Технология получения кормового монокальцийфосфата с использованием экстракционной фосфорной кислоты улучшенного качества

Перечень сокращений 8
Введение 9
1. Технологический раздел 11
1.1. Обзор литературы с обоснованием выбора технического решения 11
1.2. Характеристика исходного сырья, вспомогательных материалов и готовой продукции 15
1.3. Методы контроля качества готовой продукции 25
1.4. Описание технологического процесса 28
1.5. Основные параметры технологического процесса 38
1.6. Основное технологическое оборудование 44
1.7. Технологические расчеты 49
1.7.1. Материальные расчеты 49
1.7.2. Теплоэнергетические расчеты 53
2. Раздел «Безопасность» 57
3. Раздел «Экологичность проекта» 65
Заключение 69
Список использованных источников 70
Приложения 72

Весь текст будет доступен после покупки

Современная химическая промышленность является одной из ключевых отраслей экономики и играет важную роль в производстве сырья, продукции и материалов для различных сфер мирового хозяйства. Она использует различные виды сырья, такие как природные минералы, углеводороды, нефть, природный газ, каменный уголь, полезные ископаемые, биоматериалы, металлы, воду и воздух, и с их помощью осуществляет химические преобразования для производства более 70 000 видов продукции. Общий объем этой продукции оценивается примерно в 2 трлн долларов.
Будущее мировой химической промышленности вызывает много споров и дискуссий. Однако, ключевым фактором для ее развития будет интеграция инновационных технологий в производственные процессы. Цифровизация позволит оптимизировать процессы и повысить эффективность разработки новых материалов и продуктов. Однако, успех этой интеграции будет зависеть от экономической целесообразности и решения экологических проблем [1].
Современные индустриальные способы производства животноводческой продукции характеризуются широким использованием минеральных кормовых добавок, которые способствуют увеличению продуктивности, сохранности поголовья, сокращению расходов кормов [2].

Весь текст будет доступен после покупки

1. Технологический раздел
1.1. Обзор литературы с обоснованием выбора технического решения
Монокальцийфосфат (Ca(H2PO4)2) - это кормовой фосфат, который используется для прикормки сельскохозяйственных животных и домашней птицы, чтобы предотвратить заболевания, вызванные недостатком минеральных веществ (фосфора и кальция) в рационе животных. Он обеспечивает нормальный обмен веществ в организме и поддерживает высокую иммунную и репродуктивную системы. Монокальцийфосфат особенно рекомендуется для травоядных животных [4].
Монокальцийфосфат производится путем нейтрализации чистой фосфорной кислоты апатитовым концентратом, мелом или известняком [5].
В промышленном масштабе производство кормового монокальцийфосфата осуществляется путем нейтрализации концентрированной фосфорной кислоты мелом, предварительно частично нейтрализованной апатитовым концентратом [6].
Экстракционная фосфорная кислота представляет собой насыщенный раствор кремнефторидов щелочных металлов. Фтор содержится также в виде различных соединений: фторфосфаты, фториды, комплексные соединения алюминия, железа и др. Известны несколько методов выделения соединений фтора из ЭФК:
1. Осадительные методы. Очистка фосфорной кислоты производится осаждением фтора в виде малорастворимых кремнефторидов натрия и калия, которые отделяются от кислоты с твердой фазой. Осадительные методы просты по своему технологическому и аппаратурному оформлению. Суть технологического процесса - введение реагентов, осаждающих фтор, непосредственно в экстрактор. Около 85 % фтора, содержащегося в кислоте,


осаждается вместе с фосфогипсом. Остаточное содержание фтора в кислоте 0,3-0,5 %.
В качестве осадителей используют карбонаты, сульфаты и фосфорные соли калия, натрия.
Степень обесфторивания ЭФК солями значительно повышается при увеличении норм осадителя. Например, при расходе карбоната натрия 175-200 % от стехиометрии, степень обесфторивания составляет более 90 %.
Большой расход реагентов и сравнительно низкая степень обесфторивания ЭФК при применении солей щелочных металлов не позволили данному методу сыграть существенную роль в технологии глубокой очистки ЭФК от фтора.
2. Экстракционные методы. Наиболее эффективными экстрагентами фтора из ЭФК является технический триалкиламин (ТАА) и его аналоги -вторичные и первичные амины, растворенные в органическом растворителе, типа бензола. Наиболее полно фтор извлекается из упаренной фосфорной кислоты: степень извлечения фтора составляет 75,5 %, SO4 – 40 % при использовании триалкиламина.
Однако применение экстракционных методов приводит к загрязнению фосфорной кислоты органическими аминами и, вероятно, потребует отдельной очистки для использования в производстве кормовых фосфатов. Применение органических разбавителей также повышает пожаро- и взрывоопасность производства [7].
3. Термохимические методы. Наиболее интенсивно фтор выделяется из неосветленной кислоты при её концентрировании в ВВУ. Степень обесфторивания в ВВУ составляет около 88,4 %. Остальное количество фтора задерживается в кислоте, а не выделяется в газовую фазу в виде тетрафторида кремния по причине недостатка кремния в системе. Поэтому более глубокое обесфторивание кислоты проводят с помощью кремнийсодержащих соединений[8].

Весь текст будет доступен после покупки

1. Химическая промышленность мира текущее состояние и перспективы: [Электронный ресурс]. – URL: https://epolymer.ru/article/himicheskaya-promyshlennost-mira-tekushchee-sostoyanie-i-perspektivy. (дата обращения: 04.06.2024).
2.Итоги развития химической отрасли в РФ в 2023 году: [Электронный ресурс]. – URL: https://delprof.ru/press-center/open-analytics/itogi-razvitiya-khimicheskoy-otrasli-v-rf-v-2023-godu/. (дата обращения: 05.06.2024).
3. Литусова, Н. М. Технология получения кормовых фосфатов кальция в гранулированном виде на основе мела и экстракционной фосфорной кислоты / Н. М. Литусова. – Москва : Технология, 2004. – 24 с.
4. Кармышов, В. Ф. Производство и применение кормовых фосфатов /
В. Ф. Кармышов, Б. П. Соболев, В. Н. Носов. – Москва : Химия, 1987. - 272 с.
5. Кувшинников, И. И. Минеральные удобрения и соли. Свойства и способы их улучшения / И. И. Кувшинников. – Москва : Химия, 1987. ? 256 с.
6. Анализ технологического процесса производства монокальцийфосфата: [Электронный ресурс]. – URL: https://referat.yabotanik.ru/himiya/analiz-tehnologicheskogo-processa-proizvodstva-monokalcijfosfata/257293-3715883-page1.html. (дата обращения: 15.05.2024).
7. Копылев, Б. А. Технология экстракционной фосфорной кислоты /
Б. А. Копылев. – Ленинград : Химия, 1972. – 311 с
8. Постников, Н. Н. Термическая фосфорная кислота. Химия и технология / Н. Н. Постников. – Москва : Химия, 1970. – 304 с.
9. Позин, М. Е. Технология минеральных солей, удобрений, пестицидов, промышленных солей, окислов и кислот, часть II / М. Е. Позин. – Москва : Химия, 1970. – 1056 с.

Весь текст будет доступен после покупки