книги из ГПНТБ / Жидкие азотные удобрения

доводить соотношение питательных веществ в удобре­ нии до норм, требуемых земледелием.

Учитывая, что в системе Союзсельхозтехники имеются склады аммиачной воды (которые в случае сокращения ее производства будут использоваться в меньшей сте­ пени), а также технические средства для внесения жид­ ких удобрений, целесообразно для более полного исполь­ зования этой базы предусмотреть в текущем пятилетии проектирование производства жидких комплексных удобрений. Решение этих вопросов особенно важно при проработке вариантов строительства предприятий для производства минеральных удобрений на ближайшую перспективу. На таких предприятиях целесообразно за­ проектировать установки, вырабатывающие экстракцион­ ную фосфорную кислоту, с резервом мощности в преде­ лах 20—30%, который можно было бы использовать для организации производства жидких комплексных удобрений. Цехи жидких комплексных удобрений одно­ временно стали бы потреблять ту часть аммиака, ко­ торая не может быть переработана в периоды перехода с выпуска одной марки твердых сложных удобрений на другую. Такое комбинирование производств жидких и твердых удобрений целесообразно на предприятиях, где имеются 2—3 технологические линии производства фос­ форной кислоты, что создает условия для бесперебойно­ го обеспечения сырьем цехов жидких комплексных удоб­ рений.

Аммиакаты. Для изготовления аммиакатов применя­ ют, как правило, полупродукты — неупаренные растворы аммиачной селитры и карбамида, а не готовые гранули­ рованные удобрения. Таким путем достигается экономия средств благодаря исключению из схемы процессов вы­ паривания и доупарки растворов, гранулирования, охлаждения и упаковки удобрений. Некоторые аммиа­ каты не обладают повышенным давлением паров аммиа­ ка и потому могут быть использованы способом поверх­ ностного внесения в почву.

Производство аммиакатов состоит из следующих ос­ новных стадий:

1) смешение 79%-ного плава карбамида и 95% н плава аммиачной селитры с последующим охлаждением смеси до 30—40 °С;

120

2)насыщение смешанного плава газообразны м ам ­ миаком и разбавление балансовым количеством воды;

3)хранение аммиакатов.

Н иж е приведены результаты расчетов, выполненных Северодонецким филиалом ГИАП , по определению капи­ таловложений и эксплуатационных расходов (в %) на стадии производства и в сфере потребления жидких азотных удобрений (с учетом расходов на их п еревозку ):

Согласно расчетам сравнительной экономической эф­ фективности жидких азотных удобрений, по капитало­ вложениям и эксплуатационным затратам в промышлен­ ности аммиакаты значительно дороже других жидких удобрений (разница до 30%), однако они существенно экономичнее в сфере потребления (почти в два раза). Доля затрат при потреблении жидких удобрений в сель­

121

Г Л А В А V i

ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ ЖИДКИХ АЗОТНЫХ УДОБРЕНИИ ЗА РУБЕЖОМ

Начало применения жидких азотных удобрений в США относится к 30-м годам, массовое применение к 50-м годам. По оценке1, в середине 60-х годов на США приходилось 95% мирового потребления безводного ам­ миака в качестве удобрения, 40% аммиачной воды, 94% аммиакатов (азотных растворов). В настоящее вре­ мя доля США в потреблении безводного аммиака, по-ви­ димому, стала еще больше, хотя как азотное удобре­ ние аммиак начали шире применять и в других странах. В то же время доля аммиачной воды в потреблении, ви­ димо, снизилась, так как ее применение в США сущест­ венно не увеличивается, а в других странах принимает ощутимые размеры. По аммиакатам доминирующее по­ ложение остается за США. Естественно, что описывае­ мый здесь опыт применения жидких азотных удобрений за рубежом базируется в основном на американских данных.

Потребление жидких азотных удобрений в США

Применение жидких азотных удобрений в США си­ стематически возрастает как в абсолютном, так и в от­ носительном масштабах, причем по темпам прироста потребления они опережают все азотные удобрения в це­ лом. В табл. VI-1 приведены данные2-4 о применении азотных удобрений в США за 1960, 1965 и 1970 годы.

Ниже показаны темпы прироста потребления азотных удобрений в США:

123

Т а б л и ц а VI-1. Потребление азотных удобрений в США

Из жидких азотных удобрений наиболее быстро уве­ личивается применение безводного аммиака. Общий объ­ ем его производства5 в США в 1971 г. превысил 12 млн. т. Большая часть аммиака употребляется для изготовления различных азотных удобрений, но не ме­ нее 25% (3 млн. т) непосредственно вносится в почву. Кроме того, более 1 млн. т этого продукта применяется для получения аммиакатов и аммиачной воды. Таким образом, свыше 4/з выпускаемого в США аммиака ис­ пользуется для непосредственного внесения в почву.

Ниже представлена динамика потребления жидких азотных удобрений в США (в тыс. т азота)6:

124

Как видно из этих данных, потребление аммиачной воды после 1966' г. не только не возрастает, но даже снижается. Однако предполагают, что часть используе­ мого водного аммиака не учитывается как собственно удобрение, а входит в объем потребления безводного аммиака.

Для использования жидких азотных удобрений в США была создана система обслуживания: сооружены крупные складские емкости, разработаны транспортные средства и оборудование для внесения удобрений, а также проведены мероприятия по технике безопас­ ности.

Безводный аммиак является не только наиболее кон­ центрированным азотным удобрением (82% азота), но и самым дешевым исходным сырьем для производства других удобрений. Однако накладные расходы, связан­ ные с доставкой аммиака к потребителю и внесением его в почву, чрезвычайно высоки. Согласно данным аме­ риканской фирмы «Келлог», они превосходят себестои­ мость продукта почти в 2,6 раза (в 1971 г.), а раньше были еще больше (в 3,5 раза в 1968 г.). Снижение на­ кладных расходов произошло в результате усовершенст­ вования методов доставки аммиака потребителям7.

Ниже приведена стоимость аммиака8 для фермерских хозяйств США (в долл./т):

за 252 тыс. ккал; потребление аммиака на Среднем Западе.

Огромные накладные расходы сохраняются и при хорошо развитом в стране железнодорожном, водном и особенно автомобильном транспорте (отличные автостра­ ды и подъездные пути), высокой механизации погрузоч­ но-разгрузочных работ, эффективном использовании ем-

125

костей (кроме аммиака их можно заполнять сжиженны­ ми нефтяными газами) и высокой производительности труда в сельском хозяйстве. В последние годы освоен новый способ транспортирования аммиака и аммиакатов по трубопроводам, для строительства которых потребо­ вались значительные капиталовложения. Тем не менее безводный аммиак остается в условиях США самым де­ шевым удобрением (в расчете на единицу питательного вещества), и его потребление неуклонно увеличивается.

Предпочтительное потребление безводного аммиака в США в значительной мере обусловлено эффективно­ стью его применения при выращивании кукурузы —ос­ новной сельскохозяйственной культуры, занимающей в США 25—30 млн. га, или 35—40% площади, засеянной зерновыми культурами8' 9. Высокая механизация обра­ ботки этой широкорядной культуры облегчает внесение удобрений и повышает эффективность применения ам­ миака. С успехом применяют аммиак и другие жидкие удобрения и для внесения под поливные культуры (на­ пример, под хлопчатник) путем выпуска удобрительной жидкости в ирригационную воду, а также как удобрение для пшеницы, сои, картофеля и плодовых насаждений. Подобная практика внесения жидких удобрений также получила наибольшее распространение в США, где пло­ щади орошаемых земель увеличились с 10 млн. га в 1949 г. до более чем 16 млн. га в 1964 г. В некоторых штатах львиная доля жидких удобрений используется на орошаемых землях (в Небраске 80 %)10-

Хранение жидких азотных удобрений и снабжение ими потребителей. Для хранения безводного аммиака применяются емкости двух типов—танки, работающие под высоким давлением (нерефрижераторные), и рефри­ жераторные танки, в которых аммиак хранится под сред­ ним давлением (2,8—5,2 кгс/см2) или под атмосферным давлением (криогенные танки). Танки, работающие под высоким давлением (минимальное давление 17,6 кгс/см2) , имеют объем от 23 до 267 м3 (11—91 т). В середине Ю-х годов наиболее распространенными танками тако- 'о типа были следующие емкости11:

126

Рефрижераторные танки среднего давления обычно имеют сферическую форму, их вместимость 450— 2700 т. Танки установлены на стальных опорах и покры­ ты слоем изоляции толщиной 10—15 см для уменьшения доступа тепла. Наиболее вместительные емкости —хра­ нилища, работающие под атмосферным давлением, их вместимость 9—36 тыс. т.

Сравнение капитальных затрат для танков всех ти­ пов показывает преимущество танков для хранения ам­ миака под атмосферным давлением:

Впоследнее время больше всего сооружается танков на атмосферное давление.

В1968 г. общий объем различных емкостей для без­ водного аммиака в США оценивали12 в 3,4 млн. т, из них:

Кроме того, в настоящее время в двух действующих в США аммиакопроводах может находиться одновремен­ но около 90 тыс. т аммиака (фирма «Мид Америка Пайплайн» — 24 тыс. т, фирма «Галф Сентрал»—

66тыс. т)13.

Втипичном случае с завода, расположенного на рас­ стоянии сотен километров от зоны потребления, аммиак транспортируется в базы оптовой торговли (terminals). Эти перевалочные базы обеспечивают круглогодичное хранение аммиака и поставку его. потребителям в нуж­ ное время, что особенно важно весной, в период макси­ мального спроса, когда в течение примерно одного ме­

сяца продается около 75% безводного аммиака, ис­ пользуемого для непосредственного внесения в почву. На базы оптовой торговли аммиак доставляют по же-

127

лезной дороге, водным путем, по трубопроводам и в меньшей степени автотранспортом. До недавнего вре­ мени большинство наиболее крупных баз располагалось на водных путях. Со времени прокладки аммиакопроводов базы строят вдоль их трасс, в стороне от водных путей. Базы имеют складские емкости, преимущественно на 20—50 тыс. т аммиака, иногда на меньшую или на большую вместимость (более 70 тыс. т).

В пунктах хранения аммиака установлены емкости различных типов. Чаще всего это — серия цистерн, ра­ ботающих под давлением, вместимостью по 65—100 т. В последние годы предпочитают сооружать крупные ем­ кости на атмосферное давление, вместимость которых достигает 36 тыс. т. Перевалочные базы оснащены при­ способлениями для слива и налива аммиака, весами для взвешивания железнодорожных и автомобильных ци­ стерн, насосами, компрессорами и холодильным обору­ дованием (для цистерн, работающих под атмосферным давлением).

С перевалочных баз аммиак по железной дороге или автотранспортом отправляют на пункты розничной тор­ говли (bulk storage plants) — аммиакозаправочные стан­ ции, которые отпускают продукт непосредственно поку­ пателям и отвозят на поля в «питающих» цистернах (nurse tanks). Такие станции принадлежат чаще всего торговым фирмам, но иногда их содержат на коопера­ тивных началах фермеры. Емкость хранилищ в торговых пунктах зависит от их товарооборота и расстояния от заводов-поставщиков или оптовых баз. Раньше считалась практически выгодной одна цистерна емкостью 65 т, позднее стали склоняться к использованию цистерн мень­ шего объема. Доставка аммиака на поля и внесение его в почву осуществляются по-разному.

Непосредственное внесение аммиака в почву произ­ водится с помощью аппликатора. Система обслуживания ферм разнообразна. При так называемом обычном об­ служивании (custom service) все операции по внесению выполняет торговая фирма, при этом фермер платит 3,75—4,4 долл, за обработку аммиаком 1 га земли. Если фермер имеет свое полевое оборудование, функции торгового предприятия сводятся к наполнению емкостей на ферме. По варианту «делай сам» (do it yourself) фер­ мер арендует аппликатор и платит за его эксплуатацию,

128