Узбекский научно-исследовательский и проектный
Download 0.78 Mb.
|
MFHMBBN
|
СОДЕРЖАНИЕ
17 Заключение 18 Список используемой литературы 1 Введение Производство экстракционной фосфорной кислоты является одним из наиболее крупнотоннажных среди производств основной химичской промышленности. Основная доля производимой фосфорной кислоты приходится на дигидратный метод, позволяющий получать в зависимости от качества перерабатываемого сырья кислоту с содержанием 22-32% P2O5 . Дигидратный способ отличается сравнительно мягким температурно-концентрационным технологическим режимом, прост и дает выход P2O5 в продукционную кислоту. В то же время относительно низкая концентрация получаемой кислоты требует последующей ее упарки до 40-50% P2O5. Экстракционная и термическая фосфорные кислоты резко различаются по качеству. Получаемая экстракционным способом кислота содержит до 15% примесей, а термическая всего до 0,4% примесей. Качество экстракционной фосфорной кислоты зависит от состава исходного сырья, потому что в нее частично переходят примеси фосфатных руд, которые образуют с серной кислотой соединения, растворимые в фосфорной кислоте. Фосфорная кислота потребляется непосредственно в виде разнообразных солей, которые широко применяются в сельском хозяйстве (удобрения, кормовые средства), в промышленности и других отраслях техники, коммунальном хозяйстве и в быту (технические соли). По масштабам потребление фосфорной кислоты (экстракционной и термический суммарно) первое место занимает туковая промышленность, второе -солевые производства. Важной областью ее применения, является также изготовление кормовых и пищевых фосфатов и пищевой фосфорной кислоты. На удобрения перерабатывается главным образом экстракционная фосфорная кислота. Например, производство фосфатов натрия, которые широко используются для водоумягчения, получения синтетических моющих средств и других целей. Непосредственно фосфорная кислота применяется, например, как катализатор процессов дегидрирование, полимеризации и алкилирования углеводородов. Пищевая фосфорная кислота используется в производстве безалкогольных напитков. Экстракционная фосфорная кислота в зависимости от метода производства и качества сырья может содержать от 19 до 42% P2O5. Ее состав регламентируется стандартами предприятий. Наиболее чистую кислоту получают из апатитового концентрата. Путем упаривание ее можно сконцентрировать от 29-32 до 45-54 % P2O5. Из фосфоритов получают фосфорную кислоту с низким содержанием P2O5(около 19%), и повышенным содержанием примесей, особенно магния(до 3,5% MgO). Для производства кормовых фосфатов используют обесфторенную упаренную экстракционную фосфорную кислоту, содержащую не менее 45% P2O5, не более 0,2% F и 0,0009% As. Фосфорная кислота является важнейшим полупродуктом для производства ряда концентрированных удобрений (двойной суперфосфат, аммофос, преципитат, нитрофоска, нитрофос и др.), а также в синтезе ряда органических продуктов и в производстве активированного угля. Очищенную фосфорную кислоту, так называемую пищевую фосфорную кислоту, применяют в производстве газированных вод, фармацевтических препаратов, для получения чистых солей, используемых при изготовлении печенья, питательных сухарей, кормового преципитата и другие. Для получения экстракционной фосфорной кислоты более высокой концентрацией и чистотой. Для получения экстракционной фосфорной кислоты непригодно фосфатное сырье с повышенным содержанием полуторных окислов, растворимых в кислотах, особенно окиси железа, а также соединений магния. Экстракционную фосфорную кислоту перевозят в железнодорожных цистернах, гуммированных или из кислотостойкой стали. Ортофосфорная кислота H3PO4, молярная масса 97,995; бесцветные гигроскопичные кристаллы моноклинной сингонии, расплывается на воздухе; температура плавления 42,5 С; плотность 1,88 г/см3; -1283 кДж/моль; наиболее стабильное соединение в ряду кислородсодержащих кислот фосфора. В расплавленном состоянии склонна к переохлаждению; при 15 С образует густую маслянистую жидкость, при -121 С стеклообразную массу. Фосфорная кислота смешивается с водой в любых соотношениях. Разбавленные водные растворы имеют кисловатый вкус. Из высококонцентрированных растворов кристаллизуется в виде гемигидрата – бесцветные кристаллы моноклинной сингонии. Фосфорная кислота при нормальных условиях малоактивна и реагирует лишь с карбонатами, гидроксидами и некоторыми металлами. При этом образуются одно-, двух- и трехзамещенные фосфаты. При нагревании выше 80С реагирует даже с неактивными оксидами, кремнеземом и силикатами. При повышенных температурах фосфорная кислота – слабый окислитель для металлов. При действии на металлическую поверхность раствором фосфорной кислоты с добавками Zn или Mn образуется защитная пленка (фосфатирование). Фосфорная кислота при нагревании теряет воду с образованием последовательно пиро- метафосфорных кислот. Более экономичный экстракционный метод получения фосфорной кислоты основан на разложении природных фосфатов кислотами(в основном серной, в меньшей степени азотной и незначительно соляной). Фосфорнокислые растворы, полученные разложением азотной кислотой, перерабатывают в комплексные удобрения, разложением соляной кислотой – в преципитат. Сернокислотное разложение фосфатного сырья( апатитового или фосфоритового концентрата)- хорошо исследованный метод получения ЭФК , применяемой для производства концентрированных фосфорных и комплексных удобрений. В настоящее время фосфорная кислота имеет широкое применение. Она используется во многих отраслях промышленности, а также в медицине, машиностроении. Но основным ее потребителем является сельское хозяйство. Фосфорная кислота служит для получения концентрированных односторонних и сложных удобрений. На основе Н3РО4 получают двойной суперфосфат, кормовой монокальцийфосфат, дикальцийфосфат, аммофос, диаммонийфосфат, нитроаммофос. Она является катализатором в процессах дегидратирования, полимеризации и алкилирования углеводородов. Пищевая фосфорная кислота с успехом используется в производстве безалкогольных напитков, фруктовых соков, дрожжей и т.п. Соли фосфорной кислоты широко применяют во многих отраслях промышленности (пищевой, сахарной, керамической, стекольной, текстильной и др.), в строительстве, разных областях техники, в быту для защиты от радиации и коррозии, для очистки и умягчения воды, а также для изготовления синтетических моющих средств [3 – 5]. Фосфорную кислоту получают из природных фосфатов двумя основными методами – термическим (ТФК) и экстракционным (ЭФК) [4, 6, 7]. Количество и соотношение примесей определяется качеством фосфатного сырья и способом производства ЭФК. Суммарное содержание примесей в кислоте составляет до 15 мас.%. Основными из них являются ионы фтора, сульфат-ионы, катионы железа, алюминия, кальция, магния, натрия, калия. Фтористые соединения присутствуют в фосфорной кислоте в виде фтористоводородной, кремнефтористоводородной кислот и в виде их сложных соединений с фосфорной кислотой, алюминием, железом [5, 8, 11]. Наиболее чистым, но дорогостоящим продуктом является ТФК. Однако, в последние годы, как в России, так и за рубежом, наблюдается спад производства ТФК и рост производства очищенной экстракционной фосфорной кислоты (ОФК) [9]. Наряду с низкой себестоимостью, широкому развитию и распространению производства ОФК способствует и низкая энергоёмкость процесса (до 200 кВт·ч на 1 т P2O5 против 7500 кВт·ч) [9]. Среди известных методов очистки фосфорной кислоты можно выделить следующие: сорбционные способы очистки ЭФК; осаждение примесей в виде малорастворимых солей; экстракционные способы очистки ЭФК; отдувка летучих компонентов газообразными теплоносителями при интенсивном тепломассообмене, а также комбинированные методы очистки [4, 5, 10 – 13]. Одним из перспективных методов очистки ЭФК является адсорбционный, который обеспечивает высокую степень извлечения примесей. В промышленности чаще всего применяют следующие пористые адсорбенты: активные угли, сульфоугли, силикагели, цеолиты, глинистые минералы и другие. Широкое распространение для очистки жидкостей и растворов получили активные угли, обладающие сильно развитой пористой структурой и способные избирательно поглощать различные соединения. При подборе адсорбента для очистки ЭФК необходимо учитывать его свойства. В данном случае он должен обладать высокой степенью чистоты, термической устойчивостью и способностью к регенерации; проявлять высокую активность и сорбционную емкость по различным соединениям; быть недорогим. Современное развитие производства фосфорной кислоты переживает значительные технологические изменения. Поэтому разработка технологии тонкой очистки ЭФК, а также исследование и подбор наиболее эффективных адсорбентов для этого процесса на сегодняшний день являются весьма актуальными, экономически целесообразными и востребованы в связи с непрерывным ростом ее производство Download 0.78 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|