химический каталог




Перхлораты: свойства, производство и применение

Автор И.Шумахер

асыщенным раствором перхлората аммония, в присутствии которого снижается содержание хлорида в соли. Кроме того, насыщенный раствор NH4C1, возвращаемый с операций сушки и упаковки, используется для транспорта кристаллов на сушку.

Кристаллизация хлористого натрия. Эта стадия заключается в выделении хлористого натрия из жидкости сборника маточника, в который поступают промывная вода и маточный раствор из кристаллизатора и центрифуги для перхлората аммония. Поток жидкости из сборника непрерывно смешивается с циркулирующим насыщенным раствором хлористого натрия из кристаллизатора, действующего аналогично кристаллизатору перхлората аммония. До входа в испарительную секцию кристаллизатора смесь подогревают паром в теплообменике. Хлористый натрий кристаллизуется при 77 °С. В этом случае испаряется около 20% воды, находящейся в питающем растворе. В противоположность перхлорату аммония на реет кристаллов обращают мало внимания, обеспечивая только получение частиц определенных размеров для легкого центрифугирования и промывки.

Центрифугирование хлористого натрия. Пульпа хлористого натрия предварительно обогашается в питателе центрифуги. Затем пульпу Подают иа центрифугу, где кристаллы отфугевывают, промывают водой и отжимают. Кристаллы, содержащие в качестве загрязняющих примесей 0,01% NaC103 и 0,9% NaCIO , выгружаются в растворитель хлористого натрия, который таким образом регенерируется как побочный продукт. Маточник и промывная вода из центрифуги, так же как и часть жидкости из хранилища второй ступени, стекают в сборник маточника при выделении NaCl; эта смесь возвращается в реактор, замыкая цикл.

Сушка и упаковка перхлората аммония. Вследствие потенциальной опасности окончательной сушки последние стадии процесса проводят в зданиях, специально спроектированных для обеспечения безопасной работы.

8*

116

Гл. V. Производство хлорной кислоты и перхлоратов

Пульпу перхлората аммония, содержащую 25% кристаллов перхлората аммония и 19% перхлората аммония в растворе, перекачивают в питатель центрифуги второй ступени, расположенной в отделении сушки и упаковки. Избыток маточника перетекает из верхней части питателя самотеком по трубопроводу в сборник маточника второй ступени. Жидкость с высоким содержанием кристаллов перхлората аммония из питателя подают на центрифугу второй ступени с помощью гибкого шланга. Маточник стекает в сборник, а промывные воды направляют в сосуд для растворения мелких кристаллов.

Кристаллы с центрифуги поступают в скоростную сушилку, где поток нагретого воздуха (140 °С) уносит поверхностную влагу (конечное содержание влаги около 0,5%). Скоростная сушка приводит к снижению степени агломерации частиц и предотвращает их прилипание к противням туннельной сушилки. Запыленный воздух из скоростной сушилки отсасывают в мокрый скруббер, раствор из которого собирают и периодически направляют в сосуд для растворения мелких кристаллов.

Далее горячие кристаллы (—100 °С) перхлората аммония выгружают и по наклонному желобу подают в туннельную сушилку. Здесь содержание влаги снижается до величины менее 0,02%. Для равномерного распределения кристаллов поперек сушилки применяют специальный вибрационный питатель. За счет вибрации сушильных лотков (противней) кристаллы передвигаются вдоль сушилки. Амплитуда вибрации регулируется электронным прибором таким образом, что может изменяться толщина слоя кристаллов и время их пребывания в сушилке. Удаление влаги достигается подачей воздуха, нагретого до 140 °С, через замкнутые пространства, расположенные непосредственно под сушильными поверхностями (плитами). Нагретый воздух пропускают также противотоком над лотками для удаления влаги, испаряющейся из материала. Воздух далее отсасывают из сушилки в скруббер.

Горячие сухие кристаллы подаются из сушилки через вибрационный лоток в бункер, емкость которого соответствует получасовой производительности сушилки. Этот бункер служит промежуточным (аварийным) сборником на случай временной остановки расположенного ниже по потоку оборудования. Продукт из бункера поступает на ситчатый распределительный питатель с электромагнитным вибратором для подачи NH4C104 его равномерным слоем на классификацию (рассев). Двухступенчатое сито, вибрация которого регулируется с помощью электронных устройств, отделяет продукт от кристаллов большего и меньшего размеров. Мелочь и крупные кристаллы направляют по желобу в растворители.

Получение перхлоратов 117

Сухой продукт с рассева подается в загрузочное отверстие одного из двух смесителей, каждый из которых вмещает 9000 кг вещества. Когда один из смесителей заполнен на 50%, поток продукта переключают во второй смеситель, затем загрузочное отверстие закрывается и смеситель начинает вращаться со скоростью 10 об/мин; за время смещения (15—30 мин) обеспечивается однородность смеси кристаллов.

По окончании операции смешения к разгрузочному отверстию смесителя присоединяют автоматическое взвешивающее устройство. Когда в бункер загружено примерно 113 кг продукта, поток автоматически отключается; содержимое бункера вручную выгружают в бочку, выложенную пластическим материалом. В бочку помещают также снликагель и обкладку из пластмассы заклеивают. Бочку закрывают и отвозят на склад.

Для использования в качестве окислителя ракетного топлива продукт должен удовлетворять следующим техническим требованиям (реакция по метиловому оранжевому нейтральная, максимальное содержание веществ—в ?о):

Перхлорат аммония ..... 99

Сульфатированный остаток (зола) 0,25

Хлориды (NH4C1)....... 0,2

Сульфаты [(NH4)2S04]..... 0,2

Хлораты (NaCl03)..... 0,15

Нерастворимые примеси .... 0,1

Броматы (NaBrOg) ..... 0,04

Нещелочные металлы..... 0,04

Для этого требуется тщательный контроль продукции по многим показателям. Кроме того, в различных точках системы кристаллизации и окончательной обработки отбираются пробы для контроля процесса.

Конструкционные материалы. Для определения скорости коррозии различных материалов в растворах перхлората аммония с хлористым натрием еще до организации промышленного производства NH_,C104 были проведены специальные исследования. На основе испытания образцов погружением в растворы и опыта работы экспериментальных установок были подобраны соответствующие конструкционные материалы. Все сварные трубопроводы " аппараты средней емкости выполнены из нержавеющей стали типа 347. Для больших емкостей пригодна нержавеющая сталь типа 316. Оборудование, находящееся в контакте с соляной кислотой (система реакторов), во избежание коррозионного действия соляной кислоты изготовлено из покрытой стеклом стали. Сушилки в начальный период эксплуатации были оборудованы медными змеевиками. Однако в дальнейшем было установлено, что пыль перхлората аммония способствует образованию агрессивных продуктов, снижащих температуру его разложения, что в результате вызывает ряд небольших вспышек. Поэтому медные змеевики были заменены змеевиками из нержавеющей стали.

118 Гл. V. Производство хлорной кислоты и перхлоратов

Техника безопасности. Поскольку перхлорат аммония относится к взрывчатым веществам II класса*, необходимо соблюдать специальные правила техники безопасности при производстве его и обращении с ним. Все рабочие помещения размещаются в соответствии со стандартными разрывами, установленными для производства веществ этого класса. Оборудование для проведения основной реакции и других «мокрых процессов» установлено в одном помещении; операции сушки и упаковки продукта осуществляются в отдельных одинаковых трехэтажных зданиях, расположенных на безопасном расстоянии от прочих помещений. Скоростную и туннельную сушку и упаковку продукта проводят в отдельных огнестойких отсеках с облегченными взрывными стенами. В каждом здании для сушки и упаковки NH4C10; имеется комплектная противопожарная установка, включающая стеллажи для рукавов на каждом этаже, содовокислотные и углекислот-ные огнетушители и автоматические дождевальные устройства. Более подробные сведения по вопросам техники безопасности в производстве перхлората аммония приведены в главе XI.

Пути усовершенствования производства. Возрастающий спрос на перхлорат аммония в ракетной технике вызвал интерес к разработке новых методов его промышленного производства. Один из таких методов заключается в применении в описанном выше процессе двуокиси углерода вместо сравнительно дорогой соляной кислоты74: NH3 + С02 + H30+NaC104-> NaHC03+NH4C104.

Преимущества этого процесса очевидны, однако экономическая оценка данного метода при реализации в большом масктабе не была опубликована.

Другой метод, имеющий промышленную перспективу, основан на прямой нейтрализации хлорной кислоты аммиаком, при этом предполагается, что хлорная кислота может быть получена по достаточно низкой цене, чтобы конкурировать с описанным выше методом, например, в электролитической ванне с диафрагмой11 по реакции: NaC103 + Н20 -f 2 фарадея-> NaOH f НСЮ4.

Едкий натр в данном случае может служить ценным побочным продуктом, на который можно отнести значительную часть затрат на этот процесс. Даль

страница 27
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69

Скачать книгу "Перхлораты: свойства, производство и применение" (2.31Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
кресло spring
скамейка чугунная парковая ссср

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(29.04.2017)