Курсовая работа (т): Производство азотных, фосфорных и калийных удобрений в Российской Федерации

Различают три типа торфа: верховой, низинный и переходный.

Верховой торф образуется на бедных питательными веществами возвышенных метах рельефа (сфагновые мхи, пушицы, шейхцерия болотная, подбел, багульник, осока топяная и др.). Верховой торф характеризуется повышенным количеством органического вещества, высокой кислотностью, большой поглотительной способностью и малым содержанием питательных веществ. Применяют указанный торф главным образом в качестве подстилки и для компостирования.

Низинный торф образуется на богатых питательными веществами пониженных частях рельефа (осоки, гипновые мхи, тростник, хвощ, таволга, сабельники и др.). Низинный торф содержит больше питательных веществ и меньше органического вещества, чем верховой. Наиболее целесообразно его использовать для приготовления различных компостов.

Переходной торф занимает промежуточное положение между верховым и низинным. По количеству золы (в %) торфа подразделяют на нормальные (до 12) и высокозольные (более 12).

Торфяные компосты. Торф широко применяют для приготовления компостов. При компостировании с навозом торф быстрее разлагается и полнее используется растениями. Хорошо компостируется торф (верховой или переходной) с известью. Хорошие результаты получают при добавлении к торфу 20 кг фосфоритной муки на1тн. Торфофосфоритные компосты особенно эффективны на супесчаных почвах, аторфоизвестковые - на кислых. Кроме этого торф используют на полях орошения, где его компостируют с осадком сточных вод. Широко применяют также торфофекальные компосты. Эти компосты считаются сильнодействующими.

Осадки сточных вод. Их получают при очистке сточных вод городов на очистных сооружениях. Влажность свежего осадка составляет около 97%. Для снижения влажности до 80% они проходят этап естественной сушки на иловых площадках и механического обезвоживания на вакуум-фильтрах с применением реагентов (хлорное железо и известь), а для снижения влажности до 25-30% -проходят термическую сушку в барабанных печах.

Осадки с иловых площадок можно использовать под все культуры, но наиболее целесообразно их применение под овощные и силосные культуры, сахарную свеклу. Осадки после термической сушки, содержащие больше извести и железа, желательнее вносить под отзывчивые на известь культуры.

Сапропель (пресноводный ил). Он представляет собой отложившуюся в пресноводных водоемах смесь земли с полуразложившимися растительными и животными остатками. Содержит органические вещества (до 15-30% и более), азот, фосфор, калий, известь, микроэлементы, некоторые витамины, антибиотики, биостимуляторы. Наибольшее количество питательных веществ наблюдается в иле водоемов, находящихся около населенных пунктов. Сапропели применяют как в чистом виде, так и в виде компостов с навозом, фекалиями и навозной жижей.

Зеленое удобрение. Оно представляет собой зеленую массу растений-сидератов, запахиваемую в почву в щелях обогащения ее питательными веществами, главным образом азотом, улучшения водного, воздушного и теплового режимов. Наибольшее значение зеленое удобрение имеет на малоплодородных дерново-подзолистых, песчаных, суглинистых и супесчаных почвах, а также на орошаемых землях и во влажных районах Закавказья. Важнейшее условие повышения эффективности зеленого удобрения - это правильно сочетание его с другими органическими и минеральными удобрениями и химической мелиорацией почв. Такой способ удобрения широко применяется, так как он дешевый (часто не требует транспортных средств), и по химическому составу зеленое удобрение близко к навозу.

Бактериальные удобрения. Препараты, содержащие полезные для растений бактерии, относятся к бактериальным удобрениям. Они способны улучшать питание сельско-хозяйственных культур и не содержат питательных веществ.

ГЛАВА 2. ОСНОВНЫЕ ВИДЫ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ

Минеральные удобрения - источник различных питательных элементов для растений и свойств почвы, в первую очередь азота, фосфора и калия, а затем кальция, магния, серы, железа. Все эти элементы относятся к группе макроэлементов («Макрос» по-гречески - большой), так как они поглощаются растениями в значительных количествах. Кроме того, растениям необходимы другие элементы, хотя и в очень небольших количествах. Их называют микроэлементами («Микрос» по-гречески - маленький). К микроэлементам относятся марганец, бор, медь, цинк, молибден, йод, кобальт и другие. Все элементы в равной степени необходимы растениям. При полном отсутствии любого элемента в почве растение не может расти и развиваться нормально. Все минеральные элементы участвуют в сложных преобразованиях органических веществ, образующихся в процессе фотосинтеза. Растения для образования своих органов - стеблей, листьев, цветков, плодов, клубней - используют минеральные питательные элементы в разных соотношениях.

В почвах обычно имеются все необходимые растению питательные элементы. Но часто отдельных элементов бывает недостаточно для удовлетворительного роста растений. На песчаных почвах растения нередко испытывают недостаток магния, на торфяных почвах - молибдена, на черноземах - марганца и т. д. Недостаток элементов восполняется при помощи удобрений. Почвенную кислотность устраняют при помощи углекислых солей кальция и магния.

Применение минеральных удобрений - один из основных приемов интенсивного земледелия. С помощью удобрений можно резко повысить урожаи любых культур на уже освоенных площадях без дополнительных затрат на обработку новых земель.

При помощи минеральных удобрений можно использовать даже самые бедные, так называемые бросовые земли.

Всем живым организмам необходимы вещества, регулирующие скорость биохимических реакций. Микроэлементы и входят в состав таких веществ, например ферментов. Действие их многообразно. Например, железо, марганец и цинк входят в состав некоторых ферментов - катализаторов окислительно-восстановительных реакций. Железо способствует образованию хлорофилла. Привнесение ничтожных количеств молибдена урожайность бобовых резко возрастает.

Вырабатываемые химической промышленностью минеральные удобрения подразделяются на:

а) фосфорные (главным образом простой и двойной суперфосфаты и преципитат);

б) азотные (сульфат аммония, аммиачная селитра, кальциевая и натриевая селитры);

в) калийные (хлористый калий и смешанные калийные соли).

2.1 Значение производства минеральных удобрений в экономике страны

азотный удобрение торф производство

Россия охватывает 1/8 часть всей суши нашей планеты, являясь самой большой страной мира по занимаемой площади. На ее долю приходится 3\4 всей территории бывшего СССР. Однако значительная часть ее территории находится в районах, малоприспособленных для проживания населения и возделывания сельскохозяйственных культур. Россия имеет развитую промышленность, на долю которой приходится около 65% от общего ее объема производства по бывшему СССР. Она обладает крупнейшими природными запасами угля, природного газа, железной руды, золота, фосфоритов, никеля, алмазов, урана, большинства цветных металлов и многих других полезных ископаемых.

В 1990 г. на долю России приходилось от общего производства:

Доля России в производстве всех видов сельскохозяйственной продукции составляет 47%.Несмотря на наличие обширной территории, только менее 1/3 ее пригодно для возделывания сельскохозяйственных культур. Однако значительная часть возделываемых земель представлена черноземами. В 1990 г. было использовано 213.4 млн. га земель, из которых на пахотные угодья приходилось 131.6 млн. га, пастбища - 60.5 млн. га и сенокосы - 20.0 млн. га. Основными видами производимой сельскохозяйственной продукции являются: зерно, овощи, картофель, сахарная свекла, и др. В таблице (1) приводятся данные, характеризующие изменения объемов производства сельскохозяйственных продуктов с 1995 по 2002 годы. В последние годы производство основных видов сельскохозяйственной продукции упало по сравнению с ранее достигнутым уровнем, что связано с общим ухудшением условий работы, падением уровня трудовой дисциплины, потерей технологических производств.

Таблица 4 - Изменения объемов производства сельскохозяйственных продуктов с 1995 по 2002 годы

Россия является наиболее крупным производителем минеральных удобрений среди республик, бывшего СССР. Таким образом, удельный вес России в общем производстве минеральных удобрений бывшего СССР в 1990 г. составил 50.4%, азотных - 54.4%, фосфорных - 52.4%, калийных - 42.5%.

Диаграмма 1 - Производство минеральных удобрений в России (в тыс. т/год питательных веществ)

Этому в значительной степени способствовало наличие практически неограниченной сырьевой базы производства азотных и калийных удобрений и достаточно мощной сырьевой базы фосфорных удобрений.

Таблица 5 - Производство минеральных удобрений в России (тыс. т питательных веществ)

С ростом производства минеральных удобрений росли и поставки их сельскому хозяйству России, см. таблицу 6.

Таблица 6 - Поставка минеральных удобрений сельскому хозяйству России (тыс. т питательных веществ)

Данные свидетельствуют, что на долю России от общего уровня потребления минеральных удобрений приходится 50,3%, за рассматриваемый период потребление минеральных удобрений возросло в 2,5 раза (с 1982 по 2002 годы). Начиная с 1975 года, основной прирост применения минеральных удобрений шел за счет увеличения азотных и фосфорных удобрений.

Диаграмма 2 - Поставка минеральных удобрений сельскому хозяйству России (в тыс. т. в год питательных веществ)

Рост поставок минеральных удобрений сельскому хозяйству [диаграмма 2] соответственно опирался на увеличение доз их внесения в расчете на гектар удобряемой площади (таблица 7).

Таблица 7 - Поставка минеральных удобрений на 1 гектар, кг. (100% питательных веществ)

Из приведенных данных следует, что нормы внесения минеральных удобрений в России ниже, чем в целом по СССР на 12% (1985 г.).

По сравнению же с такими республиками, как Узбекистан, Таджикистан, Туркменистан, Азербайджан, Грузия, Беларусь, Латвия, Эстония, Литва, Армения, они были ниже в 3 раза, а по сравнению с Украиной - в 1,5 раза.

ГЛАВА 3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ПРОИЗВОДСТВА

Получение сульфата аммония осуществляется методом нейтрализации серной кислоты и бисульфата аммония, содержащихся в маточнике, газообразным аммиаком.

Процесс протекает по следующим уравнениям:

H2SO4 + 2NH3(NH4)2SO4 + 195,53кДж/моль (46,7 кКал/моль)НSO4 + NH3(NH4)2SO4 + 99,65кДж/моль (23,8 кКал/моль)

Ввиду присутствия в маточных растворах производств метилметакрилата (ММА) и метилакрилата (МА) органических примесей протекают побочные реакции (Лит-ра).

) аммонолиз метилметакрилата с образованием амида метакриловой кислоты с последующим гидролизом до метакриловой кислоты:

) аммонолиз метилакрилата с образованием амида акриловой кислоты и последующим гидролизом до акриловой кислоты:

Технологическая схема производства сульфата аммония состоит из следующих стадий:

. Энергоснабжение, прием сырья, нейтрализация серной кислоты и бисульфата аммония, приготовление рабочего раствора.

. Вакуум-кристаллизация.

. Центрифугирование.

. Сушка влажной соли.

. Транспортировка на склад, складирование, отгрузка готовой продукции.

Фактически достигнутая производительность цеха в 2002 году 50214 тн сульфата аммония, в 2001 году - 56587 тн.

Таблица 8 - Нормы расхода основных видов сырья, материалов и энергоресурсов

Таблица 9 - Нормы образования отходов производства на 1 т сульфата аммония

3.1 Охрана окружающей среды

В процессе получения сульфата аммония сточные воды образуются:

на стадии вакуум-кристаллизации конденсат сокового пара поступает в аппарат, избыток которого самотеком сливается в коллектор органических стоков и далее в цех НОПСВ.

вода после охлаждения вакуум-насосов, санитарно-технического скруббера, конденсатора, от смыва раковин лаборатории сливается черезв коллектор органических стоков и далее на НОПСВ, в этот же коллектор сливается вода после охлаждения маслохолодильников центрифуг.

Для сокращения сброса хим. загрязненных стоков в цех НОПСВ, смыв с полов, вода после промывки оборудования поступает в заглубленную емкость, откуда через вакуумную емкость возвращается на переработку в нейтрализатор. Раствор сульфата аммония после мокрой очистки в ротоклоне направляется в отделение нейтрализации в линию перелива в нейтрализатор.

При работе цеха сточные воды образуются постоянно.

Источниками выбросов в атмосферу являются:

выброс после вентиляторов из санитарно-технического скруббера;

На мокрую очистку в последовательно работающие скрубберы поступает воздушная смесь местных отсосов от сальников насосов, центрифуг, элеваторов, транспортеров, от коллектора воздушек аппаратов, от воздушки нейтрализатора через сепаратор.

Выброс поле ротоклона.

На мокрую очистку в ротоклон поступает пыль сульфата аммония после сушилок, циклонов.

выброс после вакуум-насосов;

выброс из воздушек емкостей поз.

Жидким отходом цеха является отработанный рабочий раствор из отделения вакуум-кристаллизации, который по мере накопления органических примесей после предварительной нейтрализации откачивается на шламонакопитель из нейтрализатора

Твердым отходом цеха является смолообразная органика, которая после чистки емкостей, аппаратов вывозится автотранспортом на площадку хранения полимерных отходов цеха ММА.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Производство минеральных солей удобрений составляют одну из важнейших задач химической промышленности. Ассортимент минеральных, используемых в сельском хозяйстве, самой химической промышленности, металлургии, фармацевтическом производстве, строительстве, быту, составляет сотни наименований и непрерывно растет. Масштабы добычи и выработки солей исключительно велики и для некоторых из них составляют десятки миллионов тонн в год. В наибольших количествах производятся и потребляются соединения натрия, фосфора, калия, азота, алюминия, железа, серы, меди, хлора, фтора и др. Самым крупнотоннажным является производство минеральных удобрений.

Самым крупным потребителем солей и минеральных удобрений является сельское хозяйство. Связано это с тем, что современное интенсивное сельскохозяйственное производство невозможно без внесения в почву научно обоснованного количества различных минеральных удобрений, содержащих элементы, которых недостаточно в почве для нормального роста растений, в частности зерна.

Основной проблемой российской агрохимической промышленности является неплатежеспособный внутренний рынок. Усилия, предпринимаемые правительством по стимулированию производства удобрений для села, пока не дают желаемого результата. Основной причиной этого является отсутствие хорошо обоснованной долговременной государственной политики, предусматривающей постепенный переход к рыночным условиям хозяйствования, государственную поддержку хозяйств любых форм собственности, удобное льготное кредитование, обеспечение конкретных мер по повышению эффективности сельскохозяйственного производства.

Перспективы развития промышленности минеральных удобрений прежде всего связаны с развитием внутреннего платежеспособного рынка.

Для дальнейшего успешного функционирования промышленности минеральных удобрений необходимо:

разработать и реализовать меры, направленные на усиление бюджетной поддержки сельского хозяйства с целью создания цивилизованного внутреннего рынка удобрений.

развивать инфраструктуру действующих и создавать новые морские терминалы для доставки аммиака и минеральных удобрений на экспорт.

противодействовать антидемпинговым процедурам в отношении экспорта минеральных удобрений.

расширять кредитование производителей минеральных удобрений под контракты на поставку продукции.

устранять проявления монополизма и недобросовестной конкуренции со стороны поставщиков топливно-энергетических ресурсов и других сырьевых монополистов.

привлекать дополнительные инвестиции для повышения и эксплуатации рудной базы горно-химического сырья.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1.   "Справочник химика" том 4 стр. 27, издательство "Химия" г. Ленинград, 1964 г.

2.      "Сульфат аммония (побочный продукт акрилатных производств)" ТУ 6-00-5757604-14-90 с изм. № 1, 2.

.        "Химическая энциклопедия" том 1 стр. 154, г. Москва, 1989 г.

.        Основы химической технологии: Учеб. для студентов хим.-технол. спец. Вузов/ И.П. Мухленов, А.Е. Горштейн, Е.С. Тумаркина; Под ред. И.П. Мухленова. - 4-е изд., перераб. И доп. - М.: Высш. шк., 1991. - 463 с.: ил.

.        Паспорт безопасности вещества, РПБ № 47773778-21-09262

.        Производство минеральных удобрений в России: современное состояние и перспективы развития. // Рынок Ценных Бумаг. - №20. - 2000.

.        Суханов П.А., Клубова В.Г. Сульфат аммония - несправедливо забытое удобрение. // Сельскохозяйственные вести. - №4. - 2003.

.        Яневская Л.А., Юфит С.С. Органический синтез в двухфазных системах. - М., 1982.