- •Раздел 6. Современные химические технологии лекция № 43. Основные понятия в химической технологии. Задачи развития и повышения конкурентоспособности продукции на внешних рынках.
- •Классификация предметов труда химической промышленности по происхождению и стоимости
- •Стоимость
- •Р ис. 40. Структура экспорта товаров в 2005 году (% от общего объема экспорта)
- •Лекция № 44. Современные технологические процессы в химической промышленности Химические процессы
- •Электрохимические процессы
- •Биохимические процессы
- •Плазменные процессы
- •Радиационно-химические процессы
- •Фотохимические процессы
- •Лекция №45.
- •Технологические схемы кислот.
- •Совершенствование производственных процессов
- •Неорганические кислоты и основные рынки их потребления
- •Производство серной кислоты
- •Производство азотной кислоты
- •Производство соляной кислоты
- •Лекция № 46. Производство продукции основной химии. Совершенствование технологических процессов. Содовые продукты
- •Кальцинированная сода
- •Едкий натр (каустическая сода)
- •Питьевая сода
- •Минеральные удобрения.
- •Динамика производства минеральных удобрений (в миллионах тонн)
- •Страны - импортеры минеральных удобрений (2003 год).
- •Азотные удобрения
- •Фосфорные удобрения
- •Калийные удобрения
- •Комплексные удобрения
- •Микроудобрения
- •Лекция 47. Современное производство химических высокомолекулярных соединений и изделий из них
Страны - импортеры минеральных удобрений (2003 год).
Страна |
Объем, тыс. тонн |
% |
Турция |
97,6 |
24,8 |
Алжир |
51,4 |
13,1 |
Китай |
51,2 |
13,0 |
Великобритания |
43,4 |
11,0 |
Италия |
30,0 |
7,6 |
Польша |
16,5 |
4,2 |
Малайзия |
15,3 |
3,9 |
Мексика |
15,1 |
3,8 |
Азотные удобрения
Известно более 20 наименований азотных удобрений. Они подразделяются на аммиачные, нитратные, аммиачно-нитратные и амидные. Все азотные удобрения водорастворимы. В больших масштабах выпускается аммиачная селитра и карбамид. Аммиачную селитру получают нейтрализацией 50—58% азотной кислоты газообразным аммиаком:
HNO3+NH3 = NH4NO3+Q.
Теплота реакции используется на испарение влаги из образовавшегося нитрата аммония в реакторах ИТН 1 (реактор использования теплоты нейтрализации, рис. 47).
Рис. 47. Технологическая схема производства аммиачной селитры:
1-реактор ИТН, 2-внутренний цилиндр, 3-нейтрализатор, 4-вакуум-выпарные аппараты, 5-грануляционная башня, 6-конвейер
Стенки внутреннего цилиндра 2, где происходит процесс, разогреваясь до 110° С, передают теплоту раствору аммиачной селитры, повышая содержание в нем NH4NO3 до 82%. Остатки кислоты нейтрализуют аммиачной водой в донейтрализаторе 3. Полученный слабощелочной раствор после упаривания в вакуум-выпарных аппаратах 4 до содержания 98—99% NH4NO3 направляют в грануляционную башню 5, затем конвейером 6 — на склад или на фасовочно-затаровочные автоматы. Производительность современных установок, составляющая 1500 т/сут, обеспечивает снижение себестоимости аммиачной селитры на 25 — 40%, капитальных вложений — на 10 —25% и затрат живого труда — на 15%. Создаются агрегаты мощностью 3000 т/сут, в которых перспективно использование азотной кислоты более высокой концентрации (60 — 70%), что позволяет снизить капитальные вложения, ликвидировав стадию упаривания, и эксплуатационные расходы на функционирование вакуум-выпарных аппаратов. С целью устранения основных недостатков аммиачной селитры (гигроскопичности, слеживаемости и взрывоопасности) производство ее совершенствуется в следующих направлениях: улучшается гранулометрический состав (изменением режимов упаривания, грануляции и сушки с применением более совершенных аппаратов); вводятся в продукт добавки, ликвидирующие гигроскопичность; изготовляются комплексные и жидкие удобрения на основе аммиачной селитры. Из аммиачной селитры получают комплексные удобрения, например, известково-аммиачную селитру, сульфат-нитрат аммония, нитрофоску и взрывчатые вещества.
Карбамид более эффективен по сравнению с другими азотными удобрениями, так как он менее гигроскопичен, взрыво- и огнебезопасен. Он может широко применяться в качестве компонента комплексных удобрений, как добавка в корма, сырье для производства синтетических смол (клеев, волокон), пластмасс и лекарственных препаратов. Его синтезируют по суммарной реакции
2NH3+CO2<=> (NH2)2CO+H2O +Q
идущей во внутреннем стакане 4 колонны синтеза 3 (рис. 48) при температуре до 200° С. Степень превращения оксида углерода, нагнетаемого в колонну компрессором 2, не превышает 70%. Непрореагировавшие NНз и С02 отгоняют в дистилляционной колонне 5, возвращая после разделения на синтез. Аммиак закачивается в колонну 3 насосом 1. Сплав, содержащий около 35% карбамида, подается в вакуум-выпарные аппараты 6, 7 и далее через сборник 8 на грануляцию в башню 9. Из нее конвейером 10 карбамид направляется на склад или на фасовочно-затаровочные автоматы.
Мощность действующих установок составляет 450—600 т/сут, а вновь вводимых в эксплуатацию агрегатов — 1500 т/сут В последних утилизируется теплота реакции и весь оксид углерода.
Рис. 48. Технологическая схема получения карбамида:
1-насос, 2-компрессор, 3-колонна синтеза, 4-внутренний стакан, 5-дистиляционная колонна, 6,7- вакуум-выпарные аппараты, 8-сборник, 9-башня, 10-конвейер