Практическое занятие № 5

Тема: Производство фосфорных удобрений.

Цель: Научиться выполнять расчеты, связанные с производством простого суперфосфата.

Задание: выполнить расчет материального баланса и расход коэффициентов. Решить примеры по производству простого суперфосфата.

Данные для расчета.

Норма моногидрата-66 масс. частей на 100 масс. частей апатита

Концентрация серной кислоты – 67%

Концентрация исходной башенной кислоты – 75%

Камерный суперфосфат содержит:

20,3%P₂O₅ общ;

17,8% P₂O₅ усвояемый

12% H₂O

Вызревший суперфосфат содержит:

20,5%P₂O₅ общ;

18,8% P₂O₅ усвояемый

12% H₂O

Содержание P₂O₅ в апатитовом концентрате – 40%.

Расчет.

1. Определить часовую производительность цеха:

т/час

где: - мощность цеха, т/ч

- эффективное время работы аппарата, ч

g= 1400000/8496=164,8 т/ч

3. Число аппаратов, необходимых для заданной производительности. Принимаем 1.

где: - часовая производительность цеха, т/ч

- число аппаратов в отделении, шт

= 164,8 т/ч

На эту величину выполняем расчет.

2. Рассчитываем материальный баланс производства суперфосфата.

Серной кислоты при норме 66 кг моногидрата на 100 кг апатитового концентрата необходимо, кг:

75%-ной H₂SO₄ (66*100)/75=88 кг

67%-ной H₂SO₄ (66*100)/67=98,51 кг

Расход воды на разбавление кислоты:

100-88=12 кг

Общее количество введенных материалов

100+88+10=200 кг

Количество суперфосфата, выгруженного из камеры:

*100=197,04 кг

Количество газов и паров, выделившихся при варке суперфосфата в камере (в операционном отделении) , находим по разности между общим количеством введенных материалов и количеством полученного камерного суперфосфата:

200-197,04=2,96 кг

Количество экспедиционного суперфосфата:

*100=195,12 кг

Количество паров воды, выделившихся в результате дообработки и хранения суперфосфата на складе:

197,04-195,12=1,92 кг

И окончательно (улавливание фтористых газов не учтено):

Таблица 1- Материальный баланс

Приход			Расход
Статьи	кг/ч	Произ-я мощность		Статьи	кг/ч	Произ-я мощность
Апатитовый концентрат	100	164,80		Экспедиционный суперфосфат	195,12	32,15
75%-я серная кислота	88	14,50		Газы и пары при разложении	2,96	0,48
Вода на разбавление	12	1,97		Пары воды при дозревании	1,92	0,31
	200	32,960			200	32,960

3. Расходные коэффициенты для сырья (в кг/1000 кг продукта)

По данным материального баланса находим, что на 1000 кг готового продукта требуется, кг:

Апатитового концентрата

1000* =512,51

Серной кислоты (в пересчете на моногидрат)

1000* =338,25

4. Часовой расход сырья

Валовая выработка суперфосфата (при выпуске в год 1 млн.т) составит, т:

В сутки =4000

В 1ч =166,67

(350=365-15 - число рабочих суток в году операционного отделения цеха; 15- число суток, предусмотренных на плановый ремонт).

Расход материалов, т/ч:

Апатитового концентрата 166,67*0,513=85,5

Серной кислоты (в пересчете на моногидрат) 119,05*338,25=56,38

В виде 75%-ной H₂SO₄ 56,38/0,75=75,17

В виде 66%-ной H₂SO₄ 56,38/0,67=84,15

Вода на разбавление кислоты 84,15-75,17=8,98

5. Часовые количества выделяющихся соединений фтора

При съеме кремнефтористоводородной кислоты 7,1 кг с 1 т суперфосфата образуется, т/ч:

100%-ной H₂SiF₆ (166,67*7,2)/1000=1,2

100%-ной H₂SiF₆1,2/0,125=9,6

В пересчете на фтор это составит 1,2*6*19/114=1,2

На образование и разбавление кремнефтористоводородистой кислоты расходуется воды, т/ч:

На образование H₂SiF₆ по уравнению:

3 SiF₄+2 H₂О=2 H₂SiF₆+SiО

(1,2*18)/144=0,15

На разбавление кислоты до 12%-ной H₂SiF₆

9,6-1,2=8,4

Общее количество воды

8,98+8,4+0,15=17,53