Часть дипломной работы на тему Техническое решение стадии нейтрализации в производстве аммиачной селитры, модифицированной азотнокислотной вытяжкой

Содержание:

Введение 3
2. Технологическая часть 5
2.1. Характеристика производимой продукции 5
2.2. Азотнокислая вытяжка как часть технологических процессов получения нитроаммофоски и аммиачной селитры 6
2.2. Использование АКВ как добавки против слеживаемости 10
2.3. Производство нитроаммофоски 12
2.3.1.Разложение апатитового концентрата азотной кислотой 13
2.3.2 Кристаллизация нитрата кальция 15
2.3.3 Регенерация (охлаждение) хладагента 17
2.3.4 Фильтрация и промывка кристаллов нитрата кальция (СN) 17
2.3.5 Нейтрализация раствора нитрофосфата аммиаком 20
2.3.6 Упаривание раствора нитроаммофоса (NP) 22
2.3.7 Подготовка хлористого калия (KCl) 25
2.3.8 Гранулирование нитроаммофоски 26
2.3.9 Рассев, охлаждение и кондиционирование готового продукта 27
(NPK) 27
2.3.10 Конверсия нитрата кальция (CN) 28
2.3.11 Фильтрация карбоната кальция (СаСО3) 30
2.3.12 Сушка карбоната кальция (СаСО3) 31
2.3.13 Упарка растворов аммиачной селитры (AN) 31
2.4. Расчет материального баланса стадии нейтрализации в производстве аммиачной селитры, модифицированной азотнокислотной вытяжкой 32
4. ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 40
4.1 Экономическое обоснование проекта 40
4.1. Расчет капитальных вложений в проект 40
4.3 Расчет текущих производственных издержек 42
4.4 Расчет показателей экономического эффекта 47
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 51
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 52

Введение:

Введение

Мировое потребление минеральных удобрений до 2020 года будет расти на 2,3-2,5 % в год и к концу десятилетия составит около 215 млн. т питательных веществ. Видовая структура потребления будет оставаться практически неизменной: азотные удобрения — 59 % (127 млн. т ), фосфатные — 24 % (52 млн. т), калийные — 17 % (36 млн. т).

Рис. 1. Мировое потребления минеральных удобрений в 2012–13 годах
Общий мировой баланс предложения и спроса на рынке минеральных удобрений за последние годы претерпел заметные изменения. В 2000–2010 годах в силу растущего спроса в странах Азии, Африки и Латинской Америки профицит сократился на 38 % — с 22 млн. т до 13,7 млн. т питательных веществ.
Производство минеральных удобрений является одним из наиболее развитых сегментов российской химической промышленности. Россия входит в пятерку крупнейших в мире производителей и экспортеров каждого вида минеральных удобрений, по производству калийных удобрений она занимает второе место после Канады (около 24% мирового производства), по производству фосфатных удобрений — также второе место (около 8% мирового рынка), азотных – четвертое (около 8%). На долю минеральных удобрений приходится более 20% товарной продукции химической и нефтехимической промышленности России и более 35% экспорта химической продукции.
На текущий момент низкая себестоимость минеральных удобрений российского производства остается основным конкурентным преимуществом. Среди основных проблем отрасли можно выделить:
— низкий технический уровень производства, высокая степень износа оборудования, устаревшие технологии (только 20% технологий подотрасли можно считать современными с точки зрения стандартов развитых стран);
— высокая тепло- и энергоемкость производства (доля энергоносителей в себестоимости продукции составляет от 25 до 50%).
В последнее время возрастает интерес к развитию и модернизации производств минеральных удобрений, ведутся исследования и разработки новых месторождений минерального сырья. Одним из существенным вопросов модернизации есть улучшение экологической обстановки вокруг производств минудобрений. Производство удобрений методом азотнокислотного разложения природных фосфатов значительно может повлиять на снижение количества твердых отходов, в первую очередь фосфогипса.
Использование серной кислоты существенно удорожает производство NPK-удобрений. Одним из явных преимуществ азотнокислого разложения фосфатного сырья как раз и заключается в том, что резко уменьшается или вовсе отметается потребность в серной кислоте. Азотная кислота производится в процессе окисления аммиака, что синтезируется за счет атмосферного азота. Цехи по производству NPK-удобрений оттого целесообразно обустраивать рядом с производствами аммиака и азотной кислоты, подвозя туда лишь хлористый калий и апатит.

Заключение:

В данном дипломном проекте рассматривалось отделение нейтрализации азотной кислоты газообразным аммиаком с введением добавки жидких комплексных удобрений и получением сложного азотно-фосфатного удобрения на основе аммиачной селитры.
Отдельно рассматривалось отделение получение нитроаммофоски с акцентированием внимания на свойствах и технологии дальнейшей обработки азотнокислой вытяжки (АКВ).
Проведя анализ литературных данных, изучив достоинства и недостатки различных кондиционирующих добавок, а также различных технологических схем выбрана добавка на основе азотнокислой вытяжки (АКВ) и агрегат АС-72М.
Перевод агрегата АС-72 на производство аммиачной селитры с применением в качестве добавки АКВ имеет ряд преимуществ:
— улучшение качества удобрения (снижение слеживаемости, повышение термостабильности, расширение состава питательных веществ, повышение прочности гранул).
В технологической части был произведён расчёт материального и теплового баланса аппарата ИТН.
Был произведён расчёт основного технологического оборудования: аппарата ИТН.
Прибыль предприятия от производства и реализации САФУ составляет 195 тыс. руб. Капитальные вложения в проект окупаются за 7 месяцев.

Мировое потребление минеральных удобрений до 2020 года будет расти на 2,3-2,5 % в год и к концу десятилетия составит около 215 млн. т питательных веществ. Видовая структура потребления будет оставаться практически неизменной: азотные удобрения — 59 % (127 млн. т ), фосфатные — 24 % (52 млн. т), калийные — 17 % (36 млн. т).

Рис. 1. Мировое потребления минеральных удобрений в 2012–13 годах
Общий мировой баланс предложения и спроса на рынке минеральных удобрений за последние годы претерпел заметные изменения. В 2000–2010 годах в силу растущего спроса в странах Азии, Африки и Латинской Америки профицит сократился на 38 % — с 22 млн. т до 13,7 млн. т питательных веществ.
Производство минеральных удобрений является одним из наиболее развитых сегментов российской химической промышленности. Россия входит в пятерку крупнейших в мире производителей и экспортеров каждого вида минеральных удобрений, по производству калийных удобрений она занимает второе место после Канады (около 24% мирового производства), по производству фосфатных удобрений — также второе место (около 8% мирового рынка), азотных – четвертое (около 8%). На долю минеральных удобрений приходится более 20% товарной продукции химической и нефтехимической промышленности России и более 35% экспорта химической продукции.
На текущий момент низкая себестоимость минеральных удобрений российского производства остается основным конкурентным преимуществом. Среди основных проблем отрасли можно выделить:
— низкий технический уровень производства, высокая степень износа оборудования, устаревшие технологии (только 20% технологий подотрасли можно считать современными с точки зрения стандартов развитых стран);
— высокая тепло- и энергоемкость производства (доля энергоносителей в себестоимости продукции составляет от 25 до 50%).
В последнее время возрастает интерес к развитию и модернизации производств минеральных удобрений, ведутся исследования и разработки новых месторождений минерального сырья. Одним из существенным вопросов модернизации есть улучшение экологической обстановки вокруг производств минудобрений. Производство удобрений методом азотнокислотного разложения природных фосфатов значительно может повлиять на снижение количества твердых отходов, в первую очередь фосфогипса.
Использование серной кислоты существенно удорожает производство NPK-удобрений. Одним из явных преимуществ азотнокислого разложения фосфатного сырья как раз и заключается в том, что резко уменьшается или вовсе отметается потребность в серной кислоте. Азотная кислота производится в процессе окисления аммиака, что синтезируется за счет атмосферного азота. Цехи по производству NPK-удобрений оттого целесообразно обустраивать рядом с производствами аммиака и азотной кислоты, подвозя туда лишь хлористый калий и апатит.

Фрагмент текста работы:

2. Технологическая часть

2.1. Характеристика производимой продукции

Химическое наименование — аммоний азотнокислый.
Торговое наименование — аммиачная селитра.
Химическая формула аммиачной селитры — NН4NО3.
Молекулярная масса аммиачной селитры — 80,043 г/моль.
Получаемый в агрегате АС-72 готовый продукт — селитра аммиачная гранулированная должна соответствовать требованиям ГОСТ 2-2013.
Таблица 2.1.
Показатели качества аммиачной селитры согласно ГОСТ 2-2013.
Наименование показателя
Норма для марки Метод анализа
А Б

Высший сорт Первый сорт Второй сорт
1 Внешний вид Гранулы белого цвета или слегка окрашенные без механических примесей По 7.3 настоящего стандарта
2 Суммарная массовая доля нитратного и аммоний¬ного азота в пересчете на:
NH4NO3 в сухом вещест¬ве, %,не менее
азот в сухом веществе, %,не менее 98
Не нормируется Hi
34,4 ;нормируете 34,4 я
34,0 По ГОСТ 30181.6 и
7.4 настоящего стан¬дарта
По ГОСТ 30181.4 и
7.5 настоящего стан¬дарта
3 Массовая доля воды,
%, не более:
гигроскопической
с сульфатной и сульфат- По ГОСТ 20851.4 и
но-фосфатной добавками 0,2 0,2 0,2 0,3 7.6.1 настоящего стан-
дарта
с добавками нитратов
кальция и магния 0,3 0,3 0,3 0,3 То же
общей
с сульфатной и сульфат- По ГОСТ 14870 и
но-фосфатной добавками 0,5 0,5 0,5 0,5 7.6.2 настоящего стан-
дарта
с добавками нитратов
кальция и магния 0,6 0,6 0,6 0,6 Тоже
4 рН водного раствора с
массовой долей 10 %, не
менее:
с добавкой нитратов По 7.10 настоящего
кальция и магния 5,0 5,0 5,0 5,0 стандарта
с сульфатно-фосфатной
добавкой 4,5 4,5 4,5 4,5 Тоже
с сульфатной добавкой 4,0 4,0 4,0 4,0 Тоже
5 Массовая доля ве- По 7.11 настоящего
ществ, нерастворимых в стандарта
10 %-ном растворе азотной

кислоты, %, не более 0,2 Не нормируется
6 Гранулометрический По ГОСТ 21560.1 и
состав: 7.12 настоящего стан-
массовая доля гранул дарта
размером от 1 до 3 мм, %,
не менее 93 Н« ; нормируете я
массовая доля гранул
размером от 1 до 4 мм, %,
не менее Не нормируется 95 95 95
в том числе гранул раз-
мером от 2 до 4 мм, %, не
менее Не нормируется 80 50 Не нор-
мируется
массовая доля гранул
размером менее 1 мм, %, не
более 4 3 3 4
массовая доля гранул
размером более 6 мм, % 0 0 0 0
7 Статическая проч- По ГОСТ 21560.1 и
ность гранул, МПа (кгс/см2), 7.13 настоящего стан-
не менее — 16,3 14,3 10,2 дарта
или в пересчете на гра-
нулу, Н (кгс), не менее: 5 (0,5) — 7 (0,7) 5 (0,5)
с сульфатной и сульфат-
но-фосфатной добавками — 10 (1,0) — —
с добавками нитратов
кальция и магния — 8 (0,8) — —

Аммиачная селитра, что образуется по итогу очищения оборудования, просыпи аммиачной селитры с транспортерных лент возможно использование в качестве полноценных минеральных удобрений. Продукт с места образования пакуется в мешки и продается в качестве аммиачной селитры III сорта, согласно ТУ 2181-021-00206486-2004 (издание 2).