Технологии производства

Высокотехнологичное производство

Высокотехнологичное производство - технологически и предметно замкнутый участок предприятия, основанный на высоких технологиях и вы­пускающий законченную высокотехнологичную продукцию для реализации её на рынке. Под высокотехнологичным производством мо­жет пониматься и всё предприятие в целом, выпускающее высокотехноло­гичную продукцию.

Характерные особенности высоких технологий:

• Защищенной интеллектуальной собственностью (патенты, ноу-хау, лицензии),
• Большим удельным весом затрат на научные исследования и разработки,
• Междисциплинарным характе­ром (возникают в результате взаимодействия нескольких наук),
• Многостадийностью и непрерывностью технологического процесса,
• Высоким уровнем автоматизации производственного процесса и контроля эмиссии вредных веществ,
• Высоким уровнем требований к знаниям и навыкам персонала,
• Значительными капитальными вложениями в создание производства.

Высокотехнологичное производство, общий алгоритм

Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям ИТС № 2-2022 «Производство аммиака, минеральных удобрений и неорганических кислот»

Основные стадии производства азотной кислоты:

• Фильтрация атмосферного воздуха от механических примесей;
• Сжатие воздуха в осевом воздушном компрессоре;
• Испарение жидкого аммиака (NH3) теплом конденсации водяного пара;
• Фильтрация NH3 от брызг жидкого и механических примесей, подогрев газообразного NH3;
• Подогрев сжатого воздуха;
• Смешение NH3 и воздуха с получением смеси (АВС), содержащей 10–10,5 объемных % аммиака;
• Окисление аммиака кислородом воздуха на катализаторных сетках из сплавов платины с добавками (родия, рутения, палладия);
• Охлаждение нитрозного газа (НГ) в газотрубном котле-утилизаторе с продуцированием пара;
• Окисление NO в окислителе;
• Нагрев выхлопного газа до входа в реактор селективной очистки теплом охлаждения нитрозного газа, который остывает на входе в холодильник-конденсатор;
• Охлаждение НГ в двух холодильниках-конденсаторах; при охлаждении образуется конденсат азотной кислоты с концентрацией 50% — 55% HNO3;
• Абсорбция оксидов азота водой с образованием 58 % азотной кислоты; содержание O2 — до 3 об. %;

1 — фильтр воздуха; 2 — воздушный компрессор; 3 — ресивер; 4 — испаритель аммиака; 5 — фильтр газообразного аммиака; 6, 7, 13, 22, 27, 28 — подогреватели; 8, 29 — абсорбер; 9 — фильтр аммиачно-воздушной смеси; 10 — контрактный аппарат; 11 — котел-утилизатор; 12 — экономайзер; 14, 23 — холодильники-конденсаторы; 15 — промыватель; 16, 19, 21 — насосы; 17, 18 — теплообменники; 20 — нитрозный нагнетатель; 24 — абсорбционная колонна; 25 — продувочная колонна; 26 — ловушка; 30 — рекатор каталической очистки; 31 — газовая турбина; 32 — паровая турбина

Производство аммиачной селитры:

• Прием и очистка капельного жидкого аммиака;
• Нагрев газообразного аммиака теплом парового конденсата из выпарного аппарата;
• Прием и нагрев азотной кислоты соковым паром из нейтрализаторов;
• Нейтрализация азотной кислоты и получение раствора АС с концентрацией 89% - 92% NH4NO3;
• Донейтрализация раствора АС до pH=5,5–6 и смешение с кондиционирующей добавкой;
• Нагнетание атмосферного воздуха и нагрев водяным паром перед подачей в выпарной аппарат;
• Упаривание раствора АС до состояния плава с концентрацией 99,7% NH4NO3 в токе воздуха;
• Донейтрализация плава аммиаком и перекачка плава на верх гранбашни;
• Гранулирование капель плава охлаждением в потоке воздуха.

Сырьем для производства АС служат газообразный аммиак и азотная кислота с концентрацией 56% — 60% мнг HNO3, иногда 46% — 48%.

1,2 — подогреватели соответственно газообразного аммиака и азотной кислоты; 3 — аппарат ИТН; 4, 5 — донентрализаторы; 6 — комбинированный выпарной аппарат; 7, 24 — подогрева-тели воздуха; 8 — нагнетатель воздуха; 9 — гидрозатвор-донейтрализатор; 10 — фильтр плава; 11 — бак для плава аммиачной селитры; 12 — погружной насос; 13 — насос центробежный; 14 — бак для раствора аммиачной селитры; 15 — бак напорный; 16, 17 — грануляторы соответственно акустический и монодисперсный; 18 — скруббер; 19, 23 — вентиляторы; 20 — грануляционная башня; 21, 25 — ленточные конвейеры; 22 — аппарат для охлаждения аммиачной селитры в кипящем слое; 23 — вентилятор; 26 — элеватор; 27 — аппарат для обработки гранул ПАВ.

Основные стадии производства серной кислоты:

• Прием и хранение жидкой/твердой серы;
• Подготовка сырья (плавление и фильтрация твердой серы, фильтрация жидкой серы);
• Сжигание серы с получением SO2-содержащего газа и утилизацией тепла реакций с получением энергетического пара;
• Каталитическое окисление SO2 в одну или две стадии;
• Абсорбция SO3 с получением серной кислоты или олеума.

Принципиальная схема получения серной кислоты из природной серы.
1 – фильтр для серы; 2 – серная печь; 3 – котел-утилизатор; 4 – контактный аппарат; 5 – теплообменники; 6 – экономайзер; 7 – воздуходувка; 8 – сушильная башня; 9 – абсорбер II; 11 – погружной насос; 12 – холодильник кислоты; 13 – сборники кислоты; 14 – выхлопная труба.

Основные стадии производства экстракционной фосфорной кислоты (ЭФК):

• Приём и хранение фосфатного сырья и серной кислоты;
• Экстракция — разложение фосфатного сырья серной кислотой с кристаллизацией сульфата кальция в форме дигидрата либо полугидрата.
• Фильтрация — разделение реакционной пульпы на вакуум-фильтрах с многократной противоточной промывкой осадка.
• Концентрирование ЭФК.

Схема производства экстракционной фосфорной кислоты в дигидратном процесс фирмы «Прайон» мощностью 300 тыс. т. P203 в год (отделение упарки).
1. Отстойник 40%-ной фосфорной кислоты; 2 – насос; 3 – испаритель; 4 – подогреватель фосфорной кислоты; 5 – брызгоуловитель; 6 – абсорбационная башня; 7 – сборник кремнефтористоводородной кислоты; 8 – барометрический конденсатор; 9 – отстойник упаренной 54%-ной фосфорной кислоты; 10 – сборник осветленной упаренной фосфорной кислоты; 11 – сборник неосветленной упаренной фосфорной кислоты.

Схема вакуум-выпарной установки для концентрирования фосфорной кислоты с графитовым подогревателем.
1 – испаритель; 2 – подогреватель; 3 – насос; 4 – брызгоуловитель; 5 – абсорбер; 6 – барометрический сборник; 7 – конденсатор; 8 – паровой вакуум-эжектор; 9 – барометрический сборник.

Основные стадии производства МАФ, ДАФ, NPS, NPK на основе азотнокислотного разложения фосфатного сырья

• Прием и передача сырья и полуфабрикатов;
• Азотно-кислотное разложения апатита;
• Осветление азотно-кислотной вытяжки апатита (АКВ);
• Кристаллизация и фильтрация нитрата кальция;
• Приготовление азотно-фосфорного раствора (АФР) и аммонийного азотно-фосфорного раствора (ААФР);
• Производство карбоната кальция и растворов аммиачной селитры;
• Упаривание ААФР до остаточной влажности пульпы 9% ÷ 15% в трехкорпусной выпарной батарее с доупаривателем;
• Смешение с хлористым калием (при необходимости);
• Гранулирование и сушка полученной массы гранул удобрений в БГС. Сушка гранул удобрений осуществляется горячими топочными газами, смешанными с воздухом для получения теплоносителя заданной температуры;
• Выделение готового продукта из полученной массы гранул методом классификации, охлаждения его в аппарате КС низкого кипящего слоя.

Схема производства гранулированного аммофоса с аппаратом БГС (на основе концентрированной пульпы).
1 – сборник кислоты; 2 – САИ; 3 – сборник пульпы; 4 – БГС; 5 – грохот; 6 – холодильник КС; 7 – абсорбер; 8 – циклоны; 9 – дробилка; 10 – транспортер; 11 – элеватор.

Основные стадии производства хлористого калия: