硝酸铵的生产工艺与操作(2).doc

H:\精品资料\建筑精品网原稿ok（删除公文）\建筑精品网5未上传百度硝酸铵的生产工艺与操作: 目录 第一节硝酸铵的性质    2一、 多晶现象    3二吸湿性    3三、 结块性    3四、 爆炸危险性和起火危险性    4第二节 硝酸铵生产的几种方法:     7一、 常压中和造粒法    7二、 加压中和一段蒸发造粒法    8三、 加压中和无蒸发沸腾造粒法    8四、 常压中和二段蒸发真空蒸发结晶生产硝酸铵    9第三节 氨和硝酸的中和过程    10硝酸铵的生产能够分为下列几个主要过程    10一、 中和反应原理    10二·中和过程流程    11三·中和主要设备    11四, 正常操作管理    12第四节硝酸銨溶液的蒸发    16一 蒸发过程原理    16二、 蒸发流程    19三．蒸发主要设备    21一．二段蒸发结构如图75所示    21第五节 硝酸銨溶液的结晶    31二、 结晶流程    33三、 主要设备维护    33四、  正常操作管理    34第六节 硝酸銨成品的包装、 贮存及运输    38第一节 化 学 分 析    38第二节 自 控 简 介    48                临沂远博化工有限公司曹守印第一节硝酸铵的性质57安全文件H2O×二氧化硫SO2+ 纯硝酸铵( 含35%的氮) 为白色结晶。

其中的氮以铵基及硝酸基两种形态存在分子量为80.04, 纯硝酸铵的熔点为169.1℃, 即使含微量的水, 其熔点也会降低比重介于1.4～1.79克/厘米3之间比热(在20～28℃) 0.422卡/克、 度或87.2千卡/克分子, 熔融热16.2卡/克硝酸铵在水中的溶解度很大, 并随温度的升高而急剧增加, 见表32表32 NH4NO3在水中的溶解度温度℃溶解度固相温度℃溶解度固相克/100克水重量%  克/100克水重量%-69-13.6-16.9-1001020253032.340.02049.943.789.5118.5150.3187.720923224328316.733.342.347.2454.9460.0565.2467.6369.970.8873.9冰冰菱形Ⅳ菱形Ⅳ菱形Ⅳ菱形Ⅳ菱形Ⅳ菱形Ⅳ菱形Ⅳ单斜晶形Ⅲ单斜晶形Ⅲ5060708084.290100130125.2146169.63444154996146947771023190024644875∞77.580.683.386.087.488.691.195.096.197.99100单斜晶形Ⅲ单斜晶形Ⅲ单斜晶形Ⅲ单斜晶形Ⅲ四方晶形Ⅱ四方晶形Ⅱ四方晶形Ⅱ四方晶形Ⅱ等轴晶形Ⅰ等轴晶形Ⅰ熔融状态硝酸铵溶液的沸点和比重, 随浓度的增加而增大。

见表33表33 不同浓度下NH3NO3的沸点和比重NH4NO3%沸点℃比重NH4NO3℃沸点℃比重35.151.971.381.4871051101201301401.11.771.2761.3281.3590.5793.495.997.5598.91501601802002201.3571.391.3981.4011.403硝酸铵还具有下列特殊性质一、 多晶现象硝酸铵具有五种不同的结晶体, 每一种晶体, 都只有在一定的温度范围内才是稳定的硝酸铵的五种晶形如表34所示表34 硝酸铵的晶体形态34晶体形态( 变化形态) 晶体稳定存在的温度范围℃密度, g/cm3立方晶体( Ⅰ) 菱形晶体( Ⅱ) 假同晶体( Ⅲ) 正交晶体( Ⅳ) 四方晶体( ⅴ) 169.6·~125.2125.2~84.284.2~32.332.3~-16.9-16.9以下1.691.691.661.7261.725将硝酸铵缓慢加热或冷却时, 它能够连续地从一种晶形转化为另一种晶形, 并伴随着表34所示的热效应如果突然从高温冷却至低温, 即能够从一种晶形直接转化为另一种晶形, 而不经过中间的晶形例如把处于125.2℃的硝酸铵迅速冷却至32.3℃, 即能够从晶形Ⅱ直接转化为晶形Ⅲ。

在晶形转化的同时, 晶体的结构、 密度、 比容也随之发生变化, 并放出热量二吸湿性硝酸铵与其它含氨盐类不同的地方, 是具有相当高的吸湿性, 这是一个很大的缺点吸湿性是指物质由空气中吸收水分的能力在某一温度下, 当周围大气中水蒸汽压力超过该物质饱和溶液面上的水蒸汽压力时, 该物质即吸湿反之, 则物质将减湿, 两者相等时物质即不吸湿也不减湿, 而成平衡状态由此可见, 硝酸铵饱和溶液上面的水蒸汽压力越小, 吸湿性就越强吸湿性的强弱用吸湿点来衡量 所谓吸湿点, 就是硝酸铵饱和溶液上面的水蒸汽压力与同温度下空气的饱和水蒸汽压力之比, 用百分数表示空气的温度越高, 相对湿度越大, 硝酸铵愈易吸湿例如30℃时, 吸湿点为59.4%, 而在10℃时, 则为75.3%可见, 热和潮湿对硝酸铵的储存不利三、 结块性硝酸铵的结块性, 就是当成品硝酸铵储存时, 会失去其疏散的性质, 而成为固结的产品——硬块这使得在工业上及农业上使用硝酸铵时产生困难引起硝酸铵结块的主要原因为: ( 1) 硝酸铵能以几种晶体形态存在当从一种晶形变成另一种晶形时, 晶体形态及其密度和体积都会发生变化这样, 在一定的条件下, 就会使得硝酸铵颗粒间紧密结合, 并促成结块。

将硝酸铵制成大颗粒, 是减弱其结块的方法之一 2) 硝酸铵在冷却、 干燥条件下, 会从它的饱和溶液中析出结晶一般在生产中, 硝酸铵是在80~90℃和含水分0.2~1.5%时进行包装的硝酸铵的温度及水分愈高, 溶解于此水分中的硝酸铵也就愈多当硝酸铵缓慢冷却时 , 其溶解度逐渐降低, 并从饱和溶液中析出结晶, 使硝酸铵颗粒互相结块 3) 细粒硝酸铵受到很大压力时会由于颗粒互相挤压, 引起结块 4) 硝酸铵的吸湿性在储存期间就是没有结块的硝酸铵, 也会由于本身具有吸湿性, 逐渐吸收水分, 而后在干燥或冷却时, 也能结块因为在此情况下, 从硝酸铵的饱和溶液中析出了新的结晶用造粒的方法能够减弱硝酸铵的结块性在包装之前冷却( 至32.3℃以下) 硝酸铵, 并使成品水分含量尽量减少, 也是减低结块的办法另外, 在硝酸铵中加入添加剂或制成复合肥料, 也能够减弱其结块成品硝铵经干燥的冷空气冷却, 在15℃以下用塑料袋密封包装或造粒加填料都可避免结块图57包装时硝铵温度对其结晶性的影响1-含水分为1.3%; 2-含水分1.1%; 3-含水分0.5%; 4-含水分0.9%四、 爆炸危险性和起火危险性硝酸铵对于震动, 冲击或摩擦是不敏感的, 也没有自燃地性能。

因此, 使用和生产硝酸铵时, 只要遵守一定的安全规程, 一般说来是比较安全的硝酸铵的爆炸主要是由下列原因引起的: ( 1) 纯硝酸铵的热分解; ( 2) 足够猛烈的引信作用; ( 3) 有机物质存在时的热分解; ( 4) 某些无机杂质和金属粉末的影响硝酸铵的热分解: 在110℃时不断加热纯硝酸铵, 则按下式分解: NH4NO3=HNO3+NH3-41300卡 ( 1) 此热效应是属于固体盐的熔融状硝酸铵的分解过程吸热37.0千卡在185~200℃下分解时, 生成一氧化二氮和水: NH4NO3=N2O+2H2O+30300卡 ( 2) 自230℃或更高的温度开始, 分解的速度加快, 同时有弱的闪光发生此时按下式分解为氮及氧: 2NH4NO3=2N2+O2+4H2O(气体)+30700卡 ( 3) 熔融状态的硝酸铵按此式分解时, 放热量是35千卡如果此时分解是在定容下进行的, 则温度和压力可达550℃和4500㎏/㎝2在快速加热的情况下, 反应亦可按下式进行: 2NH4NO3=2NO+N2+4H2O+9200卡 ( 4) 熔融状态的硝酸铵放热量为13.0千卡当温度高于400℃, 按下列反应式分解并发生爆炸: 4NH4NO3=3N2 +2NO2 +8H2O +29500卡 ( 5) 熔融态硝酸铵按此式分解时放热33.5千卡。

在此温度下也可能发生下列的反应: 3NH4NO3 =N2O3 +2N2+ 6H2O (气体)+23300卡( 6) 熔融态硝酸铵分解时放热27.0千卡当有海棉状的铂存在时, 反应进行如下: 5NH4NO3=2HNO3 +4H2 +9H2O +33400 卡 (7)熔融态硝酸铵的反应放出热量37.5千卡当爆炸时, 硝酸铵分解的总反应最可能是按下式进行的: 8NH4NO3=2NO2+4NO +5N2 +16H2O (8)总的来说, 上述诸方程式在硝酸铵分解时都可能发生但实际上分解反应并非同时按照所有的方程式进行由于条件的不同, 可能某一个反应是主要的, 而其它几个反应是进行得较少的副反应燃着不含杂质的硝酸铵, 会很快地停止燃烧, 这是因为分解反应所需要的大量的热比燃烧所放出的热量要多( 在温度低于260℃时, 硝酸铵的分解总过程是吸热的) , 从而使得热量的供应不足的缘故当包装在袋内的硝酸铵燃烧时成品会熔融并有一部分烧掉当在足够的高温下, 由有机可燃物引起的火灾因硝酸铵的存在而加剧值得提出的关于硝酸铵热分解的概念, 人们常常把硝酸铵开始生成气体这个概念同开始分解这个概念混为一谈, 这是不精确的, 因为严格地说, 硝酸铵在温度大大低于开始生成气体的温度时, 就以相当的速度进行离解, 而离解过程也就是分解过程。

如在生产过程中的一、 二段蒸发器中的硝酸铵溶液, 在负压下仅90    ~130℃, 当蒸发之前的硝酸铵溶液呈中性时, 经加热蒸发后, 硝酸铵溶液即成酸性在蒸发过程中, 在一定的温度下延长加热时间, 或在一定的加热时间不变的情况下提高加热温度, 则经蒸发加热后的硝酸铵溶液的酸度加大这是由于硝酸铵离解时氨的扩散速度大于硝酸蒸气的扩散速度硝酸铵的分解过程在反应初期, 是自动催化反应在硝酸铵分解过程中生成的硝酸是起催化剂的作用, 分解开始以后, 催化作用很快便消失关于硝酸铵分解过程中的作用, 下面还要讨论到引信的影响: 干燥的硝酸铵仅在爆炸力强的引信作用下才发生爆炸, 含水分高于3%的硝酸铵即使有明显的引爆物作用, 有时也很难爆炸一般来说, 硝酸铵爆炸所需的引暴力比现今一般爆炸物所需的引爆力要大文献中记载的硝酸铵爆炸, 大多是由于其中含有爆炸物( 如: 三硝基甲苯等) 或是促进硝酸铵分解爆炸的物质( 有机物和无机物杂质及金属等) 有机物质的影响: 在一定的压力和温度范围内, 硝酸铵含有有机杂质时, 它的爆炸和起火危险性会增加如硝酸铵浸渍过的有机物, 在常温下, 遇到二氧化氮气体时, 便很容易达到自燃。

在生产过程中, 常有条帚、 油毡、 棉纱、 破布等, 因。