Технология минеральных солей (удо­Брений, пестицидов, промышленных со­лей, окислов и кислот)

Термическое разложение нитрата аммония, его огне — и взрывоопасность

Длительный опыт производства и применения аммиачной се­литры показал, что при соблюдении установленных правил аммиач­ная селитра безопасна 57~66. Чистая аммиачная селитра не чувстви­тельна к толчкам, ударам или трению. Однако при определенных условиях нитрат аммония обладает взрывчатыми свойствами. На этом основании его используют и как сырье в производстве амми - ачно-селитренных взрывчатых веществ. Они взрывают только от детонатора. Взрывы чистой аммиачной селитры могут быть вы­званы в основном или воздействием детонаторов, или термическим разложением соли в замкнутом пространстве.

Взрывоопасность нитрата аммония возрастает в присутствии минеральных кислот л легко окисляющихся материалов, таких как органические вещества и некоторые металлы, особенно в порошко­образном состоянии (например, алюминий, цинк, свинец, сурьма, висмут, никель, медь, кадмий). В большинстве случаев в присут­ствии этих металлов (особенно кадмия и меди) образуется неустой­чивый, легко разлагающийся нитрит аммония.

При увеличении размера частиц и повышении влажности взры­воопасность аммиачной селитры значительно уменьшается. Влаж­ная соль, содержащая более 3% воды, не взрывает даже при взрыве детонатора 58'5Э.

При нагревании нитрат аммония начинает разлагаться согласно уравнению:

NH4N03 = NH3+ HN03 —41,7 ккал

Это разложение становится заметным выше 150°, но, даже при 165°, потеря в весе аммиачной селитры не превосходит 6% за сутки. При более высоких температурах нитрат аммония разлагается ин­тенсивно по следующим реакциям 67: при 200—270'

NH4NO3 = N20 + 2Н20 + 8,8 ккал При быстром нагревании до высокой температуры NH4N03 = N2 + 2Н20 + '/202 + 28,5 ккал

(Теплоты этих реакций даны для 18° и для газообразного состояния продуктов реакции.) Последнее уравнение соответствует взрывному разложению NH4N03. Термическое разложение NH4N03 может про­исходить одновременно по нескольким реакциям, причем одна из них может доминировать над другими. Термический распад азотной кислоты обусловливает появление в газообразных продуктах разложения аммиачной селитры N0 и NO2. По-видимому, выделяю­щиеся в результате термического распада азотной кислоты N02 и Н20 являются катализаторами дальнейшего разложения NH4NO368. Термическое разложение расплавленной аммиачной селитры уско­ряется также в присутствии соединений Сг6+, Сг3+, Сг2+ и др. 69. Та­ким образом, чистую аммиачную селитру следует безусловно от­нести к классу потенциально взрывчатых веществ.

Нитрат аммония, хранящийся в открытых складах, не взрывает­ся даже в случае сильного пожара. Пожары же аммиачной селит­ры, которые имели место в закрытых помещениях, например, в ко­рабельных трюмах, контейнерах и т. п., кончались, как правило, сильным взрывом. Предполагают, что термическое разложение ни­трата аммония при атмосферном давлении протекает иначе, чем под повышенным давлением, при котором скорость разложения мо­жет быть большей и быстро образуются большие объемы газооб­разных продуктов. Было показано 64 существование «предельного» давления (около 6 ат) после достижения которого при соответ­ствующей температуре наступает взрывное разложение аммиачной селитры.

С другой стороны, легкую воспламеняемость и взрываемость аммиачной селитры, находящейся в непроветриваемых закрытых помещениях, можно объяснить не повышением общего давления, что является вторичной причиной, а накоплением продуктов мед­ленного разложения селитры. Самопроизвольное разложение ам­миачной селитры в присутствии способных окисляться, например, органических веществ является автокаталитическнм. Такое разло­жение может привести к воспламенению и взрыву. Автокатализ вы­зывается главным образом образующейся при разложении NH4N03 двуокисью азота, а также, но в меньшей мере, водяным паром. По­следнее обстоятельство указывает на недопустимость тушения вос­пламенившейся селитры водяным паром.

Стабилизаторами, предотвращающими самопроизвольное разло­жение аммиачной селитры, могут быть вещества, связывающие образующиеся при ее разложении азотную кислоту и NO2, или вы­деляющие при взаимодействии с NH4N03 аммиак. Последний ней­трализует азотную кислоту и восстанавливает окислы азота до элементарного азота. Стабилизаторами являются, например, карб­амид (0,05—0,1% от веса селитры)70-73, карбонат кальция или маг­ния (5%), хлориды, уротропин и др.67.

Применение

Аммиачная селитра является одним из наиболее эффективных азотных удобрений. Впервые в чистом виде в качестве удобрения ее стали применять в СССР. Большое содержание азота позволяет осуществлять ее перевозки на значительные расстояния с меньшими затратами на тонну азота, чем при перевозках других азотных удо­брений (за исключением карбамида). Аммиачная селитра дешевле, чем другие азотные удобрения 74-75. Относительная стоимость азота в азотных удобрениях характеризуется следующими условными по­казателями:

TOC o "1-3" h z В аммиачной селитре................................ 1

сульфате аммония.................................. 1,3

кальциевой селитре................................ 1,5

Аммиачная селитра обладает потенциальной (физиологической) кислотностью. Физиологически нейтрализованную аммиачную се­литру получают сплавлением ее с известняком, доломитом и дру­гими материалами76. Взрывоопасность и слеживаемость аммиачной селитры сдерживали ее производство в капиталистических странах. Лишь в послевоенный период, на основе успешного опыта СССР, вначале в США, а затем и в других странах использование аммиач­ной селитры в качестве азотного удобрения получило широкое раз­витие.

Аммиачную селитру применяют для изготовления взрывчатых веществ — аммонитов (смесей аммиачной селитры с органическими материалами — древесная, жмыховая и другая мука с добавкой нн - тропродуктов), аммоналов (смесей, содержащих алюминиевый по­рошок) и др. Для этих целей выпускают водоустойчивую се­литру 77~79.

Состав аммиачной селитры приведен в табл. 89.

ТАБЛИЦА 89

Состав аммиачной селитры (в %)

Нитратного й аммиачного азота в сухом веществе в пересчете:

На NH4NO3, не менее. ............................................

На азот, не менее.........................................................

Добавок в сухом веществе:

Фосфатов (Р205), не Менее.......

Нлн нитратов Са н Mg (СаО), не менее

Влаги, ие более..................................................................

Не растворимых веществ:

В воде, не более...........................................................

В соляной кислоте, не более...............................

Гранул

В пределах 1—3 мм, не менее................................

Мельче 1 мм, не более.............................................

Жирных кислот и парафина........................................

Железа....................................................................................

Кислотность (на HNO3), Не более.............................

По ГОСТ 2-65

По ГОСТ 14702-69 Водоустойчивая

Марка А

Марка

Кристал­лическая

Гранули­рованная

99,5 34,8

Отсутствие Отсутствие 0,5

0,05 Не о п р е д

97,7 34,2

0,5 0,3 0,4

Н е о е л я е т с я

90 6

99 Д) 0,8

I р е д е л я 0,01

0,3-0,4 0,06-0,09 0,07

99,0

0,9

Е т с я 0,01

0,3-0,4 0,06-0,09 0,07

* Предприятиям, применяющим фосфорсодержащие добавки, разрешается вырабатывать аммиачную селитру марки В с содержанием NH4NO3 Не меиеа 96К, азота ие менее 33,6Х.

При упаковке селитры температура должна быть не выше 50°.

Ее упаковывают в битумированные бумажные мешки (трех----------------

Пятнслойные), а также и в полиэтиленовые мешки80. Аммиачная селитра марки Б, используемая в сельском хозяйстве и промышлен­ности, должна быть рассыпчатой. Рассыпчатость определяют путем однократного сбрасывания любых пяти мешков с селитрой на пол плашмя с высоты 1 ж с последующим рассевом на сите 5 мм.

За время рассева селитра должна полностью пройти через сито; допускается остаток на сите отдельных комков легко измельчае­мых рукой.

Сырье и методы производства

Производство аммиачной селитры состоит из нейтрализации азотной кислоты газообразным аммиаком81-84 и кристаллизации продукта. Аммиак не должен содержать более 1% влаги; в нем не допускается присутствие масла.

Термическое разложение нитрата аммония, его огне - и взрывоопасность

Теплота нейтрализации кнал/г-мол nh^Nos

Рис. 341. Теплота нейтрализации азотной кислоты газообразным ам­миаком (при 1 ат н 18°).

Азотную кислоту берут концентрацией более 45% HN0385; со­держание окислов азота в ней не должно превышать 0,1 %. Для по­лучения аммиачной селитры мо­гут быть использованы также от­ходы аммиачного производства— например, аммиачная вода и танковые и продувочные газы, от­водимые из хранилищ жидкого аммиака и получаемые при про­дувках систем синтеза аммиака. Состав танковых газов: 45—70% 27 NH3, 55—30% H2 + N2 (со следа -

Ми метана и аргона); состав про­дувочных газов: 7,5—9% NH3, 92,5—91% H2+N2 (со следами метана и аргона). s

Кроме того, для производства аммиачной селитры используются также газы дистилляции с производства карбамида; их примерный состав: 55—57% NH3, 18—24% С02, 15—20% Н20 86.

Тепловой эффект реакции NH3(r.) + НК03(ж.) ->NH4N03 со­ставляет 35,46 ккал/г-мол. При производстве аммиачной селитры обычно применяют 45—58%-ную кислоту. В этом случае тепловой эффект реакций нейтрализации соответственно уменьшается на величину теплоты разбавления азотной кислоты водой и на вели­чину теплоты растворения аммиачной селитры (рис. 341). При ра­циональном использований выделяющегося тепла нейтрализации можно получить за счет испарения воды концентрированные рас­творы и даже плав аммиачной селитры (рис. 342)87.

В соответствии с этим различают схемы с получением раствора аммиачной селитры с последующим выпариванием его (так назы­ваемый многостадийный процесс) и с получением плава (односта­дийный или безупарочный про­цесс).

Для выбора рациональной схе­мы нейтрализации в СССР были проверены четыре принципиально различные схемы получения аммиач­ной селитры с использованием теп­ла нейтрализации88"101:

установки, работающие при атмосферном давлении (избыточное давление сокового пара 0,15— 0,2 ат);

установки с вакуум-испарите­лем;

установки, работающие под давлением, с однократным исполь­зованием тепла сокового пара;

установки, работающие под давлением, с двукратным использо­ванием тепла сокового пара (по­лучение концентрированного плава).

В промышленной практике на­шли широкое применение как наи­более эффективные установки, рабо­тающие при атмосферном давлении, с использованием тепла ней­трализации и частично установки с вакуум-испарителем.

Технология минеральных солей (удо­Брений, пестицидов, промышленных со­лей, окислов и кислот)

Кислота азотная оптом

При производстве удобрений, красителей, взрывчатых веществ требуется такой компонент, как кислота азотная. Вещество также используется в современной металлургии, при синтезе серной кислоты. Если вы ищете, где продается азотная кислота в …

Родентициды – средства защиты от грызунов

Родентициды это средства защиты от грызунов. Их применяют для уничтожения крыс, мышей и некоторых видов диких хомяков. Применять их в качестве уничтожителя начинают в том случае, если грызуны становятся стихийным …

Получение двуокиси хлора из хлорита натрия

При взаимодействии хлорита натрия с хлором происходит обра­зование хлористого натрия и выделяется двуокись хлора: 2NaC102 + С12 = 2NaCl + 2 СЮ2 Этот способ ранее был основным для получения двуокиси …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Партнеры МСД

Контакты для заказов оборудования:

Внимание! На этом сайте большинство материалов - техническая литература в помощь предпринимателю. Так же большинство производственного оборудования сегодня не актуально. Уточнить можно по почте: Эл. почта: msd@msd.com.ua

+38 050 512 1194 Александр
- телефон для консультаций и заказов спец.оборудования, дробилок, уловителей, дражираторов, гереторных насосов и инженерных решений.