Инновационные решения в производстве серной кислоты

Осокина Е.Д., Тарчигина Н.Ф.

Важнейшей проблемой сернокислотного производства в России является значительный физический и моральный износ действующей технологической базы. Поэтому перспективы развития производств серной кислоты в России во многом связанны с осуществлением технологического перевооружения. Наиболее реальным решением существующих проблем является реконструкция производства. В условиях наметившихся тенденций роста объемов производства вопрос о модернизации является весьма актуальным.

Проблема заключается в том, как модернизировать технологию при низких инвестиционных затратах и практически без остановки производственного процесса.

Для достижения поставленных задач по модернизации производства серной кислоты из серы необходима замена катализатора марки ИК-1-4 и ИК-1-6 на катализаторы фирмы MECS (GR-330 и GR-310).

Благодаря эффективности катализатора в форме ребристого кольца Gear™ можно снизить: объем катализатора; выбросы SO₂.

Использование катализатора: GR-310 позволяет уменьшить выбросы SO₂ на 25 % или же повысить концентрацию газа, тем самым увеличив мощность завода на 15%; GR-330 позволяет на 10% снизить выбросы или на 5% увеличить мощность предприятия. Катализаторы GR-330 и GR-310 можно использовать на всех слоях контактного аппарата: на 1- GR-330 с температурой зажигания 360°С; со 2 по 5 – GR-310 с температурой зажигания 350°С.

Применение горелки LURO компании Outotec позволяет избежать необходимости использования дорогостоящих насосов и трубопроводов высокого давления.

Основной целью процесса «Двойная жидкостная фильтрация серы» (Twin Filter Liquid Sulphur Filtration) является удаление загрязняющих веществ, которые могут засорять каталитическую массу, в результате сокращаются эксплуатационные расходы и повышается производительность печей. Снижение уровня содержания загрязняющих веществ также понижает степень кислотности серы. Twin Filter Liquid Sulphur Filter является одним из наиболее подходящим фильтром для фильтрации серы.

Сравнительная характеристика методов получения нитрофоски

Филиппова Е.В., Тарчигина Н.Ф.

Нитрофоска – сложное минеральное азотно – фосфорно – калийное удобрение. Наиболее распространенная нитрофоска состоит из преципитата, аммофоса и аммиачной селитры, получаемых в едином технологическом процессе при разложении апатита или фосфорита смесью азотной, серной или фосфорной кислот, с добавлением аммиака и хлористого калия. Применяется как основное и припосевное удобрение под все культуры.

В нитрофосках азот и калий находятся в форме легкорастворимых соединений (NH₄NO₃, NH₄Cl, KNO₃ KCl), а фосфор – частично в виде дикальцийфосфата, нерастворимого в воде, но доступного для растений, и частично в форме водорастворимого фосфата аммония и монокальцийфосфата. В зависимости от технологической схемы процесса содержание в нитрофосках водорастворимого и цитратно- растворимого фосфора может изменяться.

Производство нитрофоски по схеме с вымораживанием избытка нитрата кальция. При частичном вымораживании кальциевой селитры и выделении ее из раствора с последующей обработкой его аммиаком при одновременной упарке образуется смесь, содержащая фосфаты аммония, дикальцийфосфат и аммиачную селитру.

H₃PO₄ + Ca(NO₃)₂ + NH₃ = NH₄H₂PO₄ + CaHPO₄ + NH₄NO₃

Добавление к такой смеси хлористого или сернокислого калия приводит к получению нитрофоски, состоящей из трех основных питательных элементов: азота, фосфора и калия. Конечной продукцией производства являются нитрофоска и кальциевая селитра. Эта нитрофоска может содержать 40-50% питательных веществ. Схема дает возможность изменять соотношение питательных веществ в любых комбинациях и позволяет получать гранулированное удобрение, в котором до 60% общего количества P₂O₅ растворимо в воде.

Производство нитрофоски связыванием избытка кальция углекислотой (карбонатная схема). При обработке нитрата кальция и фосфорной кислоты аммиаком и углекислотой получается смесь, в состав которой входят дикальцийфосфат, аммиачная селитра и углекислый кальций.

H₃PO₄ + Ca(NO₃)₂ + NH₃+ CO₂ =CaHPO₄ + NH₄NO₃ + CaCO₃

После смешивания с хлористым калием смесь без выделения солей кальция гранулируют, сушат, разделяют на фракции и дробят. Карбонатная нитрофоска содержит 35-37% питательных веществ. Эта схема наиболее экономична по производству.

Производство нитрофоски и нитрофосов связыванием избытка кальция сульфатом аммония (сульфатная схема). Нитрат кальция и фосфорную кислоту обрабатывают раствором сульфата аммония. В зависимости от нормы сульфата аммония может быть получен продукт с различным содержанием водорастворимой P₂O₅. В настоящее время нитрофоска с 33-36% -м содержанием питательных веществ производится главным образом этим способом.

Производство нитрофоски связыванием избытка кальция серной кислотой (сернокислотная схема). При связывании избытка кальция серной кислотой в процессе азотно-кислотного разложения фосфатов с последующей обработкой раствора аммиаком образуется смесь, которая после добавления хлористого калия перерабатывается в готовый продукт-нитрофоску, содержащую 35% питательных веществ. Способ дает возможность выпускать продукт, в котором до 50-60% P₂O₅ находится в растворимой форме. Недостаток метода-расход серной кислоты, превращаемой после связывания с кальцием в балласт.

Производство нитрофоски связыванием избытка кальция фосфорной кислотой (фосфатная схема).

Фосфатное сырье разлагают смесью азотной и фосфорной кислот в соотношении, определяемом заданным отношением N:P₂O₅ в готовом продукте и содержанием водорастворимого фосфора. Главное достоинство этой нитрофоски-высокое содержание питательных веществ и водорастворимой фосфорной кислоты. Содержание каждого из элементов (N, P₂O₅ и K₂O) достигает 17%, доля растворимой P₂O₅-80%.