарда газ салқындаған кезде пайда болатын жер үсті суларында ериді. Бұл су аммиак бөлімінде өңделіп, бу мен аммиак қоспасын түзеді, содан кейін сатураторға беріледі, онда ол күкірт қышқылымен газдағы аммиакпен байланысады. Аммиакты бөлу бағанындағы аммиак буларын пиридин қондырғысына жіберуге болады, онда олар пиридин негіздерімен бірге аммоний сульфатын, сульфатты бөлудің қажетті өнімін құрайды. 3-суретте жартылай тікелей техниканың жеңілдетілген блок-схемасы көрсетілген.
Жартылай тікелей әдіс
Сатуратор
Сатуратор
Аммиак бөлімі
Аммиак бөлімі
Тоңазытқыш
Тоңазытқыш
коксгазы бу-аммиак Аммоний
конденсат қоспасы сульфаты
(жер үсті суы)
Күкірт қышқылы
Сурет 3. Жартылай тікелей аммоний сульфатын өндіру технологиясының схемасы
Жер үсті суының көп мөлшерін тазарту әдісінің қажеттілігі теріс, өйткені ол қажетті жабдықтар мен жабдықтарды орнатуды, сондай-ақ жоғары энергия шығындарын қажет етеді. Осы кемшіліктерге қарамастан, ең танымал-жартылай тікелей техника, өйткені ол сенімді, басқаруға оңай, үнемді және технологиялық. Ең көп тарағаны-көпіршікті типтегі сатураторларды қолдана отырып, аммоний сульфатын алудың жартылай тікелей әдісі.
2.7 Өндірістік өнімнің сипаттамалары
Аммоний сульфатының кристалдары-миллиметрдің жүзден бір бөлігінен 6,8 мм-ге дейін немесе одан да көп өлшемдері бар ұзартылған гауһар тәрізді ақ мөлдір кристалдар.20 °C температурада кристалды аммоний сульфатының тығыздығы 1766 кг м3 құрайды. Көлемдік массасы 827-ден ауытқиды.. Кристалдың мөлшері мен ылғалдылығына байланысты 889 кг м3.Аммоний сульфатының молекулалық салмағы 132,15 мг моль. Химиялық таза аммоний сульфатының құрамында 21,2% азот және 25,78% аммиак бар. Аммоний сульфаты суда жақсы ериді және оның ерігіштігі температураныңжоғарылауымен жоғарылайды. Аммоний сульфаты бекітілген технологиялық талаптарға сәйкес және 3-кестеде көрсетілген ТУ 14-134-271-90 спецификацияларына сәйкес дайындалуы тиіс.
Кесте3
Aммоний сульфатына қойылатын талаптар
Индикатордың атауы
OKP стандарты
1. Сыртқы түрі
Кристалдар сәл боялған және мөлдір
2.Құрғақзатқа қайта есептегенде азоттың массалық үлесі,%, кемінде
21
3.Судың массалық үлесі
0,3
4.Еркін күкірт қышқылының массалық үлесі
0,05
5.Ерімейтін қоспалардың массалық үлесі
0,05
6.ұсақтығы
100%
2.8 Әр түрлі параметрлердің аммоний сульфатының сапасына әсері
Аммоний сульфатының өндірісі мен сапасына әсер етуі мүмкін кейбір негізгі параметрлері
1) Шикізат сапасы: аммиак және күкірт қышқылы сияқты пайдаланылатын шикізаттың сапасы мен тазалығы алынған аммоний сульфатының сапасын анықтауда маңызды рөл атқарады. Шикізаттың тазалығы соңғы өнімдегі қоспалар мен қажетсіз қосылыстардың құрамына әсер етуі мүмкін.
2) Аммиак пен күкірт қышқылының қатынасы: реакция қоспасындағы аммиак пен күкірт қышқылының дұрыс қатынасы маңызды параметр болып табылады. Дұрыс емес қатынас қоспалардың пайда болуына немесе аммоний сульфатының төмен шығуына әкелуі мүмкін.
3) Реакция температурасы: реакция температурасы реакция жылдамдығына және аммоний сульфатының түзілуіне әсер етуі мүмкін. Шикізаттың максималды конверсиясына және аммоний сульфатының жоғары өнімділігіне қол жеткізу үшін оңтайлы реакция температурасын анықтауға болады.
4) Реакция уақыты: аммиак пен күкірт қышқылы арасындағы реакцияны аяқтау үшін қажет реакция уақыты аммоний сульфатының сапасына әсер етуі мүмкін. Шикізаттың толық конверсиясын және таза аммоний сульфатының кристалдарының түзілуін қамтамасыз ету үшін жеткілікті реакция уақыты қажет.
5) Араластыру және араластыру: реакция қоспасын дұрыс араластыру Реактивтердің біркелкі таралуын қамтамасыз етуге және реакцияның тиімді кинетикасына ықпал етуге көмектеседі. Жеткіліксіз араластыру біркелкі емес реакцияға және өнім сапасының төмендеуіне әкелуі мүмкін.
6)Қоспаларды бақылау: шикізатта немесе реакция қоспасында қоспалардың болуы аммоний сульфатының сапасына әсер етуі мүмкін. Шикізатты дұрыс тазарту, сүзу және бөлу әдістері арқылы қоспаларды бақылау соңғы өнімнің тазалығын арттыруға көмектеседі.
7) Кептіру және кристалдану: реакциядан кейін кептіру және кристалдану процесі аммоний сульфатының бөлшектерінің мөлшерін, тазалығын және физикалық қасиеттерін анықтауда шешуші рөл атқарады. Кептіру және кристалдану жағдайларын дұрыс бақылау өнімнің қажетті техникалық сипаттамаларына қол жеткізуге көмектеседі.
8) Сапаны бақылау шаралары: өндірілген аммоний сульфатының қажетті сапа стандарттарына сәйкестігін қамтамасыз ету үшін тұрақты сынамаларды алуды, тестілеуді және талдауды қоса алғанда, өндіріс процесінде сапаны бақылаудың сенімді шараларын енгізу өте маңызды. Бұған тазалық, бөлшектердің мөлшері бойынша таралуы, ылғалдылық және қоспалар деңгейі сияқты параметрлерді бақылау кіреді.
Осы параметрлерді мұқият бақылау және оңтайландыру арқылы тікелей өндіріс әдісімен алынған аммоний сульфатының сапасын жақсартуға болады, нәтижесінде тұтынушының қажетті техникалық сипаттамалары мен талаптарына сәйкес келетін өнім пайда болады.
2.8.1 Фаллопиялық спирттердің қышқылдығы
Қаныққан ерітіндінің қышқылдығының жоғарылауы кристалдардың түзілуі мен ыдырауын тоқтатады. Ерітінді неғұрлым қышқыл болса, соғұрлым аммоний сульфаты ериді; әдеттегі аммоний сульфаты тұзы қышқылға айналады (аммоний бисульфаты), оның ерігіштігі аммоний сульфатына қарағанда едәуір жоғары.Жұмыс ерітіндісіндегі еріген аммоний сульфатының жоғары концентрациясы одан да көп кристалдану аймақтарын құруға ықпал етеді. Нәтижесінде оның төмен болғаны жөн, оған төмен қышқылдық арқылы қол жеткізіледі. Бастапқы сулардың қышқылдығы 11% - дан асқанда еріген тұз, аммоний бисульфаты басым болады, ал сульфат ұсақ кристалдармен ұсынылған.
Ерітіндінің қышқылдығы жоғарылаған сайын оның тұтқырлығы мен тығыздығы артады. Нәтижесінде сатуратордағы кристалдардың тұнбасы баяулайды және кристалл қабылдағышта жойылған ерітіндіде үлкен кристалдар болмайды. Кішкентай кристалдар центрифуга електерін бітеп тастайды, қышқылдан нашар жуылады және әлсіз байланысады.
Центрифугалаудан кейін ұсақ кристалды тұзда бос қышқыл, ылғал және пиридин сульфаты көп болады.
Үлкен кристалдар фаллопиялық спиртте 4 пайыздық қышқыл болған кезде пайда болады. Төмен қышқылдық аммиактың, атап айтқанда пиридин негіздерінің сырғып кетуіне мүмкіндік береді, бұл үлкен шығындарға әкеледі.Сонымен қатар, тұздар газ қышқылмен жанасатын жерге қойылады.Кристалдар соншалықты көп мөлшерде түсіп кетеді, олар қолшатырдың саңылауларын бітеп, көпіршіктердің пайда болу жағдайларын бұзады. Ваннаның төмен қышқылдығы сонымен қатар қанықтырғыш конуста қышқыл шайырдың жиналуын күшейтеді, оны блоктайды және қара түсті аммоний сульфатының пайда болуына әкеледі. Сатуратордағы кристалдардың дамуына тамаша жағдай жасау үшін бастапқы сулардың қышқылдығын анықтаудың ең жақсы технологиялық режимін анықтау қажет. Бұл режим бастапқы сулардың қышқылдығын 50-60 °C температурада 4,5-5% деңгейінде ұстайды.
2.8.2 Бастапқы суларды араластыру
Аммоний сульфатының кристалдарына еріген аммоний сульфатының ағыны олардың дамуын тудыратыны көрсетілген. Бастапқы суларды араластыру Кристалл бетінен қоректік заттардың ағынын тудырады.Ерітіндіні қарқынды араластыру қанықтыратын ваннаның бүкіл көлемінде Кристалл бетіндегі қоректік заттардың тұрақты концентрациясына әкеледі.
Тоқтатылған күй ортаның қарқынды турбуленттілігін қажет етеді. Бұған ерітінді арқылы газ көпіршіктерінің пайда болуы және жатырдағы ерітіндінің айналымын арттыру арқылы қол жеткізіледі.4-суретте көпіршікті қолшатырмен белгіленген сатуратордың схемалық иллюстрациясы көрсетілген.
Сурет 4. Сатуратордың схемалық түрде ұсынылған түрі
Бастапқы суларды қарқынды араластыру қанықтыратын ваннаға көпіршікті қолшатырдың арнайы дизайнының арқасында қол жеткізіледі.
Көпіршікті қолшатырдың төменгі бетіне бекітілген 50-ге дейін жүзі бар, зонд радиусына белгілі бір бұрышта орналасқан. Басқақолшатырдың астынан шығып, ерітінді қабаты, Кокс пешінің газы арқылы өту үшін, нәтижесінде оны көлденең жазықтықта айналдыруға мәжбүр етеді, ерітіндінің жоғарғы қабаттарында пайда болған кристалдар недеқанықтыратын ванналар ұзақ уақытқа тоқтатылады. Схемалық суретЖарқыраған қолшатыр 5-суретте көрсетілген.
Сурет 5. Көпіршікті қолшатыр схемалық түрде бейнеленген
Сатуратордың төменгі бөлігінде ерітінді айналымдағы затпен араласады.Үлкен кристалды аммоний сульфатын алу үшін сатуратор ваннасында ерітіндінің бірнеше айналымы қажет.
2.8.3 Бастапқы сулардағы аммоний сульфатының концентрациясы
Қанықтыратын ваннадағы ерітінді аздап қаныққандықтан, түзілген аммоний сульфаты кристалдарының ядролары ерітіндіден бірден түсіп кетеді. ерітіндіде ұсақ тұз кристалдарының болуы бұл процеске ықпал етеді.Жасалған эмбриондар мен ұсақ кристалдардың мөлшері олардың өсуі үшін көптеген қоректік заттарды қажет етеді. Бұл үлкен кристалдарды алуды қиындатады.Нәтижесінде кристалдану орталықтарының едәуір санын болдырмау үшін тоқтатылған аммоний сульфатының концентрациясын мүмкіндігінше төмен деңгейде ұстау керек. Бір жағынан, бұл центрифуга көмегімен қанықтыратын ваннадан үлкен кристалдарды үздіксіз алып тастау арқылы, ал екінші жағынан қышқылдықтың, температураның тұрақты көрсеткіштерін ұстап тұру және бастапқы суларды араластыру, сондай-ақ сатуратордың газға жүктемесі арқылы жүзеге асырылады.
2.9 Аммоний сульфатын тасымалдау, орау және сақтау
Аммоний сульфаты минералды тыңайтқыштарды тасымалдауға жарамды барлық көлемдегі жүк көліктерімен тасымалданады. Әрбір автомобиль (тіркеме) екі ОП-3 қоюландырғыш өрт сөндіргіштерімен жабдықталуы тиіс.
1-ші дәрежелі аммоний сульфаты салмағы 42 болатын төрт қабатты қағаз пакеттерде келед 50 келі. 2-ші сортты сусымалы аммоний сульфаты жөнелтіледі.
Корпустың төменгі және бүйір қабырғалары тиеу алдында алдыңғы жүктің қалдықтарынан және аммоний сульфатынан тиісті түрде тазартылуы тиіс.
Тасымалдауға қатаң тыйым салынады:
а)әсер еткен аммоний сульфаты;
б)бұл тыңайтқыш басқа қажеттіліктермен бірге.
Аммоний сульфатын тасымалдау кезінде көліктің алдыңғы сол жақ бұрышында келе жатқан жүргізушілерге қауіп туралы ескертетін белгі қойылуы керек.
Сақтау және буып-түю: полиэтилен пленкасының астында жабық вагондарда және гондолалық вагондарда, пайдалы қазбаларды тасымалдауға арналған транспортерлерде және мамандандырылған контейнерлерде.Өнімді ылғалдан қорғайтын жабық қоймаларда сақтау.
2.10 Ірі кристалды аммоний сульфатын өндіру перспективалары
Химия өнеркәсібінің маңызды міндеттерінің бірі минералды тұздарды өндіру болып табылады. Минералды тұздардың жүздеген атаулары бар және ауыл шаруашылығында, химия өнеркәсібінде, металлургияда, фармацевтикалық өндірісте, құрылыста және күнделікті өмірде қолданылады.
Тұзды өндіру және өндіру ауқымы өте үлкен, олардың кейбіреулері үшін жылына ондаған миллион тоннаға дейін.
Натрий, фосфор, калий, азот, алюминий, темір, күкірт, мыс, хлор, фтор және басқа қосылыстардың көп бөлігі өндіріліп, тұтынылады. Минералды тыңайтқыштар өндірісі тоннаж бойынша ең ірі болып табылады.
Ауыл шаруашылығы тұздар мен минералды тыңайтқыштардың негізгі тұтынушысы болып табылады. Себебі қарқынды ауылшаруашылық өндірісі топыраққа өсімдіктердің, әсіресе дәнді дақылдардың қалыпты өсуі үшін топырақта жеткіліксіз қоректік заттар бар әртүрлі минералды тыңайтқыштардың ғылыми негізделген мөлшерін қоспай мүмкін емес.
Минералды тыңайтқыштар секторының болашағы көбінесе еріткіштердің ішкі нарығының дамуына байланысты. Минералды тыңайтқыштар саласының одан әрі табысын қамтамасыз ету үшін:
Өркениетті ішкі тыңайтқыштар нарығын құру мақсатында Ауыл шаруашылығын бюджеттік қолдауды күшейту жөніндегі шараларды әзірлеу және іске асыру;
Aммиак пен минералды тыңайтқыштарды экспортқа жеткізу үшін қолданыстағы және жаңа теңіз терминалдарының инфрақұрылымын дамыту қажет;
Mинералды тыңайтқыштардың экспортына қатысты демпингке қарсы рәсімдерге қарсы тұру;
Oтын-энергетика ресурстарын жеткізушілер, сондай-ақ басқа да шикізат монополистері тарапынан монополизм және жосықсыз бәсекелестік белгілерін жою;
Шикізатты өндіруді және химиялық өңдеуді ынталандыру үшін жаңа инвестициялар тарту.
2.11 Негізгі өндіріс схемасы және негізгі технологиялық жабдық
Аммиак Кокс пешінің газынан алынады, ал аммоний сульфаты көпіршікті типтегі сатураторларда жартылай тікелей процесс арқылы алынады. 6-суретте аммоний сульфатын алудың жартылай тікелей процесі көрсетілген (кептіргіштер жоқ).
Сурет 6. Аммоний сульфатын өндірудің жартылай тікелей технологиясы:
1-сатуратор, 2-газ жылытқышы, 3-аммиак колонкасы, 4-сорғы, 5-айналым науасы, 6-кері ток науасы, 7-қышқыл тұзақ, 8-кристалды қабылдағыш 9-центрифуга
Конустық түбі және дөңес қақпағы бар тік металл цилиндр қанықтырғыш ретінде қызмет етеді. биіктігі 3500 мм, диаметрі 6250 мм, қанықтыратын ваннаның көлемі 37 м3, газ кеңістігінің көлемі 74 м3, люктер, құбырлар, тот баспайтын болаттан жасалған қақпақ. Сатуратордың корпусы битум-шатыр материалының ішкі қабатында қышқылға төзімді кірпіш қабаты бар диабаз плиткаларының екі қабатымен қапталған. Сатуратордың ішінде Орталық көпіршікті түтік көпіршікті қолшатырға қосылады. Қолшатырдың диаметрі 3000 мм.5-сурет-көпіршікті қолшатырдың схемалық бейнесі.
Сатуратордың төбесінде газды шығаруға арналған құрылғылар бар. Күкірт қышқылы сатуратордың толып жатқан терезесіне беріледі. Сатуратордың конустық қимасында диаметрі 880 конустық шыныаяқ орнатылған... 900 мм және биіктігі 1700 мм, оның төменгі жартысында көпіршік бар, ол тесіктері бар құбыр сақинасы.Сақина Сығылған Кокс газындағы қаныққан газ жүктемесінің 1% алады. Шыны қаныққан ваннадағы ерітіндінің айналмалы қозғалыстармен айналуына мүмкіндік береді: бағыттаушы әйнектің ішінде жоғары және әйнектің сыртында төмен. Бұл өсу ерітіндісіндегі ең кішкентай кристалдардың болу кезеңін арттырады. 4-сурет-сатуратордың схемалық бейнесі.
Газ жылытқышы-құбырлар арқылы айналатын, құбыраралық кеңістікке бу жіберетін көлденең құбырлы жүйе. Құбыраралық кеңістіктің жұмыс қысымы 0,6 МПа құрайды. Газ Цельсий бойынша 65-70 градусқа дейін қызады. Құбырлардың диаметрі 57,6 мм, барлығы 219 құбыр, құбырлардың ұзындығы 2000 мм, ал жылу беру бетінің ауданы 202 м2.
Аммиак бағанасы цилиндрлік тік корпустан жасалған, оның ортасына радиалды Саңылау газ таратқышы салынған. Олар газ кеңістігін екі бөлікке бөледі. Раковиналардың корпусы болаттан жасалған және қышқылға төзімді жабыны бар. Раковинаның сақиналы тірегі бар және темірбетон сақина негізіне орнатылған.
Қышқыл тұзағы бар циклондарда конустық түбі бар тік металл цилиндр қолданылады. биіктігі 4600 мм, диаметрі 4000 мм.
Тұзақ Кокс газымен сатуратордан тасымалданатын ерітінді тамшыларын ұстауға арналған. Газ тангенциалды жетегі бар құрылғы арқылы тұзаққа түсіп, айналмалы қозғалысқа ие болады және түбіне ағып жатқан фаллопиялық тамшылардан босатылады. Диаметрі 2480 мм болатын екінші цилиндр тұзақтың ішінде дәнекерленген, бірақ газ шығатын түбіне жетпейді. Битуминозды шатыр материалының субстратындағы диабаз плиткаларының екі қабаты және қышқылға төзімді кірпіштің 12 қабаты тұзақ Конусымен шектеседі.Тұзақтың төбесі мен ішкі шығатын құбыры тот баспайтын болаттан жасалған.
Циркуляциялық науа-диаметрі 1600 мм және биіктігі 3400 мм болатын тік цилиндр. екінші цилиндр гидравликалық қақпаны қалыптастыру үшін табаның ішіндегі сұйықтықпен толтырылады. Сатуратордың толып кететін түтігі соңғысына түседі, ол арқылы тот баспайтын болаттан жасалған циркуляциялық науаға аналық ерітінді түседі.
Сатураторды жуу кезінде үстіңгі фитинг науаға беріледі, ол арқылы құрамында қышқыл шайыры бар бастапқы сұйықтық коллекторларға беріледі.
Центрифуга: ерітіндіден тұз кристалдарын алу үшін қолданылатын машина.
Барабанның ішкі диаметрі 800 мм. минутына айналымдар-865...1000.
Итергіштің максималды ұзындығы-40 мм, ал минутына соққылар саны-24.
Орталықтан тепкіш жетегі бар электр қозғалтқышының қуаты 21,5 кВт,май сорғысының электр қозғалтқышының қуаты 10 кВт және минутына айналым саны 1000 құрайды.
Кері ағынды Панорама. диаметрі 820 мм, биіктігі 1600 мм. ерітіндіні табадан ағызу үшін диаметрі 219 мм құбыр шығады, ол қанықтыру үшін ваннаға терең енеді.
Шыны қабылдағыш. биіктігі 3676 мм және диаметрі 2000 мм. біріншісі битум қабатының үстіне диабаз плиткасының екі қабатымен және қышқылға төзімді кірпіштің 12 қабатымен қапталған, ал екіншісі тот баспайтын болаттан жасалған.
Целлюлоза центрифугаларына қызмет ету үшін арнайы жасалған. Бұл сыйымдылығы 4,7 м3 болатын шұңқыр тәрізді контейнер. Кристалды қабылдағыш тұз ілінбейтін және шығатын құбырға оңай түсетіндей етіп жасалған.
Барабан кептіргіштің өлшемдері келесідей: ұзындығы 8000 мм, диаметрі 1600 мм, салмағы 16,3 т және өнімділігі 7 тсағ.
Кептірілген аммоний сульфаты барабанға бір шетінен енеді және айналу арқылы барабанның ішкі бетінде орналасқан пышақтар арқылы үздіксіз және баяу қарама-қарсы ұшына қарай ағады.
Пеште кокс газының жану өнімдерімен қыздырылған ауа аммоний сульфатын кептіру үшін сорғыш желдеткішпен барабан арқылы жеткізіледі. Барабандағы газдың температурасы 55...60 °C. аммоний сульфатының шаңы құрғақ циклон мен дымқыл шаң жинағышпен жиналады.
2.12 Ірі кристалды аммоний сульфатын өндіруге технологиялық тәсілді таңдау және негіздеу
Қатты минералды тыңайтқыштардың маңызды ауылшаруашылық критерийлерінің бірі-тауарлық өнімде шағын сыныптардың болуын шектеу. Шағын сорттардың жоғары пайызы тасымалдау және сақтау кезінде тыңайтқыштарды бақылауды жақсартады, сонымен қатар тиеу-түсіру жұмыстары кезінде жұмыс орнындағы шаң мөлшерін арттырады.
Жақында аммоний сульфатының мөлшері мен жұмсақтығын жақсарту бойынша көптеген зерттеулер жүргізілді.
Буландырғыштар
аммоний сульфатының түйіршіктелуі
вакуумдық кристаллизаторлар
Бүгінгі таңда техникалық жүйені жаңартудың ең маңызды үш бағыты болып табылады.
Буландырғыштар әр 4 рет жуу үшін жүйелі үзілістерді қажет етеді...5 күн, бұл оларды көп корпусты батареяларға біріктіруді қиындатады. Нәтижесінде оның бу шығыны салыстырмалы түрде жоғары және аммоний сульфатының тоннасына 1,8-ден 2 тоннаға дейін.
Көлемі мен сериялық жабдықтың болмауына байланысты аммоний сульфатын түйіршіктеу әдістері (сұйытылған қабатта, бүрку, басу және т.б.) кеңінен қолданылмады.
Тауарлық сортты аммоний сульфатын алу үшін кристаллизаторда бөлшектердің орташа мөлшері 8 мм-ден асатын кристалдар алынуы керек.
Аммоний сульфатының гранулометриялық құрамын одан әрі арттыру үшін біртекті, ірі кристалды өнімді алу үшін арнайы жасалған жабдықты қолданған дұрыс. Ең алдымен, бұл сұйық қабаты немесе айналымдағы ерітіндісі бар кристаллизаторлар.Олардың тұзды көбейту мүмкіндігі аз, бірақ олар тұздың шамадан тыс өсуіне аз сезімтал және сенімді жұмыс істейді.
Осыған сүйене отырып, айналымдағы ерітіндісі бар вакуумды кристаллизаторды қолдана отырып, үлкен кристалды аммоний сульфатын алу әдісін әзірлеу туралы шешім қабылданды.
2.13 Ұсынылған технологиялық процестің сипаттамасы
Үлкен кристалды аммоний сульфатын алудың ұсынылған әдісі төрт ток қанықтыратын құрылғының бірінен кейін айналымдағы суспензиясы бар вакуумдық кристаллизаторды орнатуды қамтиды. Ылғалдың бір бөлігі бу эжекторлық сорғы шығаратын вакуумға байланысты кристаллизаторда буланып кетеді.
Бұл жағдайда пайда болатын шамадан тыс қаныққан ерітіндіде кристалдар пайда болады, олар сұйықтықтың айналымы кезінде құрылғының төменгі жартысында үлкейіп, шоғырланады.
Қондырғы аммоний сульфатының бірдей қуатын ескере отырып есептелген.
Қолданылатын әдіс өнімнің өнімділігін тек тұз кристалдарының мөлшерін ұлғайту арқылы жақсартуға мүмкіндік береді. 7-суретте орнату схемасы көрсетілген.
Сурет 7. Аммоний сульфатын өндірудің ұсынылған әдісі
1-сатуратор, 2-газ жылытқышы, 3-аммиак колонкасы, 4-сорғы, 5-айналым науасы, 6-кері ток науасы, 7-қышқыл тұзақ, 8-кристалды қабылдағыш, 9-центрифуга, 10-айналмалы суспензиялы вакуумдық кристаллизатор, 11-бу эжекторлы сорғысы
Температурасы 50 кокстелетін газы...60 °C және қысым 25...30 кПа олар бастапқы газ салқындатқыштары мен машина бөлмесінің супер зарядтағыштарынан өткеннен кейін сульфат бөліміне газ құбыры арқылы 30 кПа жеткізеді. Кокс пешінің газы сатуратор 1 алдындағы 2 тоңазытқыштың құбырлы кеңістігінде 70 °C-тан аспайтын температураға дейін қызады. Қабылдағыштардан бу конденсаты ыстық су коллекторына түседі. Коллекторлардан газ конденсаты конденсат ағызғыштарға түседі және фенолдық кәрізге төгіледі.
3-бағанға салқындатқыштан қыздырылған кокс пеш газымен бірге тазартылған аммиак беріледі.Кокс пешінен қыздырылған газ аммиак колоннасынан алынған аммиакпен бірге сатураторға орталық газ құбыры арқылы түседі, оған төменгі жағында ерітіндіге батырылған көпіршікті қолшатыр бекітілген. Килограмм аммиак аммоний сульфатымен байланысады, өйткені ол құрамында 3 бар фаллопиялық ерітінді қабаты арқылы көпіршіктенеді...4% бос күкірт қышқылы.
Сатуратордағы ерітіндісінің деңгейі әрқашан тұрақты және айналымдағы жатыр ерітіндісі сатуратордың толып кету терезесі арқылы 5 айналым науасына түседі. Қышқыл шайыр, аммоний сульфаты синтезінің жанама өнімі, сатуратордан алынады және ерітіндімен айналым науасына орналастырылады. Айналым сорғылары ерітіндіні айналым науасынан сатураторға кері ток Түйреуіші арқылы қайтарады 6.
Ерітінді арқылы өтетін кокс газы сатуратордан екі газ фитингі мен шығатын құбырлар арқылы 7 циклондық типтегі қышқыл тұзағына шығады, онда ол механикалық түрде фаллопиялық ерітіндімен шашырайды, содан кейін бензол бөліміне жіберіледі..
Ұсталған аналық ерітінді айналым үшін табаға үздіксіз түсіріледі.
Ағынды резервуар арқылы айналымдағы резервуардан сатуратордың түбіне бастапқы суларды қайтару сатураторлардағы ерітіндінің қарқынды араласуын тудырады.
Аммоний сульфатының кристалдары өзгермелі болып қалуы үшін ерітіндіні араластыру керек, бұл олардың өсуіне ықпал етеді.
Үлкен кристалдар сатуратордың түбіне түсіп, вакуумдық кристаллизатордың түбіне целлюлоза түріндегі бастапқы сұйықтықпен бірге айдалады. Суспензия сорғымен кристаллизатордың жоғарғы компонентіне, ылғалдың бір бөлігі бу шығаратын сорғымен буланатын сепараторға айдалады. Қоспа түтіктер арасындағы кеңістік арқылы үздіксіз айналады. Үлкен кристалдар шөгеді, ал кішілері эжектормен салыстыруға болатын дизайн арқылы құрылғының жоғарғы жағына көтеріледі.Механикалық араластырғыш гидравликалық құлып құрылғының төменгі жағында орналасқан. Гидравликалық тығыздағыштан өткен үлкен кристалдар шөгеді, ал қалғандары өлшеу кезінде кеңейеді. Целлюлоза түріндегі маңызды фракция кристалды қабылдағыштың кіреберісіндегі гидравликалық тығыздағыштың түбінен шығарылады.
Ерітіндісі сіңіп, тұз кристалды қабылдағышта жиналады. ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz