إنتاج الأسمدة النيتروجينية. الأسمدة المعدنية المنتجة في روسيا

إنتاج الأسمدة المعدنيةتمليها عاملين رئيسيين. وهذا من ناحية هو النمو السريع لسكان الكوكب، ومن ناحية أخرى، محدودية موارد الأراضي المناسبة لزراعة المحاصيل الزراعية. بالإضافة إلى ذلك، استنفدت التربة الصالحة للزراعة، وتتطلب الطريقة الطبيعية لاستعادتها فترة زمنية طويلة جدًا.

تم حل مسألة تقليل الوقت وتسريع عملية استعادة خصوبة التربة بفضل الاكتشافات في مجال الكيمياء غير العضوية. وكان الجواب هو إنتاج المكملات المعدنية. لماذا، بالفعل في عام 1842 في بريطانيا العظمى، وفي عام 1868 في روسيا، تم إنشاء الشركات من أجلهم الإنتاج الصناعي. تم إنتاج الأسمدة الفوسفاتية الأولى.

الأسمدة هي المواد التي تحتوي على العناصر الغذائية الأساسية للنباتات. هناك الأسمدة العضوية وغير العضوية. الفرق بينهما ليس فقط في طريقة تحضيرها، ولكن أيضًا في مدى سرعة بدء أداء وظائفها بعد إدخالها في التربة - لتغذية النباتات. لا تمر المواد غير العضوية بمرحلة التحلل وبالتالي تبدأ في القيام بذلك بشكل أسرع بكثير.

تسمى مركبات الملح غير العضوية التي يتم إنتاجها صناعيا عن طريق الصناعة الكيميائية بالأسمدة المعدنية.

أنواع وأنواع التركيبات المعدنية

اعتمادا على التركيب، يمكن أن تكون هذه المركبات بسيطة أو معقدة.

وكما يوحي الاسم، تحتوي العناصر البسيطة على عنصر واحد (النيتروجين أو الفوسفور)، وتحتوي العناصر المعقدة على عنصرين أو أكثر. وتنقسم الأسمدة المعدنية المعقدة أيضًا إلى مختلطة ومعقدة ومعقدة.

تتميز الأسمدة غير العضوية بالمكون الأساسي في المركب وهو: النيتروجين، الفوسفور، البوتاسيوم، المركب.

دور الإنتاج

ويحتل إنتاج الأسمدة المعدنية حصة كبيرة في الصناعة الكيميائية الروسية، ويتم تصدير حوالي ثلاثين بالمائة منها.

وتنتج أكثر من ثلاثين مؤسسة متخصصة حوالي 7% من إنتاج الأسمدة في العالم.

أصبح من الممكن احتلال مثل هذا المكان في السوق العالمية والصمود في وجه الأزمة والاستمرار في إنتاج منتجات تنافسية بفضل المعدات والتقنيات الحديثة إلى حد ما.

إن وجود المواد الخام الطبيعية، وفي المقام الأول الخامات المحتوية على الغاز والبوتاسيوم، يوفر ما يصل إلى 70٪ من إمدادات تصدير أسمدة البوتاس، الأكثر طلبًا في الخارج.

حاليا، انخفض إنتاج الأسمدة المعدنية في روسيا قليلا. ومع ذلك، تحتل الشركات الروسية المركز الأول في العالم في إنتاج وتصدير مركبات النيتروجين، والمركز الثاني لمركبات الفوسفات، والمركز الخامس لمركبات البوتاسيوم.

جغرافية مواقع الإنتاج

عزيزي الزوار، احفظ هذه المقالة في في الشبكات الاجتماعية. ننشر مقالات مفيدة جدًا ستساعدك في عملك. يشارك! انقر!

أكبر الشركات المصنعة الروسية

الاتجاهات الرئيسية

وعلى مدى السنوات القليلة الماضية، شهدت روسيا انخفاضا كبيرا في أحجام الإنتاج، وخاصة مركبات البوتاس.

ويرجع ذلك إلى انخفاض الطلب في السوق المحلية للبلاد. انخفضت القوة الشرائية للمؤسسات الزراعية والمستهلكين من القطاع الخاص بشكل ملحوظ. وأسعار الأسمدة الفوسفاتية في المقام الأول، في ارتفاع مستمر. ومع ذلك، يقوم الاتحاد الروسي بتصدير الجزء الأكبر من المركبات المنتجة (90%) من الحجم الإجمالي.

أكبر الأسواق الخارجية هي تقليديا دول أمريكا اللاتينية والصين.

إن الدعم الحكومي وتوجيه التصدير لهذا القطاع الفرعي من الصناعة الكيميائية يبعث على التفاؤل. إن الاقتصاد العالمي يتطلب تكثيف الزراعة، وهذا مستحيل بدون الأسمدة المعدنية وزيادة حجم إنتاجها.

والقليل عن الأسرار..

هل سبق لك أن شعرت بألم المفاصل الذي لا يطاق؟ وأنت تعرف مباشرة ما هو:

• عدم القدرة على التحرك بسهولة وبشكل مريح.
• الانزعاج عند صعود ونزول الدرج.
• الطحن غير سارة، والنقر ليس من تلقاء نفسها؛
• الألم أثناء أو بعد التمرين.
• التهاب في المفاصل وتورم.
• ألم مؤلم لا سبب له وأحيانا لا يطاق في المفاصل ...

والآن أجب على السؤال: هل أنت راضٍ عن هذا؟ هل يمكن تحمل مثل هذا الألم؟ ما مقدار الأموال التي أهدرتها بالفعل على العلاج غير الفعال؟ هذا صحيح - لقد حان الوقت لإنهاء هذا! هل توافق؟ ولهذا السبب قررنا نشر حصريا مقابلة مع البروفيسور ديكولحيث كشف فيه أسرار التخلص من آلام المفاصل والتهاب المفاصل والتهاب المفاصل.

فيديو – OJSC “الأسمدة المعدنية”

يقدم كيميائيو الأسمدة مساهمة كبيرة في الحل مشكلة عالميةتزويد سكان العالم بالطعام. يشارك منتجو الأسمدة المعدنية الروس بنشاط في عملية التكامل العالمي، حيث يقومون سنويًا بتوريد ملايين الأطنان من أسمدة النيتروجين والفوسفور والبوتاس إلى مختلف البلدان حول العالم.

وفي عام 2015، بلغ حجم إمدادات التصدير من الأسمدة المعدنية 16 مليون طن، في حين كانت حصة روسيا على المستويات التالية: في سوق الأسمدة النيتروجينية - 5.2٪، وأسمدة الفوسفات - 6.3٪، وأسمدة البوتاس - 24.1٪.

تعرض هذه المقالة المؤشرات الرئيسية لتطور سوق الأسمدة المعدنية العالمية في 2015/2016. وتقييم منظمة دوليةIFA من رصيدها على المدى المتوسط ​​حتى عام 2020.

الاستهلاك العالمي للأسمدة 2015/2016 بلغت 181 مليون طن (pi.i.)، أي. بسبب الانكماش الاقتصادي العام والجفاف في بعض مناطق العالم (جنوب وجنوب شرق آسيا وأمريكا اللاتينية وأفريقيا) انخفض بنسبة 1%. ومع ذلك، فإن تقييم السوق من قبل المتخصصين في المنظمة الدولية IFA في 2016/17. يبدو متفائلاً للغاية: من المتوقع أن يصل نمو الطلب إلى 2.9% (الجدول 1). وتشمل أسباب التفاؤل بعض التحسن في الوضع الاقتصادي والأحوال الجوية الأكثر ملاءمة.

الجدول 1. استهلاك الأسمدة في العالم ألف طن (p.v.)

مصدر:توقعات الأسمدة 2016-2020 ، اذا كان.

على المدى المتوسط، حتى عام 2020، سيظهر سوق الأسمدة المعدنية نموًا معتدلًا، ومع استغلال القدرة بنسبة 80٪، سيصل إلى 199 مليون طن (الجدول 2)، أو 270 مليون طن من الحجم المادي. للفترة 2016-2020. وستبلغ الاستثمارات في الصناعة 130 مليار دولار، وسيتم إدخال أكثر من 150 قدرة جديدة، أي. وستزداد القدرة العالمية بأكثر من 150 مليون طن.

الجدول 2. توقعات متوسطة المدى لتطوير إنتاج الأسمدة المعدنية

في العالم ألف طن

مصدر:توقعات الأسمدة 2015-2019، IFA.

وستحدث الزيادة الرئيسية في الطلب على الأسمدة في أفريقيا (3.6%)، وجنوب آسيا (2.9%)، وأمريكا اللاتينية (2.8%)، وبشكل أساسي في البرازيل والأرجنتين.

السعة الإنتاجية الأمونيا بحلول عام 2020 سترتفع بنسبة 10% مقارنة بعام 2010. - ما يصل إلى 230 مليون طن من NH3. سيتم تقديم القدرات الرئيسية في الصين وإندونيسيا والولايات المتحدة الأمريكية والجزائر ومصر ونيجيريا. وتتحدد الزيادة في الطاقة الإنتاجية للأمونيا من خلال توسيع القاعدة الإنتاجية لإنتاج اليوريا والتي تمثل 55% من سوق الأسمدة النيتروجينية.

وعلى مدى السنوات الخمس المقبلة، سيتم تشغيل 97% من طاقة الأمونيا المخططة باستخدام الغاز الطبيعي، رغم أن 78% من الطاقة في الصين، على الرغم من ترشيد الإنتاج، سوف تظل تستخدم الفحم (حالياً 82% من مصانع الأمونيا تعمل على هذه المادة الخام).

قوة السحب العالمية اليوريا للفترة 2015 - 2020 سيزيد بنسبة 10% - ما يصل إلى 229 مليون طن، وسيتم تنفيذ حوالي 35% من المشاريع الجديدة في شرق آسيا، و18% منها - في أفريقيا و15% في أمريكا الشمالية. ومن المتوقع أن يتم تشغيل إجمالي 60 مشروعًا جديدًا لإنتاج اليوريا، منها 20 سيتم طرحها في الصين.

ويقدر الطلب على اليوريا عام 2020 بنحو 208 ملايين طن، أي 208 ملايين طن. سيرتفع سنوياً بنسبة 2.5%، وستكون الزيادة في الطلب من الصناعة أكثر من أربعة أضعاف الزيادة في الطلب من قطاع الأسمدة. ومن المتوقع أن يكون الطلب الرئيسي على اليوريا الصناعية في الصين وأوروبا، وعلى أسمدة اليوريا - في منطقة جنوب آسيا.

وبالنظر إلى المعلمات المتوقعة لتطوير سوق اليوريا العالمي، فإن استخدام القدرات ككل سيكون 90٪، أي. سيكون السوق متوازنا.

فى السوق المواد الخام الفوسفات من المتوقع أن يرتفع العرض بنسبة 11% - ما يصل إلى 250 مليون طن، 80% من الزيادة في الحجم البالغة 35 مليون طن تأتي من توسيع قاعدة الإنتاج في المغرب والمملكة العربية السعودية والأردن والصين.

القدرة الإنتاجية العالمية حمض الفسفوريك للفترة 2015 - 2020 سيرتفع بنسبة 13% - ما يصل إلى 65.3 مليون طن نتيجة تشغيل 30 منشأة إنتاج جديدة، ¾ منها في الصين. وبالإضافة إلى ذلك، سيتم تنفيذ مشاريع جديدة في المغرب والمملكة العربية السعودية والبرازيل. وسينمو الطلب على حمض الفوسفوريك بنسبة 2.5% سنوياً حتى عام 2020.

خلال الفترة 2015 - 2020 ومن المتوقع أن يتم تشغيل 30 قدرة إنتاجية جديدة الأسمدة الفوسفاتية ونتيجة لذلك ستزداد القدرة العالمية بمقدار 7 ملايين طن (pi.) - ما يصل إلى 52 مليون طن (p.v.). وسيتم إدخال ما يقرب من نصف القدرة الجديدة في الصين والمغرب. وبالإضافة إلى ذلك، سيتم تنفيذ مشاريع جديدة في المملكة العربية السعودية والبرازيل والهند.

سوق أسمدة البوتاس ، مبين في السنوات السابقةأعظم ديناميكية في الفترة 2015 - 2020 سوف نستمر في التطوير بنشاط: من المتوقع تنفيذ 25 مشروعًا، منها أربعة مشاريع كبيرة في كندا وروسيا وبيلاروسيا. تقدر الطاقة العالمية لإنتاج أسمدة البوتاس عام 2020 بنحو 64.5 مليون طن، أي 64.5 مليون طن. سيرتفع مقارنة بعام 2015 بنسبة 22%.

ومن المتوقع أن يصل الطلب على أسمدة البوتاس عام 2020 إلى 51.6 مليون طن، أي 51.6 مليون طن. بنسبة 2.1% سنوياً، واستغلال القدرات بنسبة 80%.

إنتاج الكبريت في العالم في عام 2020 من المتوقع أن يصل إلى 72 مليون طن، أي. سترتفع بنسبة 4% سنوياً وسيتم تنفيذ مشاريع كبرى في قطر وروسيا والمملكة العربية السعودية وتركمانستان. وفي الولايات المتحدة، من المتوقع أيضًا زيادة إنتاج الكبريت، مما سيؤدي إلى انخفاض وارداتها.

سيبلغ العرض / الطلب على الكبريت في عام 2020 69 مليون طن، أي 69 مليون طن. سيتم تحميل السعة بنسبة 96%، والتي تحددها زيادة الطلب من منتجي حامض الكبريتيك.

في الجدول 3 مناطق ممثلة - مصدري الأنواع الرئيسية للأسمدة المعدنية في عام 2014. ويترتب على ذلك أن حصة بلدان رابطة الدول المستقلة في السوق العالمية للأمونيا كانت عند مستوى 24٪، واليوريا - على مستوى 16٪، ونترات الأمونيوم - على مستوى 63% (مركز احتكاري)، DAP – عند مستوى 10% وأسمدة البوتاس – عند مستوى 40%.

الجدول 3. حجم صادرات الأنواع الرئيسية من الأسمدة المعدنية حسب المنطقة

في عام 2014 ألف طن

مصدر:ايفا، 2015.

في الجدول يعرض الشكل 4 أسواق المبيعات الإقليمية للأنواع الرئيسية من الأسمدة المعدنية، والتي لديها اختلافات كبيرة في القدرة. وبالتالي فإن أسواق المبيعات الأكثر اتساعًا هي:

• للأمونيا - بلدان أمريكا الشمالية (الولايات المتحدة الأمريكية) والاتحاد الأوروبي؛
• بالنسبة لليوريا - دول أمريكا الشمالية (الولايات المتحدة الأمريكية)، وأمريكا اللاتينية (البرازيل)، ودول جنوب آسيا (الهند)، ودول الاتحاد الأوروبي؛
• لنترات الأمونيوم - دول أمريكا اللاتينية؛
• لـ DAF - دول جنوب آسيا (الهند)، ودول الاتحاد الأوروبي؛
• لكلوريد البوتاسيوم - دول شرق آسيا (الصين) وأمريكا اللاتينية وأمريكا الشمالية (الولايات المتحدة الأمريكية) ودول الاتحاد الأوروبي.

الجدول 4.حجم استيراد الأنواع الرئيسية من الأسمدة المعدنية حسب المنطقة عام 2014 ألف طن

تعتبر صناعة الأسمدة المعدنية أحد القطاعات الأساسية للمجمع الكيميائي الروسي. وتتكون الإمكانات الإنتاجية لهذه الصناعة من أكثر من ثلاثين مؤسسة متخصصة تنتج أكثر من 13 مليون طن من الأسمدة النيتروجينية والبوتاسيوم والفوسفات سنويا. لكل حصة الاتحاد الروسيتمثل ما يصل إلى 6-7٪ من إنتاج الأسمدة العالمي. وتنتج الصناعة أكثر من 20% من منتجات المجمع الكيميائي من حيث القيمة، وتتجاوز حصتها في هيكل صادرات الصناعات الكيميائية الثلث. وبالمقارنة مع القطاعات الأخرى في المجمع الكيميائي، تبدو صناعة الأسمدة المعدنية هي الأكثر ازدهارا. ويفسر ذلك عدد من الظروف. أولاً، بحلول الوقت الذي بدأت فيه التحولات الاقتصادية الجذرية في البلاد، كانت العديد من الشركات المنتجة للأسمدة مجهزة بتكنولوجيا ومعدات متقدمة نسبياً، مما سمح لها بإنتاج منتجات تنافسية. السوق الدوليمنتجات. ثانيا، يتم توزيع المواد الخام التي لدينا لإنتاج الأسمدة المعدنية، وخاصة الغاز الطبيعي والخامات المحتوية على البوتاسيوم، بشكل متباين للغاية في العالم: فالمناطق الشاسعة محرومة منها ببساطة. وأسمدة البوتاس هي الأكثر طلبا في الخارج، مما يوفر لها حصة كبيرة (60-70٪) من حجم صادرات إمدادات الأسمدة. الأسواق الرئيسية للأسمدة الروسية هي أمريكا اللاتينية والصين. وفي الوقت نفسه، انخفض الطلب المحلي على الأسمدة المعدنية في بلدنا بشكل حاد: من عام 1990 إلى عام 2002، انخفض استخدام الأسمدة المعدنية بجميع أنواعها لكل هكتار واحد من المحاصيل بنسبة 40 مرة، ولكن من الإنصاف أن يكون ذلك لاحظت ذلك في السنوات الاخيرةهناك اتجاه نمو طفيف (لمزيد من التفاصيل، راجع الجغرافيا
رقم 3/2005، ص. 43-44).

يعتمد موقع المؤسسات الصناعية في المقام الأول على المواد الخام والعوامل الاستهلاكية. جنبا إلى جنب معهم دور معينتلعب ملامح توزيع موارد النيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم في التربة. وتزداد احتياطيات النيتروجين في التربة من الشمال إلى الجنوب حتى منطقة غابات السهوب، حيث تصل إلى الحد الأقصى ثم تنخفض تدريجياً. وبطريقة مماثلة، تحدث تغيرات في احتياطيات الفوسفور في التربة، مع الاختلاف الوحيد وهو أن الحد الأقصى لها يحدث في منطقة السهوب. يصل احتياطي البوتاسيوم في التربة إلى الحد الأقصى في منطقة الغابات وينخفض ​​إلى الجنوب منها. وعلى نفس خط العرض، يوجد المزيد من موارد النيتروجين في المنطقة المناطق الشرقيةمما هو عليه في الجزء الأوروبي، وهناك كمية أقل من الفوسفور والبوتاسيوم. يتميز إنتاج الأسمدة المعدنية بالكامل بالحرارة العالية وكثافة الطاقة (تتراوح حصة حاملات الطاقة في تكلفة الإنتاج من 25 إلى 50٪).

المواد الخام للإنتاج الأسمدة النيتروجينية(نترات الأمونيوم، الكارباميد، كبريتات الأمونيوم، الخ) - الأمونيا. في السابق، كان يتم الحصول على الأمونيا من فحم الكوك وغاز فرن فحم الكوك، لذلك كانت مراكز إنتاجها في السابق تتزامن مع المناطق المعدنية. حتى يومنا هذا، توجد بعض المصانع التي تنتج الأسمدة النيتروجينية (عادةً ما تكون صغيرة) داخل أهم القواعد المعدنية في البلاد: وهي في المقام الأول كيميروفو، تشيريبوفيتس، زارينسك، نوفوترويتسك، تشيليابينسك، ماجنيتوجورسك، ليبيتسك. وفي العديد من هذه المدن لا توجد حتى مؤسسات متخصصة في إنتاج الأسمدة المعدنية، ويتم إنتاج الأسمدة النيتروجينية بواسطة المصانع المعدنية نفسها كمنتج ثانوي.

في مؤخراحل الغاز الطبيعي محل فحم الكوك وغاز فرن فحم الكوك باعتباره المادة الخام الرئيسية لإنتاج الأمونيا، مما جعل من الممكن تحديد مواقع مصانع الأسمدة النيتروجينية بحرية أكبر. الآن يركزون أكثر على خطوط أنابيب الغاز الرئيسية، على سبيل المثال، أكبر المحطات - في فيليكي نوفغورود، نوفوموسكوفسك، كيروفو تشيبيتسك، فيرخنيبروفسك (بالقرب من دوروغوبوز)، روسوشي، نيفينوميسك، تولياتي. نشأت بعض مراكز صناعة النيتروجين الفرعية على أساس استخدام مخلفات تكرير النفط (سالافات، أنجارسك).

ويبلغ إجمالي الطاقة التشغيلية لإنتاج الأمونيا في روسيا حوالي 9% من العالم (الرقم الثالث في العالم بعد الصين والولايات المتحدة الأمريكية). ومع ذلك، فإن إمكانات الشركات لا يتم استغلالها بالكامل، ومن حيث إنتاج الأمونيا، تحتل روسيا المرتبة الرابعة في العالم بعد الصين والولايات المتحدة والهند، حيث تنتج حوالي 6٪ من هذا النوع من المنتجات. تعتمد تكلفة الأسمدة النيتروجينية المنتجة على مدى كفاءة عمل وحدات إنتاج الأمونيا. كلما قل إنفاقك غاز طبيعيلكل طن من الأمونيا، كلما انخفضت التكاليف وارتفعت القدرة التنافسية.

إنتاج الأسمدة الفوسفاتيةأقل تركيزًا على المصادر من القطاع الفرعي للنيتروجين. يحتوي السوبر فوسفات البسيط (أسمدة الفوسفور الأكثر شيوعًا) على فسفور قابل للذوبان أقل بحوالي مرتين فقط مقارنة بمادة التغذية. في الوقت نفسه، تقع بعض الشركات على مقربة من رواسب المواد الخام الفوسفورية - الفوسفوريت (Voskresensk، Kingisepp). وتشارك بعض مراكز المعادن غير الحديدية (في روسيا - كراسنورالسك) أيضًا في إنتاج الأسمدة الفوسفاتية، حيث تكون المواد الخام عبارة عن غازات النفايات الناتجة عن العملية المعدنية المشبعة بالكبريت.

المنتجون الرئيسيون للمواد الخام للفوسفات في روسيا هم OJSC Apatit وKovdorsky GOK. ويقع كلاهما في منطقة مورمانسك، خارج الدائرة القطبية الشمالية، مما يزيد بشكل كبير من تكاليف النقل إلى مراكز إنتاج الأسمدة، وخاصة إلى بالاكوفو وميلوز وبيلوريشينسك. وإذا كانت الأسعار المرتفعة نسبيًا في السوق الأجنبية تسمح للمؤسسات بتنفيذ أنشطة التصدير بأقل قدر من الربح على الأقل، فإن أسعار الأسمدة الفوسفاتية أصبحت أقل فأكثر بالنسبة للمستهلكين المحليين بسبب ارتفاع أسعار المواد الخام الخام، والتي تمثل اليوم ما يصل إلى 40 دولارًا. -60% من تكلفة مختلف مجموعات الأسمدة.

يظل القادة في إنتاج الأسمدة الفوسفاتية هم شركة Ammophos OJSC (Cherepovets)، وشركة Voskresensk Mineral Fertilizers OJSC، وشركة Acron OJSC (فيليكي نوفغورود). كما أن مستوى استغلال القدرات في إنتاج الأسمدة الفوسفاتية أقل حتى من إنتاج الأسمدة النيتروجينية. وفي روسيا لا يتجاوز هذا المعدل 50% إلا بالكاد؛ ولا تعمل سوى الشركات في فوسكريسينسك وفيليكي نوفغورود بنسبة 80% من طاقتها.

إنتاج أسمدة البوتاسترتبط ارتباطًا وثيقًا بالمصدر الوحيد للمواد الخام في روسيا - رواسب ملح البوتاسيوم فيرخنيكامسك، حيث تعمل مؤسستان رئيسيتان: OJSC Uralkali (Berezniki) وOJSC Silvinit (Solikamsk). النوع الرئيسي من سماد البوتاس هو كلوريد البوتاسيوم. يقع الجزء الرئيسي من تكاليف الشركات المنتجة على استخراج خام البوتاس، لذلك، بسبب استهلاك المواد المرتفع للغاية، تتم معالجة المواد الخام البوتاس في الموقع. على عكس الأسمدة النيتروجينية والفوسفورية، زاد إنتاج أسمدة البوتاس بشكل مطرد في السنوات الأخيرة، وهو ما يسهله الوضع الملائم في السوق الخارجية.

يحتل مكانا هاما في إنتاج الأسمدة معقدالأسمدة المعدنية (مثل الأموفوس، والديامفوس، والأزوفوسكا، وما إلى ذلك) التي تحتوي على عنصرين أو ثلاثة عناصر مغذية. تركز صناعة الأسمدة المعدنية على إنتاج المنتجات في شكل حبيبات، ملائمة للنقل والاستهلاك (غالبًا ما يتم خلط الأسمدة الأساسية بنسب مختلفة قبل تطبيقها على التربة).

ويبلغ النمو السنوي لسكان العالم حوالي 70 مليون نسمة. يجب تزويدهم بالأغذية النباتية في ظروف تتناقص فيها المساحة بشكل مطرد. والطريقة الوحيدة لحل هذه المشكلة هي تكثيف الزراعة العالمية، وهو أمر لا يمكن تحقيقه دون زيادة أخرى في حجم إنتاج الأسمدة المعدنية. وفي هذا الصدد، فإن آفاق تطوير صناعة الأسمدة المعدنية المحلية، الموجهة إلى حد كبير للتصدير، متفائلة للغاية.

أكبر الحيازات في الصناعة
الأسمدة المعدنية

بحسب موقع RosBusinessConsulting

إنتاج الأسمدة المعدنية في مناطق الاتحاد الروسي
(من حيث العناصر الغذائية 100% ألف طن)

وفقا للجنة الدولة للإحصاء في الاتحاد الروسي

الوكالة الفيدرالية للتعليم

جامعة تفير التقنية الحكومية

قسم تقنيات المواد البوليمرية

إنتاج الأسمدة المعدنية

أكمله: توميلينا أو إس.

فاس، مجموعة BT-0709

فحص بواسطة: كوماروف أ.م.

الأسمدة المعدنية هي أملاح تحتوي على عناصر ضرورية لتغذية النبات ويتم تطبيقها على التربة للحصول على غلات عالية ومستدامة. تعتبر الأسمدة المعدنية من أهم أنواع منتجات الصناعة الكيميائية. ويطرح النمو السكاني نفس المشكلة بالنسبة لجميع بلدان العالم - الإدارة الماهرة لقدرة الطبيعة على إعادة إنتاج موارد الحياة، وقبل كل شيء الغذاء. لقد تم حل مشكلة التكاثر الموسع للمنتجات الغذائية منذ فترة طويلة عن طريق استخدام الأسمدة المعدنية في الزراعة. تنص التوقعات العلمية والخطط طويلة المدى على زيادة أخرى في الإنتاج العالمي للأسمدة المعدنية والأسمدة العضوية والأسمدة ذات المبيدات الحشرية الخاضعة للرقابة. فترة الصلاحية.

يعد إنتاج الأسمدة المعدنية أحد أهم القطاعات الفرعية للصناعة الكيميائية، ويبلغ حجمها في جميع أنحاء العالم أكثر من 100 مليون. ر في السنة. المركبات المنتجة والمستهلكة بأكبر الكميات هي الصوديوم والفوسفور والبوتاسيوم والنيتروجين والألمنيوم والحديد والنحاس والكبريت والكلور والفلور والكروم والباريوم وغيرها.

تصنيف الأسمدة المعدنية

يتم تصنيف الأسمدة المعدنية وفقا لثلاث خصائص رئيسية: الغرض الكيميائي الزراعي والتركيب والخصائص.

1. وفقا لغرض الكيماويات الزراعية، وتنقسم الأسمدة إلى مباشرة , كونها مصدراً للعناصر الغذائية للنباتات، وبشكل غير مباشر، تعمل على تعبئة مغذيات التربة من خلال تحسين خواصها الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية. وتشمل الأسمدة غير المباشرة، على سبيل المثال، الأسمدة الجيرية المستخدمة لتحييد التربة الحمضية.

يمكن أن تحتوي الأسمدة المعدنية المباشرة على واحد أو أكثر من العناصر الغذائية المختلفة.

2. بناءً على كمية العناصر الغذائية، تنقسم الأسمدة إلى بسيطة (مفردة) ومعقدة.

تحتوي الأسمدة البسيطة على عنصر واحد فقط من العناصر الغذائية الرئيسية الثلاثة. وبناء على ذلك تنقسم الأسمدة البسيطة إلى النيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم.

تحتوي الأسمدة المعقدة على عنصرين أو ثلاثة عناصر غذائية رئيسية. بناءً على عدد العناصر الغذائية الرئيسية، تسمى الأسمدة المعقدة مزدوجة (على سبيل المثال، نوع NP أو PK) أو ثلاثية (NPK)؛ وتسمى الأخيرة أيضًا كاملة. تسمى الأسمدة التي تحتوي على كميات كبيرة من العناصر الغذائية وقليل من مواد الصابورة المركزة.

وتنقسم الأسمدة المعقدة أيضًا إلى مختلطة ومعقدة. يتم الخلط بين مخاليط ميكانيكية من الأسمدة تتكون من جزيئات غير متجانسة يتم الحصول عليها عن طريق خلط بسيط للأسمدة. إذا تم الحصول على سماد يحتوي على العديد من العناصر الغذائية نتيجة تفاعل كيميائي في معدات المصنع. يطلق عليه معقدة.

الأسمدة المخصصة لتغذية النباتات بالعناصر التي تحفز نمو النبات ومطلوبة بكميات صغيرة جداً تسمى الأسمدة الدقيقة، والعناصر الغذائية التي تحتوي عليها تسمى العناصر الدقيقة. يتم تطبيق هذه الأسمدة على التربة بكميات صغيرة جدًا. وتشمل هذه الأملاح التي تحتوي على البورون والمنغنيز والنحاس والزنك وعناصر أخرى.

3. بناءً على حالة التجميع، تنقسم الأسمدة إلى صلبة وسائلة (الأمونيا والمحاليل المائية والمعلقات).

الخصائص الفيزيائية للأسمدة لها أهمية كبيرة. يجب أن تكون أملاح الأسمدة القابلة للذوبان في الماء ذات تدفق حر، وسهلة التفريق، وليست شديدة الرطوبة، ولا تتكتل أثناء التخزين؛ يجب أن تبقى على التربة لبعض الوقت، وألا تغسلها مياه الأمطار بسرعة كبيرة أو تتطايرها الرياح. وأفضل طريقة لتلبية هذه المتطلبات هي الأسمدة البلورية الخشنة والحبيبية. يمكن استخدام الأسمدة الحبيبية في الحقول باستخدام الطرق الآلية باستخدام آلات الأسمدة والبذارات بكميات تتوافق بشكل صارم مع متطلبات الكيماويات الزراعية.

الأسمدة الفوسفورية

الأسمدة الفوسفورية، اعتمادا على تركيبتها، قابلة للذوبان بدرجات متفاوتة في محاليل التربة، وبالتالي، يتم امتصاصها بشكل مختلف من قبل النباتات. بناءً على درجة الذوبان، تنقسم الأسمدة الفوسفاتية إلى فوسفات قابل للذوبان في الماء، وتستوعبه النباتات، وفوسفات غير قابل للذوبان. تشمل المواد القابلة للذوبان في الماء السوبر فوسفات البسيط والمزدوج. إلى تلك القابلة للهضم ، أي. تشمل أحماض التربة القابلة للذوبان في التربة الراسب والفوسفات الحراري والفوسفات المنصهر وخبث توماس. تحتوي الأسمدة غير القابلة للذوبان على أملاح فوسفاتية صعبة الهضم قابلة للذوبان فقط في الأحماض المعدنية القوية. وتشمل هذه الصخور الفوسفاتية والأباتيت ودقيق العظام.

المواد الخام لإنتاج عنصر الفوسفات والأسمدة الفوسفاتية ومركبات الفوسفور الأخرى هي الفوسفات الطبيعي: الأباتيت والفوسفوريت. في هذه الخامات، يكون الفوسفور في صورة غير قابلة للذوبان، بشكل رئيسي في شكل فلوراباتيت Ca 5 F(PO 4) 3 أو هيدروكسيلاباتيت Ca 5 OH(PO 4) 3. للحصول على أسمدة فوسفورية سهلة الهضم تستخدم في أي تربة، من الضروري تحويل أملاح الفوسفور غير القابلة للذوبان من الفوسفات الطبيعي إلى أملاح قابلة للذوبان في الماء أو سهلة الهضم. هذه هي المهمة الرئيسية لتكنولوجيا الأسمدة الفوسفورية.

تزداد ذوبان أملاح الفوسفات مع زيادة حموضتها. الملح المتوسط ​​Ca 3 (PO 4) 2 قابل للذوبان فقط في الأحماض المعدنية، CaHO 4 قابل للذوبان في أحماض التربة، والملح الأكثر حمضية CaH 2 PO 4) 2 قابل للذوبان في الماء. في إنتاج الأسمدة الفوسفاتية، يسعون جاهدين للحصول على أكبر قدر ممكن من الفوسفور على شكل فوسفات أحادي الكالسيوم Ca(H2PO4)2. يتم تحويل الأملاح الطبيعية غير القابلة للذوبان إلى أملاح قابلة للذوبان عن طريق تحللها بالأحماض والقلويات والتسخين (التسامي الحراري للفوسفور). بالتزامن مع إنتاج الأملاح القابلة للذوبان، يسعون جاهدين للحصول على الأسمدة الفوسفورية بأعلى تركيز ممكن من الفوسفور.

إنتاج السوبر فوسفات

تنتج الصناعة الكيميائية السوبر فوسفات البسيط والمزدوج. السوبر فوسفات البسيط هو الأسمدة الفوسفاتية الأكثر شيوعا. وهو عبارة عن مسحوق رمادي (أو حبيبات) يحتوي بشكل رئيسي على أحادي فوسفات الكالسيوم Ca(H2PO4)2*H2O وكبريتات الكالسيوم CaSO4*0.5H2O. يحتوي السوبر فوسفات على شوائب: فوسفات الحديد والألمنيوم والسيليكا وحمض الفوسفوريك. جوهر إنتاج السوبر فوسفات هو تحلل الفوسفات الطبيعي بحمض الكبريتيك. إن عملية إنتاج السوبر فوسفات عن طريق تفاعل حمض الكبريتيك مع فلوراباتيت الكالسيوم هي عملية غير متجانسة متعددة المراحل، تحدث بشكل رئيسي في منطقة الانتشار. يمكن تقسيم هذه العملية تقريبًا إلى مرحلتين. المرحلة الأولى هي انتشار حامض الكبريتيك إلى جزيئات الأباتيت، ويصاحب ذلك تفاعل كيميائي سريع على سطح الجزيئات، ويستمر حتى يتم استهلاك الحمض بالكامل، وتبلور كبريتات الكالسيوم:

Ca 5 F(PO 4) 3 + 5H 2 SO 4 +2.5H 2 O=5(CaSO 4 *0.5H 2 O)+H 3 PO 4 +HF+Q (أ)

المرحلة الثانية هي انتشار حمض الفوسفوريك الناتج في مسام جزيئات الأباتيت غير المتحللة، ويصاحب ذلك التفاعل

كاليفورنيا 5 F(ص 4) 3 +7H 3 ص 4 +5H 2 O=5Ca(H 3 ص 4) 2 *H 2 O+HF+Q (ب)

يكون فوسفات أحادي الكالسيوم الناتج أولًا في المحلول، وعند فرط التشبع يبدأ في التبلور. يبدأ التفاعل (أ) مباشرة بعد الإزاحة وينتهي في غرفة تفاعل السوبر فوسفات خلال 20-40 دقيقة خلال فترة تصلب كتلة السوبر فوسفات وتصلبها، والتي تحدث بسبب التبلور السريع نسبيًا لكبريتات الكالسيوم القابلة للذوبان قليلاً وإعادة بلورة نصف الهيدرات إلى الأنهيدريت وفقا لمعادلة التفاعل

2CaSO 4 *0.5H 2 O=2CaSO 4 +H 2 O

المرحلة التالية من العملية هي نضوج السوبر فوسفات، أي. يحدث تكوين وتبلور فوسفات أحادي الكالسيوم ببطء وينتهي فقط في المستودع (النضج) عندما يبلغ عمر السوبر فوسفات 6-25 يومًا. يتم تفسير السرعة المنخفضة لهذه المرحلة بالانتشار البطيء لحمض الفوسفوريك من خلال قشرة فوسفات أحادي الكالسيوم المتكونة والتي تغطي حبيبات الأباتيت، والتبلور البطيء للغاية للطور الصلب الجديد Ca(H2PO4)2*H2O.

يتم تحديد الوضع الأمثل في غرفة التفاعل ليس فقط من خلال حركية التفاعلات وانتشار الأحماض، ولكن أيضًا من خلال بنية بلورات كبريتات الكالسيوم المتكونة، والتي تؤثر على السرعة الإجمالية للعملية وجودة السوبر فوسفات. يمكن تسريع عمليات الانتشار والتفاعلات (أ) و (ب) عن طريق زيادة التركيز الأولي لحمض الكبريتيك إلى درجة الحرارة المثلى.

أبطأ عملية هي النضج. يمكن تسريع النضج عن طريق تبريد كتلة السوبر فوسفات وتبخير الماء منها، مما يعزز تبلور فوسفات أحادي الكالسيوم ويزيد من معدل التفاعل (ب) بسبب زيادة تركيز H 3 PO 4 في المحلول. للقيام بذلك، يتم خلط السوبر فوسفات ورشه في المستودع. يكون محتوى P 2 O 5 في السوبر فوسفات النهائي أقل مرتين تقريبًا من المادة الخام الأولية، وعند معالجة الأباتيت يكون 19-20٪ P 2 O 5.

يحتوي السوبر فوسفات النهائي على كمية معينة من حمض الفوسفوريك الحر، مما يزيد من استرطابيته. لتحييد الحمض الحر، يتم خلط السوبر فوسفات مع تحييد المضافات الصلبة أو الأمونيا، أي. يعالج بغاز الأمونيا. تعمل هذه التدابير على تحسين الخصائص الفيزيائية للسوبر فوسفات - فهي تقلل من الرطوبة والرطوبة والتكتل، وأثناء الأمونيا، يتم إدخال عنصر غذائي آخر - النيتروجين.

هناك طرق دفعية وشبه مستمرة ومستمرة لإنتاج السوبر فوسفات. حاليًا، تطبق معظم المصانع العاملة طريقة الإنتاج المستمر. يظهر في الشكل رسم تخطيطي للطريقة المستمرة لإنتاج السوبر فوسفات. 1

يتم نقل تركيز الأباتيت المسحوق (أو صخر الفوسفات) من المستودع إلى موزع وزن أوتوماتيكي بواسطة نظام من الناقلات ومسامير الرفع، حيث يتم جرعاته في خلاط مستمر.

يتم تخفيف حمض الكبريتيك (75% برج H2SO4) باستمرار بالماء في خلاط الجرعات إلى تركيز 68% H2SO4، ويتم التحكم فيه بواسطة مكثف، ويتم تغذيته في خلاط يتم فيه الخلط الميكانيكي للمواد الخام الفوسفاتية مع يحدث حمض الكبريتيك. يتم نقل اللب الناتج من الخلاط إلى غرفة سوبر فوسفات التفاعل المستمر، حيث يتم تشكيل السوبر فوسفات (ضبط وتصلب اللب خلال الفترة الأولية لنضج كتلة السوبر فوسفات). من غرفة السوبر فوسفات، يتم نقل السوبر فوسفات المسحوق بواسطة ناقل أسفل الغرفة إلى قسم ما بعد المعالجة - مستودع السوبر فوسفات، حيث يتم توزيعه بالتساوي بواسطة مفرشة. لتسريع عملية نضج السوبر فوسفات، يتم خلطه في المستودع باستخدام رافعة. لتحسين الخواص الفيزيائية للسوبر فوسفات، يتم تحبيبه في محببات الأسطوانة الدوارة. في المحببات، يتم ترطيب مسحوق السوبر فوسفات بالماء الذي يتم توفيره داخل الأسطوانة عن طريق الفوهات، و"تدحرج" إلى حبيبات بأحجام مختلفة، والتي يتم تجفيفها بعد ذلك، وتفريقها إلى أجزاء وتعبأ في أكياس ورقية.

الجهاز الرئيسي لإنتاج السوبر فوسفات هو غرفة السوبر فوسفات. يتم تغذيته باللب من خلال خلاط مثبت مباشرة فوق غطاء الحجرة. للتغذية المستمرة لغرف السوبر فوسفات، يتم استخدام الخلاطات اللولبية وخلاطات الحجرة مع الخلط الميكانيكي.

عيب السوبر فوسفات البسيط هو المحتوى المنخفض نسبيًا للعنصر الغذائي - لا يزيد عن 20٪ P 2 O 5 من تركيز الأباتيت ولا يزيد عن 15٪ P 2 O 5 من الفوسفوريت. ويمكن الحصول على أسمدة فسفورية أكثر تركيزا عن طريق تحلل صخر الفوسفات مع حامض الفوسفوريك.

الأسمدة النيتروجينية

يتم الحصول على معظم الأسمدة النيتروجينية صناعيًا: عن طريق تحييد الأحماض بالقلويات. المواد الأولية لإنتاج الأسمدة النيتروجينية هي أحماض الكبريتيك والنيتريك وثاني أكسيد الكربون والأمونيا السائلة أو الغازية وهيدروكسيد الكالسيوم وغيرها. يوجد النيتروجين في الأسمدة أو على شكل كاتيون NH 4 +، أي. في صورة الأمونيا، في صورة NH 2 (أميد)، أو NO 3 - أنيون، أي. في شكل نترات يمكن أن يحتوي الأسمدة في نفس الوقت على الأمونيا ونترات النيتروجين. جميع الأسمدة النيتروجينية قابلة للذوبان في الماء وتمتصها النباتات جيدًا، ولكن يمكن حملها بسهولة إلى عمق التربة أثناء هطول الأمطار الغزيرة أو الري. الأسمدة النيتروجينية الشائعة هي نترات الأمونيوم أو نترات الأمونيوم.

إنتاج نترات الأمونيوم

نترات الأمونيوم عبارة عن سماد خالي من الصابورة يحتوي على 35% من النيتروجين في أشكال الأمونيوم والنترات، لذلك يمكن استخدامه في أي تربة ولأي محاصيل. ومع ذلك، فإن هذا الأسمدة له خصائص فيزيائية غير مناسبة لتخزينه واستخدامه. تنتشر بلورات وحبيبات نترات الأمونيوم في الهواء أو في شكل كتل كبيرة نتيجة استرطابها وقابليتها للذوبان في الماء. بالإضافة إلى ذلك، عندما تتغير درجة الحرارة ورطوبة الهواء أثناء تخزين نترات الأمونيوم، يمكن أن تحدث تحولات متعددة الأشكال. لقمع التحولات متعددة الأشكال وزيادة قوة حبيبات نترات الأمونيوم، يتم استخدام المواد المضافة التي يتم إدخالها أثناء إنتاجها - فوسفات وكبريتات الأمونيوم، وحمض البوريك، ونترات المغنيسيوم، وما إلى ذلك. إن انفجار نترات الأمونيوم يعقد إنتاجها وتخزينها ونقلها.

يتم إنتاج نترات الأمونيوم في المصانع التي تنتج الأمونيا الاصطناعية وحمض النيتريك. وتتكون عملية الإنتاج من مراحل تحييد حمض النيتريك الضعيف بغاز الأمونيا وتبخر المحلول الناتج وتحبيب نترات الأمونيوم. تعتمد خطوة التعادل على التفاعل

NH 3 + HNO 3 = NH 4 NO 3 +148.6 كيلوجول

تحدث عملية الامتزاز الكيميائي هذه، حيث يكون امتصاص الغاز بواسطة سائل مصحوبًا بتفاعل كيميائي سريع، في منطقة الانتشار وتكون طاردة للحرارة بدرجة كبيرة. يتم استخدام حرارة التعادل بطريقة عقلانية لتبخير الماء من محاليل نترات الأمونيوم. باستخدام حمض النيتريك عالي التركيز وتسخين الكواشف الأولية، من الممكن الحصول مباشرة على ذوبان نترات الأمونيوم (تركيز أعلى من 95-96% NH 4 NO 3) دون استخدام التبخر.

تتضمن المخططات الأكثر شيوعًا التبخر غير الكامل لمحلول نترات الأمونيوم بسبب حرارة التعادل (الشكل 2).

يتم تبخير الجزء الأكبر من الماء في مفاعل كيميائي معادل للـ ITN (باستخدام حرارة التعادل). هذا المفاعل عبارة عن وعاء أسطواني مصنوع من من الفولاذ المقاوم للصدأيوجد بداخلها أسطوانة أخرى يتم فيها إدخال الأمونيا وحمض النيتريك مباشرة. تعمل الأسطوانة الداخلية بمثابة جزء التعادل في المفاعل (منطقة التفاعل الكيميائي)، وتعمل المساحة الحلقية بين الأسطوانة الداخلية وجسم المفاعل بمثابة جزء التبخر. ويتدفق محلول نترات الأمونيوم الناتج من الاسطوانة الداخلية إلى جزء التبخير بالمفاعل، حيث يحدث تبخر الماء بسبب التبادل الحراري بين منطقتي التعادل والتبخر عبر جدار الاسطوانة الداخلية. تتم إزالة بخار العصير الناتج من معادل ITN ومن ثم يتم استخدامه كعامل تسخين.

تتم إضافة جرعات فوسفات الكبريتات إلى حمض النيتريك في شكل أحماض الكبريتيك والفوسفوريك المركزة، والتي يتم تحييدها مع أمونيا النيتريك في معادل ITN. عند تحييد حمض النيتريك الأولي، يحتوي محلول 58% من نترات الأمونيوم عند مخرج الناموسيات المعالجة بمبيدات الحشرات على 92-93% NH 4 NO 3؛ يتم إرسال هذا المحلول إلى جهاز التعادل المسبق، حيث يتم إمداد غاز الأمونيا به بحيث يحتوي المحلول على فائض من الأمونيا (حوالي 1 جم / ديسيمتر 3 NH 3 حر)، مما يضمن سلامة العمل الإضافي مع ذوبان NH 4 NO 3 . يتم تركيز المحلول المعادل بالكامل في مبخر أنبوبي ذو لوحة مدمجة للحصول على مصهور يحتوي على 99.7-99.8% NH 4 NO 3 . لتحبيب نترات الأمونيوم عالية التركيز، يتم ضخ المادة المنصهرة بواسطة مضخات غاطسة إلى أعلى برج التحبيب الذي يبلغ ارتفاعه 50-55 مترًا. يتم إجراء التحبيب عن طريق رش المصهور باستخدام حبيبات اهتزازية صوتية من النوع الخلوي، والتي تضمن تكوينًا حبيبيًا موحدًا للمنتج. يتم تبريد الحبيبات بالهواء في مبرد الطبقة المميعة، والذي يتكون من عدة مراحل تبريد متتالية. يتم رش الحبيبات المبردة بالمواد الخافضة للتوتر السطحي في أسطوانة بفوهات ويتم نقلها إلى العبوة.

ونظراً لعيوب نترات الأمونيوم، ينصح بتصنيع الأسمدة المعقدة والمختلطة بناءً عليها. وبخلط نترات الأمونيوم مع الحجر الجيري يتم الحصول على كبريتات الأمونيوم ونترات الأمونيوم الجيرية ونترات كبريتات الأمونيوم وغيرها، ويمكن الحصول على نيتروفوسكا عن طريق دمج NH 4 NO 3 مع أملاح الفوسفور والبوتاسيوم.

إنتاج اليوريا

تحتل اليوريا (اليوريا) المرتبة الثانية بين الأسمدة النيتروجينية من حيث حجم الإنتاج بعد نترات الأمونيوم. ويرجع النمو في إنتاج اليوريا إلى مجموعة واسعة من التطبيقات في الزراعة. يتمتع بمقاومة كبيرة للترشيح مقارنة بالأسمدة النيتروجينية الأخرى، أي. أقل عرضة للتسرب من التربة، وأقل استرطابيًا، ويمكن استخدامه ليس فقط كسماد، ولكن أيضًا كإضافة لتغذية الماشية. كما تستخدم اليوريا على نطاق واسع لإنتاج الأسمدة المعقدة، والأسمدة التي يتم التحكم فيها بالوقت، ولإنتاج المواد البلاستيكية والمواد اللاصقة والورنيش والطلاءات.

اليوريا CO (NH 2) 2 هي مادة بلورية بيضاء تحتوي على 46.6٪ نيتروجين. يعتمد إنتاجه على تفاعل الأمونيا مع ثاني أكسيد الكربون

2NH 3 +CO 2 =CO(NH 2) 2 +H 2 O H=-110.1 كيلوجول (1)

وبالتالي، فإن المادة الخام لإنتاج اليوريا هي الأمونيا وثاني أكسيد الكربون، ويتم الحصول عليهما كمنتج ثانوي في إنتاج غاز العملية لتخليق الأمونيا. ولذلك فإن إنتاج اليوريا في المصانع الكيماوية عادة ما يتم دمجه مع إنتاج الأمونيا.

رد الفعل (1) – الإجمالي؛ يحدث على مرحلتين. في المرحلة الأولى، يحدث تخليق الكاربامات:

2NH3 +CO2 =NH2COONH4H=-125.6 كيلوجول (2)

غاز غاز سائل

في المرحلة الثانية، تحدث عملية ماصة للحرارة تتمثل في انفصال الماء عن جزيئات الكاربامات، ونتيجة لذلك يحدث تكوين اليوريا:

NH 2 COONH 4 = CO(NH 2) 2 + H 2 O H = 15.5 (3)

سائل سائل سائل

تفاعل تكوين كربامات الأمونيوم قابل للعكس، وطارد للحرارة، ويستمر بانخفاض الحجم. لتحويل التوازن نحو المنتج، يجب أن يتم ذلك عند ضغط مرتفع. لكي تتم العملية بسرعة عالية بما فيه الكفاية، فإن درجات الحرارة المرتفعة ضرورية أيضًا. تعوض الزيادة في الضغط التأثير السلبي لدرجات الحرارة المرتفعة على تحويل توازن التفاعل في الاتجاه المعاكس. في الممارسة العملية، يتم تصنيع اليوريا عند درجات حرارة 150-190 C والضغط 15-20 ميجا باسكال. في ظل هذه الظروف، يستمر التفاعل بسرعة عالية وحتى الاكتمال.

تحلل كربامات الأمونيوم هو تفاعل ماص للحرارة قابل للعكس يحدث بشكل مكثف في الطور السائل. لمنع تبلور المنتجات الصلبة في المفاعل، يجب تنفيذ العملية عند درجة حرارة أقل من 98 درجة مئوية (نقطة الانصهار لنظام CO(NH 2) 2 - NH 2 COONH 4).

أكثر درجات حرارة عالية- ينقل اتزان التفاعل إلى اليمين ويزيد معدله. يتم تحقيق الحد الأقصى لدرجة تحويل الكاربامات إلى اليوريا عند 220 درجة مئوية. لتغيير توازن هذا التفاعل، يتم أيضًا إدخال فائض من الأمونيا، والذي يربط ماء التفاعل ويزيله من مجال التفاعل. ومع ذلك، لا يزال من غير الممكن تحقيق التحويل الكامل للكارباميت إلى اليوريا. يحتوي خليط التفاعل، بالإضافة إلى منتجات التفاعل (اليوريا والماء)، أيضًا على كربامات الأمونيوم ومنتجات تحلله - الأمونيا وثاني أكسيد الكربون.

للاستفادة الكاملة من المادة الأولية، من الضروري إما توفير عودة الأمونيا وثاني أكسيد الكربون غير المتفاعلين، وكذلك أملاح كربون الأمونيوم (منتجات التفاعل الوسيطة) إلى عمود التخليق، أي. إنشاء إعادة تدوير، أو فصل اليوريا عن خليط التفاعل وإرسال الكواشف المتبقية إلى مرافق إنتاج أخرى، على سبيل المثال، لإنتاج نترات الأمونيوم، أي. تنفيذ العملية وفقا لمخطط مفتوح.

في وحدة تخليق اليوريا واسعة النطاق مع إعادة تدوير السوائل واستخدام عملية التجريد (الشكل 3)، يمكن للمرء التمييز بين وحدة الضغط العالي، ضغط منخفضونظام التحبيب. يدخل محلول مائي من كربامات الأمونيوم وأملاح كربون الأمونيوم، وكذلك الأمونيا وثاني أكسيد الكربون إلى الجزء السفلي من عمود التخليق 1 من مكثف الكربامات عالي الضغط 4. في عمود التخليق عند درجة حرارة 170-190 درجة مئوية وضغط عند 13-15 ميجا باسكال ينتهي تكوين الكاربامات ويحدث تفاعل تخليق اليوريا. يتم اختيار استهلاك الكواشف بحيث تكون النسبة المولية لـ NH 3:CO 2 في المفاعل هي 2.8-2.9. يدخل خليط التفاعل السائل (الذوبان) من عمود تصنيع اليوريا إلى عمود التجريد 5، حيث يتدفق للأسفل عبر الأنابيب. تتم تغذية ثاني أكسيد الكربون، المضغوط في الضاغط إلى ضغط يتراوح بين 13-15 ميجا باسكال، بشكل عكسي للمصهور، حيث يضاف إليه الهواء لتشكيل طبقة تخميلية وتقليل تآكل المعدات بكمية تضمن تركيز الأكسجين بنسبة 0.5-0.8٪ في الخليط. يتم تسخين عمود التجريد ببخار الماء. يدخل خليط البخار والغاز من العمود 5، الذي يحتوي على ثاني أكسيد الكربون الطازج، إلى مكثف الضغط العالي 4. كما يتم إدخال الأمونيا السائلة فيه. ويعمل في نفس الوقت بمثابة تيار عمل في الحاقن 3، الذي يوفر محلول أملاح كربون الأمونيوم من جهاز الغسيل عالي الضغط 2، وإذا لزم الأمر، جزء من الذوبان من عمود التخليق إلى المكثف. يتكون الكاربامات في المكثف. يتم استخدام الحرارة المنبعثة أثناء التفاعل لإنتاج بخار الماء.

تخرج الغازات غير المتفاعلة بشكل مستمر من الجزء العلوي من عمود التركيب وتدخل إلى جهاز الغسيل عالي الضغط 2، حيث معظمفهي تتكثف بسبب تبريد الماء، وتشكل محلولًا من أملاح كربون الكاربامات والأمونيوم.

يحتوي المحلول المائي لليوريا الخارج من عمود التجريد 5 على 4-5% كربامات. من أجل التحلل النهائي، يتم خنق المحلول إلى ضغط يتراوح بين 0.3-0.6 ميجا باسكال ثم يتم إرساله إلى الجزء العلويعمود التقطير 8.

يتدفق الطور السائل في العمود أسفل الفوهة في تيار معاكس لخليط البخار والغاز الذي يرتفع من الأسفل إلى الأعلى. ويخرج NH 3 و CO 2 وبخار الماء من أعلى العمود. ويتكثف بخار الماء في مكثف منخفض الضغط 7، ويذوب الجزء الأكبر من الأمونيا وثاني أكسيد الكربون. يتم إرسال المحلول الناتج إلى جهاز الغسيل 2. ويتم التنقية النهائية للغازات المنبعثة في الغلاف الجوي عن طريق طرق الامتصاص.

يتم فصل محلول اليوريا بنسبة 70% الخارج من قاع عمود التقطير 8 عن خليط البخار والغاز وإرساله، بعد تقليل الضغط إلى الضغط الجوي، للتبخر أولاً ثم للتحبيب. قبل رش المصهور في برج التحبيب 12، تضاف إليه إضافات التكييف، على سبيل المثال، راتنج اليوريا فورمالدهيد، للحصول على سماد غير متكتل ولا يفسد أثناء التخزين.

حماية البيئة أثناء إنتاج الأسمدة

عند إنتاج الأسمدة الفوسفاتية، هناك خطر كبير لتلوث الهواء بغازات الفلورايد. إن التقاط مركبات الفلورايد مهم ليس فقط من وجهة نظر الحفظ بيئةولكن أيضًا لأن الفلور مادة خام قيمة لإنتاج الفريون والبلاستيك الفلوري ومطاط الفلور وما إلى ذلك. يمكن أن تدخل مركبات الفلور إلى مياه الصرف الصحي في مراحل غسل الأسمدة وتنظيف الغاز. ولتقليل كمية مياه الصرف الصحي هذه، يُنصح بإنشاء دورات مغلقة لتدوير المياه في العمليات. لتنقية مياه الصرف الصحي من مركبات الفلورايد، يمكن استخدام طرق التبادل الأيوني، والترسيب بهيدروكسيدات الحديد والألومنيوم، والامتصاص على أكسيد الألومنيوم، وما إلى ذلك.

يتم إرسال مياه الصرف الصحي الناتجة عن إنتاج الأسمدة النيتروجينية المحتوية على نترات الأمونيوم واليوريا للمعالجة البيولوجية، ويتم خلطها مسبقًا مع مواد أخرى. مياه الصرفبنسب لا يتجاوز فيها تركيز اليوريا 700 مجم / لتر والأمونيا - 65-70 مجم / لتر.

من المهام المهمة في إنتاج الأسمدة المعدنية تنقية الغازات من الغبار. إن احتمال تلوث الهواء من غبار الأسمدة في مرحلة التحبيب مرتفع بشكل خاص. لذلك يجب إخضاع الغاز الخارج من أبراج التحبيب لتنظيف الغبار بالطرق الجافة والرطبة.

فهرس

أكون. كوتيبوف وآخرون.

التكنولوجيا الكيميائية العامة: كتاب مدرسي. للجامعات/م. كوتيبوف،

تي. بونداريفا، م.ج. بيرنغارتن - الطبعة الثالثة، المنقحة. – م.: المحكمة الجنائية الدولية “Akademkniga”. 2003. – 528 ص.

آي بي. موخلينوف ، أ.يا. أفيربوخ، د.أ كوزنتسوف، إ.س. توماركينا،

أي. فورمر.

التكنولوجيا الكيميائية العامة: كتاب مدرسي. للهندسة الكيميائية متخصص. الجامعات

الإنتاج والاستخدام المعدنية اسمدة………9 المشكلات البيئية المرتبطة باستخدام المعدنية اسمدة ...

على الرغم من التقدم في العلوم والتكنولوجيا، هناك مجالات لا يمكن تجنب الأساليب القديمة والمثبتة. واحد منهم هو الزراعة. من الصعب زراعة الحبوب والخضروات والفواكه الجيدة دون استخدام الأسمدة. لقد كان الإنتاج في روسيا قيد التشغيل منذ فترة طويلة، علاوة على ذلك، تعد البلاد واحدة من قادة العالم في إنتاج أنواع معينة من المنشطات. أين بالضبط الشركات التي تزود البلاد وشركائها بالأسمدة، وما هي أنواع الأسمدة الأكثر شيوعا في روسيا؟

معلومات عامة عن الصناعة

لنبدأ بالنظرية. ينقسم إنتاج الأسمدة المعدنية في روسيا ودول العالم الأخرى إلى عدة أنواع. الأسمدة النيتروجينية ، الرائدة في إنتاجها في الصين ، تعمل على تعزيز تكوين البروتينات في النبات ، وكذلك تسريع النمو وزيادة العائد. أما بالنسبة للأسمدة الفوسفورية، التي يذهب الرصاص في إنتاجها إلى الولايات المتحدة، فهي تسمح بتكوين نظام جذر قوي وكذلك تحسين عملية التمثيل الضوئي. والفئة الثالثة - أسمدة البوتاس، والتي تعد كندا المصدر الرئيسي لها، تساعد على تطوير مقاومة الجفاف والأمراض.

في السوق العالمية، تحتل روسيا واحدة من الأماكن الرائدة بين المنتجين. ويفسر ذلك حقيقة أن المواد الخام لإنتاج الأسمدة المعدنية في روسيا أكثر تنوعا بكثير مما كانت عليه في العديد من البلدان الأخرى، وذلك بسبب مساحة البلاد الشاسعة حيث توجد مجموعة واسعة من المعادن. ومن الجدير بالذكر أنه بعد اندماج أكبر شركتين في روسيا، وهما Uralkali وSilvinit، ظهر في السوق العالمية منافس واضح للشركة الكندية الرائدة في إنتاج الأسمدة المعدنية المعقدة.

الصناعة في روسيا

تم بناء المصانع الرئيسية لإنتاج الأسمدة المعدنية في روسيا مرة أخرى العصر السوفييتي. ولكن إذا ركزوا حصريًا على الاحتياجات الاتحاد السوفياتيفإن مهمتهم الرئيسية اليوم هي تلبية الطلب العالمي على الأسمدة: حصة روسيا في السوق العالمية أنواع مختلفةالأسمدة المعدنية تمثل حاليا 6٪. ونتيجة لهذا دور مهمفي موقع شركات إنتاج الأسمدة، لم تبدأ المواد الخام فقط في لعب دور، ولكن أيضًا عوامل التصدير - فالموقع غير الناجح للمصنع سوف يستلزم تكاليف نقل إضافية.

الأسمدة النيتروجينية

يقع أكبر عدد من الشركات الروسية في هذا المجال في قطاع الأسمدة النيتروجينية. وتمثل المراكز الكبيرة لإنتاج الأسمدة المعدنية في روسيا عمالقة الصناعة مثل يوروكيم وأورالكيم وأكرون.

والمنتج الرئيسي المصدر في هذا المجال هو الأمونيا ومشتقاتها اليوريا. وهي منطقة واعدة الشرق الأقصىحيث تتركز احتياطيات كبيرة من المواد الأولية - الغاز الطبيعي. كما يتم دعم المراكز الكبيرة لإنتاج الأسمدة المعدنية في روسيا من قبل شركات مشهورة عالميًا مثل غازبروم، التي أطلقت خط أنابيب الغاز سخالين-خاباروفسك-فلاديفوستوك، وكذلك قناة جديدةنقل الأسمدة إلى آسيا، الأمر الذي سوف يقلل بشكل كبير من تكاليف النقل.

الأسمدة الفوسفورية

في قطاع الأسمدة الفوسفاتية، مراكز إنتاج الأسمدة المعدنية في روسيا هي مدينتي بالاكو (مع شركة بالاكوفو للأسمدة المعدنية، والتي تمثل حوالي 60٪ من أسمدة الفوسفات المنتجة في البلاد) وتشيريبوفيتس (مع شركة PhosAgro- عقد تشيريبوفيتس).

من حيث المبدأ، فإن الوضع الاقتصادي في هذا القطاع مستقر إلى حد ما، على الرغم من وجود ميل نحو انخفاض حجم الإنتاج في السنوات الأخيرة. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن الشريك الرئيسي السابق، الهند، بدأ في التأسيس بشكل غير مبرر أسعار منخفضةوبالتالي، كانت هذه التجارة غير عملية بالنسبة لروسيا. المهمة الرئيسية للمؤسسات اليوم هي التحديث من أجل توسيع نطاق المنتجات. ويعتبر الخبراء دول أفريقيا وأمريكا اللاتينية شركاء واعدين في مجال الأسمدة الفوسفاتية.

أسمدة البوتاس

يعتبر قطاع البوتاس هو الأكثر تقلبًا في هذه الصناعة. في بداية القرن، بسبب الأزمة الاقتصادية، كان هناك انخفاض مستمر في الطلب، مما أثر بشكل خطير على إنتاج الأسمدة المعدنية في روسيا وكسر مع المؤسسة الشريكة بيلاروسكالي. تمكن المنتج الرئيسي في هذه المنطقة، Uralkali، من تصحيح الوضع عن طريق خفض أسعار التصدير.

شركاء روسيا الرئيسيون في هذه الصناعة هم الصين والبرازيل. ومن الجدير بالذكر أيضًا أن Uralkali قامت بمراجعة سياستها الاستثمارية: سيتم استثمار أموال أقل في التحديث، مما سيتجنب الإفراط في الإنتاج وركود البضائع في المستودعات.

موقع المؤسسات الرئيسية

تتركز المجالات الرئيسية لإنتاج الأسمدة المعدنية في روسيا في الجزء الأوروبي من البلاد - ويرجع ذلك إلى حقيقة أن احتياطيات المواد الخام الرئيسية تقع في هذه المنطقة، في حين لم تتم دراسة الشرق بشكل كافٍ في هذا الاتجاه بعد. انتقلت مرافق الإنتاج الرئيسية إلى جبال الأورال، على الرغم من أن المنطقة الوسطى من روسيا كانت في السابق تشارك بالتساوي في الصناعة الكيميائية. الآن، بسبب إعادة توجيه الصناعة نحو الشرق، لا ينصح بالموقع السابق للمؤسسات.

ومن الجدير بالذكر أن موقع المنشآت الصناعية يتحدد في الغالب حسب عامل التصدير، لذلك هناك اتجاه لوضعها إما بالقرب من المستهلكين المباشرين أو بالقرب من خطوط أنابيب الغاز التي يمكن من خلالها نقل الأمونيا، والتي تعتبر الأساس لإنتاج النيتروجين. اسمدة؛ نفس الاتجاه موجود في قطاع الفوسفات: هنا دور أساسيويلعب وجود المستهلكين دورًا، ولهذا السبب تقع معظم المصانع في مناطق زراعية واسعة.

الوضع الحالي للصناعة

أكبر مراكز إنتاج الأسمدة المعدنية في روسيا هي شركات مثل Uralchem ​​و Eurochem و Rossosh و Acron. يقومون بتصدير الأسمدة المعقدة، أي أنهم يجمعون بين عدة أنواع في نفس الوقت.

تلخيصا لما سبق، تجدر الإشارة إلى أن روسيا لديها احتياطيات فريدة من المواد الخام - حجم أراضيها يسمح لها بإنتاج أي نوع من الأسمدة دون تكاليف خاصة. نظرًا لحقيقة أن الصناعة تركز بشكل أكبر على الصادرات، يلاحظ الخبراء نقصًا في الأسمدة في المزارع الزراعية الروسية: فالكمية المستخدمة في الأراضي الزراعية مماثلة لتلك المستخدمة في أفريقيا، ولكن ليس في الدول المتقدمة. السوق محمي من الصدمات ومستقر نسبيا، حيث أن الصناعة احتكارية نسبيا وتسيطر عليها اهتمامات كبيرة ومستقرة. لا يمكن تغيير الوضع الحالي إلا من خلال الاكتشاف غير المتوقع للرواسب المعدنية في الشرق، مما سيساعد على توسيع جغرافية المنطقة بشكل كبير.

آفاق التنمية

يعتمد إنتاج الأسمدة المعدنية في روسيا الآن بشكل كامل على ما إذا كانت البلاد قادرة على التغلب على المنافسة العالمية. إن مسألة تحديث المؤسسات التي تهدف إلى خفض تكاليف الطاقة أثناء الإنتاج هي قضية ملحة: فالسوق العالمية أصبحت مشبعة تدريجياً بمنتجات أرخص، والتي لم يتمكن المصنعون الروس من منافستها بعد.

أما بالنسبة للمبيعات المحلية، فكل شيء في يد الدولة: من حجم الدعم إلى المواد زراعةوسيعتمد الطلب المحلي على الأسمدة أيضًا. في الآونة الأخيرة، كانت السياسة الروسية تهدف إلى توسيع الأراضي الزراعية والمساحات المزروعة، وهو أمر مستحيل دون استخدام أنواع مختلفة من الأسمدة.

خاتمة

تلخيصًا لما سبق، تجدر الإشارة إلى أنه على الرغم من عدد من الصعوبات، فإن إنتاج الأسمدة المعدنية في روسيا يسير على مستوى عالٍ للغاية. مستوى عالويوضح الاتجاهات في تطوير الصناعة. علاوة على ذلك، فإن تركيز الدولة الحالي على تنمية الزراعة، فضلاً عن زيادة الطلب العالمي على الأسمدة، يشكل حوافز ممتازة لتحديث المؤسسات وتوسيع نطاقها. ومن المحتمل أن هذا هو ما سيساعد روسيا على تحسين مكانتها في السوق العالمية من خلال إعادة توجيه نفسها نحو شركاء جدد لا يتمتعون بالخبرة بعد.