книги из ГПНТБ / Жидкие азотные удобрения

урожая сена в этих случаях составляет 20—30 д/га, а на суходольных лугах урожай сена почти удваивается. Сильное влияние оказывают эти удобрения на рост трав при летнем внесении: укос их по сравнению с конт­ рольным опытом возрастал в 3—4 раза. Таким образом, можно с достаточным основанием считать, что жидкая форма удобрений наилучшая для лугов, потому что здесь важно не поверхностное, а достаточно глубокое внесение.

Современное состояние производства и применения жидких азотных удобрений

С учетом положительного опыта применения жидких азотных удобрений были приняты меры к увеличению

Анализ факторов, влияющих на темпы и структуру производства азотных удобрений, в том числе жидких, показывает наличие технико-экономических предпосылок для дальнейшего ускоренного роста выработки аммиака. К числу основных таких предпосылок относится возмож­ ность использования экономичных видов сырья для про­ изводства аммиака. Достигнутый прогресс в технологии и технике позволяет значительно снизить затраты в про­ цессе производства аммиака и, следовательно, повысить народнохозяйственную эффективность применения удоб­ рений. Значительный прирост мощностей в области про­

в качестве технологического сырья (вместо кокса и угля).

20

Сырьевая база в производстве аммиака изменилась за последние годы следующим образом (в %):

Из приведенных выше данных видно, что доля твер­ дого топлива в сырьевом балансе резко сократилась, хотя за время до 1965 г. были введены новые мощности на Ангарском химическом комбинате (работает на угле), на Ново-Кемеровском химическом комбинате (работает на коксе) и частично на Березниковском азотнотуковом заводе, где было предусмотрено расширение производст­ ва аммиака на коксе.

Одним из основных направлений технического про­ гресса в производстве аммиака, как и во всей химиче­ ской промышленности, является укрупнение мощностей технологического оборудования, т. е. повышение произ­ водительности агрегатов. Эффективность применения высокопроизводительного оборудования проявляется, как правило, в виде экономии капитальных, эксплуата­ ционных и трудовых затрат. Так, 1955—1965 гг. харак­ теризуются внедрением агрегатов синтеза аммиака мощ­ ностью 25—30 тыс. т/год с каталитической паро-кисло­ родной конверсией природного газа без давления. В ис­ текшем пятилетии (1965—1970 гг.) значительное место в азотной промышленности занимала укороченная схе­ ма производства аммиака при мощности агрегатов син­ теза 50 тыс. т/год и общей мощности цехов по 100 тыс. т/год. Эта схема принципиально не отличается от вве­ денных в эксплуатацию в предыдущем десятилетии, од­ нако ее внедрение позволило быстрее наращивать мощ­ ности по аммиаку. Одновременно с этими агрегатами в производство аммиака внедрялись более крупные уста­ новки по 109 тыс. т/год NH3 при общей мощности цехов по 218 тыс. т/год. Они работают по схеме с каталитиче­ ской паро-кислородной конверсией природного газа под давлением 20 кгс/см2. Применение повышенного дав­ ления дает возможность уменьшить размеры реакцион­ ной и теплообменной аппаратуры и повысить произво­ дительность агрегатов без увеличения их габаритов.

21

На развитие азотной промышленности выделялись крупные капиталовложения. Так, среднегодовые темпы прироста капиталовложений в эту отрасль за 1959— 1965 гг. составили 33%. В последующие годы темпы прироста капитальных вложений в азотную промышлен­ ность снизились, однако были достаточными для наме­ ченного развития производства азотных удобрений.

К концу 1965 г. было построено пять специализиро­ ванных предприятий, вырабатывающих 25%-ную ам­ миачную воду в районах ее непосредственного потреб­ ления: в Смоленской области, в Литовской ССР, Украин­ ской ССР, в Центрально-Черноземном экономическом районе. Это полностью соответствует основным прин­ ципам размещения предприятий для выработки азот­ ных удобрений не в районах месторождений сырья и топлива, а в районах потребления готовой продукции. Согласно расчетам ГИАП, затраты (по себестоимости) на перевозку 1 т готовой продукции (аммиак, аммиачная вода, аммиачная селитра, карбамид и др.) оказались больше стоимости подачи по газопроводу эквивалентно­ го количества природного газа (сырья и топлива), не­ обходимого для ее изготовления.

В результате ввода в эксплуатацию новых предприя­ тий была улучшена география размещения производства азотных удобрений, в том числе жидких, на территории страны.

В таблице на стр. 23 показаны сдвиги в размещении производства жидких азотных удобрений по экономиче­ ским районам за период до 1970 года4.

Из этих данных видно, что к 1960 г. жидкие азотные удобрения вырабатывались только в пяти экономиче­ ских районах СССР, а к 1970 г. в 13 из 19 основных экономических районов с развитым сельским хозяйст­ вом. Накопленный к этому времени отечественный и за­ рубежный опыт подтверждал возможность организации их производства по короткой схеме, т. е. без цехов по переработке аммиака в азотную кислоту и аммиачную селитру. Поэтому в свое время ГИАП разработал типо­ вой проект производства жидких азотных удобрений по укороченной схеме, применение которого предпола­ галось в разных экономических районах страны по двум вариантам: 1) в составе действующего завода; 2) как самостоятельный завод, построенный на новом месте.

22

Объем производства, тыс. т

1970 г. по отноше­

нию

Экономические районы

I960 г. 1965 г. 1970 г.

%к к 1960 г. 1965 г.

втом числе Северо-Западный . . . . — — 99,3 —

Согласно проекту, особенно по первому варианту, капитальные затраты на сооружение предприятия, вы­ рабатывающего аммиачную воду, сокращаются на одну четверть по сравнению с затратами на постройку заво­ да для производства твердых азотных удобрений, так как требуется гораздо меньше оборудования, металла, труб, кабельных изделий и других материалов и упро­ щается компоновка завода. Все оборудование для про­ изводства аммиачной воды, начиная со стадии конверсии природного газа и кончая цехом синтеза аммиака, раз­ мещается в одном блоке. Согласно проектным разработ­ кам, себестоимость азота, содержащегося в аммиачной воде, по сравнению с азотом в твердых удобрениях сни­ жается примерно на 30—40%. На основании данных ВИУА, суммарная стоимость 1 т азота франко — почва могла достигать: в аммиачной воде 77,4%, в амми­ ачной селитре 100%, в карбамиде 104%. Таким обра­ зом, и по общим затратам, включая сферу применения, аммиачная вода экономичнее твердых удобрений.

23

Расчетные проектные данные подтвердились. Соглас­ но последующим расчетам ВИУА, суммарная стоимость 1 т азота франко — почва в 1970 г. фактически состави­ ла: в аммиачной воде 100%, в аммиачной селитре 113%, в жидком аммиаке 82,2%.

Ориентация на применение аммиачной воды (в сред­

страны была сопряжена с необходимостью максималь­ но облегчить выполнение требований техники безопас­ ности при хранении, транспортировании и внесении этих удобрений в почву. Применение жидких азотных удоб­ рений позволяет полностью механизировать работы по их погрузке, транспортированию и внесению в почву. При этом погрузочно-разгрузочные операции, транспор­

возрастает производительность труда в сельском хозяй­ стве. Кроме того, потери твердых удобрений, происхо­ дящие при их перевозке, хранении и внесении в почву, с переходом на жидкие удобрения почти устраняются. По данным ВИУА, при переходе на производство и при­ менение водного аммиака общие затраты сокращаются в три с лишним раза по сравнению с затратами на твердые удобрения.

На 1 млн. т внесенного в почву азота (100% N) эконо­ мится около 6 млн. трудодней5.

Рассредоточение производства жидких азотных удоб­ рений по территории СССР позволило расширить ге­ ографию их потребления.

В таблице на стр. 25 приведены данные о фактиче­ ском потреблении жидких азотных удобрений4 по эко­ номическим районам страны за 1962—1969 гг., когда началось массовое внедрение жидких азотных удобре­ ний в сельское хозяйство.

Приведенные здесь данные наглядно свидетельст­ вуют об относительно высоком уровне потребления жид­ ких азотных удобрений в земледелии нашей страны. Если в 1962—1965 гг. потребление жидких азотных удоб­ рений в различных экономических районах только на­ бирало темпы, то в последующий период оно продолжа­ ло значительно расширяться. В течение указанных 7 лет

24

потребление жидких азотных удобрений в каждом эко­ номическом районе увеличилось во много раз, особен­ но в центрально-черноземных областях и в Прибалтике. В настоящее время жидкие азотные удобрения приме-, няются не только на опытных полях, но и нашли широ­ кое применение в земледелии почти всех экономических районов СССР.

Поставка жидких азотных удобрений происходила при относительно небольшом радиусе перевозок, кото­ рый к тому же имел тенденцию к сокращению. На стр. 26 показана средняя дальность перевозок жидких удобрений4 по экономическим районам за 1962—1969 гг.

Таким образом, средняя дальность перевозок жидких азотных удобрений в целом по СССР в 1969 г. сократи­ лась на 30% по сравнению с 1962 г. Средний радиус их перевозок намного ниже, чем в случае доставки твердых азотных удобрений.

Как показывают расчеты4, при сложившихся усло­ виях потребления жидких' азотных удобрений в сельском хозяйстве средние затраты на перевозку 1 т азота так­ же имели тенденцию к снижению, но они еще высоки по

25

отношению к стоимости перевозки твердых азотных удобрений:

Из приведенных данных следует, что аммиачную во­ ду перевозить на большие расстояния экономически не­ выгодно. Как показал анализ данных 1969 г. по пере­ возке 1 т азота, транспортные расходы по аммиачной воде (при почти в 3 раза меньшем радиуса перевозок) были на 36% выше, чем по аммиачной селитре, и на 16% выше, чем по карбамиду. В результате стоимость поставки жидких азотных удобрений сельскому хозяй­

26

удобрений.

Таких больших затрат на перевозку жидких азотных удобрений можно было избежать, если была бы точно определена зона потребления готовой продукции для каждого завода-изготовителя. Однако предприятиям приходилось отгружать продукцию на различные рас­ стояния для удовлетворения областных заявок на по­ ставку жидких азотных удобрений. В результате транс­ портные расходы на 1 т жидких азотных удобрений воз­

раза, при 1350 км; до 7,5 руб., или в 3,3 раза, при 1600 км. По нашим ориентировочным расчетам, расхо­ ды на такие нерациональные перевозки составили около 1.5 млн. руб., или 23% общих транспортных расходов по перевозке жидких азотных удобрений.

Следует отметить, что аммиачная вода сыграла боль­ шую роль в повышении интенсификации сельскохозяй­ ственного производства. Кроме того, за последние годы работниками сельского хозяйства был накоплен огром­ ный опыт по применению жидких азотных удобрений, что послужило задачам технического прогресса в об­ ласти химизации сельскохозяйственного производства. Однако это лишь первый этап дальнейшего развития производства и применения жидких форм азотных удоб­ рений.

Естественно, ориентироваться в перспективе на при­ менение только аммиачной воды нецелесообразно, не­ смотря на ее эффективность. Вследствие низкого содер­ жания питательного вещества (20,5% азота) при непо­ средственном потреблении аммиачная вода не выдер­ живает конкуренции в сравнении с высококонцентриро­ ванными удобрениями (например, жидкий аммиак со­ держит 82% азота). Поэтому аммиачная вода в даль­ нейшем должна заменяться более прогрессивными ви­ дами жидких азотных удобрений, в том числе безвод­ ным аммиаком. Однако, поскольку для использования аммиачной воды в сельском хозяйстве построены при­ рельсовые и глубинные склады, приобретены машины

27

Г Л А В А II

СВОЙСТВА И СХЕМЫ ПРОИЗВОДСТВА ЖИДКИХ АЗОТНЫХ И КОМПЛЕКСНЫХ УДОБРЕНИИ

Жидкие удобрения — водные растворы удобритель­ ных веществ, аммиака или жидкий аммиак. Наибольшее значение имеют азотные и комплексные жидкие удоб­ рения. В состав последних входят два или три питатель­ ных для растений элемента (азот, фосфор, калий).

ний иногда вводят микроэлементы, гербициды, инсекти­ циды и ростовые вещества.

В качестве жидких азотных удобрений применяются: аммиачная вода (водный аммиак), жидкий аммиак и аммиакаты1’2.

Аммиак1

Аммиак NH3 при обычных условиях представляет собой бесцветный газ с удушливым резким запахом. Мо­ лекулярный вес аммиака 17,03, мольный объем (при нормальных условиях) 22049 см3. При охлаждении до —33,5 °С под атмосферным давлением газообразный аммиак превращается в бесцветную жидкость, плот­ ностью 0,6814 г/см3, затвердевающую при температуре —77,8°С. Для получения жидкого аммиака при темпе­ ратуре выше —33,5°С необходимо повысить давление. Например, при 0°С оно должно быть равно 4,52 кгс/см2,

29