Mineral güBRƏLƏRİn təSNİfati

Saturator üsulu ilə ammonium sulfatın alınma texnologiyası

Kokslaşma sənayesində barbotaj tipli saturatorların istifa-dəsi ilə ammonium sulfatın yarımbirbaşa üsulla alınması daha geniş yayılmışdır. Üsulun mahiyyəti ondan ibarətdir ki, əlavə qızdırılmış, tərkibində qazşəkilli ammonyak və buxar (ammonium kalonundan gələn) olan koks qazı barbotaj çətirlə sona çatan boru ilə saturatora daxil olur. Çətir tərkibində sulfat turşusu olan ana məhlulun içərisinə batırılır. Barbotajlaşma zamanı qaz ana məhluldan keçərkən ammonyak sulfat turşusu ilə reaksiyaya girir və son məhsul olan ammonium sulfatı əmələ gətirir. Ammonyakın sulfat turşusu ilə neytrallaşması prosesi iki mərhələdə baş verir: birinci turş ammonium bisulfat duzu əmələ gəlir:

NH₃ + H₂SO₄   NH₄HSO_4ğ

məhlul ammonyakla doyduqdan sonra turş duz orta hala, daha doğrusu ammonium sulfata keçir:

NH₃ + NH₄HSО₄  (NH₄)₂SO₄

prosesin aparılmasından asılı olaraq bu reaksiyalar istiliyin ayrılması ilə gedir. Məhlulda olan sulfatla bisulfat arasında nisbət onun turşuluğu ilə bağlıdır. Məhlulda turşuluq çox aşağı olduqda (1-2%) sulfat üstünlük təşkil edir və ifrat doymuş məhluldan kristal halında ayrılır. Məhlulun turşuluğunun artırılması (12-15%) zamanı orta duz (sulfat) turş duza keçir ki, o da sulfata nisbətən, suda və sulfat turşusu məhlulunda yaxşı həllolmaya malik olur və həllolmuş halda qalır. Daha doğrusu yüksək turşuluq olduqda məhlulda əsasən ammonium bisulfat olur. Həllolma həddinə çatdıqda məhluldan ilk növbədə ammonium sulfat kristalları ayrılır. Belə ki, ammonium sulfatın istehsalı zamanı neytrallaşma prosesi hazır duza fasiləsiz olaraq reagentlərin daxil edilməsi ilə həyata keçirilir, onda saturatoru dolduran məhlulda eyni zamanda ammonium bisulfat və ammonium sulfat, su və sulfat turşusu olur. Bu məhlul ana məhlul adlanır. Saturatorda ana məhlulun turşuluğu avtomatik olaraq saxlanılır. əsas proseslə, yəni ammonyakın tutulması ilə yanaşı, saturatorda sulfat turşusu, tərkibində koks qazı olan piridin əsaslarla reaksiyaya girərək, piridin sulfatın orta duzunu və turş piridin bisulfatı əmələ gətirir.

Beləliklə, saturatorda eyni zamanda ammonyakın və piridin əsaslarının absorbsiyası (xemosorbsiya) və ammonium

sulfat duzunun kristallaşması baş verir.

ammonyakın və piridin əsaslarının yüksək tutulma dərəcəsini və irikristallik ammonium sulfat duzlarının alınmasını təmin edən bu proseslərin hər biri müəyyən şərait yaradılmasını tələb edir. Bütün bu proseslərin səmərəliliyi, saturatorda ammonium sulfat duzunun kristallaşma mərkəzinin iştirakı və məhlulun saturatorun vannasında intensiv qarışması ilə optimal temperaturun saxlanmasına və ana məhlulun turşuluğuna əsaslanmışdır.

Yarımbirbaşa saturator üsulu ilə ammonium sulfatın alınmasının texnoloji sxemi şəkil 21 – da göstərilmişdir.

İlkin qaz soyuducularında soyudulmuş və elektrik süzgə-cində dumanabənzər qatrandan təmizlənmiş koks qazı sıxıcı kompressorla sulfat şöbəsinin buxar qızdırıcısına (1) verilir.

Qaz qızdırıcıda 50-60⁰C-yə qədər qızdırılır və saturator vanna-sındakı ana məhlula 250-280 mm batırılmış, qazayırıcı çətirlə bitən, mərkəzi qazötürücü boru ilə saturatora (2) daxil olur. Sulfat şöbəsinə enmə zamanı, həmçinin saturator vannasında daşqının qarşısını almaq üçün saturatordan əvvəl qazın qızdırıl­ması (saturatora istiliyin gəlişini artırmaq üçün) xüsusilə zəruridir. Eyni zamanda saturatora qazla ammonyak şöbəsinin defleqmatorundan ammonyak-buxar qarışığının bir hissəsi daxil olur. Saturatorda qazın və ammonyak-buxar qarışığının tərkibində olan ammonyak və piridinli əsaslar sulfat turşusu ilə qarşılıqlı əlaqəyə girərək müvafiq duzlar əmələ gətirir.

Şək. 21 Yarımbirbaşa üsulla ammonium sulfatın alınmasının texnoloji sxemi:

1 – buxar qızdırıcısı; 2 –saturator; 3 –turşu tutucu; 4,10,12 –nasoslar; 5 –kristall qəbuledici; 6 –ana məhlulun dönər cərəyanı üçün qazan; 7 –sentrifuqa; 8 –dövrü qazan; 9 –əlavə ana məhlul tutumu; 11 – sulfat turşusu üçün basqı çəni

75-76%-li sulfat turşusu fasiləsiz olaraq xüsusi boru ilə basqı çənindən (11) saturatora daxil olur və barbotaj çətir üzərindəki qazötürücü boruya bərkidilmiş dairəvi boru boyunca paylanır. Beləliklə, turşu bilavasitə ana məhlulun qaz daxil olan zonasına ötürülür. ana məhlul layından keçən və ammonyakdan və piridinli əsaslardan azad olan koks qazı qaz kəmərindən keçərək turşu tutucusuna (3) göndərilir. Burada qazdan ana məhlulun sıçrantıları tutulur. Saturatordan çıxan qazda ammon-yakın itkisi, çoxu 0,02-0,03 q/m³, piridinli əsasların tərkibində isə çoxu 0,04-0,06 q/m³ təşkil etməlidir. Bu saturator vannasında ana məhlulun qazla yaxşı əlaqəsi ilə əldə edilir. koks qazı turşu tutucudan sonra skrubberlərdə benzol karbohidrogenlərinin tutulmasından əvvəl 25-30⁰C-yə qədər soyudulmaq üçün son qaz soyuducularına göndərilir. Saturatorun konusvari hissəsində çökən ammonium sulfat kristalları müəyyən miqdar ana məhlulla birgə turşuya davamlı nasosla (4) ammonium sulfat kristallarının çökdürülməsi üçün kristal qəbuledicisinə ötürülür. ammonium sulfat kristallarından çökdürülmüş ana məhlul kristalqəbuledicinin yuxarı hissəsində yerləşdirilmiş ştuserdən keçərək fasiləsiz olaraq geri qayıdan cərayan qazanına (6) axır və oradan öz axını ilə saturatora tökülür. Məhlulun sərbəst axınını təmin etmək üçün kristalqəbuledici geri qayıdan cərayan qazanından yuxarıda yerləşdirilir. Kristalqəbuledicinin (5) aşağı hissəsindən ana məhlulla qatı­laşan ammonium sulfat kristalları qarışığı öz axını ilə fasiləsiz hərəkətdə olan sentrifuqaya (7) daxil olur, burada kristallar ana məhluldan ayrılır və isti su ilə (60-70⁰C) yuyulur. Ammonium sulfat sentrifuqadan qurutmaya, sonra isə anbara nəql edilir. Sentrifuqadan sonra məhlul geri qayıdan cərayan qazanından saturatora qayıdır. Saturatorda xüsusi yan ştuserinin köməyi ilə ana məhlulun səviyyəsi sabit saxlanılır. əlavə ana məhlul bu ştuserdən dövrü qazana (8) ötürülür. Dövrü qazan eyni zamanda saturatordan məhlulla birlikdə qazın çıxış imkanı istisna olmaqla hidravlik tıxac rolunu oynayır. Ana məhlulla birlikdə dövrü qazana saturatorun vannasında ana məhlulun səthi üzərində üzən turş qatran verilir. Ana məhlulun səthinə çıxan turş qаtran axın yerindən keçərək dövrü qazandan xüsusi tutuma verilir. Saturatorun vannasında turşunun qatılı­ğını və duz kristallarının inkişafı üçün əlverişli şəraitin tənzim­lənməsi üçün saturator-nasos-saturator sxemi üzrə məhsuldar­lığı 150-200 m³/saat olan dövrü nasosla ana məhlulun fasiləsiz dövr edilməsi baş verir. Bu zaman ana məhlul nasosla satura­torun orta zonasına vurulur və həyacanlandırıcının xüsusi ucluğu ilə onun aşağı konusvari hissəsinə verilir. Beləliklə, saturatorun bu zonasında, kristalların böyümə müddətini uzadaraq onları ölçülmüş halda saxlayan ana məhlul axınının intensiv artımı yaranır. Saturatorun vannasında normadan artıq ana məhlul əmələ gəldiyi zaman axırıncı dövrü qazandan öz axını ilə tutuma (9) axır, lazım olduqda isə oradan nasosla (10) saturatora qayıdır. Saturatordan dövrü qazana axın müddəti 10-12 m³/saat-dan çox olmamalıdır, bu müvafiq məhsuldarlığa uyğun olaraq nasosla təmin edilir. Məhlulun dövr etməsi aşağıdakı sxem üzrə həyata keçirilir.

dövrü qazan–tutum–nasos–geri qayıdan cərayan qazanı –saturator–dövrü qazan yaxud saturator– nasos 12–saturator.

Ammonium sulfat kristallarından çökdürülmüş ana məhlu-lun bir hissəsi kristalqəbuledicinin (5) yuxarı hissəsindən fasiləsiz olaraq piridin qurğusunun neytrallaşdırıcısına ötürülür. Ana məhlul piridin qurğusuna, həmçinin dövrü nasosun sıxıcı xətti ilə verilə bilər. Bu məhlulun miqdarı onun tərkibində olan piridinli əsaslardan asılıdır ki, onun da miqdarı 10-15 q/l təşkil edir və öz növbəsində koks qazında piridin əsaslarının miqdarı ilə, temperaturla və saturatorda ana məhlulun turşuluğu ilə təyin edilir.

Ana məhlulda piridin əsaslarının qatılığı nə qədər yüksək olarsa emal üçün piridin şöbəsinə bir o qədər az miqdarda məhlul çıxarmaq lazım gəlir. Piridinsizləşdirilmiş ana məhlul piridin şöbəsindən reaktora – turşulaşdırıcıya daxil olur, burada sulfat turşusu ilə 10-12% qatılığa qədər turşulaşdırılır və sonra tutuma yaxud dövrü qazana (8) daxil olur, oradan nasosla (10) saturatora vurulur.