ВВЕДЕНИЕ 4
1 Теоретическое исследование свойств карбамида, его производства и применения 10
1.1 Описание карбамида, его применение в различных областях экономики 10
1.2 Особенности технологии производства приллированного и гранулированного карбамида 13
1.3 Применение карбамида в сельском хозяйстве 23
1.4 Применение карбамида в промышленности 25
1.5 Анализ рынка карбамида 25
1.6 Литературный обзор по теме исследования 26
1.7 Патентный обзор 35
2 Промышленные процессы производства карбамида 45
2.1 Технология ОАО «НИИК» URECON® 2006 45
2.2 Стриппинг-процесс Stamicarbon 48
2.3 Технология ОАО «НИИК» URECON® 2007 58
2.4 Стриппинг-процесс Snamprogetti 64
2.5 Технология фирмы Toyo Engineering Corporation (TEC) 72
2.6 Технология фирмы Tecnimont 79
2.7 Установки грануляции в кипящем слое 83
2.7.1 Процесс грануляции карбамида с фонтанирующим слоем фирмы Toyo Engineering Corporation 83
2.8 Новая крупнотоннажная энергоэффективная технология ОАО «НИИК» 95
2.9 Снижение воздействия агрегатов карбамида на окружающую среду 102
3 Эксперементальная и практическая часть 104
3.1 Сравнительный анализ физико-химических показателей приллированного и гранулированного карбамида 104
3.2 Техническое решение по оптимизации процесса гранулирования карбамида на ПАО «Тольяттиазот» 110
3.3 Изучение рельефа и морфологии приллированного карбамида с добавлением КФК-85 и гранулированного карбамида 113
3.4 Результаты оптимизации процесса гранулирования карбамида на ПАО «Тольяттиазот» 117
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 128
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 129
Купить

Данная научно-исследовательская работа посвящена исследованию технологии снижения пылеобразования приллированного карбамида на ПАО «Тольяттиазот».
Актуальность темы обусловлена тем, что ежегодно повышаются требования к химическим и физическим свойствам удобрений, диктуемые рынком и регулирующими органами. Данные требования обуславливают производство более качественной продукции эффективными способами. При этом зачастую недостаточно улучшить один из параметров продукта. При совершении многократных погрузочных и разгрузочных работ, хранении и перевозки от момента производства до момента внесения в почву необходимо, чтобы удобрения не слеживались, не пылили и были мало подвержены воздействиям атмосферной среды.
Непрерывно растущие мировые потребности производства карбамида, а, следовательно, и его спроса, в первую очередь обусловлены увеличением роста населения и спроса на сельскохозяйственные продукты (рисунок 1).
Рисунок 1 - Взаимосвязь роста производства карбамида в мире и роста численности населения Земли
Объем мирового производства карбамида составляет свыше 170млн.т./год и продолжает расти высокими темпами. Сегодня предпочтение отдается гранулированному карбамиду, который имеет ряд преимуществ в сравнении с приллированным. Из-за более высокой прочности гранул он медленнее растворяется в почве и обеспечивает более длительный период питания растений связанным азотом.
Изменяющаяся структура потребления азотных удобрений, говорит нам о том, что доля аммиачных удобрений и аммиачной селитры уменьшается, а доля карбамида продолжает возрастать (рисунок 2). Рост доли карбамида, как удобрения, обусловлен тем, что его потребительские свойства выше, чем у аммиачных удобрений и аммиачной селитры.
Рисунок 2 - Структура мирового рынка азотных удобрений. Источник:материалы 15 конференции AFA
Производство гранулированного карбамида обусловлено потребностью получения гранул более крупной фракции, по сравнению с гранулами, которые получаются в башнях приллирования. Данная необходимость вызвана применением карбамида в смешанных удобрениях.
Различные свойства удобрений являются важными для разных сегментов рынка, т.к. в мире используются различные способы внесения удобрений (с применением техники, ручной способ и с использованием ирригационных систем подачи воды (орошение)). Согласно требованиям рынка ключевыми критериями качества для гранулированных, твердых, сыпучих удобрений являются:
1) ограниченный диапазон по размеру гранул;
2) форма (гладкость поверхности и округлость);
3) прочность (сопротивление к истиранию, высокая прочность гранул при раздавливании);
4) низкий уровень содержания пыли и слёживаемости;
5) низкий процент содержание влаги;
6) стойкость к поглощению жидкости.
Следует отметить, что пылеобразование вредно по следующим причинам:
- высокая слеживаемость при транспортировке;
- загрязнение атмосферного воздуха;
- негативное влияние пыли на растительность и оборудование (коррозия).
Необходимо обратить внимание на то, что пылеобразование напрямую зависит от прочности гранул (рисунок 3).
Рисунок 3 - График зависимости пылеобразования от прочности гранул
ПО ==1/F
ПО ТОАЗ=1/F=1/8,8=0,114
ПО Н.МОСК=1/F=1/41,1=0,024
ПО МОДФ=1/F=1/18,4=0,054,
где F-прочность гранул,
ПО - пылеобразование.
Таким образом, можно сформировать проблему исследования: изыскание метода повышения физических свойств приллированного карбамида, за счет создания упрочняющей оболочки для выпускаемых гранул.
Целью исследования является разработка технологии повышения прочности гранул на основе приллированного карбамида, приближенных по своим параметрам к свойствам гранулированного карбамида.
Объект исследования: приллированный карбамид с агрегатов ПАО «Тольяттиазот», отвечающий требованиям ГОСТ по гранулометрии и химическому анализу.
Предмет исследования: создание аэровзвеси на основе карбамидоформальдегидного концентрата для формирования упрочняющих оболочек на поверхности гранул приллированного карбамида в их всевдокипящем слое и моделирование предложенного технического решения.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Провести анализ литературы по теме исследования для выбора оптимального варианта технического решения, предусматривающего использования доступного сырья.
2. Подобрать условия модификации поверхности гранул приллированного карбамида с целью повышения физико-химических показателей.
Теоретической и методологической основой исследования являются научные труды отечественных ученых в области производства карбамида, таких как В.И. Кучерявый, Д.М. Горловский, Л.Н. Альтшулер, В.В. Лебедев, Г.Н. Зиновьев, Ю.А. Сергеев.
Теоретическая значимость исследования заключается в детализированном анализе существующих технологий по производству карбамида с учетом требований к данному виду удобрения, представлению физико-химических показателей для выбора оптимального метода производства.
Защищаемые положения:
1. Разработка технических предложений по аппаратурному оформлению процесса на базе существующего гранулятора ПАО «Тольяттиазот».
Состояние изученности выбранной темы:
Работы российских ученых АО «НИИК» г. Дзержинск Сергеева Ю.А., Кузнецова Н.М., Чирикова А.В., показывают нам изучение проблемы получения карбамида, более полно удовлетворяющие новым областям его применения. Проведен анализ существующих методов производства карбамида, его физико-химических свойств и теоретических основ синтеза, выделения и получения товарных форм карбамида.
Возникают новые формы карбамида, которые более полно удовлетворяют потребностям мирового и отечественного рынка. Большое внимание уделяется экологическим проблем применения карбамида, новым современным конструкционным материалам.
Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованных источников, включающего 82 наименования. Объем работы составляет 98 страниц машинописного текста, содержит 42 рисунка и 20 таблиц.
Практическая значимость исследования заключается в разработке технических решений на оптимизацию процесса упрочнения приллированного карбамида с одновременным снижением его пылеобразования.
Научная новизна: применение псевдоожиженной аэровзвеси карбамидоформальдегидного концентрата для формирования упрочняющей оболочки на гранулах. Одновременно с этим решена и такая важная задача, как придание гранулам карбамида комплекса свойств удобрений пролонгированного действия (с меньшей растворимостью в атмосферных осадках).
Купить