'

ПРОИЗВОДСТВО МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ

Понравилась презентация – покажи это...





Слайд 0

ПРОИЗВОДСТВО МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ


Слайд 1

Классификация минеральных удобрений - по агрохимическому назначению: прямые – содержат питательные элементы; косвенные – для улучшения свойств почвы - по составу: простые (односторонние) – азотные, фосфорные, калийные; комплексные: смешанные; сложные; микроудобрения:


Слайд 2

– по агрегатному состоянию: 1. твердые; 2. жидкие (NH3 · H2O, суспензии, водные растворы). – по способу получения: 1. гранулированные; 2. кристаллические. – по химическим свойствам: 1. физиологически кислые; 2. физиологически щелочные; 3. нейтральные.


Слайд 3

Азотные удобрения нитратные – KNO3; амидные – СО(NH2)2; аммонийные – (NH4)2SO4, NH3·H2O, NH4NO3 – 35% N. Недостаток: гигроскопичность, слёживаемость. NH3 + HNO3 ? NH4NO3 H = -144,9 кДж/моль


Слайд 4

Азотные удобрения


Слайд 5

Азотные удобрения


Слайд 6

Производство NH4NO3 Достоинства: высокое содержание азота – 35%; растворимость в воде Недостаток: гигроскопичность, слёживаемость, поэтому – гранулирование (? площади поверхности), сплавление с (NH4)2SO4, KCl, Mg(NO3)2


Слайд 7

Производство NH4NO3 NH3 + HNO3 ? NH4NO3 ?H = -144,9 кДж/моль Лимитирующая стадия – диффузия аммиака в жидкость, поэтому используют интенсивное смешение - барботаж


Слайд 8

Схема агрегата АС-72 (1360 т/сут)


Слайд 9

Аппарат ИТН (использование теплоты нейтрализации) 1 – реакционный стакан; 2 – барботёр HNO3 (60%); 3 – барботёр NH3 (газ); 4 – диффузор; 5 – колпачковые тарелки; 6 – промыватель


Слайд 10

1 – подогреватель HNO3 до 70 – 800 С соковым паром из 2; 2 – два аппарата ИТН, расположенных параллельно; 3 – нейтрализатор (для нейтрализации избытка (2–5 г/л) HNO3); 4 – выпарной аппарат для получения плава 99,7 – 99,8 % NH4NO3, t = 175 0C; 5 – фильтр, 175 0C; 6 – напорный бак; 7 – грануляционная башня, 90 – 110 0C, h = 50 – 55 м; 8 – охлаждение (аппарат кипящего слоя); 9 – обработка ПАВ; 10 – упаковка; 11 – подогреватель NH3 до 120 – 130 0C


Слайд 11

Производство карбамида (мочевины) - CO(NH2)2


Слайд 12

Мочевина открыта в 1773 г в моче И.Руэлем, идентифицирована У.Праутом в 1818 г, синтезирована Ф.Вёлером (1828) из NH4CNO. Препаративных методов синтеза более 50: NH3 + COCl2 > NH3 + COS > NH3 + CO > NH3 + C2H2 > NH3 + C6H6 > KCN + KMnO4 > KCN + NaClO > Pb(CN)2 + H2O > Мочевина


Слайд 13

Использование мочевины (106 млн.т/год – 1984; 15,9 - 1995 г. все азотные) удобрение; кормовые добавки; синтез гербицидов; органический синтез (меланин, циануровая кислота, карбамидные смолы); неорганический синтез (NaCN, KCN, N2H4); фармацевтическая химия (веронал, люминал, бромурал); нефтяная промышленность (для депарафинации масел);


Слайд 14

Достоинства карбамида: высокое содержание азота - 46,6%, негигроскопичность, небольшие потери за счёт вымывания из почвы Получение по реакции Базарова, суммарная реакция: 2NH3 + CO2 CO(NH2)2 + H2O ?H = – 110,1 кДж/моль 1 стадия: 2NH3(Г) + CO2(Г) NH2СOONH4(Ж), ?H = – 125,6 кДж/моль 2 стадия: NH2СOONH4(Ж) CO(NH2)2(Ж) + H2O(Ж) ?H = 15,5 кДж/моль карбамат


Слайд 15

Условия : 1 стадия: Р>15-20 МПа (реакция идёт с уменьшением объёма), t = 150-190о С (для повышения скорости, отрицательный эффект смещения равновесия компенсируется повышением давления) 2 стадия: t > 98oС – эвтектическая точка CO(NH2)2-H2COONH4, иначе - кристаллизация Максимальное превращение при t=220o C и избытке NH3 (аммиак – для связывания продукта реакции – H2O).


Слайд 16

Условия : Итак: t = 180-230oC, P = 12-25 МПа, но превращение не полное, смесь содержит карбамид, карбамат, NH3 и CO2, поэтому: открытая схема; рецикл


Слайд 17

Открытая схема: отделение карбамида, а не прореагировавшие NH3 и CO2 – на синтез NH4NO3. Для этого давление понижают до 1 атм., температура 140 – 150 0С, NH2COONH4 разлагается на NH3 и CO2. Закрытая схема (рецикл): используют только рецикл жидкой фазы, газовой - технологически сложно.


Слайд 18

Рецикл жидкой фазы - стриппинг -процесс (отдувка) - разложение карбамата при высоком давлении вследствие продувки сжатым СО2 и NH3 NH2COONH4(Ж) NH3(Г) + СО2(Г) При повышении парциального давления NH3 (CO2), понижается парциальное давление CO2 (NH3) и равновесие реакции смещается вправо.


Слайд 19

Схема производства карбамида со стриппинг - процессом


Слайд 20

1 – колонна синтеза карбамида (2-я стадия), 170 – 190 0С, 13 – 15 МПа, NH3 : CO2 = 2,8 – 2,9; 2 – конденсатор высокого давления (1-я стадия); 3 – отдувочная колонна, сверху по трубкам идёт плав, снизу - CO2 + воздух (0,5-0,8 об.%), 4 – ректификационная колонна (насадочная), 0,3 – 0,6 МПа; CO(NH2)2(Ж) стекает вниз, паро–газовая смесь поднимается вверх. ПГС – паро–газовая смесь (CO2, NH3, H2O, воздух)


Слайд 21

Очистка сточных вод Биологическая очистка после разбавления сточных вод до концентрации карбамид < 700 мг/л аммиак < 65-70 мг/л


Слайд 22

ПРОИЗВОДСТВО ФОСФОРНЫХ УДОБРЕНИЙ


Слайд 23

Сырьё для производства – природные фосфаты () Название апатиты происходит от греч. «апатао» – обманываю, поскольку апатит принимали за аквамарин, аметист и др. (Вернер) Ca5[PO4]3 X, где Х – фтор, хлор. Кальций может замещаться стронцием, марганцем, редкоземельными металлами.


Слайд 24

Цвет апатитов: бледно–зелёный, голубой, желто–зелёный, розовый


Слайд 25

Месторождения: Хибинское (1925 г.) на Кольском полуострове – крупнейшее в мире (несколько километров, глубина 100–200 метров): Кукисвумчорр, Юкспор, Апатитовый цирк, Расвумчорр, Коашва, Каратау – Казахстан (1936 г.), Ковдорское, также в Бразилии, ЮАР, Финляндии, республика Науру.


Слайд 26

Науру – территория 21 кв. км, население - 10,7 тыс. чел. (1998 г.)


Слайд 27

Добыча фосфоритов (апатитов) в Науру


Слайд 28


Слайд 29


Слайд 30

Методы переработки апатитов (1990 г. – 3,85 млн.т; 1995 г.– 2,17 млн.т) механические (фосфоритная мука); термические; химические Термические: температура 1200 –1800 0С – термофосфаты, плавленные, термощелочные фосфаты.


Слайд 31

Методы переработки апатитов Химические: при обработке минеральными кислотами получают простой суперфосфат и ортофосфорную кислоту, из которых получают двойной суперфосфат (преципитат).


Слайд 32

Производство простого суперфосфата Суммарная реакция: 2Ca5F(PO4)3 + 7H2SO4 + 6,5H2O ? ? 3[Ca(H2PO4)2 · H2O] + 7[CaSO4 · ?H2O] + 2HF ?H = – 227,4 кДж I стадия (20 – 40 мин.): реагирует 70% апатита Ca5F(PO4)3 + 5H2SO4 + 2,5H2O ? ? 5(CaSO4 · 0,5H2O) + 3H3PO4 + HF


Слайд 33

Производство простого суперфосфата II стадия (медленно, 5 – 20 суток на складе): после расходования H2SO4 апатит (30%) реагирует с H3PO4 Ca5F(PO4)3 + 7H3РO4 + 5H2O ? 5[Ca(H2PO4)2 · H2O] + HF монокальций фосфат


Слайд 34

Условия: избыток H2SO4 (1,07 ? 1,14), концентрация H2SO4 68,5 – 69,5 % – оптимальная для кристаллизации СаSO4, температура 115 – 120 0С, суперфосфат нейтрализуют по окончании реакции (CaCO3, фосфоритная мука) и гранулируют.


Слайд 35

Схема производства суперфосфата


Слайд 36

1 – смеситель (t =110 – 115 0C); 2 – суперфосфатная камера; 3 – склад (дозревание) 5–20 сут. кучи (h=6-10 м); 4 – абсорбер; 5 – грохот (отсев крупных частиц); 6 – валковая дробилка (измельчение); 7 – барабанный гранулятор; 8 – барабанная сушилка.


Слайд 37

Простой суперфосфат Недостатки: низкое содержание фосфора - 19 – 21% P2O5; высокая доля балласта - CaSO4 Достоинство: дешевизна


Слайд 38

Двойной суперфосфат Достоинства: высокое содержание фосфора - 42 – 50 % P2O5; высокая доля водорастворимого фосфора - 27 – 42% P2O5).


Слайд 39

Методы получения H3PO4


Слайд 40

термический – получение белого фосфора и его дальнейшее окисление: электротермическое восстановление апатитов Ca5F(PO4)3 + 6SiO2 + 10 C(кокс) ? ? P4(г)? + 6CaSiO3(ж) + 10CO(г) Температура процесса 1400 – 16000 С, в электропечи. Методы получения H3PO4


Слайд 41

конденсация паров фосфора – (t?500 C), под водой окисление фосфора P4 + 5О2 ? 2Р2О5 Р2О5 + 3Н2О 2H3PO4 Методы получения H3PO4


Слайд 42

гидролиз фосфора – перспективный метод P4 + 10Н2О ? 2Р2О5 + 10Н2 t = 600 - 9000 C, катализатор - Pt, Ti, Zr, Cu. Методы получения H3PO4


Слайд 43

Применение H3PO4 производство удобрений; неорганических солей (фосфаты); органический синтез; получение активированного угля; антикоррозийные покрытия; в производстве безалкогольных напитков; фармацевтических препаратов; кормовых концентратов; полифосфатов (для СМС).


Слайд 44

Методы получения двойного суперфосфата камерный (малоэффективный); поточный (непрерывный). Ca5F(PO4)3 + 7H3РO4 + 5H2O ? 5[Ca(H2PO4)2 · H2O] + HF


Слайд 45

Поточный метод 1 – реактор (t = 70 – 90 0C, 1 час, 55 – 60 % разложение); 2 – распылительная сушилка; 3 – шнековый смеситель-гранулятор; 4 – барабанная сушилка (до влажности 3 – 4 %), степень разложения увеличивается до 80 – 90 % .


Слайд 46

Получение сложных удобрений Ca5F(PO4)3 + 10HNO3 3H3PO4 + 5Ca(NO3)2 + HF азотнокислая вытяжка NH3 NP – удобрение NH3, KCl, K2SO4 NPK – удобрение (нитроаммофоска) Ca(NO3)2 удаляется вымораживанием


×

HTML:





Ссылка: