Модернизация технологии производства аммиачной селитры на ОАО "Череповецкий "Азот"

Аммиачная селитра как распространённое и дешёвое азотное удобрение. Обзор существующих технологических схем его производства. Модернизация производства аммиачной селитры с получением сложного азотно-фосфатного удобрения на ОАО "Череповецкий "Азот".
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

Модернизация технологии производства аммиачной селитры на ОАО "Череповецкий "Азот"

Введение

аммиачная селитра технологическая модернизация

Российское правительство считает развитие агропромышленного комплекса страны одним из приоритетных направлений в своей работе и постоянно увеличивает финансирование, активно поддерживает развитие этой отрасли. Стабильные и высокие урожаи, решение проблемы самообеспеченности отдельных регионов и государства в целом продовольствием определяет важность применения в хозяйствах различных форм собственности достаточных доз удобрений со средствами химической мелиорации (известью, гипсом) и пестицидами. Органические и минеральные удобрения - основа не только обычных, но и интенсивных, и высоких технологий 1.

Химическая технология - наука о наиболее эффективных и экологически обоснованных методах химической переработки сырых природных материалов в предметы потребления и средства производства 2. Материальной базой всех химико-технологических процессов являются машины и аппараты химических производств.

Повышение производительности работы аппаратов приводит к повышению эффективности производства. В настоящее время основой химической промышленности являются крупные многотоннажные производства. Одним из крупнейших химических предприятий нашей страны - ОАО «Череповецкий Азот» производит и поставляет высококачественные азотсодержащие минеральные удобрения - аммиачную селитру, мочевину, сложные и комплексные удобрения, позволяющие значительно поднять урожайность.

Также товарной продукцией ОАО «Череповецкий «Азот» являются аммиак жидкий технический, неконцентрированная азотная кислота, медицинская закись азота.

ОАО «Череповецкий «Азот» создано в 1969 году. В начале 1970 года были получены первые тонны аммиака, азотной кислоты, аммиачной селитры.

Аммиачная селитра является одним из самых распространённых и дешёвых азотных удобрений, используемых в сельском хозяйстве. Но из-за склонности к термическому распаду, а также низкой детонационной устойчивости и высокой огне- и взрывоопасности аммиачная селитра в чистом виде запрещена к производству. Актуальной проблемой на сегодняшний день является вопрос реконструкции цехов по производству аммиачной селитры.

Перевод агрегата АС-72М на производство сложного азотно-фосфатного удобрения (САФУ) с применением в качестве добавки жидких комплексных удобрений (ЖКУ) связан с многочисленными проблемами, в числе которых:

- дополнительные затраты греющего пара на упаривание ЖКУ;

- проблема очистки реакционного оборудования от инкрустации;

- проблема неэффективного сырья.

САФУ - высокоэффективное, водорастворимое, гранулированное удобрение, характеризующееся улучшенными физико-химическими свойствами и наличием двух основных питательных элементов - азота с 31% масс. и фосфора - 5% масс. При внесение в почву оно равномерно рассеивается по полю и сохраняет эти свойства в течение 12-месячного срока хранения на складах.

По агрохимической ценности САФУ является одним из лучших источников азота для питания растений, так как в нем удачно сочетаются быстродействующий нитратный азот с менее подвижным аммонийным азотом, что способствует его эффективному использованию в период вегетации растений. Добавка фосфатов обуславливает более слабую растворимость САФУ в сравнении с аммиачной селитрой, что наделяет его пролонгирующим действием 1.

Многолетний опыт работы ОАО «Череповецкий «Азот» на рынке минеральных удобрений, качество выпускаемой продукции, подтвержденное спросом как со стороны отечественных, так и зарубежных потребителей, неплохая конъюнктура цен на азотные удобрения на внешнем рынке, а также выгодное географическое положение ОАО «Череповецкий «Азот» создают благоприятные условия и прекрасные возможности для деятельности предприятия, успешного сотрудничества с партнерами из ближнего и дальнего зарубежья, позволяют говорить о хорошей организации подготовительного и производственного процесса предприятия.

Целью данного дипломного проекта является модернизация производства аммиачной селитры с получением САФУ на ОАО «Череповецкий «Азот».

1. Аналитический обзор

1.1 Обзор существующих технологических схем

Агрегат АС-72

В агрегате АС-72 компоновка основного технологического оборудования нейтрализации и упаривания растворов размещено на отметке ±0,00 в открытой металлической этажерке. В верхней части грануляционной башни размещены промывной скруббер, вентиляторы и грануляторы. Вместо железобетонной, футерованной кислотоупорным кирпичом башни применена облегченная металлическая башня с несущими металлоконструкциями заводского изготовления. Принятые решения удешевили и сократили сроки строительства агрегата, упростили эксплуатацию и ремонт оборудования.

Такая компоновка оборудования стала возможной в результате применения специальных насосов для перекачивания плава на высоту примерно 70 м. Практика эксплуатации показала, что насосы надежны в работе, а система автоматического контроля и регулирования обеспечивает безопасность их эксплуатации. Для повышения качества аммиачной селитры в агрегате АС-72 было предусмотрено применение сульфатно-фосфатной добавки, улучшена конструкция грануляторов, установлен трехсекционный выносной аппарат КС для охлаждения гранулированной селитры. Обработку гранул диспергатором НФ проводят в аппарате улучшенной конструкции. [4]

В верхней части аппарата соковый пар из реакционной части отмывается от брызг аммиачной селитры, паров HNO₃ и NH₃ 20%-ным раствором аммиачной селитры из промывного скруббера 18 и конденсатом сокового пара из подогревателя азотной кислоты 2, которые подают на колпачковые тарелки верхней части аппарата. Часть сокового пара используют на подогрев азотной кислоты в подогревателе 2, а основную его массу направляют в промывной скруббер 18, где смешивают с воздухом из грануляционной башни, с паровоздушной смесью из выпарного аппарата 6 и промывают на промывных тарелках скруббера. Промытую паровоздушную смесь выбрасывают в атмосферу вентилятором 19.

Раствор из аппаратов ИТН 3 последовательно проходит донейтрализатор 4 и контрольный донейтрализатор 5. В донейтрализатор 4 дозируют серную и фосфорную кислоты в количестве, обеспечивающем содержание в готовом продукте 0,05 - 0,2% сульфата аммония и 0,3 - 0,5% Р₂О₅. Дозировку кислот ведут плунжерны-ми насосами и регулируют в зависимости от нагрузки агрегата [5].

Рис.1. Технологическая схема агрегата АС-72:

1,2 - подогреватели соответственно газообразного аммиака и азотной кислоты; 3 - аппарат ИТН; 4, 5 - донентрализаторы; 6 - комбинированный выпарной аппарат; 7, 24 - подогрева-тели воздуха; 8 - нагнетатель воздуха; 9 - гидрозатвор-донейтрализатор; 10 - фильтр плава; 11 - бак для плава аммиачной селитры; 12 - погружной насос; 13 - насос центробежный; 14 - бак для раствора аммиачной селитры; 15 - бак напорный; 16, 17 - грануляторы соответственно акустический и монодисперсный; 18 - скруббер; 19, 23 - вентиляторы; 20 - грануляционная башня; 21, 25 - ленточные конвейеры; 22 - аппарат для охлаждения аммиачной селитры в кипящем слое; 23 - вентилятор; 26 - элеватор; 27 - аппарат для обработки гранул ПАВ.

После нейтрализации избыточной HNO₃ в растворе аммиачной селитры из аппаратов ИТН и введенных серной и фосфорной кислот в донейтрализаторе 4, раствор проходит контрольный донейтрализатор 5 (куда аммиак автоматически подается только в случае проскока кислоты из донейтрализатора 4) и поступает в выпарной аппарат 6. Верхняя часть выпарного аппарата 6 снабжена двумя ситчатыми промывными тарелками, на которые подают паровой конденсат, отмывающий ПВС из выпарного аппарата от аммиачной селитры. Плав селитры из выпарного аппарата 6, пройдя гидрозатвор-донейтрализатор 9 и фильтр 10, поступает в бак 11, откуда его погружным насосом 12 по трубопроводу с антидетонационной насадкой подают в напорный бак 15, а затем к грануляторам виброакустическому 16 или монодисперсному 17. Безопасность узла перекачивания плава обеспечивается системой автоматического поддержания температуры плава до 190°С при его упаривании в выпарном аппарате, контролем и регулированием среды плава после донейтрализатора 9 (в пределах 0,1- 0,5 г/л NH₃), контролем температуры плава в баке 11, корпусе насоса 12 и напорном трубопроводе. При отклонении регламентных параметров процесса перекачивание плава автоматически прекращается, а плав в баках 11 и выпарном аппарате 6 при повышении температуры разбавляют конденсатом 4.

Плав гранулируют в прямоугольной металлической башне 20.. Высота полета гранул 55 м обеспечивает кристаллизацию и остывание гранул диаметром 2-3 мм до 90-120°С при встречном потоке воздуха летом до 500 тыс. м³/ч и зимой до 300-400 тыс. м³/ч. В нижней части башни расположены приемные конуса, с которых гранулы ленточным конвейером 21 направляют в аппарат охлаждения КС 22.

Аппарат охлаждения КС разделен на три секции с автономной подачей воздуха под каждую секцию решетки кипящего слоя. В головной его части имеется встроенный грохот, на котором отсеиваются комки селитры, образовавшиеся вследствие нарушения режима работы грануляторов. Комки направляют на растворение. Воздух, подаваемый в секции аппарата охлаждения вентиляторами 23, подогревают в аппара...