Технология изготовления сульфата аммония

КУРСОВАЯ РАБОТА (КУРСОВОЙ ПРОЕКТ)

 

по учебному курсу «___________________________________»

 

Вариант ____ (при наличии)

 

Студент	(И.О. Фамилия)
Группа	(И.О. Фамилия)
Преподаватель	(И.О. Фамилия)

 

 

Тольятти 20__

 

Содержание

 

Введение. 3

1 Технология изготовления сульфата аммония. 4

2 Схема производства сульфата аммония. 6

3 Предлагаемая схема получения сульфата аммония. 9

4 Расчёт материального баланса установки. 13

5 Анализ преимуществ предлагаемой технологии. 20

Заключение. 21

Список используемых источников. 22

 

 

 

Введение

 

Тема курсовой работы – Исследование повышения адгезивных свойств минеральных удобрений.

Для исследования было выбрано получение сульфата аммония.

Получаемый улавливанием аммиака сульфат аммония – ценное минеральное удобрение, которое востребовано на рынке и пользуется хорошим спросом. Однако существуют проблемы с некоторыми качественными характеристиками данного продукта, в частности, слёживаемость сульфата аммония. Это явление обусловлено наличием мелкой фракции кристаллов.

Разработка технологических мероприятий по предотвращению слёживаемости кристаллического сульфата аммония является актуальной задачей для его производства.

 Целью данного проекта является разработка технологической схемы производства сульфата аммония.

Для выполнения данной цели ставим следующие задачи:

1. Исследование технологии получения сульфата аммония.

2. Описание применяемой схемы установки получения минерального удобрения.

3. Описание предлагаемой схемы.

4. Расчет материального баланса установки.

5. Анализ преимуществ предлагаемой схемы.

 

 

 

Технология изготовления сульфата аммония

технологический переработка отход материальный

Сульфат аммония (NH₄)₂SО₄ — бесцветное кристаллическое вещество, содержит 21,21 % азота. Сульфат аммония применяют почти исключительно в качестве удобрения; он обладает весьма небольшой гигроскопичностью, мало слеживается, внесение его в почву не вызывает затруднений. Недостатками являются низкое содержание азота и большая физиологическая кислотность. При его применении в почве, если она не содержит достаточного количества оснований, постепенно накапливается серная кислота, для нейтрализации которой необходимо периодически производить известкование.

Промышленные способы получения сульфата аммония в основном базируются на нейтрализации серной кислоты аммиаком. Для этой цели используют аммиак, содержащийся в газе, получаемом при коксовании каменных углей. Очистка коксового газа от аммиака (и одновременно от пиридиновых оснований) совмещается с производством сульфата аммония. Синтетический аммиак перерабатывают в более концентрированные азотные удобрения, например в нитрат аммония или в карбамид.

Нейтрализация серной кислоты газообразным аммиаком по реакции:

 

          (1)

 

сопровождается выделением большого количества теплоты. Эта теплота (в сатураторном процессе) и теплота, подводимая извне (в бессатураторном процессе), расходуется на испарение из системы значительного количества воды и продукт кристаллизуется из пересыщенного раствора. Важно обеспечить кристаллизацию из горячего реакционного раствора средней соли, не допуская выделения кислых солей.

Находящиеся в серной кислоте примеси, особенно сульфаты железа и алюминия, затрудняют кристаллизацию сульфата аммония. При нейтрализации кислоты осаждаются коллоидные гидроксиды железа и алюминия:

(2)

обволакивающие кристаллы сульфата аммония и тормозящие их рост. Во избежание этого кислоту нейтрализуют не полностью — в непрерывно действующих реакторах поддерживают кислую реакцию среды.

Основным сырьевым источником в производстве сульфата аммония является аммиак коксового газа. В коксовом газе содержится 6-14 г/м³ аммиака. Его можно переработать в сульфат аммония тремя способами: косвенным, прямым и полупрямым.

По косвенному способу коксовый газ охлаждают, при этом из него конденсируется смола и надсмольная вода, насыщенная аммиаком; оставшийся в газе аммиак поглощают водой в аммиачных скрубберах. Из полученной аммиачной воды и из надсмольной воды отгоняют аммиак в дистилляционных колоннах, который затем поглощают серной кислотой. Этот способ требует громоздкого оборудования и значительного расхода энергии.

По прямому способу поглощение аммиака серной кислотой с образованием сульфата аммония производят непосредственно из коксового газа, предварительно охлажденного до температуры 68 °С и очищенного от смолы в электрофильтрах.

Наиболее экономичен и широко распространен полупрямой способ. Коксовый газ для конденсации смолы сначала охлаждают до температуры 25-30 °С. Конденсат расслаивается на два слоя: нижний — смолу и верхний — надсмольную воду, в которой растворена часть аммиака. Надсмольную воду обрабатывают в дистилляционной колонне известковым молоком и выделившийся аммиак поглощают серной кислотой вместе с аммиаком, оставшимся в доочищенном в электрофильтрах от смолы коксовом газе.

Поглощение аммиака из коксового газа можно производить в сатураторах барботажного типа (сатураторный способ) или в скрубберах (бессатураторный способ). В сатураторном способе поглощение аммиака из коксового газа и кристаллизация сульфата аммония совмещены в одном аппарате — сатураторе. Это ограничивает возможность выбора технологического режима, который был бы оптимальным одновременно для обоих процессов, т. е. обеспечивающего наиболее полное поглощение аммиака и образование крупнокристаллического сульфата аммония, легко отделяемого и отмываемого от маточного раствора. В бессатураторных способах, используемых на некоторых заводах, эти процессы ведут раздельно — поглощение аммиака в скрубберах, а кристаллизацию сульфата аммония — в кристаллизаторах.