Производство азотных, фосфорных и калийных удобрений в Российской Федерации

 

 

Данные свидетельствуют, что на долю России от общего уровня потребления минеральных удобрений приходится 50,3%, за рассматриваемый период потребление минеральных удобрений возросло в 2,5 раза (с 1982 по 2002 годы). Начиная с 1975 года, основной прирост применения минеральных удобрений шел за счет увеличения азотных и фосфорных удобрений.

Диаграмма 2: Поставка минеральных удобрений сельскому хозяйству России (в тыс. т. в год питательных веществ).

 

Рост поставок минеральных удобрений сельскому хозяйству [диаграмма 2] соответственно опирался на увеличение доз их внесения в расчете на гектар удобряемой площади (таблица 7).

Таблица 7. Поставка минеральных удобрений на  1 гектар, кг. (100% питательных  веществ).

Удобрения	1986	1997	1998	1999	2000	2001	2002
Россия всего	96,5	83,4	44,2	31,8	12,1	14,1	14,2
В том числе
Азотные	40,4	32,5	21,0	17,8	8,5	8,8	8,9
Фосфорные	30,6	33,4	12,4	7,8	2,3	3,9	3,4
Калийные	25,5	17,5	10,8	6,2	1,3	1,4	2,0

 

 

Из приведенных данных следует, что нормы внесения минеральных удобрений в России ниже, чем в целом по СССР  на 12% (1985 г.).

По сравнению же с такими республиками, как Узбекистан, Таджикистан, Туркменистан, Азербайджан, Грузия, Беларусь, Латвия, Эстония, Литва, Армения, они были ниже в 3 раза, а по сравнению с Украиной – в 1,5 раза.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГЛАВА 3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ПРОИЗВОДСТВА

Получение сульфата аммония осуществляется методом нейтрализации серной кислоты и бисульфата аммония, содержащихся в маточнике, газообразным аммиаком.

Процесс протекает по следующим уравнениям:

H2SO4 + 2NH3           (NH4)2SO4 + 195,53 кДж/моль (46,7 кКал/моль)

 NH4НSO4 + NH3            (NH4)2SO4 + 99,65 кДж/моль (23,8 кКал/моль)   

Ввиду присутствия в маточных растворах производств метилметакрилата (ММА) и метилакрилата (МА) органических примесей протекают побочные реакции (Лит-ра) .

1)  аммонолиз метилметакрилата с образованием амида метакриловой кислоты с последующим гидролизом до метакриловой кислоты:

 

                                  О                                                                   О

                                                                                                                   

          СН2 ═ С ¾ С                     + NH3                CH2 ═ C ¾ C                 + CH3OH

                      │                                                                   │         

                      СН3      О― СН3                                          СН3       О― NН2

 

                                  О                                                                   О

                                                                                                                   

          СН2 ═ С ¾ С                     + H2O                CH2 ═ C ¾ C             + NH3 ­

                      │                                                                   │         

                      СН3      О― NН2                                          СН3       ОН

 

2) аммонолиз метилакрилата с образованием амида акриловой кислоты и последующим гидролизом до акриловой кислоты:

 

                                  О                                                                   О

                                                                                                                   

          СН2 ═ С ¾ С                     + NH3                CH2 ═ C ¾ C                 + CH3OH

                      │                                                                    │        

                      Н          О―  СН3                                           Н          О― NН2

 

                                  О                                                                   О

                                                                                                                   

          СН2 ═ С ¾ С                     + H2O                CH2 ═ C ¾ C             + NH3 ­

                      │                                                                   │         

                      Н          О―  NН2                                          Н          ОН

 

Технологическая схема производства сульфата аммония состоит из следующих стадий:

1. Энергоснабжение, прием  сырья, нейтрализация серной кислоты  и бисульфата аммония, приготовление рабочего раствора.

2. Вакуум-кристаллизация.

3. Центрифугирование.

4. Сушка влажной соли.

5. Транспортировка на  склад, складирование, отгрузка готовой  продукции.

Фактически достигнутая производительность цеха в 2002 году 50214 тн сульфата аммония, в 2001 году – 56587 тн.

Таблица 8. Нормы расхода основных видов сырья, материалов и энергоресурсов

 

 

 

 

 

 

№№ п/п	Наименование сырья, материалов, энергоресурсов	Нормы расхода (кг/т, нм3/т и др.)
		В том числе по проекту	В том числе достигнутая	Примечание

 

 

Основное сырье и материалы
1.	Аммиак жидкий технический марок А, Ак в пересчете на 100 % (ГОСТ 6221-90)	204,0 кг/т	206,9 кг/т
2.	Маточник производства метилметакрилата (регламент цеха ММА) и метилакрилата (регламент отделения МА химцеха № 1) в пересчете на 100 % серную кислоту	823,0 кг/т	872,6 кг/т
Энергетические ресурсы
1.	Вода оборотная 1, 4 квартал 2, 3 квартал	106,5 м3/т	103 м3/т 107 м3/т
2.	Пар 9 ата 1 квартал 2, 3 квартал 4 квартал	1,65 ГКал	1,3 ГКал 1,0 ГКал 1,1 ГКал
3.	Сжатый воздух для КИП	-	56 м3/ч
4.	Электроэнергия на технологию	45 КВт/т	34 КВт/т
5.	Вода фильтрованная 1, 4 квартал 2, 3 квартал	-	14,8 м3/т 15,4 м3/т
6.	Азот газообразный	-	23,4 т.м3/мес

 

 

 

 

Таблица 9. Нормы образования отходов производства на 1 т сульфата аммония

№ п/п	Наименование отходов, характеристика, состав, аппарат или стадия образования	Направление использования, метод очистки или уничтожения	Норма образования отходов, кг/т
			в т. ч. по проекту	в т. ч. достигнутая	Примечания

 

                 

1	2		3	4	5	6
7.1. Газообразные  отходы
7.1.1		Абгазы после вентилятора В-1, 2	В атмосферу		0,015
7.1.2		Абгазы после ротоклона поз. 32а	В атмосферу		0,1425
7.1.3		Абгазы после вакуум-насосов поз. 201-3	В атмосферу		0,005
7.1.4		Абгазы после воздушки емкости поз. 2011	В атмосферу		0,012
7.1.5		Абгазы после воздушки емкости поз. 2012	В атмосферу		0,0019
7.1.6		Абгазы после воздушек емкостей поз. 12, 3, 54	В атмосферу		0,02
7.2. Сточные воды
7.2.1		Конденсат сокового пара с отделения вакуум-кристаллизации, аппарат поз. 21	Участок НОПСВ		1,234 м3/т
7.2.2		Слив из санитарно-технического скруббера поз. 32	Участок НОПСВ		0,204 м3/т
7.2.3		Слив с конденсатора смешения поз. 117	Участок НОПСВ		2,715 м3/т
7.2.4		Слив после вакуум-насосов поз. 201-3, аппарат поз. 38	Участок НОПСВ		0,376 м3/т
7.2.5		Вода после маслохолодильников центрифуг поз. 1831-3	Участок НОПСВ		0,407 м3/т
7.2.6		Вода на разбавление стоков, аппарат поз. 38	Участок НОПСВ		6,787 м3/т
7.3. Жидкие отходы
7.3.1		Отработанный раствор из системы вакуум-кристаллизации через нейтрализатор поз. 11	Шламонакопитель		460
7.4. Твердые отходы
7.4.1		Полимерные смолы после очистки емкостей поз. 11-3, 54, 2011, 2	Площадка складирования полимерных отходов		0,4
7.4.2		Сульфат аммония некондиционный после чистки воздуховодов, промвентиляции от унесенного сульфата аммония (пыли)	Очистка отхода от примесей до качества товарного продукта		0,008

 

 

 

3.1. Охрана окружающей среды

В процессе получения сульфата аммония сточные воды образуются:

• на стадии вакуум-кристаллизации конденсат сокового пара поступает в аппарат, избыток которого самотеком сливается в коллектор органических стоков и далее в цех  НОПСВ. 

• вода после охлаждения вакуум-насосов, санитарно-технического скруббера, конденсатора, от смыва раковин лаборатории сливается через в коллектор органических стоков и далее на НОПСВ, в этот же коллектор сливается вода после охлаждения маслохолодильников центрифуг.

Для сокращения сброса хим. загрязненных стоков в цех НОПСВ, смыв с полов, вода после промывки оборудования поступает в заглубленную емкость, откуда через вакуумную емкость возвращается на переработку в нейтрализатор. Раствор сульфата аммония после мокрой очистки в ротоклоне направляется в отделение нейтрализации в линию перелива в нейтрализатор.

При работе цеха сточные воды образуются постоянно.

Источниками выбросов в атмосферу являются:

• выброс после вентиляторов из санитарно-технического скруббера;

• На мокрую очистку в последовательно работающие скрубберы поступает воздушная смесь  местных отсосов от сальников насосов, центрифуг, элеваторов, транспортеров, от коллектора воздушек аппаратов, от воздушки нейтрализатора через сепаратор.

• выброс поле ротоклона.

На мокрую очистку в ротоклон поступает пыль сульфата аммония после сушилок, циклонов.

• выброс после вакуум-насосов;

• выброс из воздушек емкостей поз.

Жидким отходом цеха является отработанный рабочий раствор из отделения вакуум-кристаллизации, который по мере накопления органических примесей после предварительной нейтрализации откачивается на шламонакопитель из нейтрализатора

Твердым отходом цеха является смолообразная органика, которая после чистки емкостей, аппаратов вывозится автотранспортом на площадку хранения полимерных отходов цеха ММА.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Производство минеральных солей удобрений составляют одну из важнеших задач химической промышленности. Ассортимент минеральных, используемых в сельском хозяйстве, самой химической промышленности, металлургии, фармацевтическом производстве, строительстве, быту, составляет сотни наименований и непрерывно растет. Масштабы добычи и выработки солей исключительно велики и для некоторых из них составляют десятки миллионов тонн в год. В наибольших количествах производятся и потребляются соединения натрия, фосфора, калия, азота, алюминия, железа, серы, меди, хлора, фтора и др. Самым крупнотоннажным является производство минеральных удобрений.