الزراعة اليوم
اهلا وسهلا اخى واختى فى منتداكم منتدى الزراعة اليوم مهندس محمد فؤاد محمد يرحب بكم ويتمنى لكم قضاء وقت مفيد
ويسعدنى مشركتك وابداء رايك ومناقشاتك للوصول الى الافضل
وادعوك للتسجيل فى منتداك فانت صاحب هذا المنتدى الحقبقى وانا ضيفك لسنا الوحيدون ولكن متخصصون ومتميزون بفضل الله (وما بكم من نعمة فمن الله )**نحن طلاب علم مهما بلغنا من الدرجات

كل ماهو جديد فى عالم الزراعة

للاعلان على منتدى الزراعة اليوم الاتصال 01110300712
الاعلان فى الزراعة اليوم 01110300712
الاعلان على الزراعة اليوم 01110300712
الاعلان على الزراعة اليوم 01110300712
الاعلان على الزراعة اليوم 01110300712
بحـث
 
 

نتائج البحث
 


Rechercher بحث متقدم

التبادل الاعلاني
احداث منتدى مجاني
احصائيات
هذا المنتدى يتوفر على 4491 عُضو.
آخر عُضو مُسجل هو محمود الشاهين فمرحباً به.

أعضاؤنا قدموا 37862 مساهمة في هذا المنتدى في 35880 موضوع
المتواجدون الآن ؟
ككل هناك 1 عُضو حالياً في هذا المنتدى :: 0 عضو مُسجل, 0 عُضو مُختفي و 1 زائر

لا أحد

[ مُعاينة اللائحة بأكملها ]


أكبر عدد للأعضاء المتواجدين في هذا المنتدى في نفس الوقت كان 64 بتاريخ الخميس ديسمبر 05, 2013 7:07 pm
تسجيل صفحاتك المفضلة في مواقع خارجية
تسجيل صفحاتك المفضلة في مواقع خارجية Digg  تسجيل صفحاتك المفضلة في مواقع خارجية Delicious  تسجيل صفحاتك المفضلة في مواقع خارجية Reddit  تسجيل صفحاتك المفضلة في مواقع خارجية Stumbleupon  تسجيل صفحاتك المفضلة في مواقع خارجية Slashdot  تسجيل صفحاتك المفضلة في مواقع خارجية Furl  تسجيل صفحاتك المفضلة في مواقع خارجية Yahoo  تسجيل صفحاتك المفضلة في مواقع خارجية Google  تسجيل صفحاتك المفضلة في مواقع خارجية Blinklist  تسجيل صفحاتك المفضلة في مواقع خارجية Blogmarks  تسجيل صفحاتك المفضلة في مواقع خارجية Technorati  

قم بحفض و مشاطرة الرابط الزراعة اليوم على موقع حفض الصفحات

قم بحفض و مشاطرة الرابط الزراعة اليوم على موقع حفض الصفحات


أهلا وسهلا بك زائرنا الكريم, أنت لم تقم بتسجيل الدخول بعد! يشرفنا أن تقوم بالدخول أو التسجيل إذا رغبت بالمشاركة في المنتدى

صناعة الأسمدة

استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي اذهب الى الأسفل  رسالة [صفحة 1 من اصل 1]

1 صناعة الأسمدة في الجمعة أبريل 29, 2011 11:52 pm


تعتبر صناعة الأسمدة شكلاً من أشكال الإنتاج الكيميائى الثانوى. ومن الضرورى الإلمام بالمدخلات وتقنيات التصنيع من أجل تحديد مصادر التلوث وإجراءات الحد من التلوث فى هذه الصناعة. ويمكن تصنيف الأسمدة إلى مجموعتين ، الأسمدة الطبيعية والأسمدة الاصطناعية. وتتضمن الأسمدة الاصطناعية أنواعا مختلفة طبقاً لتركيبتها الكيميائية، الحالة الفيزيائية ودرجة ذوبانها فى الماء. ويتم تقسيم الأسمدة طبقاً للتركيبة الكيميائية إلى ثلاث مجموعات رئيسية كما يلى : • الأسمدة الفوسفاتية وتحتوى على الفوسفور كعنصر أساسى يعبر عنها بالرمز P2O5%. • الأسمدة النيتروجينية (الآزوتية) وتحتوى على النيتروجين كعنصر أساسى ويعبر عنها بـ N2% . • الأسمـدة البوتاسيومية وتحتـوى علــى البوتــاسيوم كعنصر أساسى ويعبر عنها بـ K2O . وبالإضافة إلى الأسمدة الأحادية التى تحتوى على مغذٍ وحيد (النيتروجين أو الفسفور أو البوتاسيوم ، هناك أسمدة مركبة تحتوى على اثنين أو ثلاثة من المغذيات النباتية الرئيسية (النيتروجين والفسفور والبوتاسيوم) . وتتوافر أنواع كثيرة جداً من الأسمدة المركبة طبقاً لمحتوياتها من المغذيات . ويتم كذلك إنتاج الأسمدة السائلة فى جميع أنحاء العالم بما فى ذلك مئات الأشكال التى تحوى مغذٍ أو أكثر مع نسبة ضئيلة من عناصر أخرى. ويتم إنتاج الأسمدة المركبة (التى تحتوى على نيتروجين وفسفور وبوتاسيوم) فى المصنع التجريبى التابع للمركز المصرى لتطوير الأسمدة الموجود فى طلخا. ولكن بكميات محدودة حسب طلبات العملاء. كما يوجد مصنع فى شركة الدلتا ينتج السماد السائل المكون من نترات الأمونيوم ـ اليوريا (32% نيتروجين) يتعين أن تكون الأسمدة السائلة خالية من المواد الصلبة لتجنب انسداد فوهات أنابيب التغذية بالمزيج السائل. ويتم استخدام حامض الفوسفوريك المركز كأساس لسوائل عالية التحليل. وعندما يتفاعل حامض الفوسفوريك المركز مع الأمونيا، فإنه يعطى محلولاً متعادلاً لا يتبلور عند درجة حرارة منخفضة. وإذا ما تم تفاعله مع الأمونيا تحت ضغط، يتكون أمونيوم متعدد الفوسفات. ويمكن تخزين هذه المادة وشحنها كمادة صلبة أو مذابة عند الحاجة. وهناك سماد سائل آخر هو الأمونيا اللامائية ، يتم تبخيرها وتحويلها إلى غاز يُحرث مع التربة مباشرة. وقد تم تطوير مزيج من المحلول المعلق الذى يحتوى على 13% نيتروجين و 43% من خامس أكسيد الفوسفور ، ويمكن إضافة نسب ضئيلة من العناصر المضافة إلى هذا المزيج بواسطة خلاطات مصنوعة خصيصاً لذلك . 2–1 المواد الخام والكيماويات والمدخلات الأخرى 2-1-1 المواد الخام الأساسية تتنوع مدخلات صناعة الأسمدة طبقاً لنوعها. ويعتبر حجر الفوسفات هو المادة الخام الرئيسية لإنتاج الأسمدة . بينما يعد النشادر (الأمونيا) هو المادة الخام الرئيسية فى الأسمدة النيتروجينية. وتنتج الأمونيا بالتخليق الصناعى للنيتروجين والهيدروجين ، وينتج العنصر الأخير إما بواسطة الإصلاح بالبخار للغاز الطبيعى (Steam reforming) أو التحليل الكهربى للماء. من ناحية أخرى ، ينتج النيتروجين إما بإسالة الهواء إلى سائل كما هو الحال فى شركة كيما ـ أسوان أو بواسطة احتراق الغاز الطبيعى . كما يتم استخدام كميات كبيرة من الأحماض وبالتحديد حامض الكبريتيك وحامض النيتريك وحامض الفوسفوريك. وفى جميع مصانع الأسمدة يتم إنتاج هذه الأحماض داخل الموقع. ويعد الكبريت الخام هو المادة الخام الأساسية لإنتاج حامض الكبريتيك، بينما يعتمد إنتاج حامض الفوسفوريك على حجر الفوسفات كمادة خام. ويقوم إنتاج حامض النيتريك على الأمونيا التى يتم إنتاجها داخل المصنع. والعوامل المساعدة المستخدمة فى صناعة الأسمدة هى : • بالنسبة لإنتاج الأمونيا  أكسيد الكوبالت وأكسيد الموليبديوم وأكسيد الزنك لإزالة الكبريت .  أكسيد النيكل من أجل عمليات الإصلاح الأولى والثانوى بالبخار .  أكسيد الحديد والكروم لمحول أول أكسيد الكربون ذى الحرارة العالية وأكسيد النحاس وأكسيد الزنك لمحول أول أكسيد الكربون ذى الحرارة المنخفضة .  أكسيد النيكل من أجل عملية إنتاج الميثان .  حديد من أجل تخليق الأمونيا . • بالنسبة لإنتاج حامض النيتريك : عامل مساعد بلاتينيوم / الروديوم . • بالنسبة لإنتاج حامض الكبريتيك : عامل مساعد خامس أكسيد الفاناديوم. ولا تعتبر العوامل المساعدة فى هذه الصناعة مدخلات، ولكنها تعتبر جزء من المعدة. وهذا مرتبط بنوعية المفاعلات المستخدمة بهذه الصناعة حيث أنها ذات مهود ثابتة (Fixed bed) ولا تدخل العوامل المساعدة فى التفاعل وإنما هى تحفز فقط. وبسبب عوامل مختلفة يفقد العامل المساعد فاعليته بعد وقت تشغيل طويل يتوقف على نوعه. وبالتالى ينبغى إعادة شحنه, وعادة فى الموقع، إلا فيما يخص العوامل المساعدة الغالية مثل البلاتين حيث تقوم الشركات المصنعة بإعادة الشحن عندها. ويتم أيضاً استخدام المذيبات وثانى أكسيد الكربون ودولوميت مطحون كمادة تغطيه وحجر جيرى فى صناعة الأسمدة . ويلخص الجدول رقم (2) أهم المدخلات طبقاً للعملية. 2-1-2 مدخلات أخرى (الماء والوقود والبخار) يتم استهلاك كميات كبيرة من الماء لأغراض عدة بما فى ذلك عملية التبريد ، توليد البخار وغسل وتنظيف الأرض .. الخ . ويتم توليد البخار فى تلك المصانع بكميات ضخمه من أجل التسخين والإصلاح البخارى وأغراض أخرى. ويولد هذا البخار فى الغلايات عن طريق احتراق الوقود. ويختلف نوع الوقود من مصنع إلى الآخر ويتضمن المازوت أو السولار أو الغاز الطبيعى. ويستخدم المازوت بشكل كبير بسبب رخص تكلفته. وينتج، عند حرقه، انبعاثات غازية تحتوى على تركيز عالى لأكاسيد الكبريت . كما أن الهواء ضرورى لبعض العمليات مثل الترشيح والتجفيف والتبريد. الجدول رقم (2) المدخلات الرئيسية فى صناعة الأسمدة العملية المدخلات إنتاج سوبر فوسفات أحادى عملية التحميض حجر الفوسفات، حامض كبريتيك قوى، ماء التجفيف - هواء التعبئة - أكياس بولى ايثيلين إنتاج سوبر فوسفات ثلاثى التفاعل حجارة فوسفات مطحونة، حامض الفوسفوريك التجفيف - هواء ساخن التعبئة أكياس بولى ايثيلين إنتاج حامض الفوسفوريك الغسل حجارة فوسفات مطحونة، حامض فوسفوريك ضعيف التفاعل حامض كبريتيك حامض الكبريتيك الصهر كبريت تجفيف الهواء حامض كبريتيك (98%) الامتصاص حامض كبريتيك مخفف إنتاج الأمونيا المخلقة عملية إزالة الكبريت غاز طبيعى عامل امتزاز (Adsorbent) الإصلاح البخارى الأولى - بخار الإصلاح البخارى الثانوى - هواء ساخن مضغوط فصل ثانى أكاسيد الكربون - مذيب ايثانول أماين أحادى أو كربونات البوتاسيوم ومذيبات أخرى حامض النيتريك الترشيح - هواء التبخير - أمونيا (نشادر) الأكسدة - أمونيا غازية (NH3)، هواء امتصاص أكاسيد النيتروجين حامض النيتريك الامتصاص أكاسيد - مياه عمليات وتبريد التبييض - هواء وحدة إنتاج الميثانول عملية إنتاج الميثانول - غاز مخلّق، ماء التقطير - بخار نترات الأمونيوم التفاعل (التعادل) - الأمونيا الغازية وحامض النيتريك التركيز محلول نترات الأمونيوم الخلط ( المزج ) - دولوميت أو كاولين أو حجر جيرى ومصهور نترات الأمونيوم التغطية - تراب دياتومى أو حجر جيرى أو دولوميت التعبئة أكياس بولى ايثيلين كبريتات الأمونيوم التبخير - أمونيا وبخار التفاعل & والتبلور - حامض الكبريتيك التجفيف - هواء مسخن البخار التعبئة أكياس بوليثيلين فوسفات الأمونيوم التفاعل - أمونيا وحامض الفوسفوريك التغطية - مواد تغطية التعبئة - أكياس بولى ايثيلين نترات الكالسيوم التفاعل (برج الإذابة) - حجر جيرى، قشور وحامض النتيريك التعادل - أمونيا التعبئة براميل بلاستيك اليوريا التخليق - ثانى أكسيد الكربون وأمونيا سائلة التبخير - بخار التحبيب المستطيل - هواء بارد التعبئة - أكياس بولى ايثيلين 2-2 عمليات الإنتاج تعتبر صناعة الأسمدة واحدة من القطاعات الكيماوية المعقدة والتى تتضمن عدة خطوط إنتاج ووحدات خدمية. والجدول رقم (3) يوضح تلك الخطوط والوحدات . الجدول رقم (3) خطوط الإنتاج والوحدات الخدمية خطوط الإنتاج الوحدات الخدمية 1- الأسمدة الفوسفاتية الغلايات - إنتاج السوبر فوسفات الأحادى وحدة معالجة الماء - إنتاج السوبر فوسفات الثلاثى محطة معالجة مياه الصرف - إنتاج حامض الفوسفوريك الضواغط - إنتاج حامض الكبريتيك أبراج التبريد 2- الأسمدة النيتروجينية مرافق تخزين - إنتاج الأمونيا ورش - إنتاج حامض النيتريك جراج - إنتاج نترات الأمونيوم - إنتاج ثنائى فوسفات الأمونيوم - إنتاج كبريتات الأمونيوم - إنتاج اليوريا - الميثانول - نترات الكالسيوم 2-2-1 الأسمدة الفوسفاتية تعتبر صناعة الأسمدة الفوسفاتية واحدة من أكثر الصناعات الملوثة فى مصر. ولم يتم وضع أى خطط للتحديث أو للحد من التلوث أو تقنيات لهذه الصناعة على الرغم من تطبيق مثل هذه التقنيات فى جميع أنحاء العالم. ومن الجدير بالذكر أن إنتاج الأسمدة الفوسفاتية فى مصر محدود (تصل السعة الإنشائية إلى 1.2 مليون طن 15.5 خامس أكسيد الفوسفور) مقارنة بالأسمدة النيتروجينية (السعة الإنشائية 12 مليون طن مقاسة بـ 15% N2 ) وحسب التركيبة، تختلف الأسمدة الفوسفاتية المتنوعة فى قابلية ذوبانها فى محاليل التربة ولذلك يقوم النبات باستيعابها بطرق مختلفة. وتضم الأسمدة الفوسفاتية السوبر فوسفات الأحادى والسوبر فوسفات الثلاثى. والسوبر فوسفات الأحادى عبارة عن خليط من أحادى فوسفات الكالسيوم والجبس (المتاح من خامس أكسيد الفوسفور حوالى 16 – 22%) بينما يتكون السوبر فوسفات الثلاثى أساساً من أحادى فوسفات الكالسيوم (المتاح من خامس أكسيد الفوسفور حوالى 46%). أ) سماد السوبر فوسفات الأحادى يعرض الشكل رقم (1) مخطط توضيحى لصناعة الأسمدة أحادية السوبر فوسفات والمواد الخام ذات الصلة ومصادر التلوث. وتعتمد عملية التصنيع على تفاعل حجارة الفوسفات مع حامض الكبريتيك، ويحتوى السماد على حوالى (16 – 20%) من خامس أكسيد الفوسفور. ويحدث التفاعل النهائى كما يلى: Ca F2 .3 Ca3 (PO4)2 + 7H2 SO4 + 14 H2 O → 3 Ca (H2 PO4)2 + 7Ca SO4 .2 H2O + 2HF ويمكن تقسيم العملية إلى مرحلتين كما يلى • تمثل المرحلة الأولى انتشار حامض الكبريتيك خلال جزئيات حجر الفوسفات ، يصاحبها تفاعل كيميائى سريع على سطح الجزئيات الذى يستمر حتى يتم استهلاك الحامض بالكامل، وتبلور كبريتات الكالسيوم . • وتمثل المرحلة الثانية انتشار حامض الفوسفوريك خلال مسام جزئيات الخام الحجرى التى لم تتحلل. ويصاحب هذه المرحلة تفاعل ثانى . وفى هذه العملية يتم نقل حجر الفوسفات المطحون من موقع التخزين إلى الوزن الأتوماتيكي، عن طريق نظام ناقلات بالسير وناقلات البريمة والناقلات بالدلاء التى تغذى الحركة المستمرة للخلاط المخروطى المزدوج. ويتم تخفيف حامض الكبريتيك – باستمرار – بالماء فى خلاط يعمل على دفعات حتى يصل لتركيز بنسبة 75% ، ثم يُغذى به الخلاط حتى يتفاعل مع حجارة الفوسفات المطحونة حيث يحدث التفاعل الأول. وينتهى هذا التفاعل داخل خلاط التفاعل فى مدة من 30 – 60 دقيقة ـ وفى أثناء فترة ترسيب وتصلب مزيج السوبر فوسفات الذى سببته البلورة السريعة نسبياً لكبريتات الكالسيوم منخفض الإذابة. والمرحلة الثانية من العملية هى تعتيق للسوبر فوسفات، أى تكوين وبلورة أحادى فوسفات الكالسيوم فى وعاء التفاعل. ويتم نقل المزيج الثخن المكون إلى وعاء التفاعل المستمر ذى سرعة منخفضة لكى يسمح بالتصلب (انظر الشكل رقم 2)، حيث يحدث تكوين السوبر فوسفات (ترسيب وتجميد المزيج فى مرحلة التعتيق الأولى). وتنبعث كميات ملحوظة من مركبات الفلوريد من عملية التحميض، ويتم إرسالها إلى غاسلات الغازات الموضحة فى الشكل رقم (3) . ويتم نقل مسحوق السوبر فوسفات من وعاء التفاعل إلى عملية التعتيق عن طريق السير الناقل – الموجودة أسفل وعاء التفاعل _ إلى أكوام التخزين من أجل المعالجة أو استكمال التفاعل الكيميائى الذى يستغرق 2 – 6 أسابيع لكى يتوافر خامس أكسيد فوسفور بنسبة مقبول لمغذى النبات. ويتم توزيع السماد الخام عن طريق جهاز نثر ، ومن أجل التعجيل بعملية التعتيق، يتم تقليب السوبر فوسفات أثناء التخزين بواسطة مرفاع ذى قادوس كباش (Grab=bucket crane). ويظل المنتج النهائى محتوى على كمية محددة من حامض الفوسفوريك الطليق (غير المتحد) مما يجعل السماد أكثر امتصاصاً للرطوبة. ويتم استخدام إضافات امتزاجية admixtures معادلة ليتم إزالة الحامض الحر من السوبر فوسفات أو يتم معالجتها بالأمونيا الغازية. وتحسن هذه الإجراءات من الخصائص الفيزيائية للسوبر فوسفات. حيث تقلل محتوى الرطوبة والقابلية لامتصاص الرطوبة والميل إلى التعجين وإذا تم استخدام الأمونيا، يضاف للسماد مغذى إضافى ( N2) . فى أثناء تفاعل الفوسفات مع حامض الكبريتيك فى وعاء التفاعل، ينبعث فلوريد الهيدروجين (HF) ويتفاعل مع السيليكا الموجودة فى الفوسفات ويكون سليكون رباعى الفلورايد (SiF4) وحامض الفلوسليسيك وعليه يتم غلق وعاء التفاعل المستمر بحيث لا تتسرب أدخنة هذه المركبات إلى بيئة العمل. وتسحب غازات الفلور – التى تحتوى على حامض الفلوسيلسيك والأبخرة من خلال فتحة موجودة فى سقف وعاء التفاعل إلى أنبوب التهوية إلى وحدة الامتصاص ويتم استخدامها لعمل فلوسليكات الصوديوم (Sodium Flue Silicate) ويتم تحبيب السوبر فوسفات فى محببات اسطوانية من أجل تحسين خصائصه الفيزيائية. وفى المحبب ، يتم ترطيب مسحوق السوبر فوسفات (بعد ما يتم معالجته لمدة 2 – 6 أسابيع) بماء يدخل الاسطوانة من خلال صنابير ويتحول إلى حبيبات ذات أحجام مختلفة يتم بعد ذلك تجفيفها ويتم فصلها (غربلتها) إلى أجزاء ذات حجم قياسى ويتم تبريدها. وبعد ذلك يتم تعبئة المنتج فى أكياس بلاستيك (بولى ايثيلين). كما يتم طحن وتدوير الحبيبات الكبيرة عن الحجم القياسى، مع الحبيبات الصغيرة عن الحجم القياسى، إلى وعاء التفاعل . شكل رقم (1) مخطط توضيحى لتصنيع أحادى السوبر فوسفات المدخلات العمليات المخرجات حجارة الفوسفات اتربة وجسيمات ضوضاء (بيئة العمل) حامض الكبريتيك (75%) مياه عمليات وطأة حرارية فلوريد الهيدروجين (HF) + رذاذ الحامض وأكسيد السيليكون (إلى غاسل الغازات أبخرة حمض HF, H2SiF6, CO2, SiF4 and SiO2 (إلى غاسل الغازات) اتربة وجسيمات (بيئة العمل) جسيمات وغازات الفلوريدات (بيئة العمل) شكاير بولى إيثيلين جسيمات (بيئة العمل) مياه اتربة وابخرة (إلى غاسل الغازات) جسيمات هواء تبريد شكاير بولى ايثيلين جسيمات (بيئة العمل) أحادى السوبر فوسفات شكل (2-أ) وعاء الإنتاج المستمر لأحادى السوبر فوسفات (1) جدار خارجى دوار؛ (2) قاطع؛ (3) حاجز؛ (4) ماسورة الطرد شكل (2- ب) عملية تصنيع أحادى السوبر فوسفات (1) ميزات الفوسفات؛ (2، 3) خزان عادى لحامض الكبريتيك والمياه؛ (4) تغذية الحامض؛ (5) خلاط؛ (6) وعاء السوبر فوسفات؛ (7) سير ناقل للسوبر فوسفات؛ (Cool مشتت السوبر فوسفات عند موقع التخزين شكل رقم 3 ب) سماد السوبر فوسفات الثلاثى يوضح الشكل رقم (4) مخطط توضيحى لتصنيع السوبر فوسفات الثلاثى. ويعتبر هذا النوع من الأسمدة أكثر تركيزاً من السوبر فوسفات العادى ويحتوى على 45 – 46% من حامض أكسيد الفوسفور المتاح. ويتم تصنيع السوبر فوسفات الثلاثى عن طريق تأثير حامض الفوسفوريك على حجر الفوسفات . والتفاعل الأساسى هو : Ca F2 .3 Ca3 (PO4)2 + 14H3 PO4 10Ca (H2 PO4)2 + 2HF (السوبر فوسفات الثلاثى) (حجر الفوسفات) ويتم استخدام عملية مشابهة لعملية إنتاج السوبر فوسفات الأحادى، والتى يتم بها خلط حجر الفوسفات المطحون مع حامض الفوسفوريك فى مفاعل ذى مرحلتين. ويتم رش الزيج الناتج داخل محبب اسطوانى يسير فى اتجاه واحد مع الغازات الناتجة عن حرق الوقود (الغاز الطبيعى أو المازوت والهواء). يتم غربلة المنتج وتدوير الحبيبات غير المطابقة للحجم القياسى إلى معدات التحبيب. يتم تبريد المنتج ذى الحجم القياسى وتخزينه استعداداً لتعبئته. كما يتم غسل الغازات الخارجة من المفاعل والمحبب والمبرد لإزالة مركبات الفلور وذلك فى غاسل الغازات (Scrubber) . شكل رقم (4) مخطط توضيحى لتصنيع ثلاثى السوبر فوسفات المدخلات العمليات المخرجات حجارة الفوسفات ضوضاء اتربة وجسيمات حمض الفوسفوريك انبعاثات فلوريد الهيدورجين ورابع فلوريد السليكون (إلى غاسل الغازات) مياه استرجاع الحبيبات الكبيرة والصغيرة جداً ولاعات (حرارة مباشرة) بخار ماء جسيمات انبعاثات فلوريد الهيدروجين ورابع فلوريد السليكون (إلى غاسل الغازات) وطأة حرارية جسيمات هواء بارد مياه التبريد (إلى ابراج التبريد) شكاير بولى إيثيلين انبعاثات فلوريد الهيدروجين ورابع فلوريد السليكون جسيمات حبيبات ثلاثى السوبر فوسفات جـ) إنتاج حامض الفوسفوريك (الطريقة الرطبة) تتم العملية الرئيسية لإنتاج حامض الفوسفوريك عن طريق استخدام حامض الكبريتيك كما هو موضح بالشكل رقم (5). والتفاعل الأساسى هو : Ca F2 .3 Ca3 (PO4)2 + 10H2 SO4 + 20H2O  10Ca SO4. 2H2 O + 2HF + 6H3 PO4 ( جبس ) (حجر فوسفات) يتم تغذية حجر الفوسفات الخام المطحون (الذى يقل حجمه الشبكى عن 200) إلى أنبوب مائل (Chute) حيث يغسله تيار تم تدويره من حامض الفوسفوريك (H3PO4) داخل وعاء تفاعل ، ويتفاعل مع حامض الكبريتيك القوى. ويتراوح زمن المكوث (retention) من 1.5 إلى 12 ساعة ، ويتم التحكم فى ظروف التشغيل لإنتاج بلورات الجبس القابلة للترشيح. وتنتج فى المفاعل حرارة كبيرة عندما يتفاعل حامض الكبريتيك مع حجر الفوسفات. وفى المصانع القديمة كان يتم إزالة هذه الحرارة بتمرير هواء على سطح المزيج الساخن ، أما فى المصانع الحديثة، فيتم تبريد جزء من المزيج عن طريق التفريغ المفاجئ ، ثم يعاد تدويرها داخل المفاعل. ويتم ترشيح خليط التفاعل بواسطة مرشح صوانى قابل للميل (Tilting pan filter) . ويدخل المزيج المرشح باستمرار إلى الصوانى المتصلة بمصدر التفريغ. ويدور الإطار الدائرى الداعم للصوانى مما يساعد كل صينية على التحرك بنجاح حسب عدد الغسلات المطلوبة. وبعد تصريف محلول الغسل النهائى بالكامل يتم تحرير المفرغ وعكس الصينية 180 درجة . وتسقط كعكة المرشح (Filter Cake) مع ضمان إزالتها عن طريق تيار هواء معاكس من خلال وسط الترشيح الذى يكون عندئذ قد تم تنظيفه وتجديده بدُش عالى الضغط، بينما تظل الصينية مقلوباً . ويتم تنظيف وسط الترشيح ومنطقة الصرف بالتفريغ وتعود الصوانى إلى وضع التغذية . تنتج هذه العملية حامض بتركيز (28 إلى 32%) يتعين تركيزه فى مبخر، ليتوافق مع المواصفات اللازمة لتغذية الفوسفات من أجل إنتاج الأسمدة. وعادة ما يكون الحامض الخام أسود ويحتوى على معادن مذابة وفلور ومركبات عضوية مذابة وغروية. وعادة ما يتم إزالة الشوائب الصلبة العالقة بالترسيب. ويتم استخدام الاستخلاص بالمذيب أو الترسيب بالمذيب من أجل إزالة الشوائب الذائبة. ويستخدم الاستخلاص بالمذيب مذيب قابل للامتزاج الجزئى مثلn-butanol ن-بيوتانول أو iso-butanol (ايزو-بيوتانول) أو n-heptanol (برافين هدروكربونى-ن). يتم استخلاص حامض الفوسفوريك وتترك الشوائب. ويسترد الاستخلاص الاسترجاعى باستخدام الماء حامض الفوسفوريك المنقى. أما الترسيب بالمذيب فيستخدم مذيباً قابل للامتزاج الكامل بالإضافة إلى قلويات أو أمونيا من أجل ترسيب الشوائب كأملاح فوسفاتية . وبعد الترشيح، يتم فصل المذيب بالتقطير ويتم تدويره. المخاطر الرئيسية تعد فرصة انسكاب الحامض من خزانات التخزين ضئيلة جداً، بينما تعد المخاطرة الأكثر احتمالاً هى تسربه من الخزان بسبب التآكل. والتآكل بفعل حامض الفوسفوريك يعد عملية بطيئة نسبياً وتبدأ بفتحة صغيرة فى الخزان. وبشكل عادى يمكن رؤية التسرب ويفرغ الخزان قبل حدوث انسكاب كبير . وهناك أيضاً خطر تصدع خطوط التغذية أثناء تحميل الحامض وقد يؤدى هذا إلى انسكاب غير محكوم ، ويتعين توافر مضخات لتفريغ الأنابيب. وأهم الاعتبارات التى يتعين أخذها فى الحسبان عند تصميم وإنشاء منطقة تصريف الجبس الفوسفورى هى : انتقاء الموقع وبرك التبريد والتحكم فى تخلل التربة. ويعتمد ارتفاع المدخنة على المواصفات الهندسية للتربة التحتية وشدة الحمل المسبب للبرى، وإذا ما كان هناك أى قيود قانونية. وسيتعين تهيئة أسطح برك التبريد حسب الظروف المناخية المحلية واتزان الماء فى المصنع. تكون مياه العمليات المصاحبة للجبس الفوسفورى عالية الحامضية وتحتوى على مستويات عالية من الملوثات. وربما تكون بعض الخيارات التالية ضرورية لمنع وصول هذه المياه إلى المياه الجوفية الموجودة بالموقع : خنادق جمع الارتشاح، الآبار الاعتراضية، الحواجز الطبيعية، أنظمة التبطين (الطبيعية أو الاصطناعية) وتثبيت خامس أكسيد الفوسفور القابل للذوبان والعناصر ذات النسب الضئيلة عن طريق التعادل. شكل رقم (5) مخطط توضيحى لتصنيع حمض الفوسفوريك (الطريقة الرطبة) مدخلات العمليات المخرجات حجارة الفوسفات اتربة وجسيمات ضوضاء (بيئة العمل) حمض الفوسفوريك المخفف حمض الكبريتيك المركز فلوريدات (فلوريد الهيدروجين وفلوريد السليكون) ورذاذ الحامض (إلى غاسل الغازات) مياه عمليات انبعاثات ابخرة حمضية مياه صرف ترجع إلى المفاعل (غنية بحمض الكبريتيك) مياه عمليات مياه غسيل (تسترجع إلى المفاعل) انبعاثات فلوريدات للهواء الجبس مياه غسيل (تسترجع إلى المفاعل) انبعاثات فلوريدات للهواء حمض الفوسفوريك (54%) المتكاثفات انبعاثات (فلوريد السليكون) مخلفات صلبة مذيبات (ن-بيوتانول/ أيزو- بيوتانول) وأمونيا ومواد قاعدية مذيب (ن – بيوتانول/ ايزو بيوتانول) أمونيا وقواعد شوائب مخلفات صلبة (معادن، متجمعات الفلور العضوية) مياه حمض الفوسفوريك د) عملية تصنيع حامض الكبريتيك العملية المستخدمة هى طريقة التلامس (Contact process) ويعرض الشكل رقم (6) المواد الخام والمنتجات والملوثات المتوقعة. وعادة ما يستخدم الكبريت العنصرى كمادة خام ويتم أكسدته إلى ثانى أكسيد الكبريت (SO2) . وبعد ذلك يتم أكسدة ثانى أكسيد الكبريت إلى ثالث أكسيد الكبريت (SO3) باستخدام العامل المساعد خامس أكسيد الفاناديوم (P2 O5) ويمكن التعبير عن التفاعلات الكيميائية التى تحدث فى المعادلات التالية : S + O2 SO2 SO2 + O2 V2¬¬¬¬¬¬ O5 SO3 SO3 + H2 O H2 SO4 يتم صهر الكبريت أولاً باستخدام البخار، ثم يتم ترشيحه لإزالة الملوثات التى قد تسمم العامل المساعد. ويتم حرق الكبريت السائل فى محرقة كبريت باستخدام هواء جاف مرشح. ويتم تجفيف الهواء باستخدام حامض كبريتيك مركز. وناتج الاحتراق عبارة عن غاز يحتوى على نسبة 8 – 11% من ثانى أكسيد الكبريت و 8 – 13% من الأكسجين الذى يتم تبريده فى غلايات استرجاع طاقة (WHB) عند درجة حرارة حوالى 420م . وتعتمد درجة الغاز الداخل للمحول على كم ونوعية العامل المساعد وكذلك على تركيب ومعدل تدفق غاز ثانى أكسيد الكبريت ، ولكنه عادة ما يفوق 426م. ويحتوى المحول على طبقات من العامل المساعد، وعادة ما يكون خامس أكسيد الفاناديوم، الموجود فى صوانى أفقية أو أسطح أفقية مرتبة بحيث يمر الغاز المحتوى على ثانى أكسيد الكبريت وفائض الأكسجين من خلال مرحلتين أو ثلاثة أو أربعة من العامل المساعد. وعند مرور الغاز من خلال المحول ، يتم تحويل حوالى 95 إلى 98% من ثانى أكسيد الكبريت (SO2) إلى ثالث أكسيد الكبريت (SO3) بانبعاث حرارة كبيرة. ولا يمكن الحصول على أقصى تحويل إذا كانت درجة الحرارة فى أى مرحلة مرتفعة جداً. وعليه، يتم توظيف مبردات غازية بين مراحل المحول. ويكون تركيز ثالث أكسيد الكبريت الخارج من المحول عند 426- 454 م تقريباً هو نفسه مثل تركيز ثانى أكسيد الكبريت الداخل. ويتم تبريد غاز المحول إلى 232 و 260م فى مقتصد (Economizer) أو مبادل حرارى أنبوبى. ويدخل الغاز المبرد إلى برج الامتصاص، حيث يتم امتصاص ثالث أكسيد الكبريت (SO3) بكفاءة عالية لينتج خط سريان دائر من حمض الكبريتيك بتركيز 98 : 99% . ويختلط ثالث أكسيد الكبريت بالماء الفائض فى الحامض ليكون حامض كبريتيك أكثر تركيزاً. ولتقليل انبعاث ثالث أكسيد الكبريت (SO3) فى الغاز الخارج ، يتم إضافة مرحلة امتصاص ثانية حيث يتم إمرار الغازات الخارجة من برج الامتصاص إلى برج امتصاص ثانى. وربما تمر الغازات الخارجة من برج الامتصاص من خلال مبادل حرارى حيث يتم إعادة تسخينها لتصل حوالى 426م قبل إعادة دخول المحول. وعندئذ تمر خلال العامل المساعد ويتم تبريدها وتتدفق خلال أبراج الامتصاص ثم إلى الغلاف الجوى. ويرجع مصدر كبير للتلوث الناتج عن هذه العملية إلى انبعاث غازى ثانى أكسيد الكبريت وثالث أكسيد الكبريت مع رذاذ الحامض من برج الامتصاص وكذلك التسرب الناتج من المبادلات الحرارية. المخاطر الرئيسية وتتواجد أعلى المخاطر من التلوث الطارئ أثناء تخزين ونقل حامض الكبريتيك . ويوجد لدى المصانع أنظمة مختلفة لجمع التسربات والانسكابات. ولا تشكل تسربات الغاز عادة مشكلة، حيث يتم توليها بأنظمة التحكم والرصد المختلفة والتى تقيس محتوى ثانى أكسيد الكبريت فى الهواء. شكل رقم (6) مخطط توضيحى لتصنيع حمض الكبريتيك المدخلات العمليات المخرجات كبريت بخار رائحة الكبريت (بيئة العمل) هواء اكياس المرشحات رائحة الكبريت (بيئة العمل) حمض كبريتيك حمض الكبريتيك (يسترجع إلى الامتصاص) انبعاثات ثانى اكسيد الكبريت (بيئة العمل) وطأة حرارية مياه عمليات وطأة حرارية بخار عامل مساعد (V2O5) وطأة حرارية انبعاثات ثانى وثالث أكسيد الكبريت عامل مساعد مستنفذ انبعاثات ثانى وثالث أكسيد الكبريت وطأة حرارية عامل مساعد (V2O5) وطأة حرارية ثانى وثالث أكسيد الكبريت العامل المساعد المستنفذ (V2O5) مياه عمليات وطأة حرارية حمض كبريتيك مخفف انبعاثات ثانى وثالث أكسيد الكبريت ورذاذ الحامض الغاز المصاحب حمض كبريتيك مركز حمض الكبريتيك (98%) حمض كبريتيك شديد التركيز 2-2-2 الأسمدة النيتروجينية تعتبر الأسمدة النيتروجينية هى أكثر الأنواع التى يتم إنتاجها واستخدامها فى مصر. وتضم عدة أنواع مثل نترات الأمونيوم وكبريتات الأمونيوم ونترات الكالسيوم واليوريا، ويتم إنتاج الأمونيا ـ والتى تعتبر مادة خام أساسية للأسمدة النيتروجينية ـ داخل المصنع نفسه . ويتم إنتاج الأمونيا عن طريق تفاعل محفز للهيدروجين والنيتروجين. ويمكن إنتاج الهيدروجين عن طريق التحلل الكهربى للماء ( محدود جداً)، أو من الإصلاح البخارى للغاز الطبيعى والأكسدة الجزئية للنافثا والمازوت(Fuel oil) . ويتم الحصول على النيتروجين من الهواء. أ) الأمونيا المخلقة ( NH3 ) كما هو موضح بالشكل (7) يتم تخليق الأمونيا ـ من الغاز الطبيعى عن طريق تفاعل الهيدروجين مع النيتروجين. ويتطلب الأمر ست خطوات عملية من أجل إنتاج الأمونيا المخلقة باستخدام طريقة الإصلاح البخارى المحفز (Catalytic steam reforming) كما يلى : 1- عملية إزالة الكبريت من الغاز الطبيعى وفى هذه العملية، يتم خفض محتوى الكبريت (أساساً كبريتيد الهيدروجين H¬2S) إلى أقل من 280 ميكروجرام/م3 لمنع تسمم العامل المساعد المستخدم فى خطوة إصلاح البخارى. وتحدث عملية إزالة الكبريت عن طريق امتزاز (adsorbent) غاز كبريتيد الهيدروجين على سطح أكسيد الزنك أو الكربون النشط. ويعد تنشيط عامل الامتزاز (adsorbent) عن طريق فصله بالبخار المحمص. ويتم مسبقاً تسخين غاز التغذية إلى 350 -400 درجة مئوية ثم يتم معالجته فى وعاء إزالة الكبريت حيث يتم هدرجة مركبات الكبريت إلى H2 S باستخدام عامل مساعد الموليبديوم والكوبالت( CoO & MoO3) ويتم امتزازه على أكسيد الزنك . 2- الإصلاح البخارى المحفز (Catalytic Steam Reforming) يجرى تسخين أولى للغاز الطبيعى، الذى تم إزالة الكبريت منه، عن طريق المزج مع بخار محمص (إلى 500 – 600 درجة مئوية) ثم يدخل جهاز الإصلاح الأولى بالبخار ويمر فوق العامل المساعد النيكل ( Ni ) حيث يتم تحويله إلى هيدروجين و أول أكسيد الكربون وثانى أكسيد الكربون طبقاً للمعادلة التالية: Ni CH4 + H2 O CO + 3 H2 790-820 C CO + H2O ↔ CO2 + H2 ويعد التفاعل ماصاً للحرارة بدرجة كبيرة، ومطلوب حرارة إضافية لرفع درجة الحرارة إلى 780 – 830 درجة مئوية فى منفذ جهاز الإصلاح الأولى حوالى 30-40% من الميثان فقط يتم تغذيته إلى جهاز الإصلاح الأولى. ويتم عندئذ إرسال الغاز الخارج من جهاز الإصلاح الأولى إلى جهاز الإصلاح الثانوى حيث يتم مزجه بهواء ساخن مضغوط عند حوالى درجة 600 درجة مئوية ويمر فوق عامل مساعد النيكل. ويتم إضافة هواء كافى لإنتاج غاز امونيا نهائى به هيدروجين إلى نيتروجين بنسبة جزئية 3 إلى 1. ويتم تبريد الغاز الخارج من جهاز الإصلاح الثانوى (H2, N2 , CO, CO2 and H2 O) حتى درجة 360 درجة مئوية فى غلاية استرجاع طاقة (WHB) قبل أن يتم إرسالها إلى محول أول أكسيد الكربون . CH4 + O2 + 2N2 CO + 2H2 + 2N2 3- محول أول أكسيد الكربون (Converter) وبعد التبريد يدخل الغاز ـ الذى يحتوى على 12 – 15 % على أساس غاز جاف ـ محول أول أكسيد الكربون عالى درجة الحرارة (350 – 400 درجة مئوية) يتحول أول أكسيد الكربون إلى ثانى أكسيد الكربون باستخدام عامل مساعد أكسيد الحديد وأكسيد الكروم لبدء التفاعل ويحدث التفاعل التالى : CO + H2 O CO2 + H2 وعندئذ يتم تبريد الغاز الخارج فى مبادل حرارى قبل إرساله إلى محول ذو حرارة منخفضة، حيث يتم تحويل أول أكسيد الكربون إلى ثانى أكسيد الكربون عن طريق عامل مساعد أكسيد النحاس / أكسيد الزنك . ويصل محتوى أول أكسيد الكربون المتبقى فى غاز المحوِّل إلى 0.2 ـ 0.4% (على أساس غاز جاف) ولمحتوى أول أكسيد الكربون أهمية من أجل كفاءة العملية . 4- إزالة ثانى أكسيد الكربون Carbon dioxide Removal يتم تبريد الغاز الناتج عن المحول من 210 إلى 110 درجة مئوية، ويتم تكثيف البخار وفصله عن الغاز. ويتم تنقية غاز المحول، من ثانى أكسيد الكربون، فى عملية امتصاص كيميائية أو فيزيائية. والمذيبات المستخدمة فى الامتصاص الكيميائى. هى محاليل أمينية مائية (أحادى ايثانول أمين (MEA) وثنائى ايثانول أمين (MDEA) أو محاليل كربونات البوتاسيوم الساخنة. والمذيبات الفيزيائية هى أثير ثنائى المثيل جليكول كربونات بروبلين وغيرها. ويتم استخدام خامس أكسيد الفاناديوم كمانع للتآكل. وتستهلك عملية الامتصاص بواسطة MEA كميات طاقة كبيرة لإعادة الشحن ، ولا تعتبر كعملية أفضل تكنولوجيا متاحة (BAT). ويحتوى البخار المكثف على أمونيا، ميثانول، كمية صغيرة من الأمينات حامض الفورميك ، حامض الاستيك ، الصوديوم ، الحديد ، النحاس ، الزنك ، الألومنيوم والكالسيوم. ويتم إرسال المتكثف إلى برج الفصل. ويمكن إزالة المعادن الموجودة بنسبة صغيرة والمتبقية فى متكثفات العملية فى محطات معالجة مياه الصرف عن طريق التبادل الأيونى . ويتم استرجاع المذيب عن طريق التسخين الأولى والفصل بالبخار. ويتم تدوير المتكثفات المنفصلة فى طرق BAT. 5- عملية إنتاج الميثان (Methanation) يتعين إزالة ثانى أكسيد الكربون وأول أكسيد الكربون المتبقيين فى الغاز المخلّق (Synthesis gas) ، عن طريق عملية إنتاج الميثان المحفزة باستخدام عامل مساعد النيكل بدرجة حرارة 400 – 600 درجة مئوية طبقاً للتفاعل التالى : CO2 + H2 CO + H2 O CO + 3H2 CH4 H2 O والميثان هو غاز خامل بالنسبة إلى العامل المساعد فى تفاعل الأمونيا، بينما يمكن أن يسمم ثانى أكسيد الكربون وأول أكسيد الكربون العامل المساعد. 6- تخليق الأمونيا (Ammonia Synthesis) ويعد الغاز الخارج من جهاز إنتاج الميثان نقياً تقريباً. وتكون النسبة الجزئية لتحويل الهيدروجين والنيتروجين إلى امونيا هى (3 : 1) طبقا للتفاعل التالى : N2 + 3H2 2 NH3 أولاً ، يتم ضغط الغاز من 30 ضغط جوى إلى 200 ضغط جوى، ويتم تسخينه فى مقابل الغاز الخارج من المحول ويدخل المحول الذى يحتوى على عامل مساعد حديدى. يؤدى ذلك إلى تحويل جزء من الغاز إلى أمونيا (15 %) والذى يتم تكثيفها وفصلها فى جهاز فصل (Liquid vapor separator) ويتم إرسالها إلى جهاز فصل خفضى الارتفاع (Let-down separator) . ويتم ضغط الغاز المخلّق غير المحول مع تسخينه إلى درجة 180 درجة مئوية قبل دخول المحول الذى يحتوى على عامل مساعد أكسيد الحديد. وقد تم مؤخراً تطوير عامل مساعد لإنتاج الامونيا، والذى يحتوى على روتينيوم مدعم بالجرافيت ويعطى نشاط أعلى لكل وحدة من الحجم وله قدرة على زيادة التحول وضغوط تشغيل أقل. ويتم تكثيف غاز الأمونيا الناتج عن المحول ويتم فصله وإرساله إلى جهاز فصل خفضى الارتفاع (Let-down separator) حيث يتم تنفيث جزء صغير من الغاز العلوى من أجل منع تكوُّن غازات خاملة مثل الأرجون فى نظام دورة الغاز . ويتم تبخير الأمونيا تبخيراً مفاجئاً للتخلص من الغاز المذاب. ويتم غسل (Scrubbed) هذه الغازات لإزالة آثار الأمونيا المتبقية فى شكل هيدروكسيد الأمونيوم ويتم استخدام هذه الغازات كجزء من وقود جهاز الإصلاح البخارى الأولى. ويمكن تخزين الأمونيا السائلة تحت ضغط أو فى خزان تحت ضغط جوى ذو عزل مزدوج ومبرد تبريداً شديداً . المخاطر الرئيسية أخطر الحوادث التى تقع فى مصانع الأمونيا هى الانفجارات والحرائق. بالإضافة إلى ذلك، هناك مخاطر السمية بسبب معالجة وتخزين الأمونيا السائلة. وأكبر المخاطر التى قد يتعرض لها مصنع إنتاج الأمونيا هى : • خطر الحريق الانفجار بسبب التسربات التى تحدث من نظام تغذية الهيدروكربونات. • خطر الحريق الانفجار بسبب تسرب الغاز المخلق (الامونيا) فى مناطق ضواغط الأمونيا / وإزالة أول أكسيد الكربون • وينتج خطر السمية من إطلاق الأمونيا السائلة من حلقة التخليق. وفى تخزين الأمونيا، يعد انطلاق أو خروج الأمونيا السائلة (بفعل التخريب) خطر كبير جداً . وعادة ما لا تعتبر الحرائق والانفجارات خطر أو قد تكون خطر صغير يهدد السكان المحليين على الرغم من أنها خطيرة جداً بالنسبة للعاملين داخل المصنع . ويؤخذ فى الاعتبار الاحتياطات المناسبة لحماية كل من العاملين بالمصنع والسكان المحليين فى أثناء تصميم المصنع وتشغيله ، وربما يكون خطر خروج كمية كبيرة من الأمونيا السائلة (أى من خزان التخزين) أكثر شدة بالنسبة للسكان المحليين . ويتعين وضع خطة طوارئ للتعامل مع مثل هذا الحدث تحمى كل من العاملين والسكان المحليين من الخطر . شكل رقم (7) مخطط توضيحى لتصنيع الامونيا المدخلات العمليات المخرجات غاز طبيعى عامل ادمصاص (أكسيد الزنك أو الفحم النشط). عامل مساعد (أكسيد كوبلت، أكسيد موليبديوم، و/أو أكسيد الزنك). كبريتيد الهيدروجين، مواد عضوية العامل المساعد المستتنفذ بخار نيكل عامل مساعد وقود أو غاز مسترجع وطأة حرارية انبعاثات (CO, CO2, H2, CH4) انبعاثات الوقود عامل مساعد مستنفذ هواء مضغوط ساخن نيكل عامل مساعد وطأة حرارية مياه صرف (متكاثف بخار حمضى) عامل مساعد مستنفذ مياه عمليات وطأة حرارية عامل مساعد (أكسيد حديد/ أكسيد الكروم وأكسيد النحاس/أكسيد الزنك) متكاثف البخار إلى الفصل بالبخار العامل المساعد المستنفذ مذيبات (كربونات بوتاسيوم، ميثيل إيثيل أمين وميثيل داى إيثيل أمين) إعادة شحن واسترجاع المذيب نيكل عامل مساعد انبعاثات هيدروجين وميثان وطأة حرارية عامل مساعد مستنفذ حديد عامل مساعد تسربات الامونيا مياه تبريد إلى ابراج التبريد غاز يسترجع إلى الاصلاح الاولى عامل مساعد مستنفذ مياه بخار تسربات أمونيا ب) إنتاج حامض النيتريك تقوم جميع مصانع إنتاج حامض النيتريك حالياً على نفس العمليات الصناعية الكيمائية الأساسية : أكسدة الأمونيا بالهواء لتتحول إلى أكسيد النيتريك ثم أكسدة أكسيد النيتريك ليصبح ثانى أكسيد النيتروجين والامتصاص فى الماء ليعطى محلول حامض النيتريك . وتعتمد كفاءة الخطوة الأولى على الضغط المنخفض بينما الخطوة الثانية يفضل لها الضغط العالى . ومع أخذ هذه الجوانب فى الاعتبار (إلى جانب أسباب اقتصادية ) انتشر نوعين من طرق تصنيع حامض النيتريك ، مصانع الضغط الواحد ومصانع الضغط المزدوج . ففى النوع الأول من المصانع، تحدث خطوتا الأكسدة والامتصاص بشكل أساسى بنفس الضغط. أما فى مصانع الضغط المزدوج فإن مرحلة الامتصاص تحدث فى ضغط أعلى من مرحلة الأكسدة . ويمكن تصنيف خطوتى الأكسدة والامتصاص كما يلى: ضغط منخفض (ضغط أقل من 1.7 بار) وضغط متوسط (1.7 ـ 6.5 بار ) وضغط مرتفع (6.5 ـ 13 بار). باستثناء بعض المصانع القديمة جداً، تعمل مصانع الضغط الواحد فى ضغط متوسط أو مرتفع وتعمل مصانع الضغط المزدوج فى ضغط متوسط بالنسبة لمرحلة الأكسدة وضغط مرتفع بالنسبة لمرحلة الامتصاص . تعتبر وحدات عملية التصنيع الأساسية، الخاصة بتصنيع حامض النيتريك، هى نفسها فى كافة المصانع وهى بالترتيب كالتالى : ترشيح الهواء ، ضغط الهواء ، مزج الهواء/ الأمونيا ، أكسدة الهواء/ الأمونيا فوق شبكة من العامل المساعد واستعادة الطاقة عن طريق توليد البخار و/أو إعادة التسخين، تبريد الغاز، ضغط الغاز ، استرجاع الطاقة والتبريد (بالمصانع مزدوجة الضغط فقط)، الامتصاص مع إنتاج حامض النيتريك والغاز المصاحب (Tail gas) واستعادة الطاقة عن طريق إدخال الغاز المصاحب إلى تربينة التمدد (expander) . وعلى الرغم من وجود ثلاث عمليات رئيسية لإنتاج حامض النيتريك (الضغط الأحادى والضغط المزدوج، والضغط الجوى) فإن مراحل كل عملية تتفاوت فيما بينها تفاوتنا بسيطاً، ولا تكاد تخرج عن الخطوات التالية: 1- التنقية الأولية للهواء (Primary air filtration) يتضمن الهواء المستخدم فى التغذية ، علاوة على النيتروجين والأوكسجين، بعض الغازات الخاملة، وأول أكسيد الكربون، وبعض الغبار والشوائب. ويؤثر الغبار والشوائب تأثيراً ضاراً على كفاءة البلاتينيوم كعامل حفاز، ولذا، لابد أن تتم تنقية الهواء من خلال سلسلة من الفلاتر. ثم يتم شفط الهواء ( إما باستخدام ضاغط توربينى لأكاسيد النيتروجين فى حال عملية الضغط الجوى، أو باستخدام ضاغط هواء فى حال عملية الضغط الأحادى أو الضغط المزدوج) من خلال مرشح (عادة ما يكون مرشح الشموع ـ candle filter ـ فى حال الضغط الجوى، أو مرشح ورقى خاص) ثم يتم تسخين الهواء فيما بعد. 2- التسخين المبدئى للهواء (Air preheating) فى هذه الخطوة، يتم ضخ الهواء المنقى إلى داخل أنابيب من الصلب، يغطى سطحها الخارجى ريّش (fledges) تساعد على زيادة سطح التسخين. ثم يتم تمرير البخار، بضغط 3 كجم/سم2، وبدرجة حرارة 140 م داخل الأنابيب التى يكون الهواء خارجها. ويتم تجميع متكثفات البخار بواسطة مصائد البخار وإرجاعها إلى الغلايات . 3- تبخير النشادر وتنقيتها (Ammonia evaporation and filtration) يتم تبخير سائل النشادر اللامائى، ثم تسخينه إلى درجة حرارة عالية للغاية، ويتم الحفاظ على ضغطه وفقاً للعملية التى يتم تطبيقها (ضغط جوى أو ضغط أحادى) . ويتم ترشيح النشادر بعد ذلك (باستخدام مرشحات الشموع السيراميكية التى يتم تنظيفها من حين لآخر). 4- مرشحات الخليط (Mixed Filters) الهدف من هذه العملية هو زيادة تنقية خليط الهواء والنشادر. و يتم استخدام فلاتر أسطوانية ذات أقطار كبيرة، يحتوى كل مرشح على قضيب سيراميكى مسامى يعلق على قرص به فتحات. تسمح هذه القضبان للخليط بالمرور تاركاً الشوائب العالقة به على أسطح هذه القضبان. وعندما يصل مستوى الشوائب إلى حد معين، لابد من فتح المرشحات وغسلها بالماء، ثم يتم تجفيفها بالهواء الساخن. غير أن الماء الناتج عن عملية الغسيل يتسبب فى حدوث مشكلة بيئية . 5- أكسدة الامونيا (Ammonia oxidation) تتفاعل الأمونيا مع الهواء فى وجود سبيكة بلاتينيوم/ روديوم فى قسم الأكسدة داخل مصانع حامض النيتريك ويتكون فى هذه العملية أكسيد النيتريك والماء . ويعتمد ناتج حامض النيتريك على الضغط ودرجة الحرارة . ضغط أقل من 1.7- 12 بار، درجة حرارة 810- 850 م  لا يوجد ناتج بنسبة 97%. ضغط أقل من 1.7- 6.5 بار، درجة حرارة 850- 900 م  لا يوجد ناتج بنسبة 96%. ضغط أقل من 6.5 بار، درجة حرارة 900- 940 م  لا يوجد ناتج بنسبة 95%. ويتكون العامل المساعد من عدة شبكات منسوجة من أسلاك سبيكة تحتوى على 90% بلاتينيوم مع روديوم لتصبح أكثر قوة ، وفى بعض الأحيان تحتوى على بلاديوم . يتم إدخال خليط النشادر والهواء إلى محول أكسدة النشادر (Ammonia oxidation converter) ويتم خلط النشادر الذى تم تسخينه (60 م) مع الهواء الساخن (80 م) داخل أنابيب كبيرة القطر وتتخللها ثقوب كثيرة. يتم إدخال خليط الامونيا والهواء إلى المحول، الذى يحتوى على جزئين : الجزء العلوى (ذو شكل أسطوانى) يتضمن قرصاً مثقوباً مركب على مدخله لتوزيع الخليط على شبكة البلاتين بالتساوى. أما الجزء السفلى فهو على هيئة وعاء مثقوب مملوء بحلقات من الفخار لتوزيع الغازات الساخنة (الناشئة عن التفاعلات) على ملفات الغلاية السفلية. ويمر النشادر بعملية الأكسدة وفقاً للتفاعل الكيميائى التالى: 4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O + Q (حرارة) 2NO + O2 2NO2 + Q (حرارة) يتم ضبط درجة الحرارة فيما يتراوح بين 800 إلى 900 م، لأن أكسيد النيتروجين الناتج فى التفاعل السابق عند حرارة أعلى من900 م، سوف يتحلل إلى نيتروجين وأوكسجين، أما لو انخفضت الحرارة عن 800 م، فإن ذلك سيؤدى إلى إنتاج أكسيد النيتروجين الذى سيعوق توليد حامض النيتريك عندما يذوب فى الماء . وبالنسبة للحرارة (الناشئة من هذه التفاعلات الطاردة للحرارة) فيتم الاستفادة بها باستخدام غلاية استرجاع الطاقة (WHB) الملحقة بتفاعل النشادر ، ولإنتاج بخار محمص يستخدم لتشغيل ضواغط الهواء وأكاسيد النيتروجين. ويمكن أن يتسبب تلوث الهواء والتلوث الناتج من الأمونيا فى تسمم العامل المساعد. وهذا الأثر بالإضافة إلى مزج الهواء والأمونيا بطريقة رديئة والتوزيع الرديء للغاز على العامل المساعد يمكن أن يقلل الناتج بنسبة 10% . ومن الأهمية بمكان ضبط درجة حرارة تشغيل العامل المساعد للحصول على ناتج NO . ويتحقق ذلك عن طريق ضبط نسبة الهواء / الأمونيا وضمان عدم تعدي الحد الأدنى لاحتمال وقوع انفجار للأمونيا فى الهواء. يتم خلط النشادر التى تم تسخينها جيداً مع الهواء الساخن ، ويتم تعريض الخليط لمزيد من التنقية من أجل تفادى دخول الملوثات إلى العامل المساعد. ويتم التحكم فى نسبة خليط النشادر والهواء بواسطة جهاز تحكم فى النسبة يمنع حدوث أية مشاكل تنجم عن العمليات التالية : • زيادة درجة حرارة العامل المساعد عن 850 م. • زيادة نسبة النشادر إلى الهواء عن 12.5% (بالأكسدة فى الضغط الجوى) أو 10% (فى حالة الأكسدة تحت الضغط). • تعطل ضاغط الهواء أو ضاغط أكاسيد النيتروجين .. إلخ. ثم يتم تكثيف الماء الناتج فى عملية الأكسدة داخل الجهاز المبرد/المكثف، ويتم نقله بعد ذلك إلى عامود الامتصاص (Absorption column). ويتم أكسدة أكسيد النيتريك إلى ثانى أكسيد النيتروجين أثناء تبريد غازات الاحتراق. ومن أجل إتمام هذا الغرض، يتم إضافة الهواء الثانوى إلى خليط الغاز الذى تم الحصول عليه من عملية أكسدة النشادر من أجل زيادة المحتوى الأكسجيني إلى المستوى الذى يصبح فيه بالإمكان أن يحتوى الغاز المصاحب (الذى سينطلق إلى خارج المنشأة) على محتوى أوكسجين طبيعى يتراوح من 2 – 4%. 6- استرجاع الطاقة تستخدم غازات التفاعل الساخنة لإنتاج البخار و/أو للتسخين المبدئى للغاز المتخلف (الغاز المصاحب) Tail gas. ويتم التخلص من الغاز المتخلف الذى تم تسخينه إلى الغلاف الجوى عن طريق توربينة الغاز من أجل استعادة الطاقة . أما غاز الاحتراق الذى يتولد بعد عملية تحويل الحرارة من أجل استرجاع الطاقة، تبلغ درجة حرارته من 100- 200 م، وتعتمد درجة الحرارة على العملية ذاتها، ثم يتم تبريده بعد ذلك بالماء. 7- التبريد (Cooling) يتم تبريد الغازات الخارجة (أكسيد النيتروجين، والهواء الزائد ، وبخار الماء) عبر مبرد مائى على مرحلتين، حيث يتم إذابة الأكاسيد النيتروجينية بعدهما فى المتكاثفات ليتكون حمض نيتريك مخفف جداً (2% تركيز) ويجمع فى خزان، ثم يتم سحب الحمض خفيف التركيز (الذى تم جمعه) بواسطة مضخات وتصريفه إلى قاع برج الامتصاص . ويتم سحب الغازات المتبقية ، إضافة إلى الهواء الزائد، بواسطة التوربينات الضاغطة إلى أبراج الامتصاص . 8- الامتصاص يتم عمل أبراج الامتصاص

معاينة صفحة البيانات الشخصي للعضو

2 صناعة الأسمدة في الجمعة يناير 13, 2012 9:26 pm

لدى قراءتي لموضوع صناعة الأسمدة الفوسفلتية تم ذكر جداول و رسوم توضيحية لكني لم أجدها فأين يمكنني الإطلاع عليها                              ولكم جزيل الشكر

معاينة صفحة البيانات الشخصي للعضو

استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي الرجوع الى أعلى الصفحة  رسالة [صفحة 1 من اصل 1]

صلاحيات هذا المنتدى:
لاتستطيع الرد على المواضيع في هذا المنتدى