Проект производства сложных удобрений сернокислотным разложением фосфатного сырья мощностью 100 тыс. тонн в год

Задачей химической переработки на удобрения природных фосфатов является получение таких фосфатных соединений, фосфор из которых легко усваивается растениями. Важно при этом, чтобы продукты содержали как можно больше Р2О5 и наименьшее количество балластных и, в особенности, вредных примесей. Удобрения также должны обладать хорошими физическими свойствами (быть негигроскопичными и неслеживающимися порошками, либо гранулами), что обеспечивает легкость их хранения и использования. Сырьем является апатитовый концентрат, азотная кислота, жидкий аммиак, углекислота, хлористый калий, карбамид, диспергатор НФ.
Актуальность выбранной темы дипломного проекта заключается в том, что комплексные, или многосторонние, удобрения содержат одновременно два или более основных питательных элемента, а также микроэлементы. Наиболее распространенными комплексными удобрениями являются аммофос и нитроаммофоска.
Аммофос представляет собой гранулированное высокоэффективное азотно-фосфорное удобрение высшего сорта. Стандартная концентрация основных питательных веществ в аммофосе составляет - 52% фосфора и 12% аммонийного азота. Используется аммофос для подкормки культур в период вегетации для открытого или закрытого грунта, защиты корневой системы и повышения морозоустойчивости растений, ускорения процесса формирования и созревания плодов, повышения их качественных характеристик при хранении.
Аммофоска представляет собой трехкомпонентное, азотно-фосфорно-калийное удобрение с соотношением основных компонентов 15:15:15 (1:1:1). Концентрация питательных элементов в удобрении составляет 45%, это делает аммофоску более экономически выгодной по сравнению с простыми однокомпонентными удобрениями, что позволяет значительно сократить транспортные расходы, а также их хранение и внесение.
Высокоэффективное комплексное удобрение, которое содержит сразу четыре основных питательных компонента: фосфор, азот, калий и сера – и два дополнительных: кальций и магний.
Сбалансированное и многостороннее содержание минеральных элементов обеспечивает растениям равномерный и здоровый в течение всего периода вегетации, повышая их устойчивость к болезням, увеличивая урожайность культур, качество плодов и срок хранения продукции.
Внесение при посеве удобрения способствует снабжению молодых растений элементами элементами питания из-за концентрации вокруг семян и корней гранул удобрения. Постепенное растворение гранул компелексного удобрения обеспечивает длительное и полноценное питание растений, способствуя их продолжительному цветению и интенсивному кущению.
Целью данной работы является подробное рассмотрение технологии производства азотных комплексных удобрений, а также проектировании цеха предприятия по производству нитроаммофоски производительностью 100 тыс. тонн в год.
Основными задачами, решаемыми в ходе данной работы, являются:
• технико-экономическое обоснование проектирования объекта;
• рассмотрение теоретических основ производства сложных комплексных удобрений;
• описание технологической схемы производства, средств автоматизации и генерального плана предприятия;
• рассмотрение вопросов охраны окружающей среды и безопасности труда на производстве.

ВВЕДЕНИЕ 4
1 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И СТРОИТЕЛЬСТВА ОБЪЕКТА 6
1.1 Конъюнктура на рынке минеральных удобрений в России 6
1.2 Краткая историческая справка о предприятии 8
2 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 11
2.1 Способы получения комплексных фосфатных удобрений 11
2.1.1 Азотнокислая переработка фосфатов 11
2.1.2 Обработка сырья азотносернокислой смесью 15
2.1.3 Сульфатные способы 16
2.2 Общая характеристика процесса 18
2.3 Характеристика исходного сырья и готовой продукции 22
3 ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК 24
4 ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССА 29
5 ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ 37
6 МАТЕРИАЛЬНЫЕ И ТЕПЛОВЫЕ РАСЧЕТЫ 42
6.1 Материальный баланс производства 42
6.1.1 Исходные данные для материальных расчетов 42
6.1.2 Материальные расчеты производства на 1000 кг сырья 43
6.2 Тепловой баланс производства 53
6.2.1 Исходные данные для тепловых расчетов 53
6.2.2 Тепловые расчеты процесса сжигания природного газа в топке 53
6.2.3 Тепловые расчеты процесса сушки гранулированного удобрения 55
6.3 Расчет расходных коэффициентов 57
7 РАСЧЁТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ 58
7.1 Реактор смешения исходной смеси 58
7.2 Барабанная сушилка для гранулированного суперфосфата 59
7.3 Барабанный гранулятор 61
7.4 Подбор опор, штуцеров и фланцевых соединений 63
8 СТРОИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ 66
8.1 Генеральный план предприятия 66
8.2 Объемно-планировочное решение зданий 67
8.3 Конструктивное решение зданий 68
9 АНАЛИТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ ПРОИЗВОДСТВА 70
10 КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И АВТОМАТИЧЕСКИЕ РЕГУЛЯТОРЫ 73
10.1 Основные контролируемые параметры 73
10.2 Описание схемы автоматизации 74
11 ОХРАНА ТРУДА И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ 76
11.1 Мероприятия по обеспечению безопасности труда 76
11.2 Мероприятия по обеспечению безопасности работы и сохранности производственного оборудования 83
12 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТНЫХ РЕШЕНИЙ 89
12.1 Расчет капитальных вложений в основные фонды 89
12.1.2 Расчет сметной стоимости здания цеха 89
12.1.2 Расчет сметной стоимости оборудования 91
12.1.3 Расчет годовой потребности в ресурсах 92
12.2 Расчет фонда рабочего времени и заработной платы 103
12.3 Технико-экономические показатели производства 114
ВЫВОДЫ ПО ПРОЕКТУ 116
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 117

В представленном к защите дипломном проекте спроектирован цех по производству сложных комплексных фосфатных удобрений. В качестве места строительства выбран завод Фосфорит в Ленинградской области, что обусловлено, во-первых тем, что в данном городе уже располагается аналогичное производство, и строительство дополнительного цеха увеличит его мощность. Во-вторых - привязкой данного производства к сырьевым источникам, а также удобным географическим расположением (Северо-Западный регион) с точки зрения сбыта продукции, так как поблизости находятся крупные города (Москва, Воронеж, Нижний Новгород) и аграрные и логистические центры - потенциальные потребители продукции.
В дипломном проекте были рассчитаны материальные и тепловые балансы производства сложных комплексных удобрений, подобрано и рассчитано основное и вспомогательное производственное оборудование.
В проекте использовано оборудование, аналогичное оборудованию подобного работающего предприятия. Кроме того, в ряде случаев установлены новые аппараты увеличенного объема. Производство размещено в одноэтажном корпусе, что позволило снизить затраты на строительство и, кроме того, ускорить монтаж здания и оборудования, а также улучшить взрыво-пожаробезопасность здания. В проекте эффективный фонд времени работы оборудования в году составляет 8520 ч/год.
Рентабельность продукции, производимой предприятием, составляет 34,5%, а срок окупаемости капиталовложений – 2,9 лет.

1 Мельников Е.Я, Салтанова В.П., Наумова А.М. Технология неорганических веществ и минеральных удобрений. – М.: Химия.- 432 с.
2 ЗАО «Фосфорит» (группа Еврохим). Официальный сайт [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.eurochem.ru/ru
3 Эльдаров В.А. Лекции по технологии неорганических веществ и минеральных удобрений. – Великий Новгород: Издательство НГУ имени Ярослава Мудрого, 2007. - 237 с.
4 Орехов И.И., Лаптев М.Я. Производство минеральных удобрений. Двойной суперфосфат. Учебное пособие по курсовому и дипломному проектированию. Л.: Северо-западный заочный политехнический институт, 1975. – 96 с.
5 Вассерман И.М. Производство минеральных солей - Л.: Госхимиздат, 1962. – 467 с.
6 Позин М.Е. Технология минеральных солей. - Л.: Химия, 1971.-Т.2. 768 с.1335
7 Косинцев В. И., Миронов В. М., Сутягин В. М. Основы проектирования химических производств. 2-е изд. М.: Академкнига, 2010. – 371 с.
8 Попилов Л.Я. Советы заводскому технологу. – Л.: Лениздат, 1975– 264с.
9 Дубовкин Н.Ф. Справочник по углеводородным топливам и их продуктам сгорания. – М.: Госэнергоиздат, 1962. – 98 с.
10 Краткий справочник физико-химических величин под редакцией К.П. Мищенко и А.А. Равделя, СПб.: Химия, 2008. – 200 с.
11 Вагафчик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. – М., 1963. – 708 с.
12 Дытнерский Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии. Ч.1. Теоретические основы процессов химической технологии. Учебник для вузов. Изд. 2-е. М.: Химия, 1995. – 400 с.
13 Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. – 9-е изд. – М.: Химия, 1973. – 750 с.
14 Амелин А.Г. Общая химическая технология. – М.: Химия, 1977. – 324 с.
15 Бесков В.С. Общая химическая технология: Учебник для вузов. - М.: Академкнига, 2005 – 452 с.
16 Бочкарев В.В. Теория химико-технологических процессов. Учеб. пособие. - Томск: ТПУ, 2005. - 118 с.
17 Кутепов А.М. Бондарева Т.И., Беренгартен М.Г. Общая химическая технология.– М.: Высшая школа, 1985. – 448 с.
18 Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Под ред. П. Г. Романкова. - 10-е изд., перераб. и дополненное - Ленинград: Химия, 1987 год. - 572 с.
19 Соколов Р.С. Химическая технология. – М.: ВЛАДОС, 2003. – Т.1. – 368с.
20 Грязнов И.А., Дигуров Н.Г., Кафаров В.В., Макаров М.Г. Проектирование и расчет аппаратов основного органического и нефтехимического синтеза. - М.: Химия, 1995. - 256 с.
21 Коптева В.Б. Опоры колонных аппаратов. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2007. – 24 с.
22 Лащинский А.А., Толчинский А.Р. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры. Справочник. – Л.: Машгиз, 1970. – 753 с.
23 Сутягин В.М., Бочкарев В.В. Основы проектирования и оборудование химических производств. – 2-еизд. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2009.–188 с.
24 Кельман Ф.Н., Бруцкус Е.Б., Ошерович Р.Х. Методы анализа при контроле производства серной кислоты и фосфорных удобрений – М.: Москва: Госхимиздат, 1963. - 352 с.
25 Харазов В. Г. Аналоговые и цифровые регуляторы и исполнительные механизмы в системах автоматизации технологических процессов. – СПб.: Издательство СПбТГУ, 1992. – 241с.
26 Ящура А.И. Система технического обслуживания и ремонта общепромышленного оборудования. – М.: Энас, 2006. – 504 с.
27 Вредные вещества в промышленности. Т. 1,2,3. Под ред. Н. В. Лазарева. М.: - Химия, 1976,1977.
28 Ксензенко В.И. Общая химическая технология и основы промышленной экологии. – М.:Колосс, 1988. – 328 с.
29 Основные принципы обеспечения безопасности труда. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://s.compcentr.ru/04/otitr/ot-012.html
30 Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения. Справ. Изд.: в 2-х книгах/ Под. Ред. А. Н. Баратова, А, Я, Корольченко. М.: Химия, 1990. - 496с.
31 Положение об обеспечении безопасности производственного оборудования. ПОТ РО - 14000 - 002 – 98. М., 1998. – 25 с.
32 ГОСТ 12.1.005-88. Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны. – М.: Госстандарт СССР, 1988.
33 НПБ –105-95. Определение категорий зданий и помещений по взрыво -пожарной и пожарной опасности. – М., 1995.
34 ГОСТ 12.2.003-91. Система стандартов безопасности труда. Оборудование производственное. Общие требования безопасности. – М.: Госстандарт СССР, 1991.
35 Автоматические средства пожаротушения [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://ogps7.ru/article-256.html
36 Правила устройства электроустановок. М.: Главгосэнергонадзор России, 1998г. - 607 с.
37 Положение об обеспечении безопасности производственного оборудования. ПОТ РО - 14000 - 002 – 98. М., 1998. – 25 с.
38 Косниская Л.В. Кочеров Н.П. Технико-экономические расчеты в дипломном проекте. Методическое пособие. – СПб.: СПбГТИ(ТУ), 2002. – 33 с.