ดินประสิวทำมาจากอะไร? การผลิตแอมโมเนียมไนเตรต

แอมโมเนียมไนเตรตได้มาจากการทำให้กรดไนตริกเป็นกลางด้วยแอมโมเนียที่เป็นก๊าซตามปฏิกิริยา:

NH 3 (g) + НNO 3 (ล.) NH 4 NO 3 +144.9 kJ

ปฏิกิริยาที่แทบจะเปลี่ยนกลับไม่ได้นี้เกิดขึ้นในอัตราที่สูงและปล่อยความร้อนออกมาเป็นจำนวนมาก โดยปกติจะดำเนินการที่ความดันใกล้กับบรรยากาศ ในบางประเทศ โรงงานวางตัวเป็นกลางทำงานที่แรงดัน 0.34 MPa ในการผลิตแอมโมเนียมไนเตรตจะใช้กรดไนตริกเจือจาง 47-60%

ความร้อนของปฏิกิริยาการวางตัวเป็นกลางจะใช้เพื่อทำให้น้ำระเหยและทำให้สารละลายเข้มข้น

การผลิตเชิงอุตสาหกรรมประกอบด้วยขั้นตอนต่อไปนี้: การทำให้เป็นกลางของกรดไนตริกด้วยแอมโมเนียที่เป็นก๊าซในอุปกรณ์ ITN (การใช้ความร้อนที่ทำให้เป็นกลาง) การระเหยของสารละลายดินประสิว, การทำแกรนูลละลายดินประสิว, การหล่อเย็นของแกรนูล, การแปรรูปแกรนูลสารลดแรงตึงผิว, การบรรจุดินประสิว, การจัดเก็บและการบรรทุก, การปล่อยก๊าซและการบำบัดน้ำเสีย สารเติมแต่งถูกนำมาใช้ในระหว่างการทำให้เป็นกลางของกรดไนตริก

รูปที่ 1 แสดงไดอะแกรมของหน่วย AS-72 ขนาดใหญ่ที่ทันสมัยซึ่งมีความจุ 1360 ตัน/วัน

ข้าว. หนึ่ง.

1 - เครื่องทำความร้อนกรด; 2 - เครื่องทำความร้อนแอมโมเนีย; 3 - อุปกรณ์ ITN; 4 - ตัวทำให้เป็นกลาง; 5 - เครื่องระเหย; 6 - ถังแรงดัน; 7, 8 - เครื่องบดย่อย; 9, 23-แฟน; 10 - เครื่องฟอกซักผ้า; 11 - กลอง; 12.14 - สายพานลำเลียง; 13 - ลิฟต์; เครื่องมือฟลูอิไดซ์เบด 15 ชิ้น; 16 - หอแกรนูล; 17 - คอลเลกชัน; 18, 20 - ปั๊ม; 19 - ถังสำหรับว่ายน้ำ; 21 ตัวกรองสำหรับการว่ายน้ำ; 22 - เครื่องทำความร้อนอากาศ

กรดไนตริกที่เข้ามา 58-60% จะถูกทำให้ร้อนในเครื่องทำความร้อน 1 ถึง 70-80 o C ด้วยไอน้ำจากอุปกรณ์ ITN 3 และป้อนเพื่อทำให้เป็นกลาง ก่อนอุปกรณ์ 3 กรดฟอสฟอริกความร้อนและกรดซัลฟิวริกจะถูกเติมลงในกรดไนตริกในปริมาณ 0.3-0.5% P 2 O 5 และแอมโมเนียมซัลเฟต 0.05-0.2% โดยนับในผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป

กรดกำมะถันและฟอสฟอริกมาจากปั๊มลูกสูบ ซึ่งควบคุมประสิทธิภาพได้ง่ายและแม่นยำ หน่วยนี้มีอุปกรณ์วางตัวเป็นกลางสองตัวที่ทำงานพร้อมกัน นอกจากนี้ยังจัดหาแอมโมเนียที่เป็นก๊าซซึ่งให้ความร้อนในฮีตเตอร์ 2 ด้วยไอน้ำคอนเดนเสทที่ 120-130 ° C ปริมาณกรดไนตริกและแอมโมเนียที่จ่ายไปจะถูกควบคุมเพื่อให้สารละลายมีกรดไนตริกมากเกินไปเล็กน้อยที่ทางออกของอุปกรณ์ ITN ทำให้ดูดซึมแอมโมเนียได้อย่างสมบูรณ์

ในส่วนล่างของอุปกรณ์คือการทำให้เป็นกลางของกรดที่อุณหภูมิ 155-170°C เพื่อให้ได้สารละลายที่มี 91-92% NH 4 NO 3 ในส่วนบนของอุปกรณ์ ไอน้ำ (ที่เรียกว่าไอน้ำจากน้ำผลไม้) จะถูกชะล้างจากการกระเซ็นของแอมโมเนียมไนเตรตและไอ HN0 3 ส่วนหนึ่งของความร้อนจากไอน้ำใช้เพื่อทำให้กรดไนตริกร้อน ถัดไป ไอน้ำน้ำผลไม้จะถูกส่งไปทำความสะอาดในเครื่องขัดล้างแล้วปล่อยสู่บรรยากาศ

สารละลายกรดของแอมโมเนียมไนเตรตจะถูกส่งไปยังตัวทำให้เป็นกลาง 4 โดยที่แอมโมเนียจะถูกจ่ายในปริมาณที่จำเป็นเพื่อทำให้สารละลายเป็นกลาง จากนั้นสารละลายจะถูกป้อนเข้าไปในเครื่องระเหย 5 บน doupar ซึ่งดำเนินการโดยไอน้ำที่ความดัน 1.4 MPa และอากาศให้ความร้อนที่อุณหภูมิประมาณ 180°C ผลลัพธ์ที่หลอมเหลวประกอบด้วยดินประสิว 99.8-99.7% ผ่านตัวกรอง 21 ที่ 175 ° C และป้อนโดยปั๊มจุ่มแบบแรงเหวี่ยง 20 ลงในถังแรงดัน 5 จากนั้นจึงใส่ลงในหอคอยเม็ดโลหะสี่เหลี่ยม 16 ที่มีความยาว 11 ม. กว้าง 8 ม. และสูงจากยอดถึงโคน 52.8 ม.

ในส่วนบนของหอคอยมีเครื่องบดย่อย 7 และ 8; อากาศถูกส่งไปยังส่วนล่างของหอคอยทำให้เย็นลงของดินประสิวซึ่งกลายเป็นเม็ด ความสูงของอนุภาคดินประสิว 50--55 เมตร การออกแบบเครื่องบดย่อยช่วยรับรองการผลิตแกรนูลขององค์ประกอบแกรนูลที่สม่ำเสมอโดยมีปริมาณแกรนูลขนาดเล็กน้อยที่สุด ซึ่งช่วยลดการกักฝุ่นจากหอคอยทางอากาศ อุณหภูมิของแกรนูลที่ทางออกของหอคอยคือ 90--110°C ดังนั้นพวกมันจึงถูกส่งไปยังอุปกรณ์ฟลูอิไดซ์เบดเพื่อระบายความร้อน 15 เครื่องมือฟลูอิไดซ์เบดเป็นอุปกรณ์รูปสี่เหลี่ยมผืนผ้ามีสามส่วนและติดตั้งตะแกรงที่มีรู . อากาศถูกจ่ายให้ใต้ตะแกรงโดยพัดลม ทำให้เกิดชั้นฟลูอิไดซ์ของเม็ดดินประสิวสูง 100--150 มม. ซึ่งไหลผ่านสายพานลำเลียงจากหอแกรนูลเลชั่น มีการระบายความร้อนอย่างเข้มข้นของแกรนูลจนถึงอุณหภูมิ 40°C (แต่ไม่สูงกว่า 50°C) ซึ่งสอดคล้องกับสภาวะสำหรับการมีอยู่ของการดัดแปลง IV หากอุณหภูมิของอากาศเย็นต่ำกว่า 15°C ก่อนเข้าสู่อุปกรณ์ฟลูอิไดซ์เบด อากาศจะถูกทำให้ร้อนในตัวแลกเปลี่ยนความร้อนถึง 20°C ในช่วงเย็น 1-2 ส่วนสามารถทำงานได้

อากาศจากอุปกรณ์ 15 เข้าสู่หอแกรนูลเพื่อสร้างแกรนูลและการระบายความร้อน

เม็ดแอมโมเนียมไนเตรตจากอุปกรณ์ฟลูอิไดซ์เบดจะถูกป้อนโดยสายพานลำเลียง 14 สำหรับการบำบัดด้วยสารลดแรงตึงผิวในถังหมุน 11 ในที่นี้ เม็ดจะถูกฉีดพ่นด้วยสารละลายในน้ำ 40% ของสารช่วยกระจายตัว NF หลังจากนั้น ดินประสิวจะผ่านเครื่องแยกแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อแยกวัตถุโลหะที่ติดอยู่โดยไม่ได้ตั้งใจและถูกส่งไปยังบังเกอร์ จากนั้นจึงนำไปชั่งน้ำหนักและบรรจุในถุงกระดาษหรือถุงพลาสติก กระเป๋าถูกลำเลียงโดยสายพานลำเลียงเพื่อบรรจุลงในเกวียนหรือไปยังคลังสินค้า

อากาศที่ออกจากส่วนบนของหอทำแกรนูลปนเปื้อนด้วยอนุภาคแอมโมเนียมไนเตรต และไอน้ำผลไม้จากสารทำให้เป็นกลางและส่วนผสมของไออากาศจากเครื่องระเหยประกอบด้วยแอมโมเนียและกรดไนตริกที่ไม่ทำปฏิกิริยาและอนุภาคของแอมโมเนียมไนเตรตที่กักขัง สำหรับการทำความสะอาดที่ส่วนบนของหอแกรนูล จะมีการติดตั้งเครื่องขัดพื้นแบบแผ่นล้างที่ทำงานแบบขนาน 10 อันจำนวน 6 เครื่อง ทำการชลประทานด้วยสารละลายแอมโมเนียมไนเตรต 20-30% ซึ่งจ่ายให้โดยปั๊ม 18 จากถัง ส่วนหนึ่งของการแก้ปัญหานี้ถูกเปลี่ยนไปยัง ITN neutralizer เพื่อล้างไอน้ำน้ำผลไม้ จากนั้นผสมกับสารละลายแอมโมเนียมไนเตรตและดังนั้นจึงไปที่การผลิตผลิตภัณฑ์

ส่วนหนึ่งของสารละลาย (20-30%) ถูกถอนออกจากวงจรอย่างต่อเนื่อง ดังนั้นวัฏจักรจึงหมดลงและเติมใหม่ด้วยการเติมน้ำ ที่ทางออกของเครื่องขัดพื้นแต่ละอัน ติดตั้งพัดลม 9 ที่มีความจุ 100,000 ม. 3 / ชม. ซึ่งดูดอากาศจากหอแกรนูลและปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศ

แอมโมเนียมไนเตรตหรือแอมโมเนียมไนเตรต NH 4 NO 3 เป็นสารผลึกสีขาวที่มีไนโตรเจน 35% ในรูปแบบแอมโมเนียมและไนเตรต ไนโตรเจนทั้งสองรูปแบบสามารถดูดซึมได้ง่ายโดยพืช เม็ดแอมโมเนียมไนเตรตใช้ในปริมาณมากก่อนหว่านเมล็ดและสำหรับน้ำสลัดทุกประเภท ในระดับที่เล็กกว่านั้นใช้สำหรับการผลิตวัตถุระเบิด

แอมโมเนียมไนเตรตละลายได้ดีในน้ำและมีความสามารถในการดูดความชื้นสูง (ความสามารถในการดูดซับความชื้นจากอากาศ) ซึ่งทำให้เม็ดปุ๋ยกระจายตัวสูญเสียรูปร่างผลึกทำให้เกิดการแตกตัวของปุ๋ย - วัสดุจำนวนมากกลายเป็นมวลเสาหินที่เป็นของแข็ง

แผนผังของการผลิตแอมโมเนียมไนเตรต

เพื่อให้ได้แอมโมเนียมไนเตรตที่แทบไม่เกิดการแตกตัว มีการใช้วิธีการทางเทคโนโลยีจำนวนหนึ่ง วิธีที่มีประสิทธิภาพในการลดอัตราการดูดซึมความชื้นด้วยเกลือดูดความชื้นคือการทำแกรนูล พื้นผิวทั้งหมดของเม็ดที่เป็นเนื้อเดียวกันจะน้อยกว่าพื้นผิวของเกลือผลึกละเอียดในปริมาณเท่ากัน ดังนั้นปุ๋ยเม็ดจะดูดซับความชื้นได้ช้ากว่าจาก

แอมโมเนียมฟอสเฟต โพแทสเซียมคลอไรด์ แมกนีเซียมไนเตรตยังใช้เป็นสารเติมแต่งที่ออกฤทธิ์คล้ายคลึงกัน กระบวนการผลิตแอมโมเนียมไนเตรตขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาที่แตกต่างกันของปฏิกิริยาของแอมโมเนียที่เป็นก๊าซกับสารละลายของกรดไนตริก:

NH 3 + HNO 3 \u003d NH 4 NO 3; ΔN = -144.9kJ

ปฏิกิริยาเคมีเกิดขึ้นในอัตราที่สูง ในเครื่องปฏิกรณ์อุตสาหกรรม มันถูกจำกัดด้วยการละลายของก๊าซในของเหลว การผสมสารตั้งต้นมีความสำคัญอย่างยิ่งในการลดการหน่วงการแพร่

กระบวนการทางเทคโนโลยีสำหรับการผลิตแอมโมเนียมไนเตรตรวมถึงนอกเหนือจากขั้นตอนการทำให้เป็นกลางกรดไนตริกกับแอมโมเนีย, ขั้นตอนการระเหยสารละลายดินประสิว, การหลอมละลาย, การหล่อเย็นเม็ด, การบำบัดเม็ดด้วยสารลดแรงตึงผิว, การบรรจุ, การจัดเก็บและการโหลด ดินประสิว การทำความสะอาดการปล่อยก๊าซและน้ำเสีย ในรูป 8.8 แสดงไดอะแกรมของหน่วยความจุขนาดใหญ่ที่ทันสมัยสำหรับการผลิตแอมโมเนียมไนเตรต AS-72 ที่มีความจุ 1360 ตัน / วัน กรดไนตริกดั้งเดิม 58-60% ถูกทำให้ร้อนในเครื่องทำความร้อนที่อุณหภูมิ 70 - 80°C ด้วยไอน้ำจากอุปกรณ์ ITN 3 และป้อนเพื่อทำให้เป็นกลาง ก่อนอุปกรณ์ 3 กรดฟอสฟอริกและซัลฟิวริกจะถูกเติมลงในกรดไนตริกในปริมาณที่ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปมี 0.3-0.5% P 2 O 5 และแอมโมเนียมซัลเฟต 0.05-0.2% เครื่องนี้มีอุปกรณ์ ITN สองเครื่องที่ทำงานแบบขนานกัน นอกจากกรดไนตริกแล้ว ยังมีการจ่ายแอมโมเนียที่เป็นก๊าซให้กับพวกเขา โดยอุ่นในฮีตเตอร์ 2 ด้วยไอน้ำควบแน่นที่อุณหภูมิ 120-130°C ปริมาณกรดไนตริกและแอมโมเนียที่จ่ายไปจะถูกควบคุมในลักษณะที่สารละลายมีกรดมากเกินไปที่ทางออกของอุปกรณ์ ITN เล็กน้อย (2–5 ก./ลิตร) ซึ่งช่วยให้ดูดซึมแอมโมเนียได้อย่างสมบูรณ์

ในส่วนล่างของอุปกรณ์ ปฏิกิริยาการทำให้เป็นกลางเกิดขึ้นที่อุณหภูมิ 155-170°C; ทำให้เกิดสารละลายเข้มข้นที่มี 91-92% NH 4 NO 3 ในส่วนบนของอุปกรณ์ ไอน้ำ (ที่เรียกว่าไอน้ำ) จะถูกชะล้างจากการกระเซ็นของแอมโมเนียมไนเตรตและไอกรดไนตริก ส่วนหนึ่งของความร้อนของไอน้ำใช้เพื่อทำให้กรดไนตริกร้อน จากนั้นไอน้ำน้ำผลไม้จะถูกส่งไปทำให้บริสุทธิ์และปล่อยสู่บรรยากาศ

มะเดื่อ 8.8 แบบแผนของหน่วย AS-72 แอมโมเนียมไนเตรต:

1 – เครื่องทำความร้อนกรด; 2 – เครื่องทำความร้อนแอมโมเนีย; 3 – อุปกรณ์ ITN; 4 - หลังทำให้เป็นกลาง; 5 – เครื่องระเหย; 6 - ถังแรงดัน; 7.8 - เครื่องบดย่อย; 9.23 - แฟน ๆ; 10 – เครื่องขัดถู; 11 - กลอง; 12.14 - สายพานลำเลียง; 13 - ลิฟต์; 15 – เครื่องมือฟลูอิไดซ์เบด; 16 - หอแกรนูล; 17 - คอลเลกชัน; 18, 20 - ปั๊ม; 19 - ถังสำหรับว่ายน้ำ; 21 - ตัวกรองสำหรับว่ายน้ำ 22 - เครื่องทำความร้อนอากาศ

สารละลายกรดของแอมโมเนียมไนเตรตจะถูกส่งไปยังตัวทำให้เป็นกลาง 4; ที่แอมโมเนียเข้ามาจำเป็นสำหรับการมีปฏิสัมพันธ์กับกรดไนตริกที่เหลืออยู่ จากนั้นสารละลายจะถูกป้อนเข้าไปในเครื่องระเหย 5. ผลลัพธ์ที่ได้ซึ่งมีไนเตรต 99.7-99.8% ผ่านตัวกรอง 21 ที่ 175 ° C และป้อนลงในถังแรงดัน 6 โดยปั๊มจุ่มแบบแรงเหวี่ยง 20 แล้วจึงเข้าไปในสี่เหลี่ยม หอเม็ดโลหะ 16.

ในส่วนบนของหอคอยมีเครื่องบดย่อย 7 และ 8 ซึ่งส่วนล่างมีอากาศซึ่งทำให้ดินประสิวเย็นลงที่ตกลงมาจากด้านบน ในช่วงฤดูใบไม้ร่วงดินประสิวลดลงจากความสูง 50-55 เมตรเม็ดปุ๋ยจะเกิดขึ้นเมื่ออากาศไหลผ่าน อุณหภูมิของเม็ดที่ทางออกของหอคือ 90-110 ° C; เม็ดร้อนจะถูกทำให้เย็นลงในอุปกรณ์ฟลูอิไดซ์เบด 15 นี่คืออุปกรณ์รูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่มีสามส่วนและติดตั้งตะแกรงที่มีรู พัดลมจ่ายอากาศใต้ตะแกรง สิ่งนี้จะสร้างเม็ดไนเตรทฟลูอิไดซ์เบดที่ไหลผ่านสายพานลำเลียงจากหอทำแกรนูล อากาศหลังจากระบายความร้อนเข้าสู่หอแกรนูล เม็ดของสายพานลำเลียงแอมโมเนียมไนเตรต 14 ใช้สำหรับการบำบัดด้วยสารลดแรงตึงผิวในถังหมุน จากนั้นปุ๋ยสำเร็จรูปจะถูกส่งไปยังบรรจุภัณฑ์โดยสายพานลำเลียง 12

อากาศที่ออกจากหอแกรนูลเลชั่นปนเปื้อนด้วยอนุภาคแอมโมเนียมไนเตรต และไอน้ำน้ำผลไม้จากสารทำให้เป็นกลางและส่วนผสมของไออากาศจากเครื่องระเหยประกอบด้วยแอมโมเนียและกรดไนตริกที่ไม่ทำปฏิกิริยา รวมทั้งอนุภาคของแอมโมเนียมไนเตรตที่ถูกพัดพาไป

ในการทำความสะอาดลำธารเหล่านี้ในส่วนบนของหอแกรนูเลชั่น มีเครื่องขัดถูแบบจานล้างที่ทำงานแบบขนาน 10 เครื่อง 10 ซึ่งให้น้ำด้วยสารละลายแอมโมเนียมไนเตรต 20-30% ซึ่งจ่ายให้โดยปั๊ม 18 จากคอลเลกชัน 17 สารละลายนี้ถูกโอนไปยัง ITN neutralizer เพื่อล้างไอน้ำน้ำผลไม้แล้วผสมกับสารละลายของดินประสิวและดังนั้นจึงใช้ทำผลิตภัณฑ์ อากาศบริสุทธิ์จะถูกดูดออกจากหอแกรนูลด้วยพัดลม 9 และปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศ

กระบวนการทางเทคโนโลยีสำหรับการผลิตแอมโมเนียมไนเตรตประกอบด้วยขั้นตอนหลักดังต่อไปนี้: การทำให้เป็นกลางของกรดไนตริกด้วยแอมโมเนียที่เป็นก๊าซ, การระเหยของสารละลายแอมโมเนียมไนเตรต, การตกผลึกและการแกรนูลของการหลอมเหลว

ก๊าซแอมโมเนียจากฮีตเตอร์ 1 และกรดไนตริกจากฮีตเตอร์ 2 ที่อุณหภูมิ 80-90 0 C เข้าสู่อุปกรณ์ ITP 3 เพื่อลดการสูญเสียแอมโมเนียร่วมกับไอน้ำ ปฏิกิริยาจะดำเนินการในกรดส่วนเกิน สารละลายแอมโมเนียมไนเตรตจากอุปกรณ์ 3 ถูกทำให้เป็นกลางในเครื่องทำให้เป็นกลางหลังจากทำให้เป็นกลาง 4 ด้วยแอมโมเนียและเข้าสู่เครื่องระเหย 5 เพื่อการระเหย ลงในหอแกรนูลรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า 16

รูปที่ 5.1 โครงการเทคโนโลยีสำหรับการผลิตแอมโมเนียมไนเตรต

1 - เครื่องทำความร้อนแอมโมเนีย, 2 - เครื่องทำความร้อนกรดไนตริก, 3 - อุปกรณ์ ITN (ใช้ความร้อนของการวางตัวเป็นกลาง), 4 - ตัวทำให้เป็นกลางเพิ่มเติม, 5 - เครื่องระเหย, 6 - ถังแรงดัน, 7.8 - เครื่องบดย่อย, 9.23 - พัดลม, 10 - เครื่องขัดล้าง, 11 กลอง, 12,14- สายพาน, ลิฟต์ 13 ตัว, เครื่องมือฟลูอิไดซ์เบด 15 ตัว, ทาวเวอร์ 16 เม็ด, 17 คอลเล็กเตอร์, 18,20 ปั๊ม, ถัง 19 ลอย, ตัวกรอง 21 ลอย, 22 - ฮีตเตอร์อากาศ

ในส่วนบนของหอคอยมีเครื่องบดย่อย 7 และ 8 ซึ่งส่วนล่างมีอากาศซึ่งทำให้ดินประสิวเย็นลงที่ตกลงมาจากด้านบน ในช่วงฤดูใบไม้ร่วงดินประสิวลดลงจากความสูง 50-55 เมตรเมื่ออากาศไหลผ่านจะเกิดเม็ดเล็ก ๆ ซึ่งถูกทำให้เย็นลงในอุปกรณ์ฟลูอิไดซ์เบด 15 นี่คืออุปกรณ์รูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่มีสามส่วนและตารางที่มีรู พัดลมจ่ายอากาศใต้ตะแกรง เตียงฟลูอิไดซ์เบดของเม็ดดินประสิวถูกสร้างขึ้น โดยมาจากหอแกรนูลผ่านสายพานลำเลียง อากาศหลังจากระบายความร้อนเข้าสู่หอแกรนูล

เม็ดของสายพานลำเลียงแอมโมเนียมไนเตรต 14 ถูกเสิร์ฟสำหรับการประมวลผลด้วยสารลดแรงตึงผิวในถังหมุน 11 จากนั้นสายพานลำเลียงปุ๋ย 12 ที่เสร็จแล้วจะถูกส่งไปยังบรรจุภัณฑ์

อากาศที่ออกจากหอแกรนูลเลชั่นปนเปื้อนด้วยแอมโมเนียมไนเตรต และไอน้ำผลไม้จากสารทำให้เป็นกลางประกอบด้วยแอมโมเนียและกรดไนตริกที่ไม่ทำปฏิกิริยา เช่นเดียวกับอนุภาคของแอมโมเนียมไนเตรตที่ถูกพัดพาไป ในการทำความสะอาดลำธารเหล่านี้ในส่วนบนของหอแกรนูล มีเครื่องขัดถูแบบจานล้างที่ทำงานแบบขนาน 10 เครื่อง 10 ซึ่งให้น้ำด้วยสารละลายดินประสิว 20-30% ซึ่งจ่ายให้โดยปั๊ม 18 จากคอลเลกชัน 17 ไปยังสารละลาย ดินประสิวจึงถูกนำมาใช้ทำผลิตภัณฑ์ อากาศบริสุทธิ์จะถูกดูดออกจากหอแกรนูลด้วยพัดลม 9 และปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศ

การแนะนำ

อุตสาหกรรมไนโตรเจนเป็นหนึ่งในอุตสาหกรรมที่เติบโตเร็วที่สุด

กรดไนตริกเป็นหนึ่งในผลิตภัณฑ์เริ่มต้นสำหรับการผลิตสารที่มีไนโตรเจนเป็นส่วนใหญ่ และเป็นกรดที่สำคัญที่สุดชนิดหนึ่ง

ในแง่ของขนาดการผลิต กรดไนตริกอยู่ในอันดับที่สองในบรรดากรดต่างๆ รองจากกรดซัลฟิวริก การผลิตจำนวนมากอธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่ากรดไนตริกและเกลือของกรดไนตริกมีความสำคัญมากในระบบเศรษฐกิจของประเทศ

การบริโภคกรดไนตริกไม่ จำกัด เฉพาะการผลิตปุ๋ย มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตวัตถุระเบิดทุกประเภท เกลือทางเทคนิคจำนวนหนึ่ง ในอุตสาหกรรมการสังเคราะห์สารอินทรีย์ ในการผลิตกรดซัลฟิวริก ในเทคโนโลยีจรวด และในสาขาอื่นๆ ของเศรษฐกิจของประเทศ

การผลิตกรดไนตริกทางอุตสาหกรรมขึ้นอยู่กับตัวเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชันของแอมโมเนียกับออกซิเจนในบรรยากาศ ตามด้วยการดูดซึมของไนโตรเจนออกไซด์ที่เกิดขึ้นด้วยน้ำ

โครงงานหลักสูตรนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อพิจารณาขั้นตอนแรกของการผลิตกรดไนตริก - การเกิดออกซิเดชันที่สัมผัสของแอมโมเนีย ตลอดจนการคำนวณวัสดุและสมดุลความร้อนของเครื่องปฏิกรณ์

ในรูปแบบเทคโนโลยีสำหรับการผลิตกรดไนตริก กระบวนการเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชันของแอมโมเนียเป็นสิ่งสำคัญ เนื่องจากเป็นตัวกำหนดตัวบ่งชี้หลักสามประการ ได้แก่ การบริโภคแอมโมเนีย การลงทุนและการสูญเสียโลหะแพลตตินั่ม ตลอดจนความสามารถด้านพลังงานของโครงการ ในเรื่องนี้ การปรับปรุงกระบวนการเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชันของแอมโมเนียมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการผลิตกรดไนตริกและปุ๋ยแร่ธาตุโดยทั่วไป

1. ลักษณะของกรดไนตริก

1.1 กรดไนตริกชนิดต่างๆ

ในอุตสาหกรรมใช้กรดไนตริก 2 เกรด: เจือจาง (อ่อน) ที่มีปริมาณ HNO3 30-60% และเข้มข้น ซึ่งประกอบด้วย HNO3 97-99% รวมถึงกรดไนตริกที่ไวต่อปฏิกิริยาและบริสุทธิ์สูงในปริมาณเล็กน้อย คุณภาพของกรดไนตริกที่ผลิตต้องเป็นไปตามมาตรฐานที่กำหนด

ตามพารามิเตอร์ทางเคมีกายภาพ กรดไนตริกเข้มข้นต้องเป็นไปตามมาตรฐานที่ระบุในตารางที่ 1

ตารางที่ 1 - ข้อกำหนดสำหรับคุณภาพของกรดไนตริกเข้มข้น (GOST 701-89)

คุณภาพของกรดไนตริกที่ผลิตต้องเป็นไปตามมาตรฐานที่กำหนดไว้ในตารางที่ 2 และ 3

ตารางที่ 2 - ข้อกำหนดด้านคุณภาพสำหรับกรดไนตริกที่ไม่เข้มข้น (OST 6-03-270-76)

ตารางที่ 3 - ข้อกำหนดสำหรับคุณภาพของกรดไนตริก (GOST 4461-67)

ปริมาณเป็น % ไม่เกิน 005Sulfates (SO42) -0.00020.00050.002Phosphates (PO43-)0.000020.00020.002Chlorides (Cl-)0.000050.00010.0005Iron (Fe)0.000020.00010.0003Calcium (Ca)0.00050 .0010.002Arsenic (As)0.0000020 0000030.00001โลหะหนัก (Pb)0.000020.00050.0005

1.2 การใช้กรดไนตริก

กรดไนตริกใช้ในกิจกรรมต่างๆ:

1)ที่ชุบสังกะสีและชุบโครเมียมของรายละเอียด;

)สำหรับการผลิตปุ๋ยแร่

)เพื่อให้ได้วัตถุระเบิด (อุตสาหกรรมทหาร);

)ในการผลิตยา (เภสัชภัณฑ์);

)การรับซิลเวอร์ไนเตรตสำหรับการถ่ายภาพ

)สำหรับการแกะสลักและการแกะสลักรูปแบบโลหะ

)เป็นวัตถุดิบในการรับกรดไนตริกเข้มข้น

)ในอุทกวิทยา;

)ในเครื่องประดับ - วิธีหลักในการพิจารณาทองคำในโลหะผสมทองคำ

)เพื่อให้ได้สารประกอบอะโรมาติกไนโตร - สารตั้งต้นของสีย้อม, การเตรียมทางเภสัชวิทยาและสารประกอบอื่น ๆ ที่ใช้ในการสังเคราะห์สารอินทรีย์ชั้นดี

)เพื่อให้ได้ไนโตรเซลลูโลส

1.3 คุณสมบัติของกรดไนตริก

3.1 คุณสมบัติทางกายภาพของกรดไนตริก

กรดไนตริกเป็นกรดโมโนเบสิกชนิดหนึ่งที่มีกลิ่นฉุนฉุน ไวต่อแสง และเมื่ออยู่ในแสงจ้า จะสลายตัวเป็นไนโตรเจนออกไซด์ตัวใดตัวหนึ่ง (เรียกอีกอย่างว่าก๊าซสีน้ำตาล - NO2) และน้ำ ดังนั้นจึงควรเก็บไว้ในภาชนะสีเข้ม ในสภาวะเข้มข้น อะลูมิเนียมและเหล็กไม่ละลาย จึงสามารถเก็บไว้ในภาชนะโลหะที่เหมาะสมได้ กรดไนตริก - เป็นอิเล็กโทรไลต์ที่แรง (เช่นกรดหลายชนิด) และตัวออกซิไดซ์ที่แรงมาก มักใช้ในปฏิกิริยากับสารอินทรีย์

ไนโตรเจนในกรดไนตริกเป็นเตตราวาเลนต์ สถานะออกซิเดชัน +5 กรดไนตริกเป็นของเหลวไม่มีสีในอากาศ จุดหลอมเหลว -41.59 , จุดเดือด +82.6 ด้วยการขยายตัวบางส่วน ความสามารถในการละลายของกรดไนตริกในน้ำไม่จำกัด สารละลายในน้ำของ HNO3 ที่มีเศษส่วนของมวล 0.95-0.98 เรียกว่า "กรดไนตริกที่เป็นไอ" โดยมีเศษส่วนมวล 0.6-0.7 - กรดไนตริกเข้มข้น สร้างส่วนผสม azeotropic กับน้ำ (เศษส่วนมวล 68.4%, d20 = 1.41 g/cm, Tboil = 120.7 )

เมื่อตกผลึกจากสารละลายในน้ำ กรดไนตริกจะก่อตัวเป็นผลึกไฮเดรต:

) HNO3 H2O โมโนไฮเดรต, Tmelt = -37.62 ;

2) HNO3 3H2O ไตรไฮเดรต, Tmelt = -18.47 .

กรดไนตริกเช่นเดียวกับโอโซนสามารถเกิดขึ้นได้ในบรรยากาศระหว่างที่เกิดฟ้าผ่า ไนโตรเจน ซึ่งประกอบเป็น 78% ของอากาศในบรรยากาศ ทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในบรรยากาศเพื่อสร้างไนตริกออกไซด์ NO เมื่อเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันในอากาศ ออกไซด์นี้จะกลายเป็นไนโตรเจนไดออกไซด์ (ก๊าซสีน้ำตาล NO2) ซึ่งทำปฏิกิริยากับความชื้นในบรรยากาศ (เมฆและหมอก) ทำให้เกิดกรดไนตริก

แต่จำนวนเล็กน้อยดังกล่าวไม่เป็นอันตรายต่อระบบนิเวศของโลกและสิ่งมีชีวิตโดยสิ้นเชิง กรดไนตริก 1 ปริมาตร และกรดไฮโดรคลอริก 3 ปริมาตร ทำให้เกิดสารประกอบที่เรียกว่า aqua regia สามารถละลายโลหะ (แพลตตินั่มและทอง) ที่ไม่ละลายในกรดธรรมดา เมื่อนำกระดาษ ฟาง ฝ้าย มาผสมกับส่วนผสมนี้ จะเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันที่รุนแรง แม้กระทั่งจุดไฟ

1.3.2 คุณสมบัติทางเคมีของกรดไนตริก

กรดไนตริกแสดงคุณสมบัติทางเคมีที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับความเข้มข้นและสารที่ทำปฏิกิริยา

ถ้ากรดไนตริกเข้มข้น:

1) ด้วยโลหะ - เหล็ก (Fe), โครเมียม (Cr), อลูมิเนียม (Al), ทอง (Au), ทองคำขาว (Pt), อิริเดียม (Ir), โซเดียม (Na) - ไม่เกิดปฏิกิริยาเนื่องจากการก่อตัวของสารป้องกัน ฟิล์มบนพื้นผิว ซึ่งไม่อนุญาตให้เกิดออกซิเดชันของโลหะเพิ่มเติม กับโลหะอื่นๆ ทั้งหมด<#"justify">คอนซี HNO3 + Cu = Cu(NO3)2 + 2NO2 + H2O (1)

2) กับอโลหะ<#"justify">คอนซี HNO3 + P = H3PO4 + 5NO2 + H2O (2)

หากกรดไนตริกเจือจาง:

1) เมื่อทำปฏิกิริยากับโลหะอัลคาไลน์เอิร์ ธ เช่นเดียวกับสังกะสี (Zn) เหล็ก (Fe) จะถูกออกซิไดซ์เป็นแอมโมเนีย (NH3) หรือแอมโมเนียมไนเตรต (NH4NO3) ตัวอย่างเช่น เมื่อทำปฏิกิริยากับแมกนีเซียม (Mg):

HNO3 เจือจาง + 4Zn = 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O (3)

แต่ยังสามารถเกิดไนตรัสออกไซด์ (N2O) ได้ ตัวอย่างเช่น เมื่อทำปฏิกิริยากับแมกนีเซียม (Mg):

HNO3 เจือจาง + 4Mg = 4Mg(NO3)2 + N2O + 3H2O (4)

ทำปฏิกิริยากับโลหะอื่นๆ เพื่อสร้างไนตริกออกไซด์ (NO) เช่น ละลายเงิน (Ag):

HNO3 เจือจาง + Ag = AgNO3 + NO + H2O (5)

2) ทำปฏิกิริยาในทำนองเดียวกันกับอโลหะ เช่น กำมะถัน<#"justify">HNO3 เจือจาง + S = H2SO4 + 2NO (6)

การเกิดออกซิเดชันของกำมะถันต่อการก่อตัวของกรดซัลฟิวริกและการปล่อยก๊าซ - ไนโตรเจนออกไซด์

3) ปฏิกิริยาเคมีกับโลหะออกไซด์ เช่น แคลเซียมออกไซด์:

HNO3 + CaO = Ca(NO3)2 + H2O (7)

เกิดเกลือ (แคลเซียมไนเตรต) และน้ำ

) ปฏิกิริยาเคมีกับไฮดรอกไซด์ (หรือเบส) ตัวอย่างเช่น กับปูนขาว:

HNO3 + Ca(OH)2 = Ca(NO3)2 + H2O (8)

เกิดเกลือ (แคลเซียมไนเตรต) และน้ำ - ปฏิกิริยาการวางตัวเป็นกลาง

) ปฏิกิริยาเคมีกับเกลือ เช่น ชอล์ค:

HNO3 + CaCO3 = Ca(NO3)2 + H2O + CO2 (9)

เกลือ (แคลเซียมไนเตรต) และกรดอื่น (ในกรณีนี้คือกรดคาร์บอนิกซึ่งสลายตัวเป็นน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์)

6) ขึ้นอยู่กับโลหะที่ละลาย การสลายตัวของเกลือที่อุณหภูมิเกิดขึ้นดังนี้:

a) โลหะใดๆ (แสดงเป็น Me) จนถึงแมกนีเซียม (Mg):

มีNO2 + O2 (10)

b) โลหะใดๆ จากแมกนีเซียม (Mg) ถึงทองแดง (Cu):

3 = MeO + NO2 + O2 (11)

c) โลหะใด ๆ หลังทองแดง (Cu):

3 = ฉัน + NO2 + O2(12)

2. วิธีการได้รับกรดไนตริก

ตัวเร่งปฏิกิริยากรดไนตริกแอมโมเนีย

วิธีทางอุตสาหกรรมในการผลิตกรดไนตริกเจือจางมีขั้นตอนดังต่อไปนี้:

) ได้รับไนตริกออกไซด์ (II);

2) ออกซิเดชันเป็นไนตริกออกไซด์ (IV);

3) การดูดซึมของ NO2 ด้วยน้ำ

4) การทำให้บริสุทธิ์ของก๊าซไอเสีย (ส่วนใหญ่ประกอบด้วยโมเลกุลไนโตรเจน) จากไนโตรเจนออกไซด์

กรดไนตริกเข้มข้นได้สองวิธี:

1) วิธีแรกประกอบด้วยการแก้ไขส่วนผสมสามส่วนที่มีกรดไนตริก น้ำ และสารขจัดน้ำ (โดยปกติคือกรดซัลฟิวริกหรือแมกนีเซียมไนเตรต) เป็นผลให้ได้รับไอของกรดไนตริก 100% (ซึ่งควบแน่น) และสารละลายน้ำของตัวแทนการแยกน้ำออกภายหลังระเหยและกลับสู่การผลิต

2) วิธีที่สองขึ้นอยู่กับปฏิกิริยา:

N2O4(t) + 2H2O(l) + O2(g) = 4HNO3(l) + 78.8 kJ (13)

ที่ความดัน 5 MPa และใช้ O2 บริสุทธิ์ กรด 97-98% จะเกิดขึ้น ซึ่งมีไนโตรเจนออกไซด์มากถึง 30% โดยน้ำหนัก ผลิตภัณฑ์เป้าหมายได้มาจากการกลั่นสารละลายนี้ กรดไนตริกที่มีความบริสุทธิ์สูงได้มาจากการกลั่นด้วยกรดไนตริก 97-98.5% ในอุปกรณ์แก้วซิลิเกตหรือควอตซ์ ปริมาณสิ่งสกปรกในกรดดังกล่าวน้อยกว่า 110-6% โดยน้ำหนัก

3. วัตถุดิบในการผลิตกรดไนตริกไม่เข้มข้น

วัตถุดิบหลักในการผลิตกรดไนตริกไม่เข้มข้น ได้แก่ แอมโมเนีย อากาศ และน้ำ วัสดุเสริมและแหล่งพลังงานเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับแอมโมเนียออกซิเดชันและการทำให้บริสุทธิ์ของก๊าซไอเสีย ก๊าซธรรมชาติ ไอน้ำ และไฟฟ้า

1. แอมโมเนีย ภายใต้สภาวะปกติ เป็นก๊าซไม่มีสีมีกลิ่นฉุน ละลายได้ง่ายในน้ำและตัวทำละลายอื่นๆ ก่อตัวเป็นครึ่งซีกและโมโนไฮเดรต จุดเปลี่ยนในการพัฒนาการผลิตแอมโมเนียสังเคราะห์คือการใช้วิธีการที่โดดเด่นในอุตสาหกรรมในการผลิตไฮโดรเจนโดยการแปลงก๊าซมีเทนที่มีอยู่ในก๊าซธรรมชาติเป็นก๊าซปิโตรเลียมที่เกี่ยวข้องและผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมกลั่น เนื้อหาของสิ่งเจือปนในแอมโมเนียเหลวถูกควบคุมโดย GOST 6221-82 สิ่งเจือปนโดยทั่วไป ได้แก่ น้ำ น้ำมันหล่อลื่น ฝุ่นของตัวเร่งปฏิกิริยา ตะกรัน แอมโมเนียมคาร์บอเนต ก๊าซละลาย (ไฮโดรเจน ไนโตรเจน มีเทน) หากมีการละเมิด GOST สิ่งเจือปนในแอมโมเนียสามารถเข้าไปในส่วนผสมของแอมโมเนียในอากาศและลดปริมาณไนโตรเจนออกไซด์ (II) และไฮโดรเจนและมีเทนสามารถเปลี่ยนขีดจำกัดการระเบิดของส่วนผสมของแอมโมเนียและอากาศได้

อากาศ. สำหรับการคำนวณทางเทคนิค ถือว่าอากาศแห้งประกอบด้วย [%, (vol.)]: N2 = 78.1, O2 = 21.0, Ar2 = 0.9, H2O = 0.1-2.8 อาจมีร่องรอยของ SO2, NH3, CO2 ในอากาศ ในพื้นที่โรงงานอุตสาหกรรม อากาศมีฝุ่นละอองจากแหล่งกำเนิดต่างๆ รวมทั้งส่วนประกอบต่างๆ ของการปล่อยก๊าซที่หลบหนี (SO2, SO3, H2S, С2H2, Cl2 เป็นต้น) ปริมาณฝุ่นในอากาศคือ 0.5-1.0 มก./ลบ.ม.

3. น้ำ. ใช้ในการผลิตกรดไนตริกเพื่อการชลประทานของคอลัมน์ดูดซับ สำหรับสร้างไอน้ำระหว่างการนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ในหม้อไอน้ำที่ใช้ความร้อนเหลือทิ้ง สำหรับอุปกรณ์ปฏิกิริยาทำความเย็น สำหรับการดูดซับไนโตรเจนออกไซด์มักใช้คอนเดนเสทไอน้ำและน้ำบริสุทธิ์ทางเคมี ในบางรูปแบบอนุญาตให้ใช้คอนเดนเสทไอน้ำแอมโมเนียมไนเตรต ในกรณีใด ๆ น้ำที่ใช้ในการชลประทานคอลัมน์ไม่ควรมีแอมโมเนียอิสระและสารแขวนลอยที่เป็นของแข็งเนื้อหาของคลอไรด์ไอออนไม่ควรเกิน 2 มก. / ล. น้ำมันไม่เกิน 1 มก. / ล. NH4NO3 - ไม่เกิน 0.5 กรัม/ลิตร น้ำบริสุทธิ์ทางเคมีสำหรับหม้อไอน้ำที่ใช้ความร้อนเหลือทิ้งต้องเป็นไปตามข้อกำหนดของ GOST 20995-75 น้ำที่ใช้ในกระบวนการผลิตสำหรับระบายความร้อนในตัวแลกเปลี่ยนความร้อนและอุปกรณ์ทำความเย็น (น้ำหมุนเวียน) ต้องเป็นไปตามข้อกำหนดต่อไปนี้: ความกระด้างของคาร์บอเนตไม่เกิน 3.6 meq/kg ปริมาณของแข็งแขวนลอยไม่เกิน 50 มก./กก. ค่า pH 6.5-8 ,5 .

4. ออกซิเจน ส่วนใหญ่ใช้ในการผลิตกรดไนตริกเข้มข้นโดยการสังเคราะห์โดยตรง ในบางกรณี ใช้เพื่อเสริมส่วนผสมของแอมโมเนียและอากาศเมื่อได้กรดไนตริกที่ไม่เข้มข้น

4. ติดต่อออกซิเดชันของแอมโมเนีย

4.1 ฐานทางกายภาพและเคมีของกระบวนการ

วิธีการสมัยใหม่ในการผลิตกรดไนตริกขึ้นอยู่กับการออกซิเดชั่นของแอมโมเนีย ในระหว่างการออกซิเดชันของแอมโมเนียบนตัวเร่งปฏิกิริยาต่างๆ และขึ้นอยู่กับสภาวะ ปฏิกิริยาต่อไปนี้จะเกิดขึ้น:

NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O + 907.3 kJ (14)

4NH3 + 4O2 = 2N2O + 6H2O + 1104.9 kJ (15)

4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O + 1269.1 kJ (16)

นอกจากปฏิกิริยา (14-16) แล้ว ยังมีปฏิกิริยาอื่นๆ เกิดขึ้นที่ชั้นผิวใกล้ของตัวเร่งปฏิกิริยา ตัวอย่างเช่น การสลายตัวของ NO อันตรกิริยาของ N2O, NO2 และ NH3:

ไม่ N2+O2 (17)

2NH3 + 3N2O = 4N2 + 3H2O (18)

NH3 + 6NO2 = 7N2 + 12H2O (19)

โดยธรรมชาติแล้ว ปฏิกิริยา (14) จะ "มีประโยชน์" การคำนวณทางอุณหพลศาสตร์แสดงให้เห็นว่าปฏิกิริยา (14-16) ดำเนินการจนเสร็จสิ้นในทางปฏิบัติ

ค่าคงที่สมดุลสำหรับปฏิกิริยาย้อนกลับ (14-16) ที่ 900°C มีค่าดังต่อไปนี้

(20)

(21)

(22)

K1 = ,(23)

โดยที่ k1 - NO + H2O; k2 - NH3 + O2

ที่ 900 การเปลี่ยนตัวเร่งปฏิกิริยาของแอมโมเนียเป็นผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายถึง 100% กล่าวคือ กระบวนการนี้ไม่สามารถย้อนกลับได้ในทางปฏิบัติ

อย่างไรก็ตาม สมการ (14-16) ไม่ได้สะท้อนถึงกลไกที่แท้จริงของกระบวนการ เนื่องจากในกรณีนี้เก้าโมเลกุลจะต้องชนกันในปฏิกิริยา (14) ในปฏิกิริยา (16) - เจ็ดโมเลกุล แทบไม่น่าเชื่อเลย

มีการเสนอกลไกหลายอย่างของการเกิดออกซิเดชันของแอมโมเนียในตัวเร่งปฏิกิริยา ความแตกต่างในความคิดเกี่ยวกับกลไกมีดังนี้:

1) การก่อตัวของ NO และ N2 ผ่านตัวกลางบนตัวเร่งปฏิกิริยา

2) การก่อตัวของ NO เกิดขึ้นที่ตัวเร่งปฏิกิริยา และการก่อตัวของ N2 บนตัวเร่งปฏิกิริยาและในปริมาตรของก๊าซ

จากข้อมูลข้างต้น (เกี่ยวกับค่าคงที่สมดุลและกลไกการเกิดออกซิเดชัน) สามารถระบุได้ว่าตัวเร่งปฏิกิริยาที่เลือกต้องมีกิจกรรมสูง (อัตราการเกิดปฏิกิริยาสูงและเวลาในการสัมผัสสั้น: เมื่อเพิ่มขึ้น ความน่าจะเป็นของการเกิด N2 จะเพิ่มขึ้น) และการเลือกด้วยความเคารพ ปฏิกิริยา (14)

ในบรรดากลไกต่างๆ ที่เสนอโดยนักวิทยาศาสตร์ของเราและนักวิทยาศาสตร์จากต่างประเทศ กลไกดังกล่าวที่ L.K. Androsov, G.K. บอเรสคอฟ, ดี.เอ. เอปสตีน.

กลไกสามารถนำเสนอทีละขั้นตอนได้ดังนี้:

ด่าน 1 - การเกิดออกซิเดชันของพื้นผิวแพลตตินัม สารประกอบเชิงซ้อนของตัวเร่งปฏิกิริยาเปอร์ออกไซด์-ออกซิเจนถูกสร้างขึ้น (รูปที่ 1)

รูปที่ 1 - โครงสร้างของตัวเร่งปฏิกิริยาเปอร์ออกไซด์ - คอมเพล็กซ์ออกซิเจน

เวที - การแพร่กระจายและการดูดซับแอมโมเนียบนพื้นผิวของแพลตตินัมที่ปกคลุมด้วยออกซิเจน สารประกอบเชิงซ้อนของตัวเร่งปฏิกิริยา-ออกซิเจน-แอมโมเนียถูกสร้างขึ้น (รูปที่ 2)

รูปที่ 2 - โครงสร้างของตัวเร่งปฏิกิริยา - ออกซิเจน - แอมโมเนียคอมเพล็กซ์

เวทีคือการแจกจ่ายพันธบัตรอิเล็กทรอนิกส์การแตกหักของพันธบัตรเก่าและการเสริมสร้างความเข้มแข็งของพันธบัตรใหม่

ระยะ - การคายน้ำของผลิตภัณฑ์และการแพร่กระจายเข้าสู่การไหลของก๊าซ (สารประกอบ NO และ H2O ที่เสถียรจะถูกลบออกจากพื้นผิว)

ศูนย์ที่ได้รับการปลดปล่อยจะดูดซับออกซิเจนอีกครั้ง เนื่องจากอัตราการแพร่ของออกซิเจนจะสูงกว่าอัตราของแอมโมเนีย เป็นต้น นักวิทยาศาสตร์ระบุว่าออกซิเจนที่เข้าสู่ตาข่ายตัวเร่งปฏิกิริยา (การสัมผัสที่ไม่ใช่แพลตตินัม) ไม่มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาออกซิเดชันของแอมโมเนีย (พิสูจน์โดยใช้วิธีการ ของอะตอมที่ติดฉลากไว้)

การแปลงแอมโมเนียเป็นไนโตรเจนตาม I.I. เบอร์เกอร์และจี.เค. Boreskov สามารถเกิดขึ้นได้ในปริมาตรอันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาของแอมโมเนียทั้งกับออกซิเจนและไนตริกออกไซด์

มีบริเวณจลนศาสตร์ การเปลี่ยนแปลง และการแพร่กระจายของกระบวนการ บริเวณจลนศาสตร์เป็นลักษณะของอุณหภูมิต่ำ: มันถูกจำกัดโดยอุณหภูมิจุดติดไฟของตัวเร่งปฏิกิริยาซึ่งมีการสังเกตความร้อนที่เกิดขึ้นเองอย่างรวดเร็วของพื้นผิวของมัน กล่าวคือ ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิจุดติดไฟ อัตราการถูกจำกัดด้วยอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี ที่ติดต่อ ที่ T > Tzazh การแพร่กระจายควบคุมกระบวนการแล้ว - ปฏิกิริยาเคมีนั้นรวดเร็ว กระบวนการผ่านเข้าสู่บริเวณการแพร่กระจาย เป็นพื้นที่นี้ (600-1000 ) เป็นเรื่องปกติสำหรับกระบวนการความร้อนอัตโนมัติแบบคงที่ภายใต้สภาวะอุตสาหกรรม นี่หมายถึงการเพิ่มความเร็วเชิงปริมาตรของก๊าซที่ขาดไม่ได้และเวลาในการสัมผัสที่ลดลง

ปฏิกิริยาออกซิเดชันของแอมโมเนียต่อตัวเร่งปฏิกิริยาที่ทำงานอยู่เริ่มต้นก่อนหน้านี้: บนแพลเลเดียม (Pd) ที่ 100 , บนแพลตตินั่ม (Pt) ที่ 145 , บนเหล็ก (Fe) ที่230 สำหรับโลหะออกไซด์ อุณหภูมิของปฏิกิริยาจะแตกต่างกันอย่างมาก ในขณะเดียวกันก็มีอัตราและระดับการเปลี่ยนแปลงที่เพียงพอที่ T > 600 .

4.2 ตัวเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชันแอมโมเนีย

พืชกรดไนตริกเกือบทั้งหมดใช้แพลตตินั่มหรือโลหะผสมเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับการเกิดออกซิเดชันของแอมโมเนีย

แพลตตินัมเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีราคาแพง แต่ยังคงรักษากิจกรรมระดับสูงไว้ได้เป็นเวลานาน มีเสถียรภาพเพียงพอและมีความแข็งแรงทางกล และสามารถสร้างใหม่ได้ง่าย สุดท้าย ด้วยรูปแบบเครือข่ายที่ทันสมัยของตัวเร่งปฏิกิริยา การใช้แพลตตินั่มทำให้สามารถใช้อุปกรณ์ติดต่อประเภทที่ง่ายที่สุดได้ ติดไฟได้ง่ายและปริมาณการใช้ต่อหน่วยการผลิตเพียงเล็กน้อย

ในการผลิตกรดไนตริก สารพาหะสำหรับแพลตตินัมและโลหะผสมจะไม่ถูกนำมาใช้ เนื่องจากเมื่อมีตัวพา กิจกรรมของตัวเร่งปฏิกิริยาจะลดลงค่อนข้างเร็วและการสร้างใหม่จะยากขึ้น ในโรงงานสมัยใหม่ แพลตตินั่มสำหรับตัวเร่งปฏิกิริยาจะใช้ในรูปแบบของกริด รูปแบบตาข่ายสร้างพื้นผิวตัวเร่งปฏิกิริยาขนาดใหญ่ในอุปกรณ์สัมผัสโดยใช้แพลตตินั่มที่ค่อนข้างต่ำ กริดมักใช้เส้นลวดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.045-0.09 มม. โดยมีขนาดด้านเซลล์ 0.22 มม. พื้นที่ของมุ้งที่ไม่ได้ยึดด้วยลวดประมาณ 50-60% ของพื้นที่ทั้งหมด เมื่อใช้เกลียวที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางต่างกัน จำนวนการทอจะเปลี่ยนไปเพื่อให้พื้นที่ว่างที่เส้นลวดไม่อยู่จะอยู่ภายในขอบเขตที่กำหนด

ในอุปกรณ์สัมผัสที่ทำงานภายใต้ความกดอากาศ ติดตั้งตั้งแต่ 2 ถึง 4 กริด ส่วนใหญ่เป็น 3 และในอุปกรณ์ที่ทำงานภายใต้แรงกดดันสูงถึง 8 atm - จาก 13 ถึง 16 กริด เมื่อติดตั้งกริดเดียว โมเลกุลแอมโมเนียบางตัวจะไม่สัมผัสกับตัวเร่งปฏิกิริยา ซึ่งจะทำให้ผลผลิตของไนตริกออกไซด์ลดลง ภายใต้สภาวะที่ดีที่สุด ระดับของการสัมผัสสามารถสูงถึง 86-90% ในหนึ่งเมช, 95-97% สำหรับเมชสองเมช และ 98% สำหรับเมชสามเมช เมื่อทำงานภายใต้ความกดอากาศ จะไม่ใช้กริดมากกว่า 4 กริด เนื่องจากมีกริดจำนวนมาก แม้ว่าประสิทธิภาพของอุปกรณ์สัมผัสจะเพิ่มขึ้น แต่ความต้านทานต่อการไหลของก๊าซก็เพิ่มขึ้นอย่างมาก กริดต้องพอดีกันพอดี เพราะไม่เช่นนั้น ในพื้นที่ว่างระหว่างกริด จะเกิดปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกันหลายชุด ซึ่งลดการส่งออกของไนตริกออกไซด์

ในกระบวนการทำงาน กริดแพลตตินั่มจะคลายออกอย่างมาก เส้นใยที่เรียบลื่นและเป็นมันเงาจะกลายเป็นรูพรุนและเคลือบด้าน ตาข่ายยางยืดจะเปราะ การก่อตัวของพื้นผิวที่เป็นรูพรุนและคลายออกจะเพิ่มความหนาของเกลียว ทั้งหมดนี้สร้างพื้นผิวเครือข่ายที่ได้รับการพัฒนาอย่างสูง ซึ่งจะเพิ่มกิจกรรมเร่งปฏิกิริยาของแพลตตินั่ม พิษของตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีสิ่งสกปรกที่มาพร้อมกับก๊าซเท่านั้นที่สามารถทำให้กิจกรรมของมันลดลงในภายหลัง

การคลายพื้นผิวของผ้าโปร่งแพลตตินั่มเมื่อเวลาผ่านไปจะนำไปสู่การทำลายผ้าก๊อซอย่างแรง ซึ่งทำให้สูญเสียแพลตตินั่มเป็นจำนวนมาก

แพลตตินัมที่มีไว้สำหรับการผลิตตัวเร่งปฏิกิริยาไม่ควรมีธาตุเหล็กซึ่งอยู่ที่ 0.2% จะช่วยลดผลผลิตของไนโตรเจนออกไซด์ได้อย่างมาก

แพลตตินั่มบริสุทธิ์จะถูกทำลายอย่างรวดเร็วที่อุณหภูมิสูง และอนุภาคที่เล็กที่สุดก็ถูกพัดพาไปพร้อมกับการไหลของก๊าซ โลหะอื่น ๆ ของกลุ่มแพลตตินัมในรูปแบบบริสุทธิ์จะไม่ถูกใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา แพลเลเดียมแตกตัวอย่างรวดเร็ว อิริเดียมและโรเดียมไม่ค่อยแอคทีฟ ออสเมียมถูกออกซิไดซ์ได้ง่าย

โลหะผสมแพลตตินั่มได้รับการศึกษาและประยุกต์ใช้ ซึ่งมีความแข็งแรงมากกว่าและมีกิจกรรมน้อยกว่าแพลตตินั่มบริสุทธิ์ ในทางปฏิบัติจะใช้โลหะผสมของแพลตตินัมกับอิริเดียมหรือโรเดียมและบางครั้งก็มีแพลเลเดียม กริดที่ทำจากโลหะผสมของแพลตตินั่มที่มีอิริเดียม 1% ที่อุณหภูมิสูงมีการใช้งานมากกว่าแบบแพลตตินัม กิจกรรมที่มากขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ และโดยเฉพาะอย่างยิ่ง ความแข็งแรงเชิงกลเป็นคุณลักษณะของโลหะผสมแพลตตินัม-โรเดียม

ไนตริกออกไซด์จะได้ผลผลิตที่ดีที่สุดเมื่อทำงานกับโลหะผสมแพลตตินัมซึ่งมีโรเดียม 10% อย่างไรก็ตาม เนื่องจากโรเดียมมีราคาสูงกว่าเมื่อเทียบกับแพลตตินัม ปริมาณของโรเดียมในโลหะผสมจึงมักจะลดลงเหลือ 7-5%

เมื่อแอมโมเนียถูกออกซิไดซ์ภายใต้แรงกดดันบนกริดแพลตตินัม-โรเดียม จะได้ผลผลิตไนตริกออกไซด์ที่สูงกว่ากริดแพลตตินัมบริสุทธิ์อย่างมีนัยสำคัญ

ตัวเร่งปฏิกิริยาแพลตตินัมมีความไวต่อสิ่งเจือปนบางอย่างที่มีอยู่ในก๊าซป้อน ดังนั้นการปรากฏตัวของฟอสฟีน 0.00002% (РН3) ในก๊าซจึงลดระดับของการแปลงเป็น 80% สารพิษที่มีอานุภาพน้อยกว่า ได้แก่ ไฮโดรเจนซัลไฟด์ ไอระเหยของอะเซทิลีน น้ำมันหล่อลื่น เหล็กออกไซด์ และสารอื่นๆ กริดจะสร้างใหม่โดยการบำบัดด้วยสารละลายกรดไฮโดรคลอริก 10-15% ที่อุณหภูมิ 60-70 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 2 ชั่วโมง จากนั้นจึงล้างตะแกรงให้สะอาดด้วยน้ำกลั่น ตากให้แห้ง และเผาด้วยเปลวไฟไฮโดรเจน ในระหว่างการทำงาน โครงสร้างทางกายภาพของกริดจะเปลี่ยนไปและความแข็งแรงเชิงกลของโลหะผสมลดลง ซึ่งเพิ่มการสูญเสียโลหะและลดอายุการใช้งานของตัวเร่งปฏิกิริยา

4.3 องค์ประกอบของส่วนผสมของแก๊ส ปริมาณแอมโมเนียที่เหมาะสมที่สุดในส่วนผสมของแอมโมเนียและอากาศ

อากาศส่วนใหญ่ใช้ในการออกซิไดซ์แอมโมเนีย ปริมาณการใช้ออกซิเจนสำหรับการเกิดออกซิเดชันของแอมโมเนียตามปฏิกิริยา (24) กับการเกิด NO สามารถคำนวณได้ดังนี้

NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O (24)

จากปฏิกิริยา (24) 1 โมลของ NH3 คิดเป็น 1.25 โมลของ O2 = ดังนั้น - เนื้อหาของ NH3 สามารถแสดงได้ดังนี้:

ที่ไหน - ปริมาณ NH3 ผสมกับอากาศ 100 - จำนวนส่วนผสมทั้งหมด (%)

อย่างไรก็ตาม นี่เป็นทฤษฎี สำหรับวัตถุประสงค์ในทางปฏิบัติ ใช้ออกซิเจนส่วนเกิน จากนั้นความเข้มข้นของแอมโมเนียจะน้อยกว่า 14.4% (ปริมาตร)

ความเข้มข้นที่เหมาะสมที่สุดของแอมโมเนียในส่วนผสมของแอมโมเนียและอากาศคือปริมาณสูงสุด โดยที่เอาต์พุต NO สูงยังคงเป็นไปได้ที่อัตราส่วน O2:NH3< 2.

ระดับการแปลงลดลงอย่างรวดเร็วสังเกตได้จากอัตราส่วน O2:NH3 . ที่ลดลง< 1,7 и содержании NH3 в смеси равном 11,5 % (об.). Если увеличивать соотношение O2:NH3, например, >2 อัตราการแปลงเพิ่มขึ้นอย่างมาก

ดังนั้นประเด็นสำคัญคือ:

1) ในอีกด้านหนึ่ง การเพิ่มขึ้นของปริมาณ NH3 ในส่วนผสมของแอมโมเนียและอากาศ เช่น การลดลงของอัตราส่วน O2:NH3 ทำให้ระดับของการแปลงแอมโมเนียลดลง

2) ในทางกลับกัน เมื่อเนื้อหาของ NH3 เพิ่มขึ้นในส่วนผสมของแอมโมเนียและอากาศ อุณหภูมิของระบบจะเพิ่มขึ้น เนื่องจากความร้อนจะถูกปล่อยออกมามากขึ้นตามปฏิกิริยา (14-16) และระดับของการเปลี่ยนแปลงจะเพิ่มขึ้น ดังจะเห็นได้จากตารางที่ 4

ตารางที่ 4 - การพึ่งพาระดับการเปลี่ยนแปลงของแอมโมเนียกับเนื้อหาในส่วนผสมของแอมโมเนียและอากาศ (P = 0.65 MPa)

ปริมาณ NH3 ในส่วนผสม, % (ปริมาตร) อัตราส่วน O2:NH3 อุณหภูมิการแปลง, อัตราการแปลง NH3, %9.531.9874391.8810.421.78693.1610.501.7678993.3011.101.6782894.2111.531.5983495.30

จากตารางที่ 4 การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิจาก 740 เป็น 830°C ในอัตราส่วน O2:NH3 ในช่วง 1.6-2 ส่งผลดีต่อกระบวนการ ในอัตราส่วน O2:NH3< 1,35 лимитирующая стадия процесса - диффузия кислорода.

O2 ส่วนเกินเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่าพื้นผิวของแพลตตินัมถูกปกคลุมด้วยออกซิเจนเสมอเพื่อดำเนินการกระบวนการออกซิเดชันตามกลไกที่พิจารณาก่อนหน้านี้และเพื่อแยกการก่อตัวของ N2 และ N2O (โดยขาดออกซิเจน) ต้องมากกว่า 30% นั่นคืออัตราส่วน O2: NH3 > 1.62

องค์ประกอบของก๊าซจะขึ้นอยู่กับการไหลของขั้นตอนที่สองของการได้รับกรดไนตริก (ออกซิเดชันของ NO)

2NO + 1.5O2 + H2O = 2HNO3 (25)

นอกจากนี้ยังต้องการออกซิเจนมากเกินไป:

1) สำหรับระบบที่ทำงานภายใต้ความกดดัน - 2.5%;

2) สำหรับระบบที่ทำงานที่ความดันบรรยากาศ - 5%

ปฏิกิริยาโดยรวมที่กำหนดความต้องการออกซิเจนสำหรับการผลิตกรดไนตริกเขียนดังนี้

NH3 + 2O2 = HNO3 + H2O (26)

มีอีกกรณีหนึ่งที่ไม่พึงปรารถนาที่จะเพิ่มความเข้มข้นของแอมโมเนียที่สูงกว่า 9.5% (ฉบับ) ในกรณีนี้ ความเข้มข้นของไนโตรเจนออกไซด์ในหอดูดซับจะลดลงเนื่องจากการใส่ออกซิเจนเพิ่มเติม (กล่าวคือ จะเจือจาง NO) ดังนั้น 9.5% (ปริมาตร) จึงเป็นปริมาณแอมโมเนียที่เหมาะสมที่สุดสำหรับทุกขั้นตอนของการได้รับกรดไนตริกเจือจาง

คุณสามารถใช้ออกซิเจนแทนอากาศสำหรับการเกิดออกซิเดชัน จากนั้น ตามปฏิกิริยาโดยรวม (26) จำเป็นต้องเพิ่มความเข้มข้นของแอมโมเนียเป็น 33.3% (ฉบับ) อย่างไรก็ตาม มีข้อควรระวังเพื่อความปลอดภัย เนื่องจากส่วนผสมที่มีความเข้มข้นของแอมโมเนียจะกลายเป็นระเบิดได้ (ตารางที่ 5)

ตารางที่ 5 - ขีด จำกัด ล่าง (LEL) และบน (URL) สำหรับสารผสมแอมโมเนีย - ออกซิเจน - ไนโตรเจน

เมื่อความชื้นในแก๊สเพิ่มขึ้น วัตถุระเบิดจะจำกัดขอบเขตให้แคบลง กล่าวคือ สามารถใช้แอมโมเนียที่แปลงด้วยไอน้ำเป็นออกซิเจนได้

ส่วนผสมของแอมโมเนียกับออกซิเจนจะจุดประกายด้วยการระเบิด (Tflax = 700-800 ). ภายในขีดจำกัดอุณหภูมิเหล่านี้ การจุดไฟในตัวจะเกิดขึ้นที่ปริมาณแอมโมเนียในส่วนผสมของแอมโมเนีย-ออกซิเจน

สารผสมแอมโมเนียและอากาศที่ใช้งานจริง (ความเข้มข้นของแอมโมเนีย 9.5-11.5% (ปริมาตร)) จะไม่ระเบิด (ตารางที่ 5) มีการพึ่งพาขีด จำกัด การระเบิดของส่วนผสมแอมโมเนียและอากาศกับเนื้อหาของแอมโมเนียและออกซิเจนที่แรงกดดันต่างๆ

อย่างไรก็ตาม ควรสังเกตว่าความเร็วของการแพร่กระจายของการระเบิดนั้นต่ำ และสำหรับส่วนผสมของแอมโมเนียกับอากาศคือ 0.3-0.5 m/s กล่าวคือ เพื่อขจัดความเป็นไปได้ของการแพร่กระจายของการระเบิด จำเป็นต้องสร้างความเร็วของแก๊สให้มากกว่าค่านี้ (0.5 m/s) นี่คือสิ่งที่ทำได้โดยการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาแพลทินัมแบบแอคทีฟในกระบวนการ โดยที่เวลาสัมผัสคือ 10-4 วินาที และด้วยเหตุนี้ ความเร็วเชิงเส้นจึงมากกว่า 1.5 ม./วินาที

4.4 การเกิดออกซิเดชันของแอมโมเนียภายใต้ความกดดัน

จุดประสงค์ของการเพิ่มแรงดันคือ:

1) ความจำเป็นในการเพิ่มความเร็วของกระบวนการ

2) การติดตั้งขนาดกะทัดรัด

ได้รับการพิสูจน์ทางอุณหพลศาสตร์แล้วว่าแม้ที่ความดันสูง ผลผลิต NO ก็ใกล้ถึง 100% ประสิทธิภาพของคอนเวอร์เตอร์จะเพิ่มขึ้นตามแรงดันที่เพิ่มขึ้นและเพิ่มจำนวนกริดของตัวเร่งปฏิกิริยาแพลทินอยด์ ด้วยแรงดันที่เพิ่มขึ้น อุณหภูมิในกระบวนการก็เพิ่มขึ้นสูงกว่า 900 . อย่างไรก็ตาม ด้วยแรงดันที่เพิ่มขึ้น เพื่อให้ได้การแปลง NH3 ในระดับสูง จำเป็นต้องเพิ่มเวลาพักของแก๊สในคอนเวอร์เตอร์

ซึ่งจะนำไปสู่การเพิ่มจำนวนกริด

ข้อเสียเปรียบหลักคือการสูญเสียตัวเร่งปฏิกิริยาแพลตตินัม (Pt) ที่เพิ่มขึ้นที่อุณหภูมิสูง ข้อบกพร่องเหล่านี้ (การสูญเสียแพลตตินั่ม การลดลงของระดับการแปลง) สามารถกำจัดได้โดยหันไปใช้แผนการผลิตแบบผสมผสาน กล่าวคือ ดำเนินการกระบวนการออกซิเดชันของ NH3 ที่ความดันบรรยากาศหรือใกล้เคียงกัน และ NO ออกซิเดชันและการดูดซับที่ความดันสูง . แนวทางนี้มักใช้ในแผนเทคโนโลยีของหลายประเทศ ในขณะเดียวกัน ต้นทุนด้านพลังงานสำหรับการปรับสภาพแก๊สจะเพิ่มต้นทุนของกรดไนตริก

4.5 สภาวะที่เหมาะสมสำหรับการออกซิเดชันของแอมโมเนีย

อุณหภูมิ. ปฏิกิริยาของแอมโมเนียบนแพลตตินั่มเริ่มต้นที่145 แต่ดำเนินการด้วยผลผลิต NO ต่ำและการก่อตัวของไนโตรเจนองค์ประกอบเด่น การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิทำให้ผลผลิตของไนตริกออกไซด์เพิ่มขึ้นและอัตราการเกิดปฏิกิริยาเพิ่มขึ้น ในช่วง 700-1000 ไม่สามารถเพิ่มผลผลิตเป็น 95-98% เวลาสัมผัสที่อุณหภูมิเพิ่มขึ้นจาก 650 เป็น 900 ลดลงประมาณห้าเท่า (จาก 5 10-4 ถึง 1.1 10-4 วินาที) ระบอบอุณหภูมิที่ต้องการของกระบวนการสามารถรักษาได้ด้วยความร้อนของปฏิกิริยาออกซิเดชัน สำหรับส่วนผสมของแอมโมเนีย-อากาศแห้งที่มี 10% NH3 ที่อัตราการแปลงที่ 96% อุณหภูมิของก๊าซตามทฤษฎีจะสูงขึ้นประมาณ 705 หรือประมาณ70 สำหรับแต่ละเปอร์เซ็นต์ของแอมโมเนียในส่วนผสมเริ่มต้น การใช้ส่วนผสมของแอมโมเนียกับอากาศที่มีแอมโมเนีย 9.5% เป็นไปได้เนื่องจากผลกระทบทางความร้อนของปฏิกิริยาที่จะไปถึงอุณหภูมิประมาณ 600 เพื่อเพิ่มอุณหภูมิการแปลงเพิ่มเติม จำเป็นต้องอุ่นอากาศหรือส่วนผสมของแอมโมเนีย-อากาศก่อน ควรระลึกไว้เสมอว่าส่วนผสมของแอมโมเนียและอากาศสามารถให้ความร้อนได้ที่อุณหภูมิไม่เกิน 150-200 . เท่านั้น ที่อุณหภูมิก๊าซความร้อนไม่เกิน 400 . มิฉะนั้น อาจเกิดการแตกตัวของแอมโมเนียหรือการเกิดออกซิเดชันที่เป็นเนื้อเดียวกันกับการก่อตัวของไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบได้

ขีด จำกัด บนของการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิของการออกซิเดชั่นสัมผัสของแอมโมเนียนั้นพิจารณาจากการสูญเสียตัวเร่งปฏิกิริยาแพลตตินั่ม ถ้ามากถึง 920 หากการสูญเสียแพลตตินัมได้รับการชดเชยในระดับหนึ่งโดยการเพิ่มขึ้นของกิจกรรมของตัวเร่งปฏิกิริยา ที่อุณหภูมิสูงกว่านี้ การสูญเสียของตัวเร่งปฏิกิริยาที่เพิ่มขึ้นจะแซงหน้าการเพิ่มขึ้นของอัตราการเกิดปฏิกิริยาอย่างมีนัยสำคัญ

จากข้อมูลของโรงงาน อุณหภูมิการแปลงที่เหมาะสมที่สุดของแอมโมเนียภายใต้ความดันบรรยากาศจะอยู่ที่ประมาณ 800 ; ในการติดตั้งที่ทำงานภายใต้แรงดัน 9 atm จะเท่ากับ 870-900 .

ความดัน. การใช้ความดันที่เพิ่มขึ้นในการผลิตกรดไนตริกเจือจางนั้นส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับความปรารถนาที่จะเพิ่มอัตราการออกซิเดชันของไนตริกออกไซด์และการประมวลผลของไนโตรเจนไดออกไซด์ที่เป็นผลลัพธ์เป็นกรดไนตริก

การคำนวณทางอุณหพลศาสตร์แสดงให้เห็นว่าแม้ที่ความดันสูงขึ้น ผลผลิต NO ของสมดุลก็ใกล้เคียง 100% อย่างไรก็ตาม การติดต่อระดับสูงในกรณีนี้ทำได้เฉพาะกับผ้าก๊อซตัวเร่งปฏิกิริยาจำนวนมากและอุณหภูมิที่สูงขึ้นเท่านั้น

เมื่อเร็วๆ นี้ ภายใต้สภาวะอุตสาหกรรมเกี่ยวกับตัวเร่งปฏิกิริยาหลายชั้นที่มีการกรองก๊าซอย่างทั่วถึงและอุณหภูมิ 900 จัดการเพื่อให้ระดับการแปลงแอมโมเนียเป็น 96% เมื่อเลือกแรงดันที่เหมาะสม ควรคำนึงว่าแรงดันที่เพิ่มขึ้นจะทำให้สูญเสียแพลตตินัมเพิ่มขึ้น สิ่งนี้อธิบายได้จากการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิของตัวเร่งปฏิกิริยา การใช้เครือข่ายแบบหลายชั้น และการเพิ่มขึ้นของการทำลายทางกลภายใต้การกระทำของความเร็วของแก๊สสูง

3. ปริมาณแอมโมเนียในส่วนผสม อากาศมักจะใช้ในการออกซิไดซ์แอมโมเนีย ดังนั้นปริมาณแอมโมเนียในส่วนผสมจะถูกกำหนดโดยปริมาณออกซิเจนในอากาศ ที่อัตราส่วนปริมาณสัมพันธ์ของ O2:NH3 = 1.25 (ปริมาณแอมโมเนียในส่วนผสมกับอากาศเท่ากับ 14.4%) ผลผลิตของไนโตรเจนออกไซด์ไม่มีนัยสำคัญ ในการเพิ่มผลผลิต NO จำเป็นต้องมีออกซิเจนส่วนเกิน ดังนั้นปริมาณแอมโมเนียในส่วนผสมควรน้อยกว่า 14.4% ในทางปฏิบัติของโรงงาน ปริมาณแอมโมเนียในส่วนผสมจะยังคงอยู่ในช่วง 9.5-11.5% ซึ่งสอดคล้องกับอัตราส่วน O2:NH3 = 21.7

ปฏิกิริยาโดยรวม (26) ซึ่งกำหนดความต้องการออกซิเจนในระหว่างกระบวนการแปรรูปแอมโมเนียให้เป็นกรดไนตริก ให้อัตราส่วน O2:NH3 = 2 ซึ่งสอดคล้องกับปริมาณแอมโมเนียในส่วนผสมเริ่มต้นที่ 9.5% นี่ชี้ให้เห็นว่าการเพิ่มความเข้มข้นของแอมโมเนียในส่วนผสมที่สูงกว่า 9.5% จะไม่นำไปสู่การเพิ่มความเข้มข้นของ NO ในท้ายที่สุด เนื่องจากในกรณีนี้จะต้องนำอากาศเพิ่มเติมเข้าสู่ระบบการดูดซับ หากใช้ส่วนผสมของแอมโมเนีย-ออกซิเจนเป็นรีเอเจนต์เริ่มต้น ดังนั้นตามสมการของปฏิกิริยาโดยรวม จะสามารถเพิ่มความเข้มข้นของแอมโมเนียในนั้นได้ถึง 33.3% อย่างไรก็ตาม การใช้แอมโมเนียที่มีความเข้มข้นสูงเป็นเรื่องยากเนื่องจากสารผสมดังกล่าวสามารถระเบิดได้

อิทธิพลของสิ่งสกปรก โลหะผสมแพลตตินัมมีความไวต่อสิ่งเจือปนที่มีอยู่ในส่วนผสมของแอมโมเนียและอากาศ เมื่อมีไฮโดรเจนฟอสไฟด์ 0.0002% ในส่วนผสมของแก๊ส ระดับของการเปลี่ยนแอมโมเนียจะลดลงเหลือ 80% สารพิษจากการสัมผัสที่รุนแรงน้อยกว่า ได้แก่ ไฮโดรเจนซัลไฟด์ อะเซทิลีน คลอรีน ไอระเหยของน้ำมันหล่อลื่น ฝุ่นที่มีเหล็กออกไซด์ แคลเซียมออกไซด์ ทราย ฯลฯ

การทำให้บริสุทธิ์เบื้องต้นของก๊าซจะเพิ่มระยะเวลาของตัวเร่งปฏิกิริยา อย่างไรก็ตาม เมื่อเวลาผ่านไป ตัวเร่งปฏิกิริยาจะค่อยๆ เป็นพิษและผลผลิต NO จะลดลง ในการกำจัดสารพิษและสารปนเปื้อน ตะแกรงจะถูกสร้างใหม่เป็นระยะโดยการบำบัดด้วยสารละลายกรดไฮโดรคลอริก 10-15%

5. เวลาติดต่อ เวลาสัมผัสที่เหมาะสมจะพิจารณาจากอัตราการออกซิเดชันของแอมโมเนีย ส่วนใหญ่แล้ว อัตราการออกซิเดชันถูกกำหนดให้เป็นปริมาณของแอมโมเนียที่ถูกออกซิไดซ์ (กก.) ต่อหน่วยพื้นที่ (m2) ต่อวัน (ความเข้มของตัวเร่งปฏิกิริยา) ระยะเวลาที่ก๊าซสัมผัสกับตัวเร่งปฏิกิริยาหรือเวลาที่สัมผัสถูกกำหนดโดยสมการ:

Vsv / W

โดยที่ t คือเวลาที่อยู่อาศัยของก๊าซในเขตตัวเร่งปฏิกิริยา, วินาที; Vw คือปริมาตรว่างของตัวเร่งปฏิกิริยา m3; W - ความเร็วปริมาตรในสภาวะสัมผัส m3 วินาที-1

ระดับสูงสุดของการแปลงแอมโมเนียเป็นไนตริกออกไซด์ทำได้ในเวลาที่กำหนดอย่างดีของการสัมผัสแก๊สกับตัวเร่งปฏิกิริยา เวลาในการสัมผัสที่เหมาะสมไม่ควรถือเป็นเวลาที่ให้ผลตอบแทน NO สูงสุด แต่ควรสั้นกว่านั้นบ้าง เนื่องจากการทำงานให้ผลผลิตสูงขึ้นสามารถทำกำไรได้ในเชิงเศรษฐกิจแม้ว่าผลผลิตจะลดลงก็ตาม ภายใต้สภาวะที่ใช้งานได้จริง เวลาสัมผัสของแอมโมเนียกับตัวเร่งปฏิกิริยาจะอยู่ในช่วงตั้งแต่ 1 10-4 ถึง 2 10-4 วินาที

ผสมแอมโมเนียกับอากาศ ความเป็นเนื้อเดียวกันอย่างสมบูรณ์ของส่วนผสมแอมโมเนียและอากาศที่เข้าสู่โซนสัมผัสเป็นหนึ่งในเงื่อนไขหลักในการรับไนตริกออกไซด์ที่ให้ผลผลิตสูง การผสมก๊าซอย่างเหมาะสมมีความสำคัญอย่างยิ่ง ไม่เพียงแต่เพื่อให้แน่ใจว่ามีการสัมผัสกันในระดับสูงเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการป้องกันความเสี่ยงจากการระเบิดด้วย การออกแบบและปริมาตรของมิกเซอร์ต้องแน่ใจว่ามีการผสมก๊าซอย่างดี และไม่รวมการลื่นของแอมโมเนียในไอพ่นที่แยกจากกันบนตัวเร่งปฏิกิริยา

5. ติดต่ออุปกรณ์

การปรับปรุงที่ซับซ้อนและมีความสำคัญที่สุดคือการออกแบบตัวสัมผัสเอง

รูปที่ 3 - เครื่องมือสัมผัส Ostwald: 1 - ตัวรวบรวมส่วนผสมของแอมโมเนียและอากาศ; 2 - เกลียวทองคำขาว; 3 - หน้าต่างดู; 4 - ตัวเก็บก๊าซไนตรัส

เครื่องมือสัมผัสทางอุตสาหกรรมเครื่องแรกคือเครื่องมือ Ostwald (รูปที่ 3) ประกอบด้วยท่อสองท่อที่มีศูนย์กลาง: ท่อเหล็กหล่อด้านนอกที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 100 มม. เคลือบด้านในและท่อด้านในทำด้วยนิกเกิลที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 65 มม. ส่วนผสมของแอมโมเนียและอากาศเข้าไปในอุปกรณ์จากด้านล่างผ่านท่อด้านนอกและตกลงบนตัวเร่งปฏิกิริยาที่อยู่ในส่วนบนของท่อด้านใน ก๊าซไนตรัสถูกส่งผ่านท่อด้านในไปยังตัวสะสม ทำให้เกิดความร้อนแก่ส่วนผสมที่เข้ามา

ตัวเร่งปฏิกิริยาประกอบด้วยแถบฟอยล์แพลตตินั่มหนา 0.01 มม. และกว้าง 20 มม. ขดเป็นเกลียว เทปหนึ่งเรียบ เทปที่สองเป็นลอนลูกฟูก 1 มม. ระดับของการเปลี่ยนแอมโมเนียถึง 90-95% ส่วนผสมกับอากาศมี NH3 8% (ปริมาตร) ผลผลิตของอุปกรณ์คือ 100 กิโลกรัมของกรดไนตริกต่อวัน

ตัวเร่งปฏิกิริยารูปแบบนี้ไม่อนุญาตให้เพิ่มผลผลิตของอุปกรณ์โดยการเพิ่มขนาด ในอุปกรณ์ Ostwald ไม่รับประกันการจ่ายส่วนผสมของก๊าซที่สม่ำเสมอ เนื่องจากก่อนจะเข้าสู่ตัวเร่งปฏิกิริยา การไหลของก๊าซเปลี่ยนทิศทาง 180° แล้วจึงป้อนเข้าไปเท่านั้น นอกจากนี้ การออกแบบอุปกรณ์ยังไม่อนุญาตให้กำจัดไนโตรเจน (II) ออกไซด์ออกจากบริเวณที่มีอุณหภูมิสูงอย่างรวดเร็ว

ในการออกแบบต่อมาของอุปกรณ์หน้าสัมผัส ตัวเร่งปฏิกิริยาถูกใช้ในรูปแบบของกริดของเส้นใยที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.06 มม.

รูปที่ 4 - เครื่องมือติดต่อของ Andreev: 1 - กริดแพลตตินัม; 2 - หน้าต่างดู

การผลิตกรดไนตริกแห่งแรกในรัสเซียติดตั้งอุปกรณ์สัมผัสของ Andreev ซึ่งผลิตกรดไนตริกได้ 386 กิโลกรัมต่อวันและถือว่าก้าวหน้าที่สุดในโลก เครื่องมือทรงกระบอกที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 300 มม. และสูง 450 มม. ทำจากเหล็กหล่อ ส่วนผสมของก๊าซมาจากด้านล่าง (รูปที่ 4) ตารางของตัวเร่งปฏิกิริยาแพลตตินั่มตั้งอยู่ตรงข้ามอุปกรณ์ตรงกลาง

การใช้เหล็กหล่อในการผลิตอุปกรณ์นี้มีข้อเสียหลายประการ ได้แก่ การเกิดปฏิกิริยาข้างเคียง การปนเปื้อนของแพลตตินัมด้วยสเกล ระดับของการแปลงในนั้นไม่เกิน 87%

รูปที่ 5 - อุปกรณ์สัมผัสของฟิชเชอร์: 1 - หัวฉีด; 2 - กริดแพลตตินัม; 3 - การแยกตัว

เครื่องมือฟิชเชอร์ทำจากอลูมิเนียมมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1,000 มม. สูง 2,000 มม. (รูปที่ 5) จากด้านล่างอุปกรณ์เต็มไปด้วยวงแหวน Raschig ที่ทำจากพอร์ซเลนและส่วนบนนั้นปูด้วยอิฐทนไฟ การออกแบบเครื่องมือไม่ได้ให้ส่วนผสมของแอมโมเนียและอากาศแก่ตัวเร่งปฏิกิริยา ผลผลิตของออกไซด์อยู่ที่ 89–92% ที่อุณหภูมิสัมผัส 700–720 องศาเซลเซียส ผลผลิตของเครื่องที่ใช้แอมโมเนียอยู่ที่ 600-700 กก./วัน อนุภาคของอิฐทนไฟที่ตกลงบนตัวเร่งปฏิกิริยาทำให้กิจกรรมลดลง

รูปที่ 6 - เครื่องมือ Bamag: 1 - หัวฉีด; 2 - กริดแพลตตินัม; 3 - หน้าต่างดู

เครื่องมือที่ Bamag เสนอ (รูปที่ 6) ประกอบด้วยกรวยที่ถูกตัดทอนสองอันเชื่อมต่อกันด้วยฐานกว้าง ระหว่างที่วางตะแกรงตัวเร่งปฏิกิริยา เส้นผ่านศูนย์กลางของอุปกรณ์ในส่วนที่กว้างที่สุดคือ 1.1 ม. หรือ 2.0 ม.

ของผสมแอมโมเนีย-อากาศถูกป้อนเข้าสู่เครื่องมือจากด้านล่าง ในขั้นต้น เครื่องมือทำจากอลูมิเนียม จากนั้นส่วนบนที่ร้อนทำจากสแตนเลส เพื่อการผสมที่ดีขึ้นของส่วนผสม แหวน Raschig ถูกเทลงในส่วนล่างของอุปกรณ์

ข้อเสียเปรียบหลักของอุปกรณ์เหล่านี้คือทิศทางของส่วนผสมของแก๊สบนตัวเร่งปฏิกิริยาจากด้านล่าง ซึ่งนำไปสู่การสั่นสะเทือนของกริดและการเพิ่มขึ้นของการสูญเสียแพลตตินัม

การศึกษาการออกแบบเครื่องมือสัมผัสได้แสดงให้เห็นว่าทิศทางของส่วนผสมก๊าซจากบนลงล่างทำให้การทำงานของเครือข่ายตัวเร่งปฏิกิริยามีเสถียรภาพ ลดการสูญเสียตัวเร่งปฏิกิริยาแพลตตินั่มราคาแพงที่มีราคาแพง เพิ่มระดับการแปลง 1.0-1.5% และช่วยให้ การใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาสองขั้นตอนซึ่งขั้นตอนที่สองใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ไม่ใช่แพลตตินัมออกไซด์

เมื่อส่วนผสมของก๊าซถูกส่งไปยังอุปกรณ์จากด้านบน ในส่วนล่างของมัน สามารถวางชั้นของวัสดุฉนวนได้ เช่นเดียวกับขดลวดของหม้อไอน้ำและฮีทเตอร์ฮีทเตอร์พิเศษโดยไม่เสี่ยงต่อการปนเปื้อนของตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยฝุ่นและเหล็กที่ทนไฟ มาตราส่วน. ซึ่งจะช่วยลดการสูญเสียความร้อนจากปฏิกิริยาต่อสิ่งแวดล้อม

การศึกษาการกระจายอุณหภูมิบนพื้นผิวของตัวเร่งปฏิกิริยาพบว่าขอบของตัวเร่งปฏิกิริยาที่อยู่ติดกับผนังมีอุณหภูมิที่ต่ำกว่า และระดับของการสัมผัสจะลดลงตามไปด้วย ทำให้ผลผลิตรวมของไนตริกออกไซด์ (II) ลดลง ในเรื่องนี้ รูปทรงของส่วนเข้าของอุปกรณ์สัมผัสมีความสำคัญอย่างยิ่ง ควรเป็นกรวยที่แยกออกอย่างราบรื่นโดยมีมุมที่ด้านบนไม่เกิน 30°

รูปที่ 7 - อุปกรณ์พาร์สันส์: 1 - ตาข่ายแพลตตินั่มทรงกระบอก; 2 ควอตซ์ด้านล่าง; 3 - หน้าต่างดู; 4 - การแยกตัว

ในสหรัฐอเมริกา อุปกรณ์ Parsons ถูกสร้างขึ้นด้วยการจัดเรียงแนวตั้งของตารางตัวเร่งปฏิกิริยาที่ม้วนขึ้นในรูปของทรงกระบอกสี่ชั้นสูง 33 ซม. และเส้นผ่านศูนย์กลาง 29 ซม. (รูปที่ 7) กระบอกแพลตตินั่มถูกวางไว้ในปลอกโลหะที่บุด้วยอิฐทนไฟ ซึ่งช่วยให้เกิดการแลกเปลี่ยนความร้อนที่ดีกับตัวเร่งปฏิกิริยาที่ร้อน ผลผลิตของอุปกรณ์ดังกล่าวสูงถึง 1 ตันของแอมโมเนียต่อวันระดับของการแปลงคือ 95-96%

ข้อดีของอุปกรณ์นี้คือพื้นผิวตัวเร่งปฏิกิริยาขนาดใหญ่เมื่อเทียบกับปริมาตรของอุปกรณ์ ข้อเสียของมันคือการจัดหาส่วนผสมของแอมโมเนียและอากาศที่ไม่สม่ำเสมอให้กับตัวเร่งปฏิกิริยา ส่วนผสมไหลผ่านด้านล่างของตัวเร่งปฏิกิริยาตะแกรงมากกว่าทางด้านบน

มีการทดสอบอุปกรณ์ที่มีรูปร่างต่างกันจำนวนหนึ่ง: ในรูปของซีกโลกสองซีกคือรูปกรวยและซีกโลกที่มีทิศทางการไหลของก๊าซจากล่างขึ้นบน อุปกรณ์เหล่านี้ไม่มีข้อได้เปรียบพิเศษใดๆ แม้ว่ากระบวนการจะสูงถึง 0.51 MPa ก็ตาม ระดับการแปลงไม่เกิน 90%

รูปที่ 8 - อุปกรณ์ดูปองท์: 1 - กริดแพลตตินัม; 2 - ตะแกรง; 3 - แจ็คเก็ตน้ำ

เมื่อดำเนินการตามกระบวนการที่ความดันสูง อุปกรณ์ดูปองท์ (รูปที่ 8) เริ่มแพร่หลาย ซึ่งประกอบด้วยกรวย: ส่วนบนทำจากนิกเกิล และส่วนล่างทำจากเหล็กทนความร้อน ตัวพิมพ์เล็กมีแจ็คเก็ตน้ำสำหรับระบายความร้อน ตัวเร่งปฏิกิริยาที่วางอยู่บนตะแกรงทำในรูปแบบของกริดสี่เหลี่ยม

ตอนนี้ทั่วโลกพวกเขากำลังออกแบบและสร้างหน่วยสำหรับการผลิตกรดไนตริกเจือจางด้วยความจุหน่วยขนาดใหญ่ - มากถึง 400-600 ตัน / ปี อุปกรณ์สัมผัสที่มีกริดเป็นชั้นแบนๆ หรือชั้นของวัสดุที่เป็นเม็ดเล็กที่อยู่ตรงข้ามการไหลของก๊าซสำหรับหน่วยดังกล่าวควรมีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ไม่เกิน 5-7 ม. อย่างไรก็ตาม ด้วยการเพิ่มขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของอุปกรณ์ ความสม่ำเสมอของ การกระจายของผสมแอมโมเนีย-อากาศเหนือส่วนตัดขวางของอุปกรณ์ลดลง และการใช้โลหะต่อหน่วยของผลผลิตเพิ่มขึ้น ความยากลำบากในการปิดผนึกข้อต่อหน้าแปลนเพิ่มขึ้น เครื่องมือที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ (มากกว่า 4 ม.) ไม่สามารถขนส่งทางรางได้ การผลิตที่ไซต์โรงงานเกี่ยวข้องกับปัญหาร้ายแรง

ในเรื่องนี้สิ่งที่มีแนวโน้มมากที่สุดคือคอนเวอร์เตอร์ที่มีการไหลของก๊าซผสมในแนวรัศมีผ่านตัวเร่งปฏิกิริยาซึ่งทำในรูปของทรงกระบอกหรือกรวย ด้วยการจัดเรียงตัวเร่งปฏิกิริยาดังกล่าว โดยไม่ต้องเปลี่ยนเส้นผ่านศูนย์กลางของอุปกรณ์ เพื่อเพิ่มความสูงและประสิทธิภาพการผลิตตามลำดับ

การออกแบบอุปกรณ์ที่มีการจัดเรียงตัวเร่งปฏิกิริยาทรงกระบอกนั้นเป็นที่ทราบกันมานานแล้ว (อุปกรณ์ Parsons) แต่ด้วยการเพิ่มผลผลิตจาก 4.5 กก./ชม. เป็น 14.3 ตัน/ชม. ของแอมโมเนีย ปัญหาเกิดขึ้นในการกระจายส่วนผสมของก๊าซ การไหล การถ่ายเทความร้อน สิ่งที่แนบมาของตัวเร่งปฏิกิริยา ฯลฯ

รูปที่ 9 - เครื่องมือที่ได้รับการปรับปรุงของ Parsons: 1 - ร่างกาย; 2 - ครอบคลุม; 3 - ตัวสะสมน้ำหล่อเย็น; 4 - อุปกรณ์สนับสนุน; 5 - เหมาะสมสำหรับการปล่อยก๊าซไนตรัส; 6 - กริดตัวเร่งปฏิกิริยา; 7 - ช่องสำหรับสารทำความเย็น; 8 - ช่องสำหรับก๊าซ

หนึ่งในอุปกรณ์ใหม่คืออุปกรณ์ Parsons ที่ปรับปรุงแล้ว (รูปที่ 9) ประกอบด้วยตัวเครื่องพร้อมฝาปิด อุปกรณ์สำหรับป้อนส่วนผสมของแอมโมเนียและอากาศและการจ่ายก๊าซไนตรัส ตัวเร่งปฏิกิริยาคือกริดแพลตตินัมที่จัดเรียงในแนวตั้งตามพื้นผิวทรงกระบอกและยึดไว้ใต้ฝาปิด กริดถูกยืดออกบนอุปกรณ์รองรับเซรามิก ซึ่งมีช่องทางแนวนอนสำหรับจ่ายส่วนผสมของแอมโมเนียและอากาศไปยังกริดหน้าสัมผัสและช่องทางแนวตั้งสำหรับการจ่ายน้ำหล่อเย็น ข้อเสียของอุปกรณ์สนับสนุนดังกล่าวคือการกระจายของก๊าซที่เข้าสู่ตัวเร่งปฏิกิริยาในรูปของไอพ่นที่แยกจากกันซึ่งเป็นผลมาจากพื้นที่ตัวเร่งปฏิกิริยาไม่ทำงานอย่างสมบูรณ์

รูปที่ 10 - อุปกรณ์สัมผัสที่มีการไหลของก๊าซในแนวรัศมี: 1 - ตัวเรือน; 2 - ปก; 3 - ระบบองค์ประกอบสนับสนุน; 4 - ตัวเร่งปฏิกิริยา; 5 - ตาข่าย; 6 - ก้นตาบอด

มีการเสนออุปกรณ์ที่มีการไหลของก๊าซในแนวรัศมี (รูปที่ 10) ซึ่งประกอบด้วยตัวเครื่อง 1 และฝาปิดที่มีข้อต่อสำหรับแนะนำส่วนผสมของแอมโมเนียและอากาศ ในส่วนล่างของตัวเครื่องมีข้อต่อสำหรับใส่ก๊าซไนตรัส ผ้าก๊อซตัวเร่งปฏิกิริยาในรูปทรงกระบอกและกรวยจัดเรียงในแนวตั้ง อย่างไรก็ตาม อุปกรณ์นี้ยังไม่ได้จ่ายก๊าซให้กับตัวเร่งปฏิกิริยาอย่างสม่ำเสมอ

รูปที่ 11 - อุปกรณ์สัมผัสที่มีตัวเร่งปฏิกิริยาแบบเม็ด: 1 ตัวทรงกระบอก; 2 - ปิดรูตรงกลาง; 3, 4 - กริดการกระจายรูพรุนทรงกระบอกโคแอกเซียล; 5 - ก้นวงแหวน; 6 - ข้อต่อเต้ารับ

เสนอเครื่องมือที่มีการไหลของก๊าซในแนวรัศมีและตัวเร่งปฏิกิริยาแบบเม็ด ในฐานะที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา โลหะแพลตตินัมที่สะสมอยู่บนตัวพาหรือยาเม็ดของตัวเร่งปฏิกิริยาที่ไม่ใช่แพลตตินั่มถูกใช้ (รูปที่ 11)

เครื่องมือในรูปที่ 11 ประกอบด้วยตัวทรงกระบอก 1 ในส่วนบนซึ่งมีการแนะนำส่วนผสมของแอมโมเนียและอากาศและในส่วนล่างของก๊าซไนตรัสจะถูกลบออก ข้างในมีตะแกรงกระจายรูพรุนแบบโคแอกเซียลทรงกระบอก 3 และ 4 อันระหว่างชั้นของตัวเร่งปฏิกิริยาแบบเม็ด 7 ตัวติดตั้ง 6.

ส่วนผสมของแอมโมเนียและอากาศที่ทางเข้าเครื่องแบ่งออกเป็นสองสาย ส่วนหลักจะผ่านเข้าไปในช่องว่างรูปวงแหวนระหว่างผนังของตัวเครื่องกับกระบอกสูบด้านนอกและเข้าสู่ตัวเร่งปฏิกิริยาในแนวรัศมี ส่วนที่สองที่เล็กกว่าจะผ่านรูในฝาครอบและเข้าสู่ตัวเร่งปฏิกิริยาตามแนวแกน ไม่รับประกันการกระจายของส่วนผสมก๊าซในตัวเร่งปฏิกิริยาอย่างสม่ำเสมอ

ข้อเสียของการออกแบบเหล่านี้คือความร้อนสูงเกินไปของส่วนผสมของแอมโมเนียและอากาศมากกว่า 200 ใกล้ก้นบอดเนื่องจากความเร็วของก๊าซลดลงเป็นศูนย์ ความร้อนสูงเกินไปของก๊าซทำให้เกิดความร้อนสูงเกินไปของผ้าก๊อซตัวเร่งปฏิกิริยาและการสึกหรอที่เพิ่มขึ้น

รูปที่ 12 - เครื่องมือที่มีตัวเร่งปฏิกิริยาในรูปกรวย: 1 - เสื้อสำหรับทำความร้อนแก๊ส; 2 - ตัวเร่งปฏิกิริยา; 3 - อุปกรณ์ท่อรองรับ; 4 - แจ็คเก็ตน้ำ

เครื่องมือ (รูปที่ 12) มีตัวเร่งปฏิกิริยาในรูปแบบของตาข่ายแพลตตินั่มหลายชั้น เชื่อมจากชิ้นส่วนของรูปสามเหลี่ยมเป็นกรวยที่มีมุมยอดประมาณ 60° แพ็คเกจกริดขึ้นอยู่กับโครงสร้างที่ประกอบด้วยท่อ 6-12 ท่อตามกำเนิดของกรวยซึ่งสารหล่อเย็นไหลผ่าน ตัวเร่งปฏิกิริยารูปแบบนี้มีพื้นที่ผิวจำเพาะขนาดใหญ่ (สัมพันธ์กับปริมาตรของอุปกรณ์) เมื่อเทียบกับตัวเร่งปฏิกิริยาแบบเรียบที่อยู่ตรงข้ามกับการไหลของก๊าซ อย่างไรก็ตาม เมื่อเทียบกับตัวเร่งปฏิกิริยาทรงกระบอก พื้นที่ผิวจำเพาะจะเล็กกว่า

รูปที่ 13 - อุปกรณ์สัมผัสสำหรับการเกิดออกซิเดชันของแอมโมเนียภายใต้แรงดันสูง: 1 - ร่างกาย; 2 - กรวยด้านใน; 3 - สวิตช์; 4 - จุดไฟ; 5 - กริดตัวเร่งปฏิกิริยา; 6 - เครื่องทำความร้อนพิเศษ; 7 - แพ็คเกจหม้อไอน้ำ; 8 - ประหยัด

รูปที่ 13 แสดงเครื่องมือสัมผัสสำหรับการเกิดออกซิเดชันของแอมโมเนียภายใต้ความดัน 0.71 MPa เครื่องมือประกอบด้วยกรวยสองอันสอดเข้าที่กันและกัน ส่วนผสมของแอมโมเนียและอากาศเข้าสู่ช่องว่างระหว่างกรวยชั้นในและกรวยชั้นนอก ขึ้นและลงมาจากกรวยชั้นใน ระหว่างทางไปยังตัวเร่งปฏิกิริยาแพลตตินัมซึ่งทำขึ้นในรูปแบบของกริด ส่วนผสมนั้นผสมกันอย่างดีในอุปกรณ์กระจายตัวของวงแหวน Raschig

ในการวัดอุณหภูมิของส่วนผสมก๊าซที่เข้ามาและกระบวนการแปลง อุปกรณ์นี้มีเทอร์โมคัปเปิล: สี่ตัวก่อนตัวเร่งปฏิกิริยาและสี่ตัวหลังจากนั้น มีท่อเก็บตัวอย่างไอสำหรับการสุ่มตัวอย่างก๊าซ: สี่ก่อนตัวเร่งปฏิกิริยาและสี่หลังจากนั้น ตัวเร่งปฏิกิริยาจะจุดประกายด้วยส่วนผสมของไนตริก-ไฮโดรเจนที่จัดหาโดยใช้หัวเผาแบบหมุน (ตัวจุดไฟ)

รูปที่ 14 - เครื่องมือติดต่อ Grand Paroiss: 1 - ร่างกาย; 2 ตาข่าย; 3 - ตัวเร่งปฏิกิริยาแพลตตินัม; 4 - ตาข่ายหุ้มเกราะ; 5 - ชั้นของแหวน; 6 แผ่นเจาะรู; 7 - เครื่องทำความร้อนพิเศษ; 8 - หม้อต้มความร้อนเหลือทิ้ง

ในบรรดาอุปกรณ์ที่ทำงานที่ความดันเฉลี่ย 0.40-0.50 MPa อุปกรณ์ของ บริษัท Grande Paroiss ซึ่งทำจากสแตนเลสเป็นที่น่าสนใจ (รูปที่ 14) ประกอบด้วยตัวถังปิดด้านบนด้วยฝารูปไข่พร้อมช่องรับเข้าสำหรับแนะนำส่วนผสมของแก๊ส ใต้ฝาครอบมีกรวยเจาะรูแล้วแผ่นกั้น ตารางการกระจายวางอยู่เหนือกริดแพลตตินั่ม ซึ่งอยู่บนชั้นของกริดหกที่ทำหน้าที่เป็นแดมเปอร์สำหรับการเต้นเป็นจังหวะของความเร็วการไหล ข้อเสียของอุปกรณ์คือการมีโซนนิ่งในบริเวณที่มีอุณหภูมิสูงของตัวเร่งปฏิกิริยาซึ่งแอมโมเนียที่เข้ามาสามารถย่อยสลายได้

6. การเลือกและคำอธิบายของโครงการเทคโนโลยีสำหรับการผลิตกรดไนตริกที่ไม่เข้มข้น

ระบบกรดไนตริกประเภทต่อไปนี้มีความโดดเด่นขึ้นอยู่กับเงื่อนไขของกระบวนการผลิต:

1) ระบบทำงานที่ความดันบรรยากาศ

2) ระบบทำงานที่ความดันสูง (4-8 atm);

3) ระบบรวมซึ่งออกซิเดชันของแอมโมเนียที่ความดันต่ำกว่าและการดูดซึมของออกไซด์ - ที่ความดันที่สูงขึ้น

พิจารณาแผนการทางเทคโนโลยีเหล่านี้

1) ระบบทำงานที่ความดันบรรยากาศ

รูปที่ 15 - รูปแบบการติดตั้งสำหรับการผลิตกรดไนตริกเจือจางที่ความดันบรรยากาศ: 1 - เครื่องขัดน้ำ; 2 - ผ้ากรอง; 3 - พัดลมแอมโมเนียอากาศ; 4 - ตัวกรองกระดาษแข็ง; 5 - ตัวแปลง; 6 - หม้อไอน้ำกู้คืนไอน้ำ; 7 - ตู้เย็นความเร็วสูง; 8 - ตู้เย็นคอนเดนเซอร์; 9 - พัดลมสำหรับก๊าซไนตรัส; 10 - หอดูดซับ; 11 - หอออกซิเดชั่น; 12 - หอดูดซับไนโตรเจนออกไซด์โดยด่าง; 13 - ตู้เย็นที่เป็นกรด; 14, 15 - ปั๊ม

ระบบเหล่านี้ (ภาพที่ 15) ไม่สามารถใช้งานได้อีกต่อไปเนื่องจากอุปกรณ์มีขนาดใหญ่ (หอดูดซับกรดและด่างจำนวนมาก) ผลผลิตต่ำ และการสะสมของคลอรีนจำนวนหนึ่ง ซึ่งอยู่ในระบบดูดซับกรดและด่าง มีฤทธิ์กัดกร่อนสูงต่ออุปกรณ์ ซึ่งต้องเปลี่ยนอย่างต่อเนื่อง ส่งผลให้ต้นทุนทางเศรษฐกิจสูง

2) ระบบรวม;

รูปที่ 16 - การรับกรดไนตริกโดยวิธีการรวมกัน: 1 - ตู้เย็นความเร็วสูง; 2 - ตู้เย็น; 3 - เครื่องยนต์เทอร์โบชาร์จเจอร์; 4 - ตัวลด; 5 - เทอร์โบคอมเพรสเซอร์ของก๊าซไนตรัส; 6 - กังหันเพื่อการชลประทานของก๊าซไอเสีย; 7 - ตัวออกซิไดซ์; 8 - เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน; 9 - ตู้เย็นคอนเดนเซอร์; 10 - คอลัมน์การดูดซึม; 11 - วาล์วกรด; 12 - ตัวสะสมคอนเดนเสท; 13, 14 - ตัวสะสมกรดไนตริก

ข้อดีหลักของโครงการนี้คือ:

1. ระบบเหล่านี้ (รูปที่ 16) ทำงานโดยไม่ใช้พลังงานจากภายนอก เนื่องจากความร้อนของแอมโมเนียออกซิเดชันและออกซิเดชันของไนโตรเจนออกไซด์นั้นเพียงพอที่จะรับพลังงานสำหรับอัดอากาศและก๊าซไนตรัสให้ได้แรงดันที่ต้องการ

2. ความกะทัดรัดของอุปกรณ์

3. ผลผลิตของหน่วยดังกล่าวคือ 1360 ตัน/วัน

ข้อเสียของโครงการ:

ข้อเสียเปรียบหลักของโครงการนี้คือเมื่อแอมโมเนียถูกออกซิไดซ์ที่ความดัน 9 atm ระดับการแปลงจะน้อยกว่าที่ความดันบรรยากาศ 2-3% และการสูญเสียตัวเร่งปฏิกิริยาแพลตตินัมมากกว่า 2-3 เท่า ดังนั้น กระบวนการนี้จึงมีประโยชน์มากกว่าในการดำเนินการภายใต้ความกดอากาศ แต่สำหรับโรงปฏิบัติงานอันทรงพลังที่ทันสมัยซึ่งผลิตกรดไนตริก ในกรณีนี้ จะต้องใช้อุปกรณ์ขนาดใหญ่จำนวนมาก และทำให้ต้นทุนงานก่อสร้างและติดตั้งเพิ่มขึ้น การพิจารณาเหล่านี้ทำให้เราต้องหันไปใช้แรงกดดันที่เพิ่มขึ้นในกระบวนการเปลี่ยนแอมโมเนีย ในเรื่องนี้ ความดันประมาณ 2.5 atm เป็นที่ยอมรับได้ เนื่องจากปริมาตรของอุปกรณ์ลดลง 2.5 เท่าเมื่อเทียบกับปริมาตรในระบบที่ทำงานที่ความดันบรรยากาศ โดยมีการสูญเสียแอมโมเนียและตัวเร่งปฏิกิริยาในระดับปานกลาง

3) ระบบการทำงานภายใต้ความกดดันสูง

ข้อดีของวงจร (รูปที่ 17):

1. ตัวเครื่องมีขนาดกะทัดรัด เคลื่อนย้ายอุปกรณ์ทั้งหมดได้ วงจรไฟฟ้าของเครื่องเป็นแบบอัตโนมัติ และเมื่อปิดการผลิตสารเคมี จะยังคงทำงานอยู่จนกว่าจะปิดจากแผงควบคุม วิธีนี้ช่วยให้คุณนำเครื่องไปใช้งานได้อย่างรวดเร็วในกรณีที่กระบวนการเคมีปิดตัวลงโดยไม่ได้ตั้งใจ การควบคุมเครื่องในโหมดการทำงานเป็นไปโดยอัตโนมัติ

2. ต้นทุนจริงและความเข้มของพลังงานของกรดไนตริกที่ผลิตในหน่วยแรงดันเดียวที่ 0.716 MPa ยังคงต่ำที่สุดเมื่อเปรียบเทียบกับหน่วย AK-72 และหน่วยที่ทำงานตามรูปแบบที่รวมกัน

3. แทนที่จะใช้หม้อไอน้ำแบบใช้ความร้อนเหลือทิ้ง จะมีการติดตั้งเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนอุณหภูมิสูงไว้ด้านหลังอุปกรณ์สัมผัสเพื่อให้ความร้อนกับก๊าซไอเสียที่ด้านหน้ากังหันสูงถึง 1120 เค ในเวลาเดียวกันเนื่องจากการเพิ่มขึ้นของกำลังของ กังหันก๊าซ กำลังขับเพิ่มขึ้น 274 เทียบกับ AK-72

4. ในโครงการนี้จะมีการติดตั้งห้องเผาไหม้แบบเปิดอย่างต่อเนื่องควบคู่ไปกับเครื่องมือทางเทคโนโลยีซึ่งทำให้การทำงานของหน่วยเครื่องเป็นอิสระจากสายการผลิตตลอดจนเพื่อให้แน่ใจว่าการเปลี่ยนจากการทำงานเป็นไปอย่างราบรื่น ของเครื่องในโหมดว่างจนถึงการทำงานของเครื่องโดยเปิดกระบวนการเทคโนโลยี

ข้อเสียของโครงการ:

1. กระบวนการดำเนินการที่อุณหภูมิสูงขึ้นในหน่วย ซึ่งทำให้โหลดขนาดใหญ่มากบนตัวเร่งปฏิกิริยาแพลเลเดียม และล้มเหลว ตามวรรณกรรม ความสูญเสียที่แก้ไขไม่ได้โดยเฉพาะต่อกรดไนตริก 1 ตันคือ 40-45 มก. สำหรับกระบวนการที่ความดันบรรยากาศ 100 มก. ที่ 0.3-1.6 MPa และ 130-180 มก. ที่ 0.7-0.9 MPa กล่าวคือ การสูญเสียแพลตตินัมในโรงงานที่ทำงานภายใต้แรงกดดันเพิ่มขึ้นเนื่องจากอุณหภูมิเร่งปฏิกิริยาที่สูงขึ้นเมื่อเทียบกับอุณหภูมิในโรงงานที่ทำงานที่ความดันบรรยากาศ

2. จำเป็นต้องมีการฟอกอากาศในระดับสูงมากก่อนเข้าสู่กังหันก๊าซ เนื่องจากความจุอากาศของคอมเพรสเซอร์สามารถลดลงได้ถึง 10% และประสิทธิภาพได้ถึง 6%

ในโครงการหลักสูตรนี้ มีการพิจารณารายละเอียดแผนการผลิตกรดไนตริกภายใต้แรงดันด้วยคอมเพรสเซอร์ที่ขับเคลื่อนด้วยกังหันก๊าซอย่างละเอียด (รูปที่ 17)

กำลังการผลิตกรดไนตริกตามแบบแผนการทำงานที่ความดัน 0.716 MPa ถูกกำหนดโดยจำนวนหน่วย กำลังการผลิตหนึ่งหน่วยคือ 120,000 ตันต่อปี (100% HNO3) จำนวนหน่วยในโครงการถูกกำหนดโดยความต้องการร้านค้าแปรรูปกรดไนตริก

ในแต่ละหน่วย มีการดำเนินการดังต่อไปนี้: การเตรียมส่วนผสมของแอมโมเนียและอากาศ (การทำความสะอาดและการอัดอากาศ การระเหยของแอมโมเนียเหลว การทำให้บริสุทธิ์ของก๊าซแอมโมเนียและส่วนผสมของแอมโมเนีย-อากาศ) การแปลงแอมโมเนีย การใช้ความร้อนจากการก่อตัวของไนโตรเจนออกไซด์ การระบายความร้อนของก๊าซไนตรัส รับกรดไนตริก ความร้อนจากแก๊ส การทำให้บริสุทธิ์จากไนโตรเจนออกไซด์และการนำพลังงานก๊าซกลับมาใช้ใหม่ในกังหันก๊าซและหม้อต้มความร้อนเหลือทิ้ง

นอกจากนี้ แผนงานยังรวมถึงหน่วยสำหรับเตรียมน้ำป้อนสำหรับป้อนหม้อไอน้ำที่ใช้ความร้อนเหลือทิ้ง คอนเดนเสททำความเย็นหรือน้ำปราศจากแร่ธาตุเพื่อการชลประทานของเสาดูดซับ ลดไอน้ำตามพารามิเตอร์ที่กำหนด จัดเก็บกรดไนตริกที่สร้างขึ้นและแจกจ่ายให้กับผู้บริโภค

รูปที่ 17 - ไดอะแกรมของการผลิตกรดไนตริกภายใต้แรงดันด้วยตัวขับคอมเพรสเซอร์จากกังหันก๊าซ: 1 - ตัวกรองอากาศ; 2 - เทอร์โบชาร์จเจอร์ของด่านแรก; 3 - ตู้เย็นกลาง; 4 - เทอร์โบชาร์จเจอร์ของด่านที่สอง; 5 - กังหันก๊าซ; 6 - กระปุกเกียร์; 7 - เครื่องกำเนิดไฟฟ้า; 8 - เครื่องทำความร้อนอากาศ; 9 - เครื่องผสมแอมโมเนียพร้อมอากาศ 10 - เครื่องทำความร้อนอากาศ; 11 - ตัวกรองรูพรุน; 12 - ตัวแปลง; 13 - หม้อต้มความร้อนเหลือทิ้ง; 14 - ภาชนะสำหรับออกซิเดชันของก๊าซไนตรัส; 15 - ตู้เย็น - คอนเดนเซอร์; 16 - คอลัมน์การดูดซึม; 17 - ตัวแปลง; 18 - หม้อต้มความร้อนเหลือทิ้ง

อากาศในบรรยากาศถูกดูดเข้าไปในตัวกรอง 1 โดยเทอร์โบชาร์จเจอร์ของสเตจที่ 2 และบีบอัดเป็น 0.2-0.35 MPa เนื่องจากการบีบอัด อากาศจะถูกทำให้ร้อนถึง 175 . หลังจากเย็นลงเหลือ 30-45 ในตู้เย็น 3 อากาศเข้าสู่เทอร์โบชาร์จเจอร์ของขั้นตอนที่สอง 4 ซึ่งถูกบีบอัดเป็นแรงดันสุดท้าย 0.73 MPa และให้ความร้อนถึง 125-135 . ความร้อนของอากาศเพิ่มเติมสูงถึง 270 เกิดขึ้นในฮีตเตอร์ 8 เนื่องจากความร้อนของก๊าซไนตรัสร้อนออกจากคอนเวอร์เตอร์ อากาศร้อนเข้าสู่เครื่องผสม 9

แอมโมเนียภายใต้ความดัน 1.0-1.2 MPa ถูกทำให้ร้อนถึง 150 ในเครื่องทำความร้อน 10 ด้วยไอน้ำและเข้าสู่เครื่องผสม 9 ซึ่งผสมกับอากาศ ส่วนผสมของแอมโมเนียและอากาศที่มี 10-12% NH3 ถูกกรองในตัวกรองพอโรลิท 11 และเข้าสู่คอนเวอร์เตอร์ 12 โดยที่ตัวเร่งปฏิกิริยาแพลตตินัม-โรเดียมที่อุณหภูมิ 890-900 แอมโมเนียถูกออกซิไดซ์เป็นไนตริกออกไซด์ ความร้อนของก๊าซที่ออกจากคอนเวอร์เตอร์จะถูกนำไปใช้ในหม้อต้มความร้อนเหลือทิ้ง 13 เพื่อผลิตไอน้ำในขณะที่ก๊าซจะถูกทำให้เย็นลงถึง 260 .

ถัดไป ก๊าซจะผ่านตัวกรองเพื่อดักจับแพลตตินั่ม ซึ่งอยู่ที่ส่วนบนของถังเปล่า 14 ในถังที่ 14 NO จะถูกออกซิไดซ์เป็น NO2 (ระดับการเกิดออกซิเดชัน 80%) ซึ่งเป็นผลมาจากการที่ส่วนผสมของก๊าซถูกทำให้ร้อนถึง 300-310 และเข้าสู่เครื่องทำความร้อนอากาศ 8 โดยที่มันเย็นลงถึง 175 . การใช้ความร้อนของก๊าซไนตรัสต่อไปจะไม่เป็นประโยชน์ดังนั้นจึงถูกระบายความร้อนด้วยน้ำในตู้เย็น 16 ถึง 50-55 . พร้อมกับการระบายความร้อนของก๊าซในตู้เย็น 16 เป็นการควบแน่นของไอน้ำและการก่อตัวของกรดไนตริกอันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาของน้ำกับไนโตรเจนไดออกไซด์ ความเข้มข้นของกรดที่เกิดขึ้นไม่เกิน 52% HNO3 ผลผลิตประมาณ 50% ของกำลังการผลิตทั้งหมดของพืช

จากตัวทำความเย็น 15 ก๊าซไนตรัสจะเข้าสู่คอลัมน์ดูดซับ 16 ด้วยแผ่นตะแกรง โดยที่ NO2 ถูกดูดซับด้วยน้ำเพื่อสร้างกรดไนตริก (ความเข้มข้นสูงถึง 55%) บนแผ่นของคอลัมน์ดูดซับ 16 ขดลวด (องค์ประกอบทำความเย็น) ถูกวางโดยที่น้ำหมุนเวียนเพื่อขจัดความร้อนที่ปล่อยออกมาระหว่างการก่อตัวของกรดไนตริก

ในการทำความสะอาดก๊าซไอเสียจากไนโตรเจนออกไซด์นั้นจะถูกทำให้ร้อนถึง 370-420 ° C เติมก๊าซธรรมชาติจำนวนเล็กน้อยและส่งไปยังตัวแปลง (เครื่องปฏิกรณ์) 17 ที่นี่ต่อหน้าตัวเร่งปฏิกิริยาแพลเลเดียม ปฏิกิริยาต่อไปนี้เกิดขึ้น:

CH4 + O2 2CO + 4H2 + Q (27)

2NO2 + 4H2 = N2 + 4H2O + Q (28)

2NO + 2H2 = N2 + 2H2O + Q (29)

เนื่องจากปฏิกิริยาเหล่านี้เกิดขึ้นพร้อมกับการปลดปล่อยความร้อน อุณหภูมิของก๊าซจึงเพิ่มขึ้นเป็น700-730 . ก๊าซเหล่านี้เข้าสู่กังหัน 5 ที่ความดัน 0.5-0.6 MPa ซึ่งขับเทอร์โบชาร์จเจอร์ 2 และ 4 ซึ่งอัดอากาศ หลังจากนั้น ก๊าซที่อุณหภูมิประมาณ 400 เข้าสู่หม้อต้มความร้อนเสีย 19 ซึ่งรับไอน้ำแรงดันต่ำ

เทอร์โบชาร์จเจอร์ของขั้นตอนที่หนึ่งและสอง 2 และ 4 รวมถึงกังหันก๊าซ 5 เป็นหน่วยเดียว กังหันของระยะที่ 2 และกังหันก๊าซ 5 ตั้งอยู่บนเพลาทั่วไปและเชื่อมต่อด้วยกระปุกเกียร์ 6 กับกังหันระยะที่สอง 4 และมอเตอร์ไฟฟ้า 7 หน่วยนี้ช่วยให้คุณใช้พลังงานส่วนใหญ่ที่ใช้ไป อัดอากาศและลดการใช้พลังงานลงอย่างมาก

7. การคำนวณหาสมดุลของวัสดุและความร้อนของเครื่องปฏิกรณ์

7.1 การคำนวณสมดุลวัสดุของเครื่องปฏิกรณ์

1) คำนวณปริมาตรอากาศที่ต้องการ:

2) ปริมาตรที่มาพร้อมกับอากาศ nm3:

ก) ไอน้ำ

b) อากาศแห้ง

3) คำนวณปริมาตรของออกซิเจน ไนโตรเจน และอาร์กอน ที่มากับอากาศตามเปอร์เซ็นต์ในอากาศ

) ค้นหาปริมาตรที่เกิดจากปฏิกิริยา (14), nm ³ /ชม:

ก) ไนตริกออกไซด์

b) ไอน้ำ

5) กำหนดปริมาตรที่เกิดจากปฏิกิริยา (15), nm ³ /ชม:

ก) ไนโตรเจน

b) ไอน้ำ

c) ออกซิเจนที่บริโภคระหว่างปฏิกิริยานี้

6) เราคำนวณปริมาตรในก๊าซหลังจากการออกซิเดชันของแอมโมเนีย nm ³ /ชม:

ก) ออกซิเจน

ข) ไนโตรเจน

c) อาร์กอน

ง) ไอน้ำ

7) ความสมดุลของวัสดุจริงสามารถคำนวณได้หากปริมาตรของการไหลที่ทางเข้าไปยังเครื่องมือสัมผัสและที่ทางออกของอุปกรณ์คำนวณใหม่เป็นมวล ในขณะที่ต้องสังเกตความสมดุลของวัสดุ

มา:

การบริโภค:

มาเติมตารางสำหรับยอดดุลวัสดุกัน (ตารางที่ 6)

ตารางที่ 6

รายได้ ปริมาณ องค์ประกอบ ปริมาณ องค์ประกอบ กก./ชม. ³ /hkg/hm ³ / chNH34477,6795900NO7348,6615487O215608,57110926O25367,8573757,5N250729,69140583,755N250987,81640790,255Ar929,116520,305Ar928520H2O1827,022273,625H2O8938,62711123,625,960783873go203

ความคลาดเคลื่อนของยอดคงเหลือ

7.2 การคำนวณสมดุลความร้อนของเครื่องปฏิกรณ์

ให้เราหาอุณหภูมิ tx ที่จำเป็นสำหรับการให้ความร้อนแก่ส่วนผสมของแอมโมเนียและอากาศ เพื่อให้แน่ใจว่าธรรมชาติของกระบวนการออกซิเดชันของแอมโมเนียเป็นความร้อนอัตโนมัติ

1) คำนวณปริมาตรรวมของส่วนผสมแอมโมเนียและอากาศ

) กำหนดความเข้มข้นของส่วนประกอบของของผสมแอมโมเนีย-อากาศ% (ปริมาตร):

ก) แอมโมเนีย

b) อากาศแห้ง

ค) ไอน้ำ

3) คำนวณความจุความร้อนเฉลี่ยของส่วนผสมแอมโมเนียอากาศ

Cav = 0.01 (35.8 Pam + 28.7 Psv + 32.6 PN2O) (59)

Сav = 0.01 (35.8 9.8 + 28.7 86.4 + 32.6 3.8) = 29.544 kJ/(kmol K),

ที่ไหน 35.8; 28.7 และ 32.6 - ความจุความร้อนของแอมโมเนีย อากาศแห้งและไอน้ำ kJ/(kmol K)

) กำหนดความร้อนที่เกิดจากส่วนผสมของแอมโมเนียและอากาศ

) เราคำนวณความร้อนที่ปล่อยออกมาระหว่างปฏิกิริยา (14) และ (16)

หรือ 17030 kW โดยที่ 905800 และ 126660 เป็นความร้อนที่ปล่อยออกมาระหว่างการก่อตัวของไนโตรเจนออกไซด์และไนโตรเจนตามปฏิกิริยา (14) และ (16)

) หาปริมาตรรวมของก๊าซไนตรัสที่เข้าสู่หม้อต้มความร้อนเหลือทิ้ง

7) กำหนดความเข้มข้นของส่วนประกอบของก๊าซไนตรัส,% (vol.):

ก) ไนตริกออกไซด์

ข) ออกซิเจน

c) อาร์กอน

ง) ไนโตรเจน

จ) ไอน้ำ

8) คำนวณความจุความร้อนเฉลี่ยของก๊าซไนตรัส:

Snav = 0.01(31.68 PNO + 32.3 P2 + 20.78 Steam 30.8 PN2 + 37.4 Pvod 3(68)

เซฟ=0.01(31.68 8.9+32.3 6.1+20.78 0.84+30.8 66.1+37.4 18.0) = 32.17 kJ/(kmol K)

โดยที่ 31.68; 32.3; 20.78; 30.8 และ 37.4 - ความจุความร้อนของส่วนประกอบก๊าซไนตรัสที่อุณหภูมิ 900 , กิโลจูล/(kmol K).

9) สำหรับไอน้ำร้อนจาก198 มากถึง 250 ในฮีทเตอร์ฮีทเตอร์จำเป็นต้องระบายความร้อน:

1880 กิโลวัตต์ โดยที่ 800 10 ³ และ 1082 10 ³ J/kg - เอนทาลปีจำเพาะของไอน้ำร้อนยวดยิ่งที่อุณหภูมิ198 และ 250 และแรงกดดัน 1.5 MPa และ 3.98 MPa

10) อุณหภูมิของก๊าซไนตรัสที่ทางออกของอุปกรณ์สัมผัสถูกกำหนดจากสมการสมดุลความร้อนสำหรับส่วนนี้:

6768 106 = 64631 1.66 10³(900 - t2)

11) เราคำนวณความร้อนที่ถูกพัดพาไปโดยก๊าซไนตรัส พิจารณากรณีที่ติดตั้งอุปกรณ์สัมผัสและหม้อต้มน้ำร้อนทิ้งเป็นอุปกรณ์เดียว:

12) กำหนดการสูญเสียความร้อนสู่สิ่งแวดล้อม

ในการเทียบปริมาณความร้อนที่ป้อนเข้ากับอัตราการไหล เราเขียนสมการสมดุลความร้อนและแก้ด้วยค่า tx:

กรอกข้อมูลในตารางสมดุลความร้อน (ตารางที่ 7)

ตารางที่ 7

อินพุต, การบริโภคกิโลวัตต์, กิโลวัตต์ความร้อนที่แนะนำโดยส่วนผสมของแอมโมเนียและอากาศ6369.2ความร้อนเพื่อให้ไอน้ำร้อนในฮีทเตอร์ยิ่งยวด1880ความร้อนที่พัดพาไปด้วยก๊าซไนตรัส20584.3ความร้อนที่ปล่อยออกมาระหว่างปฏิกิริยา (14) และ (16)17030.6การสูญเสียต่อสิ่งแวดล้อม935.9รวม23399.8ทั้งหมด23400.2

ความคลาดเคลื่อนของยอดคงเหลือ:

8. ความปลอดภัยและสิ่งแวดล้อมอุตสาหกรรม

เพื่อให้แน่ใจว่าโหมดการทำงานที่ปลอดภัยในการผลิตกรดไนตริกที่ไม่เข้มข้นภายใต้ความกดดันสูงจำเป็นต้องปฏิบัติตามกฎระเบียบทางเทคโนโลยีอย่างเคร่งครัดคำแนะนำในการคุ้มครองแรงงานในสถานที่ทำงานคำแนะนำในการคุ้มครองแรงงานและความปลอดภัยในอุตสาหกรรมของแผนกคำแนะนำสำหรับ งานบางประเภท

เจ้าหน้าที่บริการได้รับอนุญาตให้ทำงานในชุดทำงานและรองเท้านิรภัยที่กำหนดโดยบรรทัดฐาน พวกเขาจำเป็นต้องมีอุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคลที่สามารถซ่อมบำรุงได้ ต้องตรวจสอบอุปกรณ์ป้องกัน (หน้ากากป้องกันแก๊สพิษส่วนบุคคล) ทุกกะก่อนเริ่มงาน

ผู้ให้บริการกลไกต้องทราบกฎของ Gosgortekhnadzor ที่เกี่ยวข้องกับอุปกรณ์ที่ให้บริการ บุคคลที่ให้บริการอุปกรณ์ควบคุมหม้อไอน้ำ - กฎการดูแลหม้อไอน้ำ

ป้องกันการละเมิดระบอบเทคโนโลยีปกติในทุกขั้นตอนของกระบวนการ

ทำงานเฉพาะกับอุปกรณ์ที่สามารถซ่อมบำรุงได้เท่านั้น ซึ่งติดตั้งอุปกรณ์ความปลอดภัย อุปกรณ์วัดและควบคุม สัญญาณเตือนและตัวประสานทั้งหมดที่จำเป็นและทำงานอย่างถูกต้อง

เมื่อส่งมอบอุปกรณ์และเครื่องมือสื่อสารเพื่อการซ่อมแซม ซึ่งอาจมีแอมโมเนียสะสม ให้ล้างอุปกรณ์และสื่อสารกับไนโตรเจนจนกว่าจะไม่มีสารที่ติดไฟได้ในการกำจัดไนโตรเจน

ก่อนเติมเครื่องมือและการสื่อสารกับแอมโมเนียหลังการซ่อมแซม ให้ล้างด้วยไนโตรเจนจนกว่าปริมาณออกซิเจนในไนโตรเจนที่กำจัดออกจะไม่เกิน 3.0% (ปริมาตร)

ไม่อนุญาตให้ซ่อมแซมการสื่อสาร อุปกรณ์ อุปกรณ์ภายใต้ความกดดัน ควรทำการซ่อมแซมหลังจากลดแรงดันและปิดบริเวณที่ซ่อมแซมด้วยปลั๊ก อุปกรณ์สื่อสารที่จะซ่อมต้องเป่าหรือล้าง

เพื่อหลีกเลี่ยงแรงกระแทกจากไฮดรอลิก ควรจ่ายไอน้ำไปยังท่อส่งไอน้ำเย็นอย่างช้าๆ เพื่อให้มั่นใจว่ามีความร้อนเพียงพอพร้อมการปล่อยคอนเดนเสทตลอดความยาวของท่อ ทางออกของไอน้ำแห้งจากการระบายน้ำบ่งบอกถึงความร้อนที่เพียงพอของท่อ

ห้ามเปิดอุปกรณ์ไฟฟ้าที่มีการต่อสายดินผิดปกติ

ไม่อนุญาตให้ซ่อมแซมอุปกรณ์ด้วยไดรฟ์ไฟฟ้า โดยไม่ต้องถอดแรงดันไฟฟ้าออกจากมอเตอร์ไฟฟ้า

การซ่อมแซมและปรับแต่งเครื่องมือควบคุมและวัดและอุปกรณ์ไฟฟ้า ให้ดำเนินการโดยหน่วยงานของหัวหน้าผู้ควบคุมเครื่องมือและช่างไฟฟ้าเท่านั้น

ห้ามใช้ไฟเปิดในโรงงานผลิตและจัดเก็บ: อนุญาตให้สูบบุหรี่ในสถานที่ที่กำหนดไว้สำหรับวัตถุประสงค์เหล่านี้

ชิ้นส่วนที่หมุนได้ทั้งหมดของอุปกรณ์ (คลัปปลิ้ง) ใบพัดของพัดลมหมุน บนเพลาของมอเตอร์ไฟฟ้าจะต้องยึดและล้อมรั้วอย่างแน่นหนา และทาสีแดง

การเชื่อมต่อแบบมีปีกของสายกรดต้องได้รับการปกป้องโดยฝาครอบป้องกัน

ไม่อนุญาตให้ขันสลักเกลียวของข้อต่อหน้าแปลนของท่อรวมทั้งงานกับอุปกรณ์ภายใต้ความกดดัน

เครื่องมือที่ทำงานภายใต้แรงกดดันต้องเป็นไปตามข้อกำหนดที่กำหนดไว้ในข้อกำหนดทางเทคนิคและกฎสำหรับการออกแบบและการทำงานที่ปลอดภัยของเรือและการสื่อสารที่ทำงานภายใต้ความกดดัน

งานในเรือปิดควรดำเนินการต่อหน้าใบอนุญาตทำงานสำหรับงานอันตรายจากแก๊ส

การระบายอากาศต้องอยู่ในสภาพที่ดีและใช้งานได้อย่างต่อเนื่อง

การบำรุงรักษากลไกการยก ภาชนะรับความดัน ดำเนินการโดยผู้ที่ได้รับการฝึกอบรมมาเป็นพิเศษและมีใบรับรองพิเศษเท่านั้น

ไม่อนุญาตให้เข้าใกล้ตู้ฉุกเฉิน เครื่องตรวจจับอัคคีภัย โทรศัพท์ อุปกรณ์ดับเพลิง ให้เกะกะกับวัตถุแปลกปลอม ต้องรักษาความสะอาดและอยู่ในสภาพดี

ช่องเปิดบนเพดาน ชานชาลา ทางเดินควรมีรั้วสูง 1 เมตร ที่ด้านล่างของรั้วควรมีด้านข้างหรือแถบป้องกันสูง 15 ซม.

เครื่องมือวัดและระบบอัตโนมัติและระบบบล็อกทั้งหมดต้องอยู่ในสภาพดี

เพื่อป้องกันการสะสมของเกลือไนไตรต์-ไนเตรตบนพื้นผิวภายในของอุปกรณ์และท่อส่ง ใบพัดโรเตอร์ ผนังของเครื่องอัดก๊าซไนตรัส และชิ้นส่วนและอุปกรณ์อื่นๆ ป้องกันการจุดไฟเป็นเวลานานของอุปกรณ์สัมผัส (มากกว่า 20 นาที) เพื่อลดอุณหภูมิของตัวเร่งปฏิกิริยา ผ้าก๊อซ ทำลายพวกเขา นำไปสู่การหลุดของแอมโมเนีย การสิ้นสุดของการชลประทานของพื้นผิวซึ่งนำไปสู่การสะสมของเกลือไนไตรต์ - ไนเตรต

เช็ดทำความสะอาดอุปกรณ์จากการรั่วไหลของผลิตภัณฑ์ในกระบวนการ เติมน้ำมันในข้อเหวี่ยงของปั๊ม

สถานที่ทำงานสำหรับการซ่อมแซมและงานอื่น ๆ และทางเดินไปยังพวกเขาที่ความสูง 1.3 ม. ขึ้นไปต้องมีรั้วกั้น

หากเป็นไปไม่ได้หรือไม่เหมาะสมที่จะติดตั้งรั้วสำหรับงานที่สูง 1.3 ม. ขึ้นไป และเมื่อทำงานจากบันไดที่ความสูงมากกว่า 1.3 ม. จำเป็นต้องใช้เข็มขัดนิรภัยขณะอยู่ที่สถานที่ งานต้องมีช่างเสริมที่พร้อมจะช่วยเหลือผู้ปฏิบัติงานบนที่สูง สถานที่ยึดของคาราไบเนอร์ถูกกำหนดโดยหัวหน้างาน

เข็มขัดนิรภัยได้รับการทดสอบก่อนเริ่มใช้งาน และระหว่างการใช้งานทุกๆ 6 เดือน เข็มขัดนิรภัยจะต้องติดแท็กด้วยหมายเลขทะเบียนและวันที่ของการทดสอบครั้งต่อไป

เมื่อทำงานกับกรดไนตริก (การสุ่มตัวอย่าง การตรวจสอบการสื่อสาร การเริ่มต้นการผลิตปั๊มกรด ฯลฯ ) จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ป้องกันระบบทางเดินหายใจและดวงตาเป็นรายบุคคล (หน้ากากป้องกันแก๊สพิษพร้อมกล่องยี่ห้อ "M" แว่นตาพร้อมหน้ากากยางแบบครึ่งหน้า หรือโล่ป้องกันที่ทำจากลูกแก้วหรือหน้ากากป้องกันแก๊สพิษ), ถุงมือยางกันกรด, เสื้อผ้าป้องกันกรดพิเศษ

หากอุปกรณ์ทำงานผิดปกติ จะตรวจพบข้อบกพร่องในส่วนรองรับ ผนัง ฯลฯ ทันเวลาแจ้งหัวหน้าแผนกช่างประจำร้าน หากจำเป็น ให้หยุดอุปกรณ์และเตรียมส่งไปซ่อม

ทุกครั้งที่หยุดเครื่องเพื่อซ่อมแซม ให้เปิดช่องด้านล่างของตัวออกซิไดเซอร์ และในที่ที่มีเกลือแอมโมเนียมบนตะแกรงกระจาย ไปตามผนังและด้านล่าง ให้อบไอน้ำด้วยไอน้ำสด ระบายคอนเดนเสท

ควรใช้ไอน้ำควบแน่นด้วยไอน้ำในชุดเอี๊ยมรองเท้าถุงมือ

เพื่อป้องกันพิษและโรคจากการทำงานในแผนกต้องปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านสุขอนามัยและสุขอนามัยดังต่อไปนี้:

ก) อุณหภูมิของอากาศควรเป็น:

23- ช่วงเปลี่ยนผ่านและฤดูหนาว

18-27- ช่วงฤดูร้อน

b) ความชื้นสัมพัทธ์ในอากาศ:

ในฤดูร้อน - ไม่เกิน 75%;

ในฤดูหนาว - ไม่เกิน 65%

c) เสียงรบกวน - ไม่เกิน 65 dBA ในห้องโดยสารกันเสียงในสถานที่อื่นไม่เกิน 80 dBA

d) การสั่นสะเทือน - ไม่เกิน 75 dB ในห้องโดยสารกันเสียง ในเครื่องยนต์และห้องสัมผัส ไม่เกิน 92 dB

จ) การส่องสว่างของสถานที่ทำงาน:

บูธกันเสียง - อย่างน้อย 200 ลักซ์

ที่ไซต์ของคอลัมน์การดูดซึม - อย่างน้อย 50 ลักซ์

ในเครื่องยนต์และห้องสัมผัส - อย่างน้อย 75 ลักซ์

f) ความเข้มข้นสูงสุดของสารอันตรายที่อนุญาตในอากาศของพื้นที่ทำงานของสถานที่:

แอมโมเนีย - ไม่เกิน 20 มก./ลบ.ม.

ไนโตรเจนออกไซด์ - ไม่เกิน 5 มก./ลบ.ม.

นอกจากหน้ากากป้องกันแก๊สพิษส่วนบุคคลแล้ว แผนกยังมีการจัดหาฉุกเฉินสำหรับการกรองและแยกหน้ากากป้องกันแก๊สพิษ

หน้ากากป้องกันแก๊สพิษฉุกเฉินถูกเก็บไว้ในตู้ฉุกเฉิน

บทสรุป

ในระหว่างการเรียนการสอน เครื่องปฏิกรณ์สำหรับตัวเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชันของแอมโมเนียได้รับการออกแบบเพื่อผลิตไนโตรเจนออกไซด์ในการผลิตกรดไนตริกที่ไม่เข้มข้น

พิจารณาพื้นฐานทางกายภาพและเคมีของกระบวนการ ระบุคุณสมบัติของวัตถุดิบเบื้องต้นและผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป

ปริมาตรอากาศที่จำเป็นสำหรับการออกซิเดชันคำนวณเป็น 5900 m ³ / ชม. ของแอมโมเนีย เท่ากับ 54304 m ³ /ชม ปริมาตรของออกซิเจน ไนโตรเจน และอาร์กอนที่จ่ายให้กับอากาศคำนวณจากเปอร์เซ็นต์ในอากาศ นอกจากนี้ยังคำนวณปริมาตรของออกซิเจน ไนโตรเจน อาร์กอน และไอน้ำในก๊าซหลังการเกิดออกซิเดชันของแอมโมเนีย

คำนวณสมดุลความร้อนซึ่งเป็นผลมาจากการคำนวณกระแสความร้อนทั้งหมด อุณหภูมิที่จำเป็นในการให้ความร้อนส่วนผสมของแอมโมเนียและอากาศเพื่อให้แน่ใจว่ามีการคำนวณกระบวนการความร้อนอัตโนมัติของแอมโมเนียออกซิเดชัน เท่ากับ 288 . อุณหภูมิของก๊าซไนตรัสหลังจากคำนวณ superheater แล้ว เท่ากับ 836.7 . การสูญเสียความร้อนต่อสิ่งแวดล้อมจะถูกกำหนด

มีการทบทวนวรรณกรรมเกี่ยวกับโครงการที่มีประสิทธิภาพสูงสุดสำหรับการผลิตกรดไนตริกที่ไม่เข้มข้น เลือกระบบที่ทำงานภายใต้แรงดันสูง เนื่องจากอุปกรณ์นี้มีขนาดกะทัดรัด อุปกรณ์ทั้งหมดสามารถเคลื่อนย้ายได้ วัฏจักรพลังงานของเครื่องจึงเป็นแบบอัตโนมัติ ในรูปแบบที่พิจารณาแล้ว ไฟฟ้าจะไม่ถูกใช้เพื่อความต้องการทางเทคโนโลยี ไฟฟ้าใช้ในปริมาณเล็กน้อยเท่านั้นเพื่อขับเคลื่อนปั๊มที่จำเป็นสำหรับสูบน้ำกรด จ่ายน้ำป้อนไปยังหม้อไอน้ำ การทำงานตามโครงการนี้ดำเนินการโดยไม่ปล่อยก๊าซอันตรายสู่ชั้นบรรยากาศ

ข้อมูลอ้างอิง

1. Atroshchenko V.I. , Kargin S.I. เทคโนโลยีของกรดไนตริก: Proc. เบี้ยเลี้ยงสำหรับมหาวิทยาลัย - ครั้งที่ 3, แก้ไข. และเพิ่มเติม - ม.: เคมี, 2513 - 496 น.

Egorov A.P. Sheshevsky A.I. , Shmanenko I.V. เทคโนโลยีเคมีทั่วไปของสารอนินทรีย์ : หนังสือเรียนสำหรับโรงเรียนเทคนิค - เอ็ด แก้ไขครั้งที่ 4 - มอสโก, เลนินกราด: เคมี, 2508 - 688.

Karavaev M.M. , Zasorin A.P. , Kleschev N.F. ตัวเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชันของแอมโมเนีย / Ed. คาราวาวา ม.ม. - ม.: เคมี, 2526. - 232 น.

ตัวเร่งปฏิกิริยาในอุตสาหกรรมไนโตรเจน/Ed. Atroshchenko V.I. - คาร์คอฟ: โรงเรียนวิชชา 2520 - 144 หน้า

เทคโนโลยีเคมีทั่วไป ภายใต้กองบรรณาธิการของ ศ. อเมลินา เอ.จี. มอสโก: เคมี 2520 - 400 วิ

Pavlov K.F. , Romankov P.G. , Noskov A.A. ตัวอย่างและงานในกระบวนการและเครื่องมือของเทคโนโลยีเคมี L.: เคมี 2519 - 552 วินาที

Perlov E.I. , Bagdasaryan V.S. การเพิ่มประสิทธิภาพของการผลิตกรดไนตริก ม.: เคมี, 2526. - 208 น.

การคำนวณเทคโนโลยีสารอนินทรีย์: Proc. คู่มือสำหรับมหาวิทยาลัย / Pozin M.E. , Kopylev B.A. , Belchenko G.V. และอื่น ๆ.; เอ็ด Pozina M.E. ฉบับที่ 2 แก้ไข และเพิ่มเติม - ล.: เคมี. เลนินกราด แผนก 2520 - 496 น.

Rumyantsev O.V. อุปกรณ์สำหรับโรงผลิตสารสังเคราะห์แรงดันสูงในอุตสาหกรรมไนโตรเจน Proc. สำหรับมหาวิทยาลัย - ม.: เคมี, 2513 - 376 หน้า

10. Sokolov R.S. เทคโนโลยีเคมี: หนังสือเรียน. เบี้ยเลี้ยงสำหรับนักเรียน สูงกว่า หนังสือเรียน สถาบัน: ใน 2 T. - M.: Humanit ed. ศูนย์ VLADOS, 2000. - V.1: การผลิตสารเคมีในกิจกรรมของมนุษย์. คำถามพื้นฐานของเทคโนโลยีเคมี การผลิตสารอนินทรีย์ - 368 น.

คู่มือของ Azotchik./Ed. Melnikova E.Ya. - V.2: การผลิตกรดไนตริก การผลิตปุ๋ยไนโตรเจน วัสดุและอุปกรณ์พิเศษพื้นฐาน การจัดหาพลังงาน. วิศวกรรมความปลอดภัย - ม.: เคมี - 1969. - 448s.

เทคโนโลยีเคมีของสารอนินทรีย์ : ใน 2 เล่ม. เล่ม 1 หนังสือเรียน / ที.จี. Akhmetov, R.G. Porfiryeva, L.G. ไกซิน. - ม.: สูงกว่า. โรงเรียน 2545 688s.: ป่วย.

Korobochkin V.V. เทคโนโลยีกรดไนตริก - สำนักพิมพ์ของ Tomsk Polytechnic University 2555.