Uzbekiston respublikasi oliy va urta maxsus ta`lim vazirligi
Download 1.27 Mb.
|
МУКТ маьруза матн
AZOTLI O`G`ITLAR
Azotli o`g`itlar ishlab chiqarish yo`lga qo`yilguncha davr ichida fakatgina Chili selitrasi — NaNOz qishloq xo`jaligida o`simliklar uchun mineral ozuqa sifatida ishlatib kelingan. Xozirgi iaytda kimyo sanoati korxonalarida turli xildagi azotli o`g`itlar ishlab chiqarilmokda. Azotli o`g`itlarning asosiy turlari: ammiakli (ammiakr, ammoniyli (ammoniy tuzlari — fosfat, sul`fat, xlorid va boshqalarr, ammoniy nitratli, nitratli (nitrat kislotaning kal`tsiyli, kaliyli, natriyli selitralari) va amidli (karbamid — (NN2rSO, kal`tsiy tsianamid — Sa(SNr2 va boshqalar) o`g`itlar xisoblanadi. Bundan tashkari bu tuzlar asosida aralash va murakkab o`g`itlar, suyuq azotli o`g`itlar — ammiak va ammiakli suv, aminlar va boshka tuzlarning suvli eritmalari ishlatiladi. Ushbu bobda ozuqa sifatida faqatgina bir komionentli — azotli o`g`itlar xaqida so`z yuritiladi. Ammmoniyli va nitratli tuzlarning ko`ichiligi xamda karbamid suvda yaxshi eriydi. Ulardagi azot o`simliklarga yaxshi o`zlashadi (ayniqsa, N03; ning tuirokda xarakatchanliri yuqori bo`ladi). Ammoniyli o`g`itlar uchun xom ashyo sifatida ammiak, nitratli o`g`itlar uchun esa nitrat kislotasidan foydalaniladi. Ular esa atmosferadagi bexisob miqdordagi azotdan olinadi. 2.1. Ammiakli selitra Ammoniy nitrat (NH4)2N03 ni ammiakli selitra deb xam yuritiladi. Uning ishlab chikarish texnologiyasini o`rganish uchun avvalo nitrat kislota xosil kilish kimyosi bilan biroz tanishmog`imiz lozim. Ma`lumki, ammoniy nitrat — ammiak va nitrat kislotasining o`zaro ta`sirlashuv jarayonida xosil bo`ladi. Shuning uchun avvalo nitrat kislota xosil bo`lish jarayoni bilan tanishishimiz zarur. Azotning vodorod bilan ta`siri natijasida ammiak sintez qilinadi: N 02+ZN2 2NNz Ammiak sintezi issiqlik effekti xarorat va bosimga bog`liq, bo`ladi. Odatda past bosimli (10-15 MPar, o`rta bosimli (25-bOMPar va yukori bosimli (60-100 MPar jarayonlar ma`lum. Xarorat esa 400-500°S oralig`ida bo`ladi. Bu jarayon katalizatorsiz juda sust kechadi.Amaliy ishlab chiqarishda o`rta bosimli jarayon temir katalizator (iromotorlari:A12O, K2O va SaO lar xisoblanadir ishtirokida olib boriladi. Kontakt jixozidan chiqayotgan gaz tarkibida 14-20% ammiak bo`ladi. U sovutilishi natijasida ammiak kondensaqiyalanadi, azot-vodorodli aralashma tsiklga qaytariladi. Xozirgi vak.tda quvvati 150 dan 1500 t/kunli sintez kolonnalari ishlatilmoqda. Nitrat kislotasi esa ammiakning oksidlanishi natijasida xosil bo`ladi. Bu jarayon azotning oksidlanish darajasi o`zgarishi bilan sodir bo`ladi: Sanoat korxonalarida suyultirilgan nitrat kislota olinadi. Bunda quyidagi jarayonlar sodir bo`ladi: 1. Ammiakning azot oksidigacha kontaktli oksidlanishi: 4NNz + 502 = 4NO + 6N20 + 907,3 kj 2. Azot oksidining dioksidgacha oksidlanishi: 2NO+02=2N02+124kj 3. Azot dioksidning suv bilan absorbtsiyasi: Z NO2 + N20 = 2N NOz + N0 + 136,0 kj Bu jarayonda ilatina va uning temir, marganets, kobal`t va o`z guruxidagi metallar oksidlari bilan kotishmalari ishlatiladi. Agar katalizator ishlatilmasa (xarorat 900°S dan yuqorida), ammiak erkin xolatdagi azotgacha oksidlanadi xolos: 4NNz + 302 = 2N2 + 6N20 + 1269,1 kj Ammiakni katalitik oksidlash natijasida azot oksidining xosil bo`lish unumini 98% gacha etkazish mumkin. Jarayonni ishlab chiqarish korxonalarida atmosfera bosimida 700-800°S xaroratda, yukori bosim (7,3*10t* Iarda esa 800-900°S xaroratda olib boriladi. X,avo — ammiak aralashmasida 1,25 mol` 02 ga 1 mol` NN3 berilishi kerak. Reaktsiya tezligini va azot oksidining mikdorini oshirish uchun amalda O2;NN3 mikdoriy nisbati 1,7-2,0 oralig`ida olinadi. Odatda suyultirilgan nitrat kislotasi (47-50% li) olish kuyidagi turlicha sistemalarda olib borilishi mumkin: 1r atmosfera bosimida; 2r yukori bosimda; 3r kombinatsiyalashgan, ya`ni ammiakni oksidlash jarayoni (3-4r)*10t1 Pa bosimda, N0 ni oksidlash va N02 ni suv bilan absorbillash jarayonlari esa (8-12r)* 10tt Pa bosimda va odatdagi xaroratda olib boriladi. Bosimni 1 MPa ga kutarish orkali 60-62% li nitrat kislotasi olish mumkin. Ammiakli selitra ishlab chiqarish texnologiyasini bayon etishdan avval bu modda xaqida batafsil ma`lumotga ega bo`lish zarur. Ammiakli selitra (NN4NO3) asosan o`simliklar uchun mineral ozuqa sifatida ishlatiladi. U atmosfera bosimida va —50°S dan 169,60S gacha xarorat oralirida besh xil kristallik shaklida bo`ladi. Xg22O;; — N2O iolitermik diagrammasida (2.1-rasm) ammoniy nitratning I-1U turli kristall shakli uchun xarorat oraliklari kursatilgan. U 169,6°S da suyuqlanadi va U-shakli esa-16,9°S; dan kuyi xaroratdagina tuproq bo`ladi. Kristall shakllarining o`zgarish chegarasi xamda xarorati ammiakli selitraning namligi va tarkibidagi k.ushimchalar mikdoriga bog`liq. bo`ladi. Ammoniy nitrat suvda yaxshi eriydi. Uning 100°S xaroratdagi eruvchanlik koeffiqenti 1000 kg (N2O+NH4NO3 eriydir ga tengdir. Ammoniy nitratning suvli eritmasini kristallanish xaroratidan yukorirokda buglatilsa, tamoman suvsiz suyulgan tuzga aylanadi. U uta gigroskoiik modda xisoblanadi. 30° S xaroratda tuyingan eritmasi (70,2% lir ning yuzasidagi bug` bosimi 2,46 KPa (yoki 18,5 mm.sim.ust.) atrofida, gigroskoiik nuktasi esa 60% atrofida bo`ladi. Bunda xavoning nisbiy namligi 60% dan yuqori bo`lganda u namlanib koladi. Ammoniy nitrat gigroskoiikligi va uni xavodan nam tortish tezligi unga eruvchan noorganik tuzlar kushilganda ortib boradi. Masalan, 1,2% magniy nitrat kushilsa, ammoniy nitratning gigroskoiik nuktasi 8-12% gacha pasayadi, nam tortish tezligi esa oshadi. Suvda yaxshi eruvchanligi, eruvchanlik koeffiqenti yukoriligi, gigroskonikligi va iolimorf o`zgaruvchanligi sababli ammoniy nitrat kristallari uzaro yopishib, qattiklashib koladi. Sepiluvchanligi yuqolib, uni ishlatish kiyinlashadi. Ammoniy nitratning yoiishkokligini kamaytirish uchun: 1. Maxsulot tarkibida juda oz mikdorda (0,2%r suv kolguncha buglatiladi, donadorlanadi va sovutiladi. Bunda 32, 2S dan kuyi xaroratda turgok, (stabilr bo`lgan uning 1U-shakli xosil bo`ladi. 2. Maxsulot kristallanguncha turli qo`shimchalar kushiladi. Bunday qo`shimchalar sifatida magnezit yoki dolomitni nitrat kislotada parchalash yo`li bilan olingan magniy nitrat, kal`tsiy va magniy nitratlari, fosforit yoki aiatitni nitrat kislotada parchalash orkali xosil kilingan maxsulotlar, diammoniyfosfat, ammoniy sul`fat, AS donalarini kamgigroskoiiklikli maydalangan changlantiriladi.Bunda magniy nitrat Mg (NOz)2N2O kristallogidratini xosil kilib, ammoniy nitratning I-shaklini 111-ga utishini sekinlashtiradi va II-shaklini IV-ga metastabil utishini va donalar mustaxkamligini ta`minlaydi. Qotmagan maxsulotga erimaydigan moddalarni qo`shish esa donalarning mayda kristall struktura xolida kotishiga, zichligi oshishi va mustaxkam bo`lishiga yordam beradi. 3. Maxsulot donalariga sirtaktiv moddalar bilan ishlov berilib, gidrofob k.atlam xosil kilinadi. Buning uchun naftalin-formal`degid (NFr ning 40% li eritmasi ishlatiladi. Maxsulot poiietilen yoki kog`oz koilarga solinib, ogzi maxkam tikiladi. 2.1- rasm. NN4NOz ning suvda eruvchanligi. Kristallar shakli: I — kubsimon; 11 — tetragonal; III — rombik-monoklenik; IV — biiromidal;1g1l rombik; V — tetragonal. Ammoniy nitrat 110°S xaroratdan yukorida parchalana boshlaydi: M NN4NOz -2 N Nz(gr) + N NOz(gr) - 174,4 kj Bu reaktsiya sekin sodir bo`ladi. Masalan, 1650S xaroratda bir sutka davomida massa jixatdan 6% mikdori parchalanadi. Namlik ortishi bilan parchalanish tezligi xam ortadi. Xarorat 200-270°S da parchalanish tezligi yanada ortadi: NN4NOz -> N20 + 2N20 + 36,8 kj Xarorat 400-500°S gacha tez kutarilsa, parchalanish reaktsiyasi iortlash bilan sodir bo`ladi: NN4NOz -> N2 + N2O + O2 + 118 kj Amalda ZOO0 S, xarorat iortlashga sabab bo`ladi.NN4NOz ning mineral kislotalar va engil oksidlanuvchi (moylovchi va boshka organik moddalar kabir qo`shimchalar ishtirokida iortlashi tezlashadi. Toza xolatda esa zarbaga chidamli, lekin yoiik muxitda kizdirish natijasida iortlashi mumkin. Portlash xususiyatini kamaytirish maksadida unga karbamid (0,05-0,1%), kal`tsiy karbonat, magniy karbonat va boshka qo`shimchalar kushilishi mumkin. Ammoniy nitratdan portlovchi moddalar ishlab chikarish xom ashyosi sifatida xam foydalaniladi. Bunda yogoch kukuni va organik materiallar, ammonallar (alyuminiy kukunli aralashmalari) va boshkalar kushiladi. Bunday aralashmalar detonator ishtirokida portlatiladi. Davlat standarti buyicha donadorlangan ammiakli selitraning yuqori sifatli A va B kategoriyali (oliy navr va 1-kategoriyali (1-nav) turlari mavjud. Qishlok. xujaligida va sanoatda kullaniladigan ammiakli selitra tarkibida NN4NOz ning mikdori 98% dan kam emas). B markali ammiakli selitraning oliy navida 34,4% N, 1-navida esa 34,0% N bo`ladi. Suv (namlik) esa sul`fat va sul`fat-fosfat qo`shimchali ammiakli selitrada 0,2% dan ko`p emas (B markali 1-navda esa 0,3% dan ko`p emas). Suv tutuvchi qo`shimcha 0,3% bo`lsa, bu mikdor 0,6% ga etishi mumkin. Yukori sifat kategoriyali A va B markali ammiakli selitra tarkibidagi qo`shimchalar mikdori: kal`tsiy va magniy nitrat SaO (Mg0) xisobida 0,2-0,5%, fosfatlar (RAP) R2O5) xisobida 0,5-1,2%, ammoniy sul`fat 0,3-0,7%, ammoniy sul`fati va fosfatlari 0,4-0,6% bo`ladi. B markali 1-navda esa qo`shimchalar mikdori me`yorlanmaydi. Ammiakli selitra 10% li suvli eritmasining rN muxiti barcha navlarda: sul`fat-fosfat qo`shimchasi bo`lsa 4,0 va boshka qo`shimchasi bo`lsa 5,0 ga teng bo`ladi. Ammiakli selitraning donadorlik tarkibi: A markada 1-3 mm li donachalar 93% dan kam emas; B markada 1-4 mm li donachalar 95% dan kam emas (shuningdek barcha yukori navlarda 2-3 mm li donachalar 50% dan kam emas). Barcha navlarda 1 mm dan kichik donachalar 4% dan ortik emas. Ammoniy nitrat donachalarining statik mustaxkamligi: A marka uchun 5 n, B marka uchun 7 n va 1-nav uchun 5 n bo`ladi. Seiiluvchanligi x,ar ikkala marka uchun xam 100% bo`ladi. Buning uchun 5 koi ammiakli selitra 1 m balandlikdan erga tashlanadi, teshiklari 5 mm bo`lgan elakdan 1 minutda to`la o`tishi kerak. Ammiakli selitra yongin xavfli bo`lib, isitgichlardan xoli bo`lgan xonalarda saklanadi. Boshka moddalar bilan birgalikda saklanmaydi va bir joydan boshka joyga tashilmaydi. 2.2. Ammiakli selitra ishlab chikarish Nitrat kislotasini ammiak gazi bilan neytrallash natijasida ammoniy nitrat, ya`ni ammiakli selitra xosil kilinadi: NNz(g) + NNOz(s) =NN4NOz(k) + 144,9 kj Bu geterogen sistema ekzotermik jarayon bo`lib, katta tezlik bilan boradi va kui mikdordagi issiklik ajralib chikadi. Sanoatda bu issiklikdan reaktsiya natijasida xosil kilingan eritmaning kontsentratsiyasini oshirishda unumli foydalaniladi. 47-60% li nitrat kislotasini ammiak gazi bilan neytrallash natijasida ammoniy nitrat eritmasi xosil bo`ladi. Bu eritmani buglatishda neytrallanish issikligidan foydalaniladi. Bunda ajralib chikadigan issiklik mikdori nitrat kislotasining kontsentratsiyasiga to`g`ri iroiorqional ravishda bog`liq bo`ladi (2.-rasm). Olinadigan eritmadagi ammoniy nitrat mikdori reaktsiya uchun olingan nitrat kislotasi kontsentratsiyasiga proportsional o`zgaradi xamda neytrallanish issikligidan foydalanilganda uning eritmadagi mikdori oshib boradi (3- rasm). 10O 105 110 kJ 1 mol` NN4 NOz ga 2. rasm. Nitrat kislotasini gaz xolidagi ammiak bilan neytrallash issiqligi — (atmosfera bosimi va 18°S da) 3-rasm. Eritmadagi NN4NOz mikdorinnng reaktsiya uchun olingan NN03- kontsentratsiyasiga bog`liqligi (700 S) 1 — reakwiya issikligidan foydalanilganda (issiqlik yo`qotilishii 3% atrofida); 2 — issiklikdan foydalanilmagan xolda. Reaktsiya muxitidan issiklikni chikarib turish fakatgina undan unumli foydalanishgina emas, balki reaktsiyadan unumli foydalanish uchun xam zarurdir. Chunki, issiklik oshib borgan sayin nitrat kislotasi va ammoniy nitratning parchalanish jarayonlari sodir bo`lib, azotning yukotilishiga sabab bo`ladi. Bu esa issiklikdan neytrallash jarayonida foydalanishni murakkablashtiradi. Natijada yangi texnologik sharoit va jixozlarni yaratish majbug`iyatini tugdiradi. Ilk bora ma`lum bo`lgan usullarda reaktsiya issikligidan foydalanilmas va ammoniy nitrat eritmasi suvli sovutgich orkali utib, neytrallash jixozi (reaktor) va ammiak yutgich (absorber) oraligida aylanar edi. Keyinchalik bu usul o`rnini boshqasi egalladi, ya`ni eritma neytrallash jixozi absorberdan buglatgichga beriladigan bo`ldi. Bu usulda neytrallash 180-200°S xarorat va 0,35-0,6 MPa bosimda olib boriladi. Buglatish esa atmosfera bosimida yoki undan pastroq bosimda o`tkaziladi. Bunda xosil bulgan bug` bug`latiladigan ammoniy nitrat eritmasining kontsentratsiyasini 75-80% dan 95-99% gacha vakuum-jixozida bug`latish uchun ishlatiladi. Bu usullarning barchasi eritmani reaktsiya muxitida kaynab ketishdan saklaydi. Bizda kullaniladigan usullarda reaktsiya issikligidan foydalanishda neytrallash jixozining uzi ishlatiladi. Bunda neytrallanish bilan bir iaytda eritma qaynaydi va bug`lanadi. Bunday jixozni neytrallanish issikligidan foydalanuvchi (NIF) deb ataladi (4 -rasm). Ilgarilari sanoatda 47-57% li nitrat kislotasi ishlab chikarilar edi. NIF da neytrallash natijasida 62-83% NN4NOz eritmasi olinar va undan 98,7% li ammoniy nitrat suyuqlanmasini xosil kilish uchun uch boskichli vakuum-bug`latgichdan foydalanilgan. Bu jarayonda NIF da xosil bo`lgan bug va qo`shimcha bugdan samarali foydalanilgan. Suyuqlanmani donadorlash jarayoni esa diametri 12-16 m va balandligi 30-35 m bo`lgan kislotabardosh g`isht bilan koplangan, sovuk xavoning karama-karshi okimidan foydalanuvchi temir-betonli minorada amalga oshiriladi. Ishlab chik.arish kuvvati sutkasiga 450-600 tonna ammiakli selitra bo`lgan, eskirgan bunday kurilmalar xozirda xam ayrim korxonalarda ishlatilmokda. XX asrning oltmishinchi yillaridan boshlab 58-60% li nitrat kislotasi ishlab chikarish yo`lga qo`yilgan. Sutkasiga 1360-1575 tonna maxsulot ishlab chikariladigan ammiakli selitra (AS) kurilmalari ishlab kelmokda. Bunday kurilmalar AS-67, AS—72 va AS-72M (takomillashgan) yukori texnik darajada ishlangan, avtomatlashgan, samarali usul va sharoitlar barpo kilingan bo`lib, yukori sifatli maxsulot ishlab chikarish imkonini beradi. Ular jixozlarining joylashishi, tuzilishi, texnologik tartibi bilan uzaro farklanadi. AS-67 kurilmasida sul`fat qo`shimcha (eritmaga sul`fat kislota) qo`shish, AS-72 da — sul`fat-fosfat qo`shimcha qo`shish va AS-72M da esa magnezial (magniy nitrat) qo`shish bilan amalga oshiriladi. Texnologiyada asosiy jixoz NIF xisoblanadi (4-rasmr. NIF -72 OZX18N11 va 12XN10T markali zanglamaydigan iulatdan tayyorlangan bo`lib, ikkita qilindrik qismdan: ostki reaktor kismi (f= 1,6 m) va ustki seperatsiya qismi (f= 3,8 m) dan iborat. Umumiy balandligi 10 m ni tashkil etadi. 4- rasm. NIF jixozi: (N-10 m): 1-pastki neitrallagich kobigi (f-1,6 m); 2-reaktsiya stakani (f=1.2 m); (N=4.3 m); 3-titanli ammiak purkagich; 4-nitrat kislota purkagich; 5-gidroblagich; 6-reaktor kobigi; 7-kaliokli tarelka; 8-to`rli tomchi tutgich. Reaktor kismida kobik 1 ning ichida reaktsiya stakani 2 (f=1,2 m, N = 4,3 m) bo`lib, ostida teshiklari bo`ladi. Reaktor ostiga titan purkagich 3 va 4 orkali ammiak va nitrat kislotasi purkaladi. Purkagich teshigida ammiak okimining tezligi 30-50 m/sek bo`ladi (3 mm diametli 6650 ta teshik bor). Nitrat kislotasining okim tezligi esa 2-3 m/sek ga etadi (purkagichda 1,5 mm diametrli 2160 ta teshik bor). Xosil bo`lgan NN4NOz eritmasidagi ma`lum mikdor suv reaktsiya issikligi ta`sirida bug`lanadi. Natijada ko`taruvchi kuch xosil bo`ladi va bug`-suyuq, emul`siya girdoblagich 5 orkali reaktsiya stakani yuqorisiga sochiladi. Buning natijasida bug`-suyuq aralashma uzaro ajraladi. Ajralgan suyuqdik jixoz kobigi va reaktsiya stakani orasidagi tirkish orkali reaktor tubiga tushadi. Stakanga uning ostki teshigidan kiradi (tirkishda xam bug`lanish davom etadir. Reaktsiya muxitida reagentlar juda qiska muddat (0,5-1 sek) bo`lishi sababli nitrat kislotasi va ammoniy nitratning parchalanishi xamda ularning erkin azot eolatida yukolishi juda oz bo`ladi. Jixozning yukori qismida separator 6 bo`lib, tomchili bug` 0,6 m/sek tezlikda ko`tarilib, to`rtta barbotaj qalpoqli tarelkali 7 da yuviladi. pastidagi 2 ta tarelkada 0 nitrat kislotasi bilan kislotaligi oshirilgan 20-25 % li xosil bo`lgan NN4NOz eritmasi yordamida bug` ammiakdan yuviladi. Yukoridagi ikkita tarelkada esa tomchili bug` kondensati yordamida xosil bo`lgan NNOz bug`i va NN4NOz eritmasi tomchilaridan yuviladi. Tomchilardan tamomila xoli bo`lishni qaytargich 8 da amalga oshiriladi. Yuvindilar NIF ga qaytariladi. 5-rasm. Kombinatsiyalangan bug`latgich jixozi N-16m (08X22N6T): 1-qobiq.-kuvurli qism; 2-kontsentratsiyalash qismi (f-2,8m, N-6mr; 3-teshikli tarelkalar; 4- issiqlik kiritish quvurlari (f-28m, N-6,4m); 5-tozalash qismi; (f-3,81); 6-turli tomchi kaytargich; 7-teshikli tarelkalar. NIF da olingan ammoniy nitratning kontsentrlangan (-90%) eritmasini kombinatsiyalangan buglatgich jixozida buglatib bu tuzning suyuqlanmasi olinadi (5-rasm). Bu jixoz 08X22N6T markali po`latdan tayyorlangan bo`lib, uning umumiy balandligi 16 m tashkil etadi va asosiy qobiq-kuvurli (f= 2,8 m, N = 6,4m) kismi NN4NOz eritmasini bug`latishga xizmat kiladi. Eritma unga kuvurlarning ichki devoridan okib tushadi. Issiqlik manbai sifatida foydalaniladigan 1,3-1,5 MPa bosimli bug`ni quvurlararo bo`shliqqa beriladi va issiq (180°S) xavo kuvurlar ichida tomayotgan eritmaga qarshi yuboriladi. Xavo esa jixozning kontsentratsiyalovchi qismi 2 (f=2,8 m, N-6 m) ostidan kiradi va unda joylashgan 5 ta teshikli (elakli) tarelkalar 3 dan o`tib boradi. Kontsentrlash 1 qismining yuqorisidagi uchta tarelkalarida issiqlik beruvchi ilonizi quvurlar bo`ladi. Bu jarayonni amalga oshirishda xavoning namligi 20 g/kg dan oshmasligi lozim. Kontsentrlash qismidan xarorati 175-185°S bo`lgan 99,7% li NN4Oz suyuqlanmasi oqib tushadi. Jixozning yuqori tozalovchi qismi 5 da (f=3,8m) ikkita teshikli (elakli) tarelka 7 lar bo`lib, yukorisidagi tarelka kondensat bilan, ostki tarelka esa ammoniy nitrat eritmasi bilan yuvilib turadi. Ular kirayotgan NN4Oz eritmasini kisman buglatish va bug`-xavo aralashmasini yuvishga xizmat kiladi.Ammiakli selitra ishlab chikaradigan kurilma AS-72M ning texnologik sxemasi 6- rasmda ko`rsatilgan. Download 1.27 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: |
ma'muriyatiga murojaat qiling