a: thiết bị trung hoà, b:thùng trung gian, c: thiết bị ngưng tụ hơi thừa, d: thiết bị rửa khí amoniac, e: thiết bị ngưng tụ hơi thứ, f: thùng làm loãng amoniac, g: thùng ngưng, h: thiết bị làm lạnh, i: thiết bị hoá hơi, k: thiết bị tách pha, m: thùng chứa dung dịch amoni nitrat 95%.
Một công nghệ khác làm việc ở áp suất nhỏ hơn là Stamicarbon process (hình 2.3). Thiết bị trung hoà là tổ hợp của 2 thiết bị: thiết bị phản ứng và thiết bị tách pha lỏng – khí. Dung dịch di chuyển trong thiết bị không cần bơm mà bởi nhiệt sinh ra từ phản ứng trung hoà.
Axit nitric (60% khối lượng), khí amoniac (đã được gia nhiệt) và một lượng nhỏ axit sunfuric được cho vào tại điểm thấp nhất của thiết bị trung hoà. Thiết bị được điều khiển để làm việc ở áp suất 0,4 MPa (4 bar) và nhiệt độ là 178oC. Dung dịch amoni nitrat được tạo thành trong thiết bị phản ứng có nồng độ78%. Dòng hơi ra khởi đỉnh của thiết bị tách pha lỏng – khí được cho qua thiết bị khử sương. Dòng hơi này chủ yếu được dùng để cô đặc dung dịch amoni nitrattới 95% bằng thiết bị bốc hơi chân không. Hơi thứ từ quá trình cô đặc được ngưng tụ, amoniac cũng được thu hồi trong dòng hơi này và được đưa lại thiết bị phản ứng. Dung dịch đi ra từ thiết bị bốc hơi thứ hai, nồng độ amoni nitrat có thể đạt tới 98 – 99,5% khi dùng
với dòng hơi nước mới để gia nhiệt. Nhiệt độ của dung dịch amoni nitrat được giữ ở dưới 180oC trong suốt quá trình trung hoà và cô đặc.
III QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ NSM/NORSK HYDRO
Công nghệ NSM/Norsk Hydro (Hình 2.4) dùng khí amoniac đã được gia nhiệt và axit nitric.
Áp suất trong thiết bị phản ứng ở giữa 0,4 và 0,5 MPa ( khoảng 4,5 bar) và nằm trong dải nhiệt độ từ 170 tới 180oC. Sau thiết bị phản ứng thu được dung dịch có nồng độ từ70 – 80% ở điều kiện áp suất và nhiệt độ tương ứng. Quá trình tuần hoàn cưỡng bức và nhiệt sinh ra trong siphon có tác dụng làm luân chuyển dung dịch trong thiết bị. Một phần nhiệt của phản ứng được dùng để tạo hơi trong thiết bị sinh hơi tinh khiết bên ngoài. Hơi nước sinh ra trong phản ứng và hơi công nghệ được dùng để cô đặc dung dịch amoni nitrat tới nồng độ 95%. Amoniac chưa phản ứng ở dòng hơi được giữ lại bời quá trình rửa hơi công nghệ với axit nitric và được thêm vào dung dịch amoni nitrat tuần hoàn. Hơn thế nữa, quá trình cô đặc Amoni Nitrat tới 99,5% được thực hiện với dòng hơi trong một thiết bị bốc hơi chân không đặc biệt.
a: thiết bị hoá hơi/siêu gia nhiệt amoniac, b: thiết bị gia nhiệt axit nitric, c: thiết bị đun sôi, d: thiết bị phản ứng, e: thiết bị tách pha, f: thiết bị rửa hơi công nghệ, h: thiết bị bốc hơi, k: thiết bị cô đặc, l: ejector, m: thùng
Điều quan trong nhất trong các quá trình trên là việc đạt độ pH mong muốn. Nơi phản ứng diễn ra có nhiệt độ nhỏ hơn 180oC, pH giữ trong khoảng từ 2-4 và áp suất từ 4,6-5,4 để sự mất mát amoni nitrat là ít nhất.
KẾT LUẬN
Sau thời gian nghiên cứu, tham khảo tài liệu, đồ án đã được hoàn thành. Đồ án giải quyết được những vấn đề sau:
Hiểu rõ về ngành kỹ thuật hoá học
Đã tìm hiểu được các tính chất vật lý và hoá học cũng như ứng dụng trong ngành công nghiệp, nông nghiệp của đạm 2 lá nói chung và Amoni Nitrat nói riêng.
Kỹ thuật sản xuất đạm 2 lá trên thế giới cũng như tình hình sản xuất, sử dụng đạm trong nước và thế giới
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Luận văn thạc sĩ chuyên ngành kỹ thuật hoá học trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
2. Axit Nitric và phân bón Nitrat, ed.C Keleti, được sản xuất bởi Marcel Dekker