Завод по производству азотных удобрений. Производство минеральных удобрений в России: главные районы. Производство аммиачной селитры

Производство минеральных удобрений продиктовано двумя основными факторами. Это, с одной стороны, стремительный рост населения планеты, а с другой, ограниченные земельные ресурсы, пригодные для выращивания культур сельскохозяйственного назначения. Кроме того, пригодные для земледелия почвы стали истощаться, а естественный способ их восстановления требует слишком продолжительного промежутка времени.

Вопрос сокращения сроков и ускорения процесса восстановления плодородия земли, был решен благодаря открытиям в области неорганической химии. И ответом стало производство минеральных добавок. Для чего уже в 1842 году в Великобритании, а в 1868 и в России, создаются предприятия по их промышленному производству. Были произведены первые фосфатные удобрения.

Удобрениями называют вещества, которые содержат необходимые питательные элементы для растений. Существуют органические и неорганические удобрения. Различие между ними не только в способе их получения, но и в том, как быстро они, после внесения в почву, начинают выполнять свои функции – питать растения. Неорганические не проходят стадии разложения и потому начинают исполнять это гораздо быстрее.

Неорганические соединения солей, произведенные в промышленных условиях химической отраслью хозяйства, называют минеральными удобрениями.

Виды и типы минеральных составов

В соответствии от состава эти соединения бывают простые и комплексные.

Как видно из названия, простые содержат один элемент (азот или фосфор), а комплексные два и более. Комплексные минеральные удобрения подразделяют еще на смешанные, сложные и сложно-смешанные.

Неорганические удобрения отличают по компоненту, являющемуся основным в соединении: азотные, фосфорные, калиевые, сложные.

Роль производства

Производство минеральных удобрений имеет существенную долю в химической промышленности России, а около тридцати процентов приходится на экспорт.

Более тридцати специализированных предприятий производят около 7% мирового выпуска удобрений.

Занять такое место на мировом рынке, выстоять в период кризиса и продолжать выпускать конкурентоспособную продукцию стало возможно благодаря достаточно современному оборудованию и технологиям.

Наличие природного сырья, прежде всего газа и калийсодержащих руд, обеспечило до 70% поставок на экспорт, наиболее востребованных за рубежом калийных удобрений.

В настоящее время в России производство минеральных удобрений несколько уменьшилось. Тем не менее, по выпуску и экспортированию азотных составов российские предприятия занимают первое место в мире, фосфатных – второе, калийных – пятое.

География размещения производств

Уважаемые посетители, сохраните эту статью в социальных сетях. Мы публикуем очень полезные статьи, которые помогут Вам в вашем деле. Поделитесь! Жмите!

Крупнейшие российские производители

Основные тенденции

В последние несколько лет в России наблюдается значительное снижение производственных объемов в основном калийных составов.

Это происходит в связи с падением спроса на внутреннем рынке страны. Покупательная способность сельскохозяйственных предприятий и частных потребителей существенно снизилась. А цены, в первую очередь, на фосфорные удобрения, постоянно растут. Тем не менее, основную долю, производимых составов (90%) общего объема, Российская Федерация экспортирует.

Крупнейшими внешними рынками сбыта традиционно являются страны Латинской Америки и Китай.

Государственная поддержка и экспортная направленность этой подотрасли химической промышленности вселяет оптимизм. Мировая экономика требует интенсификации земледелий, а это невозможно без минеральных удобрений и увеличения объемов их производства.

И немного о секретах...

Вы когда-нибудь испытывали невыносимые боли в суставах? И Вы не понаслышке знаете, что такое:

• невозможность легко и комфортно передвигаться;
• дискомфорт при подъемах и спусках по лестнице;
• неприятный хруст, щелканье не по собственному желанию;
• боль во время или после физических упражнений;
• воспаление в области суставов и припухлости;
• беспричинные и порой невыносимые ноющие боли в суставах...

А теперь ответьте на вопрос: вас это устраивает? Разве такую боль можно терпеть? А сколько денег вы уже "слили" на неэффективное лечение? Правильно - пора с этим кончать! Согласны? Именно поэтому мы решили опубликовать эксклюзивное интервью с профессором Дикулем , в котором он раскрыл секреты избавления от болей в суставах, артритов и артрозов.

Видео — ОАО «Минеральные Удобрения»

Федеральное агентство по образованию

Тверской государственный технический университет

Кафедра «Технологии полимерных материалов»

Производство минеральных удобрений

Выполнила: Томилина О.С.

ФАС, группа БТ-0709

Проверил: Комаров А. М.

Минеральными удобрениями называют соли, содержащие элементы, необходимые для питания растений и вносимые в почву для получения высоких и устойчивых урожаев. Минеральные удобрения являются одним из важнейших видов продукции химической промышленности. Рост численности населения выдвигает перед всеми странами мира одну и ту же проблему – умелое управление способностью природы воспроизводить жизненные ресурсы и прежде всего продовольственные. Задача расширенного воспроизводства продуктов питания уже давно решается применением в сельском хозяйстве минеральных удобрений. Научными прогнозами и перспективными планами предусматривается дальнейшее увеличение мирового выпуска минеральных и органоминеральных удобрений, удобрений с регулируемым сроком действия.

Производство минеральных удобрений - одна из важнейших подотраслей химической промышленности, его объем во всем мире составляет более 100млн. т в год. В наибольших количествах вырабатывают и потребляют соединения натрия, фосфора, калия, азота, алюминия, железа, меди, серы, хлора, фтора, хрома, бария и др.

Классификация минеральных удобрений

Минеральные удобрения классифицируют по трем главным признакам: агрохимическому назначению, составу и свойствам.

1. По агрохимическому назначению удобрения делят на прямые, являющиеся источником питательных элементов для растений, и косвенные, служащие для мобилизации питательных веществ почвы улучшением ее физических, химических и биологических свойств. К косвенным удобрениям принадлежат, например, известковые удобрения, применяемые для нейтрализации кислых почв.

Прямые минеральные удобрения могут содержать один или несколько разных питательных элементов.

2. По количеству питательных элементов удобрения подразделяют на простые (одинарные) и комплексные.

В простые удобрения входит только один из трех главных питательных элементов. Соответственно простые удобрения делят на азотные, фосфорные и калийные.

Комплексные удобрения содержат два или три главных питательных элемента. По числу главных питательных элементов комплексные удобрения называют двойными (например, типа NP или РК) или тройными (NPK); последние также называют полными. Удобрения, содержащие значительные количества питательных элементов и мало балластных веществ, называют концентрированными

Комплексные удобрения, кроме того, разделяют на смешанные и сложные. Смешанными называют механические смеси удобрений, состоящие из разнородных частиц, получаемые простым тукосмешением. Если же удобрение, содержащее несколько питательных элементов, получается в результате химической реакции в заводской аппаратуре. Оно называется сложным.

Удобрения, предназначенные для питания растений элементами, стимулирующими рост растений и требующимися в весьма малых количествах, называются микроудобрениями, а содержащиеся в них питательные элементы – микроэлементами. Такие удобрения вносят в почву в очень небольших количествах. К ним относятся соли, содержащие бор, марганец, медь, цинк и другие элементы.

3. По агрегатному состоянию удобрения подразделяют на твердые и жидкие (аммиак, водные растворы и суспензии).

Большое значение имеют физические свойства удобрений. Водорастворимые удобрительные соли должны быть сыпучими, легко рассеиваться, не быть сильно гигроскопичными, не слеживаться при хранении; должны обладать такими, чтобы сохраняться на почве в течение некоторого времени, не слишком быстро вымываться дождевой водой и сдуваться ветром. Этим требованиям в наибольшей мере обладают крупнокристаллические и гранулированные удобрения. Гранулированные удобрения можно вносить не поля механизированными методами с использованием туковых машин и сеялок в количествах, строго соответствующих агрохимическим требованиям.

Фосфорные удобрения

Фосфорные удобрения в зависимости от их состава в различной степени растворимы в почвенных растворах и, следовательно, неодинаково усваиваются растениями. По степени растворимости фосфорные удобрения разделяют на водорастворимые, усвояемые растениями, и нерастворимые фосфаты. К водорастворимым относятся простой и двойной суперфосфаты. К усвояемым, т.е. растворимым в почвенных кислотах, относятся преципитат, термофосфат, плавленые фосфаты и томас-шлак. Нерастворимые удобрения содержат трудноусваемые соли фосфата, растворимые только в сильных минеральных кислотах. К ним фосфоритная мука, апатиты, костяная мука.

Сырьем для производства элементарного фосфата, фосфорных удобрений и других соединений фосфора служат природные фосфаты: апатиты и фосфориты. В этих рудах фосфор находится в нерастворимой форме, главным образом в виде фторапатита Ca 5 F(PO 4) 3 или гидроксилапатита Ca 5 OH(PO 4) 3 . Для получения легкоусваиваемых фосфорных удобрений, применяемых в любых почвах, требуется перевести нерастворимые фосфорные соли природных фосфатов в водорастворимые или легкоусваемые соли. В этом и состоит основная задача технологии фосфорных удобрений.

Растворимость фосфорнокислых солей повышается по мере увеличения их кислотности. Средняя соль Са 3 (РО 4) 2 растворима лишь в минеральных кислотах, СаНО 4 растворима в почвенных кислотах, а наиболее кислая соль СаН 2 РО 4) 2 растворима в воде. В производстве фосфорных удобрений стремятся получить возможно большую часть фосфора в виде монокальцийфосфата Са(Н 2 РО 4) 2 . Перевод нерастворимых природных солей в растворимые осуществляется разложением их кислотами, щелочами,нагреванием (термическая возгонка фосфора). Одновременно с получением растворимых солей стремятся получить фосфорные удобрения с возможно большей концентрацией фосфора.

Производство суперфосфата

Химическая промышленность выпускает простой и двойной суперфосфаты. Простой суперфосфат – самое распространенное фосфорное удобрение. Он представляет собой порошок (или гранулы) серого цвета, содержащий в основном монофосфат кальция Са(Н2РО4)2*Н2О и сульфат кальция СаSO4*0,5Н2О. В состав суперфосфата входят примеси: фосфаты железа и алюминия, кремнезем, а также фосфорная кислота. Сущность производства суперфосфата состоит в разложении природных фосфатов серной кислотой. Процесс получения суперфосфата при взаимодействии серной кислоты с кальцийфторапатитом является многофазным гетерогенным процессом, протекающим в основном в диффузионной области. Этот процесс можно условно разбить на два этапа. Первый этап – это диффузия серной кислоты к частицам апатита, сопровождаемая быстрой химической реакцией на поверхности частиц, которая идет до полного израсходования кислоты, и кристаллизация сульфата кальция:

Ca 5 F(PO 4) 3 + 5H 2 SO 4 +2,5H 2 O=5(CaSO 4 *0,5H 2 O)+H 3 PO 4 +HF+Q (а)

Второй этап – диффузия образовавшейся фосфорной кислоты в порах неразложившихся частиц апатита, сопровождаемая реакцией

Ca 5 F(PO 4) 3 +7H 3 PO 4 +5H 2 O=5Ca(H 3 PO 4) 2 *H 2 O+HF+Q (б)

Образующийся монокальцийфосфат находится сначала в растворе, при перенасыщении которого начинает кристаллизоваться. Реакция (а) начинается сразу же после смещения и заканчивается в реакционной суперфосфатной камере в течении 20-40 мин в период схватывания и затвердения суперфосфатной массы, которые происходят за счет сравнительно быстрой кристаллизации малорастворимого сульфата кальция и перекристаллизации полугидрата в ангидрит по уравнению реакции

2CaSO 4 *0,5H 2 O=2CaSO 4 +H 2 O

Последующая стадия процесса – созревание суперфосфата, т.е. образование и кристаллизация монокальцийфосфата, происходит медленно и заканчивается лишь на складе (дозревание) при вылеживание суперфосфата в течение 6-25сут. Малая скорость этой стадии объясняется замедленной диффузией фосфорной кислоты через образовавшуюся корку монокальцийфосфата, покрывающую зерна апатита, и крайне медленной кристаллизацией новой твердой фазы Са(Н 2 РО 4) 2 *Н 2 О.

Оптимальный режим в реакционной камере определяется не только кинетикой реакций и диффузией кислот, но и структурой образовавшихся кристаллов сульфата кальция, которая влияет на суммарную скорость процесса и качество суперфосфата. Ускорить диффузионные процессы и реакции (а) и (б) можно повышением начальной концентрации серной кислоты до оптимальной температуры.

Наиболее медленным процессом является дозревание. Ускорить дозревание можно охлаждением суперфосфатной массы и испарением из нее воды, что способствует кристаллизации монокальцийфосфата и повышает скорость реакции (б) вследствие увеличения концентрации Н 3 РО 4 в растворе. Для этого на складе перемешивают и распыляют суперфосфат. Содержание Р 2 О 5 в готовом суперфосфате примерно в два раза ниже, чем в исходном сырье, и составляет при переработке апатитов 19-20% Р 2 О 5.

Готовый суперфосфат содержит некоторое количество свободной фосфорной кислоты, увеличивающей его гигроскопичность. Для нейтрализации свободной кислоты суперфосфат смешивают нейтрализующими твердыми добавками или аммонизируют, т.е. обрабатывают газообразным аммиаком. Эти мероприятия улучшают физические свойства суперфосфата – уменьшают влажность, гигроскопичность, слеживаемость, а при аммонизации вводится еще один питательный элемент – азот.

Существуют периодические, полунепрерывные и непрерывные способы производства суперфосфата. В настоящее время большинство действующих заводов осуществлют непрерывный способ производства. Схема непрерывного способа производства суперфосфата приведена на рис. 1

Измельченный апатитовый концентрат (или фосфоритная мука) системой транспортеров, шнеков элеваторов передается со склада на автоматический весовой дозатор, из которого дозируется в смеситель непрерывного действия.

Серная кислота (75%-ная башенная H 2 SO 4) непрерывно разбавляется водой в дозаторе-смесителе до концентрации 68% H 2 SO 4 , контролируемой концентратомером, и подается в смеситель, в котором происходит механическое смешивание фосфатного сырья с серной кислотой. Образующаяся пульпа из смесителя передается в реакционную суперфосфатную камеру непрерывного действия, где происходит образование суперфосфата (схватывание и затвердевание пульпы в начальный период созревания суперфосфатной массы). Из суперфосфатной камеры измельченный суперфосфат подкамерным конвейером передается в отделение дообработки – склад суперфосфата, по которому равномерно распределяется разбрасывателем. Для ускорения дозревания суперфосфата его перемешивают на складе грейферным краном. Для улучшения физических свойств суперфосфата его гранулируют во вращающихся барабанах-грануляторах. В грануляторах порошкообразный суперфосфат увлажняется водой, подаваемой внутрь барабана форсунками, и «закатывается» в гранулы различных размеров, которые затем сушат, рассеивают на фракции и тарируют в бумажные мешки.

Основным аппаратом суперфосфатного производства служит суперфосфатная камера. Питание ее пульпой производится из смесителя, укрепленного непосредственно над крышкой камеры. Для непрерывного питания суперфосфатных камер применяются шнековые смесители и камерные смесители с механическим перемешиванием.

Недостатком простого суперфосфата является сравнительно небольшое содержание питательного элемента – не более 20% Р 2 О 5 из апатитового концентрата и не более 15% Р 2 О 5 из фосфоритов. Более концентрированные фосфорные удобрения можно получить при разложении фосфатной породы фосфорной кислоты.

Азотные удобрения

Большинство азотных удобрений получают синтетически: нейтрализацией кислот щелочами. Исходными материалами для получения азотных удобрений служат серная и азотная кислоты, диоксид углерода, жидкий или газообразный аммиак, гидроксид кальция и т.п. Азот находится в удобрениях или в форме катиона NH 4 + , т.е. в аммиачной форме, в виде NH 2 (амидные), или аниона NO 3 - , т.е. в нитратной форме; удобрение одновременно может содержать и аммиачный и нитратный азот. Все азотные удобрения водорастворимы и хорошо усваиваются растениями, но легко выносятся вглубь почвы при обильных дождях или орошении. Распространенным азотным удобрением является нитрат аммония или аммиачная селитра.

Производство аммиачной селитры

Аммиачная селитра – безбалластное удобрение, содержащее 35% азота в аммиачной и нитратной форме, благодаря чему она применяется на любых почвах и для любых культур. Однако это удобрения обладает неблагоприятными для его хранения и применения физическими свойствами. Кристаллы и гранулы аммиачной селитры расплываются на воздухе или слеживаются в крупные агрегаты в результате их гигроскопичности и хорошей растворимости в воде. Кроме того при изменении температуры и влажности воздуха во время хранения аммиачной селитры могут происходить полиморфные превращения. Для подавления полиморфных превращений и повышения прочности гранул аммиачной селитры применяют добавки, вводимые в процессе ее изготовления, - фосфаты и сульфаты аммония, борную кислоту, нитрат магния и др. Взрывоопасность аммиачной селитры осложняет ее производство, хранение и транспортировку.

Аммиачную селитру производят на заводах, вырабатывающих синтетический аммиак и азотную кислоту. Производственный процесс складывается из стадий нейтрализации слабой азотной кислоты газообразным аммиаком, упарки полученного раствора и гранулирования аммиачной селитры. Стадия нейтрализации основана на реакции

NH 3 +HNO 3 =NH 4 NO 3 +148, 6 кДж

Этот хемосорбционный процесс, при котором поглощение газа жидкостью сопровождается быстрой химической реакцией, идет в диффузионной области и сильно экзотермичен. Теплота нейтрализации рационально используется для испарения воды из растворов нитрата аммония. Применяя азотную кислоту высокой концентрации и подогревая исходные реагенты, можно непосредственно получить плав аммиачной селитры (конценрацией выше 95-96% NH 4 NO 3) без применения выпаривания.

Наиболее распространены схемы с неполным упариванием раствора аммиачной селитры за счет теплоты нейтрализации (рис. 2).

Основная масса воды упаривается в химическом реакторе –нейтрализаторе ИТН (использование теплоты нейтрализации). Этот реактор – цилиндрический сосуд из нержавеющей стали, внутри которого находится другой цилиндр, куда непосредственно вводится аммиак и азотная кислота. Внутренний цилиндр служит нейтрализационной частью реактора (зона химической реакции), а кольцевое пространство между внутренним цилиндром и корпусом реактора – испарительной частью. Образовавшийся раствор аммиачной селитра поступает из внутреннего цилиндра в испарительную часть реактора, где испарение воды происходит за счет теплообмена между нейтрализационной и испарительной зонами через стенку внутреннего цилиндра. Образовавшийся соковый пар отводится из нейтрализатора ИТН и используется затем как греющий агент.

Сульфатно-фосфатная добавка дозируется в азотную кислоту в виде концентрированных серной и фосфорной кислот, которые нейтрализуются вместе с азотной аммиаком в нейтрализаторе ИТН. При нейтрализации исходной азотной кислоты 58%-ный раствор аммиачной селитры на выходе из ИТН содержит 92-93% NH 4 NO 3 ; этот раствор направляется в донейтрализатор, в который подается газообразный аммиак с таким расчетом, чтобы раствор содержал избыток аммиака (около 1 г/дм 3 своб. NH 3), что обеспечивает безопасность дальнейшей работы с плавом NH 4 NO 3 . Донейтрализованный раствор концентрируют в комбинированном тарельчатом трубчатом выпарном аппарате с получением плава, содержащего 99,7-99,8% NH 4 NO 3 . Для гранулирования высококонцентрированной аммиачной селитры плав погруженными насосами перекачивается наверх грануляционной башни высотой 50-55м. Гранулирование производится разбрызгиванием плава с помощью акустических виброгрануляторов ячеечного типа, обеспечивающих однородный гранулометрический состав продукта. Охлаждение гранул производится воздухом в холодильнике кипящего слоя, состоящем из нескольких последовательных ступеней охлаждения. Охлажденные гранулы опрыскиваются ПАВ в барабане с форсунками и передаются на упаковку.

Ввиду недостатков аммиачной селитры целесообразно изготовление на ее основе сложных и смешанных удобрений. Смешением аммиачной селитры с известняком, сульфатом аммония получают известково-аммиачную селитру, сульфатнитрат аммония и др. Нитрофоску можно получить сплавлением NH 4 NO 3 с солями фосфора и калия.

Производство карбамида

Карбамид (мочевина) среди азотных удобрений занимает второе место по объему производства после аммиачной селитры. Рост производства карбамида обусловлен широкой сферой его применения в сельском хозяйстве. Он обладает большой устойчивостью к выщелачиванию по сравнению с другими азотными удобрениями, т.е. менее подвержен вымыванию из почвы, менее гигроскопичен, может применяться не только как удобрения, но и в качестве добавки к корму крупного рогатого скота. Карбамид, кроме того, широко используется для получения сложных удобрений, удобрений с регулируемым сроком действия, а также для поучения пластмасс, клеев, лаков и покрытий.

Карбамид CO(NH 2) 2 – белое кристаллическое вещество, содержащее 46.6% азота. Его получение основано на реакции взаимодействия аммиака с диоксидом углерода

2NH 3 +CO 2 =CO(NH 2) 2 +H 2 O H=-110,1 кДж (1)

Таким образом, сырьем для производства карбамида служат аммиак т диоксид углерода, получаемый в качестве побочного продукта при производстве технологического газа для синтеза аммиака. Поэтому производство карбамида на химических заводах обычно комбинируют с производством аммиака.

Реакция (1) – суммарная; она протекает в две стадии. На первой стадии происходит синтез карбамата:

2NH 3 +CO 2 =NH 2 COONH 4 H=-125,6 кДж (2)

газ газ жидкость

На второй стадии протекает эндотермический процесс отщепления воды от молекул карбамата, в результате которого и происходит образование карбамида:

NH 2 COONH 4 = CO(NH 2) 2 + Н 2 О Н=15.5 (3)

жидкость жидкость жидкость

Реакция образования карбамата аммония – обратимая экзотермическмя, протекает с уменьшением объема. Для смещения равновесия в сторону продукта ее необходимо проводить при повышенном давлении. Для того, чтобы процесс протекал с достаточно высокой скоростью, необходимы и повешенные температуры. Увеличение давления компенсирует отрицательное влияние высоких температур на смещение равновесия реакции в обратную сторону. На практике синтез карбамида проводят при температурах 150-190 С и давление 15-20 МПа. В этих условиях реакция протекает с высокой скоростью и до конца.

Разложение карбомата аммония – обратимая эндотермическая реакция, интенсивно протекающая в жидкой фазе. Чтобы в реакторе не происходило кристаллизации твердых продуктов, процесс необходимо вести при температуре ниже 98С (эвтектическая точка для системы CO(NH 2) 2 - NH 2 COONH 4).

Более высокие температуры смещают равновесие реакции вправо и повышают ее скорость. Максимальная степень превращения карбамата в карбамид достигается при 220С. Для смещения равновесия этой реакции вводят также избыток аммиака, который связывая реакционную воду, удаляет ее из сферы реакции. Однако добиться полного превращения карбамата в карбамид все же не удается. Реакционная смесь по мимо продуктов реакции (карбамида и воды) содержит также карбамат аммония и продукты его разложения – аммиак и СО 2 .

Для полного использования исходного сырья необходимо либо предусмотреть возвращение непрореагировавших аммиака и диоксида углерода, а также углеаммонийных солей (промежуточных продуктов реакции) в колонну синтеза, т.е. создание рецикла, либо отделение карбамида от реакционной смеси и направление оставшихся реагентов на другие производства, например на производство аммиачной селитры, т.е. проведение процесса по открытой схеме.

В крупнотоннажном агрегате синтеза карбамида с жидкостным рециклом и применением стриппинг-процесса (рис. 3) можно выделить узел высокого давления, узел низкого давления и систему грануляции. Водный раствор карбамата аммония и углеаммонийных солей, а также аммиак и диоксид углерода поступают в нижнюю часть колонны синтеза 1 из карбаматного конденсатора высокого давления 4. В колонне синтеза при температуре 170-190С и давлении 13-15 МПа заканчивается образование карбамата и протекает реакция синтеза карбамида. Расход реагентов подбирают таким образом, чтобы в реакторе молярное отношение NH 3:CO 2 составляло 2,8-2,9. Жидкая реакционная смесь (плав) из колонны синтеза карбамида поступает в отдувочную колонну 5, где стекает по трубам вниз. Противотоком к плаву подают сжатый в компрессоре до давления 13-15МПа диоксид углерода, к которому для образования пассивирующей пленки и уменьшения коррозии оборудования добавлен воздух в количестве, обеспечивающем в смеси концентрацию кислорода 0,5-0,8%. Отдувочная колонна обогревается водяным паром. Парогазовая смесь из колонны 5, содержащая свежий диоксид углерода, поступает в конденсатор высокого давления 4. В него же вводят жидкий аммиак. Он одновременно служит рабочим потоком в инжекторе 3, подающем в конденсатор раствор углеаммонийных солей из скруббера высокого давления 2 и при необходимости часть плава из колонны синтеза. В конденсаторе образуется карбамат. Выделяющуюся при реакции теплоту используют для получения водяного пара.

Из верхней части колонны синтеза непрерывно выходят непрореагировавшие газы, поступающие в скруббер высокого давления 2, в котором большая часть их конденсируется вследствие водного охлаждения, образуя раствор карбамата и углеаммонитйных солей.

Водный раствор карбамида, выходящий из отдувочной колонны 5, содержит 4-5% карбамата. Для окончательного его разложения раствор дросселируют до давления 0,3-0,6 МПа и затем направляют в верхнюю часть ректификационной колонны 8.

Жидкая фаза стекает в колонне вниз по насадке противотоком к парогазовой смеси, поднимающейся снизу вверх. Из верхней части колонны выходят NH 3 ,CO 2 и водяные пары. Водяные пары конденсируются в конденсаторе низкого давления 7, при этом растворяется основная часть аммиака и диоксида углерода. Полученный раствор направляют в скруббер 2. Окончательная очистка газов, выбрасываемых в атмосферу, проводится абсорбционными методами.

70%-ный раствор карбамида, выходящий из нижней части ректификационной колонны 8, отделяют от парогазовой смеси и направляют после снижения давления до атмосферного сначала на выпарку, а затем на грануляцию. Перед распылением плава в грануляционной башне 12 к нему добавляют кондиционирующие добавки, например мочевиноформальдегидную смолу, чтобы получить неслеживающееся удобрение, не портящееся при хранении.

Охрана окружающей среды при производстве удобрений

При производстве фосфорных удобрений велика опасность загрязнения атмосферы фтористыми газами. Улавливание соединений фтора важно не только с точки зрения охраны окружающей среды, но также и потому, что фтор является ценным сырьем для получения фреонов, фторопластов, фторкаучуков и т.д. Соединения фтора могут попасть в сточные воды на стадиях промывки удобрений, газоочистки. Целесообразно для уменьшения количества таких сточных вод создавать в процессах замкнутые водооборотные циклы. Для очистки сточных вод от фтористых соединений могут быть применены методы ионного обмена, осаждения с гидроксидами железа и алюминия, сорбции на оксиде алюминия и др.

Сточные воды производства азотных удобрений, содержащие аммиачную селитру и карбамид, направляют на биологическую очистку, предварительно смешивая их с другими сточными водами в таких соотношениях, чтобы концентрация карбамида не превышала 700мг/л, а аммиака – 65-70мг/л.

Важной задачей в производстве минеральных удобрений является очистка газов от пыли. Особенно велика возможность загрязнения атмосферы пылью удобрений на стадии грануляции. Поэтому газ, выходящий из грануляционных башен, обязательно подвергается пылеочистке сухими и мокрыми методами.

Список литературы

А.М. Кутепов и др.

Общая химическая технология: Учеб. для вузов/А.М. Кутепов,

Т.И. Бондарева, М.Г. Беренгартен.- 3-е изд., перераб. – М.: ИКЦ «Академкнига». 2003. – 528с.

И.П. Мухленов, А.Я. Авербух, Д.А Кузнецов, Е.С. Тумаркина,

И.Э. Фурмер.

Общая химическая технология: Учеб. для химико-техн. спец. вузов.

Производства и использования минеральных удобрений ………9 Проблемы охраны окружающей среды в связи с использованием минеральных удобрений ...

Производство серной кислоты (5)

Реферат >> Химия

Разнообразны. Значительная часть ее используется в производстве минеральных удобрений (от 30 до 60 %), многие... кислоту, которая используется в основном в производстве минеральных удобрений . Сырьем в производстве серной кислоты могут быть элементарная...

Производство и эффективность использования удобрений в сельском хозяйстве различных стран

Реферат >> Экономика

2) рассмотреть анализ производства и потребления минеральных удобрений , общую динамику внутреннего производства минеральных удобрений в 1988-2007 ... является производство минеральных удобрений . Самым крупным потребителем солей и минеральных удобрений является...

Минерально -сырьевая база и территориальная организация химической промышлености

Реферат >> География

Влияет главным образом на производство основной химии (производства минеральных удобрений , кроме калийных, серной кислоты... области (Рис. 3). Химическая промышленность представлена производством минеральных удобрений , лаков, красок, серной кислоты. Ведущие...

Этот отрасль середины ХХ века, также как и цветная промышленность, она молодая, несмотря на то, что в России жили выдающиеся люди: Менделеев(неорган. химия) и Бутлеров (орган. химия). Отрасль НТП.

Для общества необходима химизация экономики – разработка и внедрение, использование химич. технологий, широкое использование химич. материалов.

Состав отрасли:

1) горная химия (соли)

2) основная химия (кислоты, щёлочи, мин. удобрения и т.д.)

3) промышленность органического синтеза (получение полупродуктов для получения полимеров): а) производство полимеров (синтетических смол, каучук, пластмассы, химические волокна); б) отрасли по переработки полимерных материалов

4) тонкая химия (произ-во красителей, формацевтическая промыш-ность)

Особенности химической промышленности:

1. химия не знает отходов (сырьевая база неограниченна, используется также нефть, газ, уголь; использует биологические ресурсы; использует воду и воздух; использует отходы от других отраслей)

2. из одного и того же сырья вырабатываются разные продукты

3. утилизация отходов

Факторы химической промышленности:

1. сырьевой фактор важен лишь для некоторых отраслей: производство синтетических смол, соды, калийных удобрений

2. топливно-энергетический фактор (произ-во волокон, пластмасс)

3. водоемкость (потребление воды в химии превосходит в 25%, чем в металлургии)

Промышленность автоматизирована.

Размещение крайне неравномерно: сырьё для химии полимеров на Востоке, а производство на Западе.

Отрасли химии:

I.горная химия : - добыча химического сырья.

Хибинские горы (Мурманска обл., г. Кировск) – гигантское скопление 3-х видов сырья: апатиты, нефелины, фосфориты.

Месторождение фосфоритов: Ленинградская обл. (Кингисепп);

Брянская обл.,

Московская обл.,

Курская обл.,

Кемеровской обл. (Белкенское месторождение, Таштагольский район),

Республика Саха (Селигдарское месторождение)

Месторождение калийных солей: Пермский край

1 место по запасам калийных солей – Белоруссия

2 место по запасам калийных солей – Украина

Месторождение поваренной соли:

· Астраханская обл. (оз. Баскунчак – гигантское скопление, на 400 лет ресурсообеспеченность),

· Волгоградская обл. (оз. Эльтон),

· Иркутская обл. (г. Усолье-Сибирское),

· Оренбургская обл. (оз. Илецкое – Соль-Илецк)

Месторождение серы : Дагестан, Самарская обл.

II. основная химия:

Производство минеральных удобрений:

1. фосфатные

2. калийные

3. азотные

В большей степени используются азотные удобрения 40%, калийные чуть меньше 40 %, фосфатные – остальное.

Россия занимает 3ье место по производству минеральных удобрений (уступая Китаю, США). Самая экспортная отрасль.

1. грязное производство

2. есть условия для развития

В РФ удобряется лишь 30%.

Вносим на га – 12-15кг (Китай-257кг; Германия-225кг; Франция-217кг; США-103кг.)

Приволжский ФО – отрасль специализации (все 3 вида)

Сев.-Зап. ФО – специализация на фосфатные удобрения + произ-ят азотные

Центральный ФО – произ-во азотных, фосфатных.

В остальных мало. На Дальнем Востоке НЕТ.

Калийные удобрения: материалоёмкое, образовано там, где залегают калийные соли, т.е. в Пермском крае в г. Соликамск и г. Березники

Фосфатные удобрения:

1) фосфатная мука (чистое вещество менее 20%; делают, где залегают фосфориты) – Ленинградская, Брянская, Московская, Курская обл.;

2) суперфосфат (улучшенный фосфат удобрения до 40% чистого вещества)

3) двойной суперфосфат (до 50 % чистого вещества; где есть отходы и произ-ся серная кислота)

Для получения суперфосфата и двойного суперфосфата используется серная кислота

Производство фосфатных удобрений сосредоточено в Северо-Западном ф.о. и на Урале: там где называли соли.

Суперфосфат: Приволжский ФО : Самарская обл. (Тольятти), Саратовская обл. (Балаково), Пермь, Башкирия (Мелиуз);

Северо-Западный Ф.О .: Ленинградская обл. (Волхов), Кольский п-ов(Мурманская обл.) Кингесепп;

Центральный ФО : Московская обл. (Воскресенск), Брянская обл., Курская обл (г.Щегры).

Перспективы: Южная Якутия (Селегдарское), КО (Белкинское)

Азотные удобрения:

1) производство из коксового газа: располагается рядом с комбинатами чёрной металлургии полного цикла: Вологодская обл.(Череповец) – Северсталь; Кемеровская обл. – Азот; Магнитогорск; Новолипецкий метал. комбинат.

2) производство из природного газа: 1)там, где добывается: Ставропольский край (Южный ФО) – Невинномысск;

располагается по трассам газопроводов:

Московская обл. (Воскресенск);

Смоленская обл. (Дорогобуж);

Новгородская обл. (Великий Новгород)

Пермский край

Респ. Башкоркостан

3) производство из отходов нефтепереработки: Тольятти (Самарская обл.), Ангарск (Иркутская обл.)

4) из воды и воздуха: Узбекистан

Состав лесопромышленного комплекса и факторы размещения отдельных производств комплекса по территории России. Крупнейшие районы лесозаготовок, центры деревопереработки и целлюлозно-бумажной промышленности. Место России по развитию комплекса среди стран мира. Крупнейшие корпорации.

Включает:

1) введение лесного хозяйства (АПК)

2) лесозаготовка

3) механическая переработка древесины: а) целлюлозно-бумажная; б) лесохимия

Для России – это самая старая отрасль промышленности. Она уже в 17-18 веках начала развиваться

Причины развития:

1) много сырья (леса)

2) располагается во всех регионах страны

3) возрастание потребности в древесине

45 % территории страны заняты лесом: на каждого человека приходится 5 гектаров леса.

Размещена следующим образом:

1) площади покрытые лесами: Дальневосточный – Сибирский ФО, ?Поволжье?, Северо-Западный ФО – Урал;

2) по запасам леса: Сибирский ФО – Дальний Восток – ?Поволжье? – Северный район – Урал

Все ресурсы леса объединены в Единый государственный лесной фонд. В нём все леса по значимости и целевому назначению делятся:

1. 68% - леса пригодные для эксплуатационных разработок для удовлетворения потребностей страны: а) освоенные (интенсивные разработки); б) неосвоенные; в) резервные

2. 8% - леса, в которых использование лесных запасов ограничена особыми законами

3. 24% - леса заповедников; леса расположенные в курортных зонах; лесозащитные полосы вдоль ж/д. и шоссейных, а также водоохранительные территории – их нельзя вырубать.

1. Лесозаготовительная отрасль: потери составляют до 25 % при транспортировке леса.

Входит: заготовка древесины; добыча живицы(сока)(делают канифоль и скипидар); транспортировка леса до центра переработки. Вывозят с помощью трелёвочных тракторов. Крупным центром трелёвочных тракторов – Петрозаводск

По рекам:

1) сплав россыпью – молевой сплав леса

2) сплав с помощью плотов.

Главные районы лесозаготовок:

1 место занимает Северо-Западный Ф.О. (Архангельская обл., Коми, вологодская обл.);

2 место принадлежит Сибирскому Ф.О. (транспортировка через Транссиб., Красноярский край);

3 место Уральский Ф.О. и Приволжский ФО (Свердловская и Пермская области – лесозаготовка является специализацией).

2. Механическая переработка древесины:

Входит: лесопиление и производство пиломатериалов; стандартное домостроение; производство строительных деталей; мебельное производство; производство спичек, фанеры; производство спортивного инвентаря и др.

Крупные районы лесопиления и деревообработки : Северный, Волго-Вятский, Центральный

3. Целлюлозно-бумажная промышленность: самая сложная отрасль, её рассматривают как механическая и химическая переработка древесины. По этой отрасли России не входит даже в 10 стран мира.

Проблемы:

Увеличение объёма и номенклатуры

Техническое перевооружение предприятий

Целлюлозно-бумажная промышленность нуждается: в сырье; электроэнергии и материалов

Главные районы (места) :

1. Северо-Западный Ф.О.: (¼ всей производимой бумаги) в Карелии (Сегежа, Кондопога); в Архангельской обл. (Соломбальский комбинат, Новодвинский); в Коми (Сыктывкар); в Ленинградской обл. (Светогорск)

2. Приволжский Ф.О.: 1) Волго-Вятский район – Нижегородская обл. (Правдинск, Балахона); Марийская республика (Волжск); 2) Пермская область (Пермь, Красновишерск, Краснокамск – обеспечивает Воткинска ГРЭС)

3. Уральский Ф.О.: север Свердловской обл. (Краснотурьинск, Красноуральск, Нов. Ляля)

4. Сибирский Ф.О.: г. Усть-Илимск (Палм-Илимск – крупное предприятие), в Братске, в Селенгинском – комбинат, Байкальский около Иркутска.

5. Дальневосточный Ф. О.: Амурск (Хабаровский край) и на о. Сахалин (Углегорск)

Для лесного комплекса характерно образование ЛПК – это объединение на одном предприятии всех стадий лесного комплекса. Самые крупные ЛПК совпадает с целлюлозно-бумажной промышленности: Палм-Илимск, Братск, Енесейск, в Томской области в г. Асино, в Архангельске и Сыктывкаре.

Достоинства: никаких отходов;

Недостаток: вокруг ЛПК образуется мёртвая зона

Понятие «агропромышленный комплекс» (АПК) и его значение в ЕНХК. Состав АПК. Оценка уровня развития звеньев АПК в России. Проблема интенсификации отраслей комплекса. Выделить районы высокого развития АПК.

АПК – межотраслевой комплекс, назначение α – обеспечить население страны продуктами питания по научно-технологическим нормам и дать сырье д/легкой и пищевой промышленности.

АПК объединяет множество отраслей с/х и промышленности, рассматривает как единое целое, объединенное производственными, экономическими и организационными связями.

Состав АПК :

1) произ-во средств производства д/всех звеньев АПК (с/х МС, холодильные установки, весовые агрегаты, минеральные удобрения)

2) само с/х, α включает личные подсобные хоз-ва граждан, лесное и рыбное (в реках и прудах) хоз-ва, основные - растеневодство и животноводство.

3) Заготовка, хранение, переработка, доведение до потребления и т.д.

4) Инфраструктура АПК: жилье, склады, лаборатории, научно-исследовательские институты, оросительные системы.

В совокупности в АПК занято более ½ трудовых ресурсов страны. Продукция самая востребованная.

Проблемы (интенсификации ):

Обеспечить население продуктами питания (много завозим из-за рубежа: 40% - говядины и т.д.)

60-70 место по структуре потребления в мире

Уровень развития звеньев:

Разбалансированность звеньев АПК (отсутствие согласованности цен на с/х и промышлен. продукцию)

Низкая производительность труда в с/х из-за слабой механизации, дороговизны минерал. ресурсов.

В с/х в РФ занято 11% трудовых ресурсов, А в развитых странах – 3-5%.

Неразвитость инфраструктуры на селе, особенно рыночной

Сложность жизни на селе.

Высокий уровень развития АПК (отрасль специализации):

ü ЦФО (+черноземные р-ны)

ü ПФО (+р-ны Волги)

Отраслевая структура с/х. Влияние природных и социально-экономических условий на дифференциацию сельского хозяйства. Характеристика земельного фонда. Различия по Ф.О. Схема размещения с/х поиз-ва по Й. Тюнену.

Структура с/х:

ü Растениеводство

Зерновое хоз-во (произ-во зерновых культур)

Произ-во технических культур

ü Животноводство

Природные факторы

Качество земельных угодий

Продолжительность вегетационного периода (развития растения) около 100-180 дней, в зависим. от этого определяется вид, сорт.

Суммарная солнечная радиация

Характер увлажнения и обеспеченность водными ресурсами

Топография местности

Вероятность повторения природных неблагоприятных явлений

Факторы влияют на виды с/х продукции, урожайность, затраты.

Социально-экономический факторы , оказывающие влияние на развитие АПК:

Кол-во трудовых ресурсов

Близость рынков сбыта

Пути сообщения

Паретет цен (соотношение цен на промышлен. и с/х продукцию)

Организация труда

Сезонность труда в с/х

В целом хорошо обеспечены земельными угодьями (на душу населения – 1,2 га; пашней – 0,8 га). Выглядим хуже, чем США, Канада, но лучше, чем Германия.

Земельные угодья – все земли, α заняты любым видом с/х.

От общей площади страны занято 13% территории, из них пашней = 8%.

Проблемы :

1) Не имеем возможности развития экстенсивного вида хоз-ва.

2) Слабо ведется мелиорация – система мероприятий, направленная на улучшение земельных угодий. Бывает:

Физическая (освобождение от кустарников)

Биологическая (защитные полосы полей)

Химическая (удобрение)

Рыночная теория Йогана Тюнена (немец. экономист):

В 1826 г. вывел особенности размещения с/х земель в зависимости от расположения их к рынкам сбыта продукции.

Анализировал цену на хлеб, ее влияние на землю, налоги.

Предлагал вокруг города размещать с/х кругами – «Концентрированные круги Тюнена»:

1 конц. круг – интенсивное молочное животноводство; огородничество, садоводство – пригородное с/х.

2 к.к. – лесное хоз-во (чтобы дать «легкие» городу)

3 к.к. – интенсивное полеводство (технические культуры), выгонное скотоводство

4 к.к. – экстенсивное зерновое хоз-во

5 к.к. – трехпольная система земледелия (правильный агро-химический севооборот)

6 к.к. – экстенсивное скотоводство (овцеводство)

7 к.к. – пустошь

Особенность: Весь процесс воспроизводства в с/х опосредован природными факторами (биологическими законами)

Характеристика основных районов России по производству зерна и технических культур (валовой сбор, урожайность, сравнительная оценка трудовых затрат на производство продукции). Выделить ФО с высоким уровнем развития растениеводства.

Включает : произ-во зерновых культур, технических культур, кормовых, овоще-бакчевых, сады и виноградники.

Зерновое хоз-во (пшеница, ячмень, овес, просо и т.д.):

Занято более ½ пахотных культур.

Зерновая проблема не решена: необходимо произ-дить 1 т. зерна на чел, а РФ в среднем приоз-дит 500 кг.

Озимая пшеница - сеется осенью, убирается летом.

Яровая пшеница – сеется весной, убирается осенью.

Правое побережье Волги – озимая, левое – яровая.

Районы произ-ва зерна (житницы):

1 место – ЮФО (Ростовская обл., Краснодарский край, Ставропольский край, волгоградская обл.)

2 место – ПФО (Оренбургская обл., Саратовская обл., Башкирия и Татарсан Респ., Пензинская, ульяновская обл. Исключение: северные области)

3 место – СФО (Омская обл., Новосибирская обл., Алтайский край – 3основных региона)

4 место – ЦФО (р-н черноземного центра: Липецкая, Белгородская, Курская, Воронежская, Тамбовская обл. и т.д. – т.е. все, что к югу от Московской обл.)

Удельный вес с/х продукции:

1 место – ПФО = более 25% всей с/х продукции = около 14% занятых трудовых ресурсов в с/х

2 место – ЦФО = 22% = 10%

3 место – ЮФО = 21% = 21,5%

4 место – СФО =16% =12%

По стоимости произведенной с/х продукции:

1 место – ЮФО (т.к. производит чай и т.д.)

2 место – ПФО

3 место – ЦФО

4 место - СФО

Себестоимость зерна разная: разница в 2 раза.

Технические культуры – те, α дают сырье д/переработки в пищевую и легкую промышленность (лен-долгунец, сахарная свекла, подсолнечник) – занято 11% земель.

Особенности:

1) Требовательны к почвенно-климатическим условиям

2) Трудоемкие

3) Очень материалоемкие (требуют минерал. удобрения, особую технику)

Лен-долгунец . возделывается на территории старых рай-ов.

Требует: подзолистые почвы, влажное, туманное, прохладное лето.

Р-ны возделывания: Ленинград. обл., Псковская, Новгородская, Кастромская, Нижегородская, Чувашия, Марий-Эл. (ЦФО, С-ЗФО, ПФО)

Сахарная свекла – корнеплод.

Требует: тучный чернозем, жаркое, солнечное лето.

Р-ны возделывания:

1)Центрально-черноземный р-н: Белгородская, Тамбовская, Липецкая, Курская, Воронежская обл.;

Если наладить мини-завод по производству качественных удобрений, можно достаточно быстро окупить все расходы и получать прибыль. Для этого необходимо, чтоб конечный продукт содержал определенное количество минеральных веществ. Данное соотношение обозначается аббревиатурой NPK.

Она означает процентное содержание таких веществ, как азот, фосфор и калий. NPK-удобрения являются самыми эффективными для всех садовых, огородных и домашних культур. Они обеспечивают растение необходимыми элементами в определенном соотношении.

Наличие NPK-формулы в продукте – гарантия повышения урожайности в несколько раз.

Гуминовые удобрения

В процессе образования гуминовых удобрений происходит биологическое преобразование белковых тел – остатков животного происхождения, частей растения и т. д. Если искусственно вносить данные вещества в почву, можно получить следующее:

• достигается оптимальный воздушно-водный баланс грунта;
• растение лучше усваивает все минеральные удобрения, которые вносятся в почву;
• увеличивается стойкость домашних культур к разнообразным заболеваниям;
• растения быстрее растут и достигают необходимых размеров.

В состав гуминовых соединений входит азот, калий и фосфор, но их количество незначительно. Поэтому данные удобрения нельзя считать NPK-типом. Несмотря на это, они достаточно эффективны. Отличительной чертой гуминовых удобрений можно считать их повышенное содержание углерода. После применения данных веществ улучшаются свойства легкой и тяжелой почвы.

Комплексные гуминовые удобрения

Гуминовые удобрения – разновидности

Мини-завод гуминовых препаратов для подкормки растений может быть направлен на производство:

• биогумуса – продукт, который получают при помощи красных калифорнийских червей. Их помещают в емкости с навозом, после чего они перерабатывают его в удобрение;
• лигногумат – концентрированный препарат. Его получают при создании специфических условий, во время которых происходит ускоренный процесс гумификации;
• гумат калия – изготовление препарата возможно при использовании природного сырья. Его получают путем экстракции гуминовых кислот из торфа.

Технология изготовления

Мини-завод по переработке биомассы для получения гуминовых препаратов работает по достаточно простой технологии. В качестве сырья выступают:

• торф;
• навоз;
• фекалии;
• бытовые отходы;
• разнообразные растительные остатки.

На первом этапе производства гуминовых веществ происходит очистка сырья от ненужных включений, которые могут ухудшить качество удобрения. Когда получен продукт с нужными характеристиками, его измельчают и подвергают воздействию жидкого каустика. В это же время сырье находится в специальном агрегате. Он позволяет создать оптимальные условия для образования готового продукта. К таким относят повышенное давление и температура.

Влияние гуминовых удобрений на урожай

На следующем этапе происходит очищения продукта при помощи сверхзвукового кавитационного гомогенизатора. После этого смесь перемещается в специальную центрифугу, где она разделяется по плотности. Чтоб получить гуминовое удобрение более высокого качества, сырье проходит двойную обработку.

Она позволяет отделить тяжелые включения при помощи спецдекантера. В результате такой переработки можно получить два типа продукта – жидкий и сухой. Последний перед применением необходимо разводить водой.

Также мини-завод может специализироваться на производстве балластных гуминовых удобрений. Они содержат большую концентрацию разнообразных питательных веществ, в том числе минералов. Поэтому они считаются чем-то средним между обычными органическими и гуминовыми веществами для подкормки растений.

Производство биогумуса

Особенности бизнеса

Мини-завод такого типа будет прибыльным, если установить его в месте, где можно получить бесплатно или по минимальной цене большой объем биомассы.

Оптимальным вариантом считается организация предприятия около следующих объектов:

• частных фермерских коровников, свинарников или птичников;
• племенных хозяйств по разведению крупного рогатого скота;
• фермерских предприятий, которые содержат лошадей, кроликов или других животных;
• свалок пищевых отходов;
• черты города или в сельской местности, где население занимается разведением домашнего скота;
• предприятий, которые работают в сфере деревообработки и нуждаются в утилизации отходов.

Принцип работы оборудования для производства гуминового удобрения

Переработка биологических отходов для получения жидких гуминовых удобрений возможна при помощи специальной закрытой емкости с бескислородной средой внутри. Она называется биоактиватор.

Каждая емкость данного типа дополнительно оборудуется специальным клапаном для стравливания метана, который образуется в процессе переработки отходов. Также биоактиватор имеет крышку. Через нее происходит закладка подготовленного сырья в пропорции 1:1 с водой. Также чтоб ускорить процесс производства удобрения, каждая емкость оснащена мощными ТЭНами.

На протяжении 24-48 часов в биоактиваторе нужно поддерживать стабильную температуру на уровне 50-60°С. По истечении этого термина процесс становится термически стабильным. Также чтоб получить качественный продукт, необходимо постоянно перемешивать смесь. Это нужно делать каждые 6 часов, что препятствует образованию корки, которая негативно влияет на процесс переработки отходов.

В среднем гниение биомассы продолжается 2-3 недели. Определить завершение этого процесса можно, если прекращается поступление метана в накопительную емкость. Полученное жидкое гуминовое удобрение можно разливать по банкам и использовать по назначению.

Характеристики линии для производства

Мини-завод для производства жидких гуминовых удобрений может работать на основе готового комплекта оборудования. На рынке популярны агрегаты «БУГ» разной мощности. Они обладают следующими характеристиками:

• стоимость – от 99 до 770,4 тыс. руб.;
• объем биоактиватора – 0,5-12 куб. м;
• вместительность газгольдера – 1-2 куб. м;
• объем загрузки сырья на сутки (в пропорции 1:1 с водой) – от 50 до 2400 л;
• суточный выход биогаза – 1-12 куб. м.;
• расход электроэнергии за 24 часа – от 2 до 40 кВт;
• необходимая площадь для установки биоактиватора – от 3 до 50 кв. м.

Такой мини-завод может работать на базе производственного помещения или на улице. На каждом агрегате «БУГ» присутствует многослойная теплозащита. Также оборудование оснащено приборами для автоматизации процесса подогрева. Привод перемещения субстрата может быть электрическим или ручным.

Бизнес-план

Завод данного типа можно укомплектовать самостоятельно, используя самое простое оборудование. Для этого нужно купить:

• большие емкости объемом от 2 куб. м – 500-600 долларов;
• ТЭН и клапаны – 100-200 долларов;
• подключение электродвигателей – 300 долларов;
• всего получается – 1100 долларов.

Также существуют поточные расходы:

• пластиковая тара (за 1000 штук) – 60 долларов;
• этикетки (за 1000 штук) – 30-40 долларов;
• заработная плата рабочих – 5-6 долларов за 1 час.

Цена такого жидкого гуминового удобрения составляет 5-6 долларов за бутылку. Такой завод небольшой мощности полностью окупится примерно через 1,5-2 месяцев.

Видео: Органическое гуминовое удобрение

Минеральные удобрения классифицируют по трем главным признакам: агрохимическому назначению, составу, свойствам и способам получения.

По агрохимическому назначению удобрения разделяют на прямые, являющиеся источником питательных элементов для растений, и косвенные, служащие для мобилизации питательных веществ почвы путем улучшения ее физических, химических и биологических свойств. К косвенным удобрениям принадлежат, например, известковые удобрения, применяемые для нейтрализации кислых почв, структурообразующие удобрения, способствующие агрегированию почвенных частиц тяжелых и суглинистых почв и др.

Прямые минеральные удобрения могут содержать один или несколько разных питательных элементов. По количеству питательных элементов удобрения подразделяются на простые (односторонние, одинарные) и комплексные.

В простые удобрения входит только один из трех главных питательных элементов: азот, фосфор или калий. Соответственно, простые удобрения делят на азотные, фосфорные и калийные.

Комплексные удобрения содержат два или три главных питательных элементов. По числу главных питательных элементов комплексные удобрения называются двойными (например, типа NP или PK) и тройными (NPK); последние называют также полными. Удобрения, содержащие значительные количества питательных элементов и мало балластных веществ, называются концентрированными.

Комплексные удобрения, кроме того, разделяются на смешанные и сложные. Смешанными называются механические смеси удобрений, состоящие из разнородных частиц, получаемые простым тукосмешением. Если же удобрение, содержащее несколько питательных элементов, получается в результате химической реакции в заводской аппаратуре, оно называется сложным.

Удобрения, предназначенные для питания растений элементами, стимулирующими рост растений и требующимися в весьма малых количествах, называются микроудобрениями, а содержащиеся в них питательные элементы – микроэлементами. Такие удобрения вносят в почву в количествах, измеряемых долями килограмма или килограммами на гектар. К ним относятся соли, содержащие бор, марганец, медь, цинк и другие элементы.

По агрегатному состоянию удобрения разделяются на твердые и жидкие (например, аммиак, водные растворы и суспензии).

2. Руководствуясь физико-химическими основами процессов получения простого и двойного суперфосфатов, обоснуйте выбор технологического режима. Приведите функциональные схемы производств.

Сущность производства простого суперфосфата состоит в превращении природного фтор-апатита, нерастворимого в воде и почвенных растворах, в растворимые соединения, преимущественно в монокальцийфосфат Ca(H 2 PO 4) 2 . Процесс разложения может быть представлен следующим суммарным уравнением:

Практически в процессе производства простого суперфосфата разложение протекает в две стадии. На первой стадии около 70% апатита реагирует с серной кислотой. При этом образуются фосфорная кислота и полугидрат сульфатакальция:

Выкристаллизовавшиеся микрокристаллы сульфата кальция образуют структурную сетку, удерживающую большое количество жидкой фазы, и суперфосфатная масса затвердевает. Первая стадия процесса разложения начинается сразу после смешения реагентов и заканчивается в течение 20 – 40 мин в суперфосфатных камерах.

После полного израсходования серной кислоты начинается вторая стадия разложения, в которой оставшийся апатит (30%) разлагается фосфорной кислотой:

Основные процессы проходят на первых трех стадиях: смешение сырья, образование и затвердевания суперфосфатной пульпы, дозревания суперфосфата на складе.

Простой гранулированный суперфосфат – дешевое фосфорное удобрение. Однако он имеет существенный недостаток – низкое содержание основного компонента (19 – 21% усвояемого) и высокую долю балласта – сульфата кальция. Его производят, как правило, в районах потребления удобрений, так как экономичнее доставлять концентрированное фосфатное сырье к суперфосфатным заводам, чем перевозить на дальние расстояния низкоконцентрированный простой суперфосфат.

Получить концентрированное фосфорное удобрение можно, заменив серную кислоту при разложении фосфатного сырья на фосфорную. На этом принципе основано производство двойного суперфосфата.

Двойного суперфосфата – концентрированное фосфорное удобрение, получаемое разложением природных фосфатов фосфорной кислотой. Он содержит 42 – 50% усвояемого, в том числе в водорастворимой форме 27 – 42% , т. е. в 2 – 3 раза больше, чем простой. По внешнему виду и фазовому составу двойной суперфосфат похож на простой суперфосфат. Однако он почти не содержит балласта – сульфата кальция.

Двойной суперфосфат можно получать по технологической схеме, аналогичной схеме получения простого суперфосфата. Такой метод получения двойного суперфосфата носит название камерного. Его недостатками являются длительное складное дозревание продукта, сопровождающееся неорганиванными выделениями вредных фтористых соединений в атмосферу, и необходимость применения концентрированной фосфорной кислоты.

Более прогрессивным является поточный метод производства двойного суперфосфата. В нем используют более дешевую неупаренную фосфорную кислоту. Метод является полностью непрерывным (отсуствует стадия длительного складского дозревания продукта).

Простой и двойной суперфосфаты содержат в легко усваиваемой растениями форме. Однако в последние годы больше внимания стало уделяться выпуску удобрений с регулируемам сроком действия, в частности долговременно действующих. Для получения таких удобрений можно покрыть гранулы суперфосфата оболочкой, регулирующей высвобождение питательных веществ. Другой путь – смешение двойного суперфосфата с фосфоритной мукой. Это удобрение содержит 37 – 38% , в том числе около половины – в быстродйствующей водорастворимой форме и около половины – в медленнодействующей. Применение такого удобрения удлиняет срок его эффективного действия в почве.

3. Почему технологический процесс получения простого суперфосфата включает стадию хранения (дозревания) на складе?

Образующийся монокальцийфосфат в отличие от сульфата кальция не сразу выпадают в осадок. Он постепенно насыщает раствор фосфорной кислоты и начинает выкристаллизовываться в виде, когда раствор становится насыщенным. Реакция начинается в суперфосфатных камерах и длится еще в течение 5 – 20 сут хранения суперфосфата на складе. После дозревания на складе разложение фторапатита считают практически законченным, хотя в суперфосфате еще остается небольшое количество неразложившегося фосфата и свободной фосфорной кислоты.

4. Приведите функциональную схему получения комплексных NPK – удобрений.

5. Руководствуясь физико – химическими основами получения аммиачной селитры, обоснуйте выбор технологического режима и конструкции аппарата ИТН (использование теплоты нейтрализации.). Приведите функциональную схему производства аммиачной селитры.

В основе процесса производства аммиачной селитры лежит гетерогенная реакция взаимодействия газообразного аммиака с раствором азотной кислоты:

Химическая реакция протекает с большой скоростью; в промышленном реакторе она лимитируется растворением газа в жидкости. Для уменьшения диффузионного торможения процесса большое значение имеет перемешивание реагентов.

Реакцию проводят в непрерывно действующем аппарате ИТН (использование теплоты нейтрализаuии). Реактор представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат, состоящий из реакционной и сепарационной зон. В реакционной зоне имеется стакан 1,в нижней части которого находятся отверстия для циркуляции раствора. Несколько выше отверстий внутри стакана размещен барботер 2 для подачи газообразного аммиака,

над ним барботер 3 для подачи азотной кислоты. Реакционная парожидкостная смесь выходит из верхней части реакционного стакана. Часть раствора выводится из аппарата ИТН и поступает в донейтрализатор, а остальная часть (циркуляционная) вновь идет

вниз. Выделившийся из паражидкостной смеси соковый пар отмывается на колпачковых тарелках 6 от брызг раствора аммиачной селитры и паров азотной кислоты 20%-ным раствором селитры, а затем конденсатом сокового пара. Теплота реакции используется для частичного испарения воды из реакционной смеси (отсюда и название аппарата­

ИТН). Разница в температурах в различных частях аппарата приводит к более интенсивной циркуляции реакционной смеси.

Технологический процесс производства аммиачной селитры включает кроме стадии нейтрализации азотной кислоты аммиаком также стадии упаривания раствора селитры, гранулирования сплава селитры, охлаждения гранул, обработки гранул поверхностно-активными веществами, упаковки, хранения и погрузки селитры, очистки газовых выбросов и сточных вод.

6. Какие меры принимают для снижения слёживаемости удобрений?

Эффективным средством для уменьшения слеживания является обработка поверхности гранул поверхностно – активными веществами. В последние годы стали распространенными способы создания вокруг гранул различных оболочек, которые, с одной стороны, предохраняют удобрение от слеживания, с другой стороны, позволяют регулировать во времени процесс растворения питательных веществ в почвенных водах, т. е. создавать долговременно действующие удобрения.

7. Из каких стадий состоит процесс получения карбамида? Приведите функциональную схему производства карбамида.

Карбамид (мочевина) среди азотных удобрений занимает второе место по объему производства после аммиачной селитры. Рост производства карбамида обусловлен широкой сферой его применения в сельском хозяйстве. Он обладает большей устойчивостью к выщелачиванию по сравнению с другими азотными удобрениями, т. е. менее подвержен вымыванию из почвы, менее гигроскопичен, может применяться не только как удобрение, но и в качестве добавки к корму крупного рогатого скота. Карбамид, кроме того, широко используется для получения сложных удобрений, удобрений с регулируемым сроком действия, а также для получения пластмасс, клеев, лаков и покрытий.

Карбамид - белое кристаллическое вещество, содержащее 46,6 мас. % азота. Его поучения основано на реакции взаимодействия аммиака с диоксидом углирода:

Таким образом, сырьем для производства карбамида служит аммиак и диоксид углерода, получаемый в качестве побочного продукта при производстве технологического газа для синтеза аммиака. Поэтому производство карбамида на химических заводах обычно комбинируют с производством аммиака.

Реакция – суммарная; она протекает в две стадии. На первой стадии протекает синтез карбамида:

На второй стадии происходит эндотермический процесс отщепления воды от молекулы карбамида, в результате которого и происходит образование карбамида:

Реакция образования карбамата аммония – обратимая экзотермическая реакция, протекает с уменьшением объема. Для смещения равновесия в сторону продукта ее необходимо проводить при повышенном давлении. Для того чтобы процесс протекает с достаточно высокой скоростью, необходимо повышенные температуры. Повышение давления компенсирует отрицательное влияние высоких температур на смещение равновесии реакции в обратную сторону. На практике синтез карбамида протекает при температурах 150 – 190 0 С и давлении 15 – 20 Мпа. В этих условиях реакция протекает с высокой скоростью и практически до конца.

Разложение карбамада аммония – обратимая эндотермическая реакция, интенсивно протекающая в жидкой фазе. Для того чтобы в реакторе не происходило кристаллизации твердых продуктов, процесс необходимо вести при температурах не ниже 98 0 С. Более высокие температуры смещают равновесие реакции вправо и повышают ее скорость. Максимальная степень превращения карбамада в карбамид достикается при температуре 220 0 С. Для смещения равновесия этой реакции применяют также введение избытка аммиака, который, связывая реакционную воду, удаляет ее из сферы реакции. Однако добавить полного превращения карбамада в карбамид все же не удается. Реакционная смесь помимо продуктов реакции (карбамида и воды) содержит также карбонат аммония и продукты его разложения – аммиак и CO 2 .

8. Каковы основные источники загрязнения ОС при производстве минеральных удобрений? Как уменьшить газовые выбросы и вредные выбросы со сточными водами в производстве фосфорных удобрений, аммиачной селитры, карбамида?

При производстве фосфорных удобрений велика опасность загрязнения атмосферы фтористыми газами. Улавливание соединений фтора важно не только с точки зрения ООС, но также и потому, что фтор является ценным сырьем для получения фреонов, фторопластов, фторкаучуков и т. д. Для поглощения фтористых газов используют абсорбцию водой с образованием кремнефтористоводородной кислоты. Соединения фтора могут попасть и в сточные воды на стадиях промывки удобрений, газоочистки. Целесообразно для уменьшения количества таких сточных вод создавать в процессах замкнутые водооборотные циклы. Для очистки сточных вод от фтористых соединений могут быть применены методы ионного обмена, осаждения с гидроксидами железа и алюминия, сорбция на оксиде алюминия и др.

Сточные воды производства азотных удобрений, содержащие аммиачную селитру и карбамид, направляют на биологическую очистку, предварительно смешивая их с другими сточными водами в таких соотношениях, чтобы концентрация карбамида не превышала 700 мг/л, а аммиака -65 – 70 мг/л.

Важной задачей в производстве минеральных удобрений является очистка отходящих газов от пыли. Особенно велика возможность загрязнения атмосферы пылью удобрений на стадии грануляции. Поэтому газ, выходящий из грануляционных башен, обязательно подвергается пылеочистке сухими и мокрыми методами.