Задание на тему «Производство минеральных удобрений»

Исходные данные. Из аммиака, синтезированного из азотоводородной смеси (АВС), получают карбамид, нитрат аммония и нитроаммофоску, содержащую фосфорный компонент в форме моноаммонийфосфата. Азотная кислота для производства нитрата аммония поступает со стороны. Оксид углерода (IV) для производства карбамида получают обжигом карбоната кальция. Полученный раствор нитрата аммония упаривают до заданной концентрации. Хлорид калия для производства нитроаммофоски получают галургическим методом из сильвинита. Экстракционную фосфорную кислоту для этой же цели производят из фторапатитового концентрата. Нитроаммофоску используют для удобрения полей, при этом недостающее до нормы количество азота допол­няют введением в почву нитрата аммония.

Содержание задания.

1. Составить материально-потоковый граф перемещающихся продуктов, отражающий переходы и превращения указанных в задании веществ.
2. Рассчитать материальный баланс аппарата нейтрализации (ИТН) на 1 т сухого нитрата аммония и представить его в виде таблицы в килограммах и массовых долях. При расчете баланса принять, что нейтрализация азотной кислоты аммиаком протекает полностью.
3. Определить: 1) число колонн синтеза аммиака; 2) массу азотной кислоты на производство нитрата аммония; 3) число печей обжига карбоната кальция; 4) массу сильвинита и массу фторапатитового концентрата для получения компонентов, используемых в производстве нитроаммофоски; 5) массу серной кислоты для производства фосфорной кислоты; 6) массу циркулирующего при 100°С щелока для полного извлечения хлорида калия из 1 т сильвинита; 7) массу нитроаммофоски, вносимой в почву для удобрения полей в расчете на калий (К₂О); 8) массу нитрата аммония, вносимого в почву, для доведения содержания азота в ней до заданной нормы.

Таблица показателей для расчета

При расчетах следует использовать приведенные ниже постоянные значения:

— число рабочих дней в году – 365;

— содержание кислорода в воздухе: 0,21 об. долей; 0,23 массовых;

— плотность аммиака – 0,77 кг/нм³;

— плотность метана – 0,72  кг/нм³;

— плотность воздуха – 1,29 кг/нм³;

— растворимость хлорида калия в щелоке:

При 25⁰С – 0,125 массовых долей

При 100⁰С – 0,215 массовых долей

— теоретический потенциал разряда ионов: хлора -1,33В;

гидроксония  — +0,84 В;

калия — + 1,2 В

— теоретическое напряжение электролиза оксида алюминия – 1,7 В

— низшая теплота сгорания:

водорода – 10785 кДж/нм³;

метана – 35800 кДж/нм³;

этана – 63770 кДж/нм³;

пропана – 91280 кДж/нм³;

бутанов – 118680 кДж/нм³;

этилена – 59080 кДж/нм³;

пропилена – 91964  кДж/нм³;

бутиленов – 121428 кДж/нм³