कई देशों में, कृषि क्षेत्र में भूमि संसाधनों की कमी का सामना करना पड़ रहा है - कृषि उद्योग की भारी वृद्धि और कृषि भूमि की कमी के कारण। मिट्टी की उर्वरता को प्राकृतिक तरीके से बनाए रखना हमेशा संभव नहीं है - संचय के लिए पोषक तत्वपृथ्वी को लंबे आराम की जरूरत है। समस्या का समाधान पौधों के पूर्ण विकास के लिए आवश्यक रासायनिक तत्वों के साथ मिट्टी का कृत्रिम निषेचन है। हमारे देश में इस विधि का प्रयोग किया जाता है देर से XIXसदी जब उत्पादन खनिज उर्वरकरूस में (फास्फोरस-आधारित उर्वरक) ने एक औद्योगिक पैमाने हासिल कर लिया है।
रासायनिक उद्योग के विकास से पहले किसान खाद, राख, खाद और अन्य कार्बनिक पदार्थों का उपयोग करते थे, जिसके आधार पर आधुनिक उत्पादन किया जाता है। इस तरह के ड्रेसिंग की शुरूआत के लिए महत्वपूर्ण श्रम लागत की आवश्यकता होती है, और पौधों का पोषण कार्बनिक पदार्थों के अपघटन के बाद ही शुरू होता है। जल्दी पचने योग्य तत्वों वाले यौगिकों के उपयोग ने तुरंत एक दृश्यमान परिणाम दिया - फसलों की उपज में काफी वृद्धि हुई। सकारात्मक प्रभावरासायनिक शीर्ष ड्रेसिंग से, उन्होंने वैज्ञानिकों को सक्रिय अनुसंधान के लिए प्रेरित किया, जिसमें पौधों के पूर्ण विकास के लिए मुख्य पदार्थ - नाइट्रोजन, पोटेशियम और फास्फोरस का पता चला। नतीजतन, रूस (और दुनिया के अन्य देशों में) में खनिज उर्वरकों का उत्पादन इन क्षेत्रों में केंद्रित था।
खनिज उर्वरकों का खंड घरेलू रासायनिक परिसर का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है। मुख्य प्रकार के ड्रेसिंग के आउटपुट वॉल्यूम का क्रम कई वर्षों से नहीं बदला है और यह इस प्रकार है: नाइट्रोजन उर्वरक - 49%, पोटेशियम उर्वरक - 33%, फॉस्फेट उर्वरक - 18%। सभी उत्पादित ड्रेसिंग का लगभग एक तिहाई निर्यात किया जाता है, जो विश्व बाजार का लगभग 7% है। संकट के समय में भी, हमारा देश एक स्थिर स्थिति बनाए रखता है, जिसे न केवल प्राकृतिक कच्चे माल के बड़े भंडार द्वारा समझाया जाता है, बल्कि आधुनिक उत्पादन और तकनीकी आधार द्वारा भी समझाया जाता है। फिलहाल, रूस तीन विश्व निर्यातकों में से एक है और नाइट्रोजन, पोटाश और के लिए कई देशों की मांग को पूरा करता है। चीन और लैटिन अमेरिकी देश पारंपरिक रूप से घरेलू ड्रेसिंग के मुख्य उपभोक्ताओं में से एक हैं।
समग्र स्थिरता के बावजूद, रूस में खनिज उर्वरकों का उत्पादन संकट के नकारात्मक प्रभाव से नहीं बचा है, खासकर पोटाश क्षेत्र में। बड़े कृषि-औद्योगिक परिसरों की क्रय शक्ति में कमी के कारण देश के भीतर गिरती मांग से समस्याएं जुड़ी हुई हैं। पोटाश उप-क्षेत्र के निर्यात अभिविन्यास द्वारा स्थिति को बचाया जाता है - 90% तक उत्पादन अन्य देशों द्वारा सक्रिय रूप से खरीदा जाता है। इसके अलावा, उद्यम राज्य द्वारा समर्थित हैं - रूसी सरकार आशावादी है, क्योंकि विश्व अर्थव्यवस्था का विकास कृषि के विकास को उत्तेजित करता है और खनिज उर्वरकों की स्थिर मांग को बनाए रखता है। ऐसे में हमारे देश में समृद्ध अयस्क/गैस भंडार और अच्छी तरह से स्थापित उत्पादन के साथ रासायनिक टॉप ड्रेसिंग के उत्पादन और बिक्री के मामले में विश्व नेता बनने का हर मौका है।
खनिज उर्वरकों के सक्रिय उपयोग के बिना आधुनिक कृषि की कल्पना नहीं की जा सकती। उनके लिए धन्यवाद, कृषि उद्यमों को आज उच्च पैदावार प्राप्त होती है, जो कि एक सतत शहरीकरण दुनिया को खिलाने के लिए पर्याप्त है। यह कहना सुरक्षित है कि खनिज उर्वरकों के बिना, भोजन बहुत अधिक महंगा होगा, और उनकी कमी मानव आबादी की वृद्धि के लिए एक गंभीर बाधा होगी। इसीलिए खनिज उर्वरकों का उत्पादन होता है महत्वपूर्ण उद्योगघरेलू अर्थव्यवस्था।
खनिज उर्वरक कहलाते हैं अकार्बनिक पदार्थकृषि पौधों को खिलाने, उनके विकास में तेजी लाने के लिए उपयोग किया जाता है।
ऐसे उर्वरकों में निहित पोषक तत्व खनिज लवण के रूप में होते हैं। साधारण उर्वरकों में केवल एक तत्व होता है, उदाहरण के लिए, केवल फास्फोरस। जटिल उर्वरकइनमें से कम से कम दो तत्व हों।
सभी अकार्बनिक उर्वरकों को फास्फोरस, नाइट्रोजन, पोटेशियम, जटिल और सूक्ष्म उर्वरकों में विभाजित किया गया है। वे रासायनिक उद्योग में जटिल रासायनिक और भौतिक प्रतिक्रियाओं द्वारा प्राप्त किए जाते हैं। ये दोनों बड़े उत्पादन परिसर हो सकते हैं, जो हजारों श्रमिकों को रोजगार देते हैं, और कई दसियों या सैकड़ों विशेषज्ञों के लिए अपेक्षाकृत छोटी कार्यशालाएं।
मिट्टी में शुरू में सभी की एक निश्चित मात्रा होती है पौधों द्वारा आवश्यकपदार्थ। हालांकि, उनकी एकाग्रता लगभग हमेशा बेहद कम और असंतुलित होती है। दूसरे शब्दों में, पौधों में हमेशा एक या अधिक ट्रेस तत्वों की कमी होती है, इसलिए विकास धीमा होता है।
मिट्टी में पोषक तत्वों की कमी को कवर करके, हम पौधों के विकास में तेजी लाने में सक्षम हैं, जिससे वे अपनी पूरी क्षमता तक पहुंच सकते हैं, न कि इसका एक छोटा सा हिस्सा। मॉडर्न में कृषिउर्वरकों का उपयोग एक अनिवार्य कृषि तकनीक है। उनकी बदौलत किसान कम कृषि योग्य भूमि से अधिक उपज प्राप्त कर सकते हैं। इसी समय, प्रगति स्थिर नहीं है और नए खनिज उर्वरकों का उत्पादन, अधिक से अधिक परिपूर्ण और प्रभावी, लगातार जारी है।
उर्वरकों का उपयोग करने की आवश्यकता कई प्रमुख कारकों के कारण है:
गहन कृषि के विकास में उर्वरकों का उपयोग एक तार्किक कदम था। आवेदन अभ्यास जैविक खाद, मुख्य रूप से खाद, कई हज़ार साल पुरानी है। रसायन विज्ञान के विकास के साथ, लोगों ने अकार्बनिक उर्वरकों के उपयोग की संभावनाओं के बारे में सोचना शुरू कर दिया, क्योंकि वे अधिक प्रभावी हैं। खनिज उर्वरकों के उत्पादन के लिए पहला उद्यम 19वीं शताब्दी के पूर्वार्द्ध में इंग्लैंड में खोला गया। जल्द ही कृषि रसायनों का उपयोग सर्वव्यापी हो गया।
जैविक उर्वरकों पर खनिज उर्वरकों का मुख्य लाभ यह है कि वे अधिक हैं उच्च दक्षता. चूंकि खनिज पौधों के पोषण के लिए तैयार रूप में होते हैं और मिट्टी में प्रवेश करने के बाद अपघटन चरण से गुजरने की आवश्यकता नहीं होती है, वे बहुत तेजी से कार्य करना शुरू कर देते हैं।
उर्वरक प्राप्त करना घरेलू रासायनिक उद्योग के सबसे महत्वपूर्ण क्षेत्रों में से एक है। रूसी रासायनिक संयंत्र न केवल इन उत्पादों के लिए देश की घरेलू जरूरतों को पूरी तरह से पूरा करते हैं, बल्कि सक्रिय रूप से उन्हें विदेशों में निर्यात भी करते हैं। आंकड़ों के अनुसार, रूस में उत्पादित 80% से अधिक खनिज उर्वरकों का निर्यात किया जाता है।
आज, हमारे देश में तीन दर्जन से अधिक बड़े और रासायनिक संयंत्र और दर्जनों छोटी कार्यशालाएँ संचालित होती हैं, जो सामूहिक रूप से प्रति वर्ष लगभग 20 मिलियन टन उर्वरक का उत्पादन करती हैं, जो विश्व उत्पादन का लगभग 7% है। वैश्विक स्तर पर इस तरह के उच्च आंकड़े मुख्य रूप से इस तथ्य के कारण हैं कि रूस के पास कच्चे माल का बड़ा भंडार है जिससे खनिज उर्वरकों का उत्पादन होता है - पोटाश अयस्क, प्राकृतिक गैस, कोक, आदि
इस प्रकार के उत्पादन में विशेषज्ञता वाले उद्यमों के स्थान का भूगोल कच्चे माल के स्रोतों की निकटता पर आधारित है। उदाहरण के लिए, नाइट्रोजन समूह के खनिज उर्वरकों के उत्पादन के लिए कच्चा माल अमोनिया है। यह मुख्य रूप से कोक से प्राप्त होता है। लंबे समय से, धातुकर्म उद्यमों के विशेष विभाग इन उर्वरकों के उत्पादन में लगे हुए हैं। इस तरह के उत्पादन के केंद्र चेल्याबिंस्क, केमेरोवो, लिपेत्स्क, मैग्निटोगोर्स्क आदि शहर हैं।
प्रौद्योगिकी के विकास ने एक अन्य प्रकार के अमोनिया कच्चे माल - प्राकृतिक गैस में महारत हासिल करना संभव बना दिया है। आज, इस तकनीक का उपयोग करने वाले संयंत्र अब उत्पादन केंद्रों से बंधे नहीं हैं और बस बड़ी गैस पाइपलाइनों के करीब स्थित हो सकते हैं।
नाइट्रोजन समूह के खनिज उर्वरकों के उत्पादन के लिए एक तकनीक है, जो कच्चे माल के रूप में तेल रिफाइनरी कचरे का उपयोग करती है। ऐसे संयंत्र अंगार्स्क और सलावत में काम करते हैं।
फॉस्फोरस यौगिक प्राप्त करते समय, उद्यम कच्चे माल के आधार से इतनी मजबूती से बंधे नहीं होते हैं। और इस तथ्य को ध्यान में रखते हुए कि रूस में फॉस्फेट मुख्य रूप से आर्कटिक में खनन किया जाता है, खनन स्थलों से दूर उद्यमों का स्थान दोगुना उचित है: कच्चे माल को घनी आबादी वाले क्षेत्रों में परिवहन करना आसान है, श्रमिकों के लिए संयंत्र और आवास बनाने की तुलना में सुदूर उत्तर। फॉस्फेट समूह के उर्वरकों के उत्पादन के लिए मुख्य सुविधाएं दक्षिण में केंद्रित हैं।
हालांकि, इन उर्वरकों को धातुकर्म उद्यमों द्वारा कच्चे माल के रूप में अपनी प्रक्रिया गैसों का उपयोग करके भी बेचा जाता है। इस प्रकार के सबसे बड़े उत्पादकों में से एक क्रास्नोरलस्क शहर है।
लंबे समय तक, रूस में खनिज उर्वरकों का उत्पादन केवल बड़े विशाल उद्यमों में ही संभव था। रासायनिक उद्योग में प्रौद्योगिकी के निरंतर सुधार ने स्थिति को बदल दिया है। आज, निजी व्यक्ति भी अकार्बनिक उर्वरकों के उत्पादन के लिए अपेक्षाकृत छोटी कार्यशाला बना सकते हैं। हालाँकि, ध्यान में रखने के लिए कुछ प्रमुख बिंदु हैं:
यह भी ध्यान दिया जाना चाहिए कि एक छोटा उर्वरक उद्यम केवल कुछ सबसे अधिक मास्टर कर सकता है सरल पदार्थ. केवल बड़े औद्योगिक परिसरों के लिए जटिल खनिज उर्वरकों के उत्पादन की तकनीक अभी भी कठिन है, जिसके निर्माण का यहाँ कोई मतलब नहीं है।
आज, घरेलू और दोनों से उपकरण बाजार पर बहुत सारे प्रस्ताव हैं विदेशी निर्माता. यह उल्लेखनीय है कि उर्वरकों के उत्पादन के लिए छोटे उद्यमों के लिए घरेलू उत्पादन लाइनें व्यावहारिक रूप से पश्चिमी समकक्षों से कमतर नहीं हैं। इस संबंध में, शुरू से ही खनिज उर्वरकों के उत्पादन के लिए अधिक महंगे आयातित उपकरण खरीदने की तत्काल आवश्यकता नहीं है। इसके विपरीत, घरेलू मशीनें रूसी कच्चे माल के लिए और भी अधिक अनुकूलित हैं, जिसके साथ उन्हें अंत में काम करना होगा।
अपना खुद का खनिज उर्वरक संयंत्र खोलते समय सफलता का एक महत्वपूर्ण घटक कच्चे माल के आपूर्तिकर्ताओं की खोज है। यह एक विशिष्ट उत्पाद है, जिसे हासिल करना इतना आसान नहीं है। इस मुद्दे का पहले से अध्ययन करना और सभी का विश्लेषण करना आवश्यक है संभावित विकल्प. कच्चे माल के उत्पादकों के बगल में एक समान व्यवसाय खोलना सबसे उचित है।
शिक्षा के लिए संघीय एजेंसी
टवर राज्य तकनीकी विश्वविद्यालय
विभाग "बहुलक सामग्री की प्रौद्योगिकी"
खनिज उर्वरकों का उत्पादन
द्वारा पूरा किया गया: टोमिलिना ओ.एस.
एफएएस, समूह बीटी-0709
द्वारा चेक किया गया: कोमारोव ए.एम.
खनिज उर्वरक लवण होते हैं जिनमें पौधों के पोषण के लिए आवश्यक तत्व होते हैं और उच्च और स्थिर उपज प्राप्त करने के लिए मिट्टी पर लागू होते हैं। खनिज उर्वरकों में से एक हैं सबसे महत्वपूर्ण प्रकाररासायनिक उद्योग के उत्पाद। जनसंख्या वृद्धि दुनिया के सभी देशों के लिए एक ही समस्या को सामने रखती है - महत्वपूर्ण संसाधनों और सबसे बढ़कर, खाद्य संसाधनों को पुन: उत्पन्न करने की प्रकृति की क्षमता का कुशल प्रबंधन। कृषि में खनिज उर्वरकों के उपयोग से खाद्य उत्पादों के विस्तारित प्रजनन का कार्य लंबे समय से हल हो गया है। वैज्ञानिक पूर्वानुमान और दीर्घकालिक योजनाएँ एक समायोज्य अवधि के साथ खनिज और जैविक उर्वरकों, उर्वरकों के विश्व उत्पादन में और वृद्धि प्रदान करती हैं।
खनिज उर्वरकों का उत्पादन रासायनिक उद्योग के सबसे महत्वपूर्ण उप-क्षेत्रों में से एक है, दुनिया भर में इसकी मात्रा 100 मिलियन टन से अधिक है। प्रति वर्ष टी। सोडियम, फास्फोरस, पोटेशियम, नाइट्रोजन, एल्युमिनियम, लोहा, तांबा, सल्फर, क्लोरीन, फ्लोरीन, क्रोमियम, बेरियम आदि के यौगिकों का उत्पादन और उपभोग सबसे अधिक मात्रा में किया जाता है।
खनिज उर्वरकों को तीन मुख्य विशेषताओं के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है: कृषि रासायनिक उद्देश्य, संरचना और गुण।
1. कृषि रासायनिक उद्देश्य के अनुसार, उर्वरकों को प्रत्यक्ष में विभाजित किया जाता है , जो पौधों के लिए पोषक तत्वों का स्रोत हैं, और अप्रत्यक्ष रूप से, मिट्टी के पोषक तत्वों को उसके भौतिक, रासायनिक और जैविक गुणों में सुधार करके जुटाने का काम करते हैं। अप्रत्यक्ष उर्वरकों में शामिल हैं, उदाहरण के लिए, अम्लीय मिट्टी को बेअसर करने के लिए उपयोग किए जाने वाले चूने के उर्वरक।
प्रत्यक्ष खनिज उर्वरकों में एक या अधिक विभिन्न पोषक तत्व हो सकते हैं।
2. पोषक तत्वों की संख्या के अनुसार, उर्वरकों को सरल (एकल) और जटिल में विभाजित किया जाता है।
साधारण उर्वरकों में तीन मुख्य पोषक तत्वों में से केवल एक ही शामिल होता है। तदनुसार, साधारण उर्वरकों को नाइट्रोजन, फास्फोरस और पोटाश में विभाजित किया जाता है।
जटिल उर्वरकों में दो या तीन मुख्य पोषक तत्व होते हैं। मुख्य पोषक तत्वों की संख्या के अनुसार, जटिल उर्वरकों को डबल (उदाहरण के लिए, एनपी या पीके प्रकार) या ट्रिपल (एनपीके) कहा जाता है; उत्तरार्द्ध को पूर्ण भी कहा जाता है। महत्वपूर्ण मात्रा में पोषक तत्वों और कुछ गिट्टी पदार्थों वाले उर्वरकों को केंद्रित कहा जाता है
इसके अलावा, जटिल उर्वरकों को मिश्रित और जटिल में विभाजित किया जाता है। मिश्रित उर्वरकों के यांत्रिक मिश्रण कहलाते हैं, जिसमें उर्वरकों के साधारण मिश्रण द्वारा प्राप्त विषम कणों से युक्त होता है। यदि कई पोषक तत्वों से युक्त उर्वरक किसके परिणामस्वरूप प्राप्त होता है रासायनिक प्रतिक्रियाकारखाने के उपकरण में। इसे कॉम्प्लेक्स कहते हैं।
पौधों के पोषण के लिए अभिप्रेत उर्वरक जो पौधों की वृद्धि को प्रोत्साहित करते हैं और बहुत कम मात्रा में आवश्यक होते हैं, सूक्ष्म उर्वरक कहलाते हैं, और उनमें निहित तत्व पोषक तत्व- तत्वों का पता लगाना। ऐसे उर्वरक बहुत कम मात्रा में मिट्टी में लगाए जाते हैं। इनमें बोरान, मैंगनीज, तांबा, जस्ता और अन्य तत्वों वाले लवण शामिल हैं।
3. एकत्रीकरण की स्थिति के अनुसार, उर्वरकों को ठोस और तरल (अमोनिया, जलीय घोल और निलंबन) में विभाजित किया जाता है।
उर्वरकों के भौतिक गुणों का बहुत महत्व है। पानी में घुलनशील उर्वरक लवण मुक्त-बहने वाले, आसानी से बिखरे हुए होने चाहिए, अत्यधिक हीड्रोस्कोपिक नहीं, भंडारण के दौरान पके नहीं होने चाहिए; ऐसा होना चाहिए कि वे कुछ समय के लिए जमीन पर रहें, बारिश के पानी से बहुत जल्दी न धुलें और हवा से उड़ जाएं। इन आवश्यकताओं को मोटे अनाज और दानेदार उर्वरकों द्वारा सबसे अच्छी तरह से पूरा किया जाता है। दानेदार उर्वरकों को मशीनीकृत तरीकों से खेतों के बाहर उर्वरक मशीनों और सीडरों का उपयोग करके मात्रा में लागू किया जा सकता है जो कृषि रासायनिक आवश्यकताओं का कड़ाई से अनुपालन करते हैं।
फास्फोरस उर्वरक, उनकी संरचना के आधार पर, मिट्टी के घोल में अलग-अलग डिग्री तक घुलनशील होते हैं और इसलिए, पौधों द्वारा असमान रूप से अवशोषित होते हैं। घुलनशीलता की डिग्री के अनुसार, फॉस्फेट उर्वरकों को पानी में घुलनशील, पौधों द्वारा आत्मसात और अघुलनशील फॉस्फेट में विभाजित किया जाता है। पानी में घुलनशील में सरल और डबल सुपरफॉस्फेट शामिल हैं। पचने योग्य, अर्थात्। मृदा अम्लों में घुलनशील में अवक्षेप, थर्मोफॉस्फेट, फ्यूज्ड फॉस्फेट और थॉमस स्लैग शामिल हैं। अघुलनशील उर्वरकों में मुश्किल से पचने योग्य फॉस्फेट लवण होते हैं, जो केवल मजबूत खनिज एसिड में घुलनशील होते हैं। इनमें फॉस्फेट रॉक, एपेटाइट, बोन मील शामिल हैं।
मौलिक फॉस्फेट, फॉस्फेट उर्वरक और अन्य फास्फोरस यौगिकों के उत्पादन के लिए कच्चे माल प्राकृतिक फॉस्फेट हैं: एपेटाइट्स और फॉस्फोराइट्स। इन अयस्कों में, फास्फोरस एक अघुलनशील रूप में होता है, मुख्य रूप से फ्लोरापेटाइट सीए 5 एफ (पीओ 4) 3 या हाइड्रोक्सीपाटाइट सीए 5 ओएच (पीओ 4) 3 के रूप में। किसी भी मिट्टी में आसानी से पचने योग्य फॉस्फेट उर्वरकों को प्राप्त करने के लिए, प्राकृतिक फॉस्फेट के अघुलनशील फास्फोरस लवण को पानी में घुलनशील या आसानी से पचने योग्य लवण में बदलना आवश्यक है। यह फॉस्फेट उर्वरकों की तकनीक का मुख्य कार्य है।
जैसे-जैसे अम्लता बढ़ती है, फॉस्फेट लवणों की विलेयता बढ़ती है। औसत नमक सीए 3 (आरओ 4) 2 केवल खनिज एसिड में घुलनशील है, सीएएचओ 4 मिट्टी के एसिड में घुलनशील है, और सबसे अम्लीय नमक सीएएच 2 आरओ 4) 2 पानी में घुलनशील है। फास्फोरस उर्वरकों के उत्पादन में, वे मोनोकैल्शियम फॉस्फेट सीए (एच 2 पीओ 4) 2 के रूप में जितना संभव हो उतना फास्फोरस प्राप्त करने का प्रयास करते हैं। अघुलनशील प्राकृतिक लवणों का घुलनशील में स्थानांतरण एसिड, क्षार, हीटिंग (फॉस्फोरस का थर्मल उच्च बनाने की क्रिया) के साथ उनके अपघटन द्वारा किया जाता है। साथ ही घुलनशील लवण के उत्पादन के साथ, वे फास्फोरस उर्वरकों को फास्फोरस की उच्चतम संभव एकाग्रता के साथ प्राप्त करने का प्रयास करते हैं।
रसायन उद्योगसरल और दोहरे सुपरफॉस्फेट का उत्पादन करता है। साधारण सुपरफॉस्फेट सबसे आम फॉस्फेट उर्वरक है। यह मुख्य रूप से कैल्शियम मोनोफॉस्फेट Ca(H2PO4)2*H2O और कैल्शियम सल्फेट CaSO4*0.5H2O युक्त एक ग्रे पाउडर (या ग्रेन्युल) है। सुपरफॉस्फेट में अशुद्धियाँ होती हैं: लोहा और एल्यूमीनियम फॉस्फेट, सिलिका और फॉस्फोरिक एसिड। सुपरफॉस्फेट के उत्पादन का सार सल्फ्यूरिक एसिड के साथ प्राकृतिक फॉस्फेट का अपघटन है। कैल्शियम फ्लोरापेटाइट के साथ सल्फ्यूरिक एसिड की बातचीत से सुपरफॉस्फेट प्राप्त करने की प्रक्रिया एक बहु-चरण विषम प्रक्रिया है जो मुख्य रूप से प्रसार क्षेत्र में होती है। इस प्रक्रिया को मोटे तौर पर दो चरणों में विभाजित किया जा सकता है। पहला चरण एपेटाइट के कणों में सल्फ्यूरिक एसिड का प्रसार है, साथ में कणों की सतह पर एक तीव्र रासायनिक प्रतिक्रिया होती है, जो तब तक जारी रहती है जब तक कि एसिड पूरी तरह से भस्म नहीं हो जाता है, और कैल्शियम सल्फेट का क्रिस्टलीकरण होता है:
सीए 5 एफ (पीओ 4) 3 + 5 एच 2 एसओ 4 + 2.5 एच 2 ओ = 5 (सीएएसओ 4 * 0.5 एच 2 ओ) + एच 3 पीओ 4 + एचएफ + क्यू (ए)
दूसरा चरण प्रतिक्रिया के साथ, अघोषित एपेटाइट कणों के छिद्रों में परिणामी फॉस्फोरिक एसिड का प्रसार है
सीए 5 एफ (पीओ 4) 3 + 7 एच 3 पीओ 4 + 5 एच 2 ओ = 5 सीए (एच 3 पीओ 4) 2 * एच 2 ओ + एचएफ + क्यू (बी)
परिणामी मोनोकैल्शियम फॉस्फेट पहले घोल में होता है, जब सुपरसैचुरेटेड होता है, तो यह क्रिस्टलीकृत होने लगता है। प्रतिक्रिया (ए) विस्थापन के तुरंत बाद शुरू होती है और सुपरफॉस्फेट द्रव्यमान की स्थापना और सख्त होने के दौरान 20-40 मिनट के भीतर प्रतिक्रिया सुपरफॉस्फेट कक्ष में समाप्त होती है, जो कि विरल रूप से घुलनशील कैल्शियम सल्फेट के अपेक्षाकृत तेजी से क्रिस्टलीकरण और हेमीहाइड्रेट के पुन: क्रिस्टलीकरण के कारण होती है। प्रतिक्रिया समीकरण के अनुसार एनहाइड्राइट
2CaSO 4 * 0.5H 2 O \u003d 2CaSO 4 + H 2 O
प्रक्रिया का अगला चरण सुपरफॉस्फेट की परिपक्वता है, अर्थात। मोनोकैल्शियम फॉस्फेट का निर्माण और क्रिस्टलीकरण धीरे-धीरे होता है और केवल भंडारण (पकने) में समाप्त होता है जब सुपरफॉस्फेट को 6-25 दिनों तक रखा जाता है। इस चरण की निम्न दर को एपेटाइट अनाज को कवर करने वाले मोनोकैल्शियम फॉस्फेट की गठित परत के माध्यम से फॉस्फोरिक एसिड के धीमे प्रसार और नए ठोस चरण सीए (एच 2 पीओ 4) 2 * एच 2 ओ के अत्यंत धीमी क्रिस्टलीकरण द्वारा समझाया गया है।
प्रतिक्रिया कक्ष में इष्टतम मोड न केवल प्रतिक्रियाओं और एसिड के प्रसार के कैनेटीक्स द्वारा निर्धारित किया जाता है, बल्कि परिणामस्वरूप कैल्शियम सल्फेट क्रिस्टल की संरचना द्वारा भी निर्धारित किया जाता है, जो प्रक्रिया की समग्र दर और सुपरफॉस्फेट की गुणवत्ता को प्रभावित करता है। प्रसार प्रक्रियाओं और प्रतिक्रियाओं (ए) और (बी) को सल्फ्यूरिक एसिड की प्रारंभिक एकाग्रता को इष्टतम तापमान तक बढ़ाकर त्वरित किया जा सकता है।
सबसे धीमी प्रक्रिया पक रही है। सुपरफॉस्फेट द्रव्यमान को ठंडा करके और उसमें से पानी को वाष्पित करके पकने को तेज किया जा सकता है, जो मोनोकैल्शियम फॉस्फेट के क्रिस्टलीकरण को बढ़ावा देता है और समाधान में एच 3 पीओ 4 की एकाग्रता में वृद्धि के कारण प्रतिक्रिया दर (बी) को बढ़ाता है। ऐसा करने के लिए, सुपरफॉस्फेट को मिलाकर गोदाम में छिड़काव किया जाता है। तैयार सुपरफॉस्फेट में पी 2 ओ 5 की सामग्री फीडस्टॉक की तुलना में लगभग दो गुना कम है, और एपेटाइट के प्रसंस्करण के दौरान 19-20% पी 2 ओ 5 है।
तैयार सुपरफॉस्फेट में एक निश्चित मात्रा में मुक्त फॉस्फोरिक एसिड होता है, जो इसकी हाइग्रोस्कोपिसिटी को बढ़ाता है। मुक्त एसिड को बेअसर करने के लिए, सुपरफॉस्फेट को ठोस एडिटिव्स को बेअसर करने या अमोनीकृत करने के साथ मिलाया जाता है, अर्थात। गैसीय अमोनिया के साथ इलाज किया। ये उपाय सुपरफॉस्फेट के भौतिक गुणों में सुधार करते हैं - वे नमी को कम करते हैं, हाइग्रोस्कोपिसिटी, काकिंग, और एक अन्य पोषक तत्व, नाइट्रोजन, अमोनिया के दौरान पेश किया जाता है।
सुपरफॉस्फेट के उत्पादन के लिए बैच, अर्ध-निरंतर और निरंतर तरीके हैं। वर्तमान में, अधिकांश मौजूदा संयंत्र निरंतर उत्पादन पद्धति का उपयोग करते हैं। सुपरफॉस्फेट के उत्पादन के लिए एक सतत विधि की योजना अंजीर में दिखाई गई है। एक
कन्वेयर की एक प्रणाली द्वारा कुचल एपेटाइट ध्यान (या फॉस्फेट रॉक), लिफ्ट स्क्रू को गोदाम से एक स्वचालित वजन बैचर में स्थानांतरित किया जाता है, जहां से इसे एक निरंतर मिक्सर में डाला जाता है।
सल्फ्यूरिक एसिड (75% टावर एच 2 एसओ 4) एक बैचर-मिक्सर में पानी के साथ लगातार 68% एच 2 एसओ 4 की एकाग्रता में पतला होता है, जो एक सांद्रक द्वारा नियंत्रित होता है, और मिक्सर में खिलाया जाता है, जिसमें फॉस्फेट कच्चा माल होता है यंत्रवत् सल्फ्यूरिक एसिड के साथ मिश्रित। मिक्सर से परिणामी लुगदी को निरंतर क्रिया के प्रतिक्रिया सुपरफॉस्फेट कक्ष में स्थानांतरित किया जाता है, जहां सुपरफॉस्फेट का निर्माण होता है (लुगदी में सेटिंग और सख्त होना प्रारम्भिक कालसुपरफॉस्फेट द्रव्यमान की परिपक्वता)। सुपरफॉस्फेट कक्ष से, कुचल सुपरफॉस्फेट को उप-कक्ष कन्वेयर द्वारा पोस्ट-प्रोसेसिंग विभाग में स्थानांतरित किया जाता है - एक सुपरफॉस्फेट गोदाम, जिस पर इसे समान रूप से स्प्रेडर द्वारा वितरित किया जाता है। सुपरफॉस्फेट के पकने में तेजी लाने के लिए, इसे गोदाम में क्लैमशेल क्रेन से हिलाया जाता है। सुपरफॉस्फेट के भौतिक गुणों में सुधार करने के लिए, इसे ड्रम ग्रैनुलेटर्स को घुमाने में दानेदार बनाया जाता है। दानेदार में, पाउडर सुपरफॉस्फेट को नोजल द्वारा ड्रम के अंदर आपूर्ति किए गए पानी से सिक्त किया जाता है और दानों में "लुढ़का" जाता है कई आकार, जिन्हें फिर सुखाया जाता है, भागों में फैलाया जाता है और कागज़ की थैलियों में तराशा जाता है।
सुपरफॉस्फेट उत्पादन का मुख्य उपकरण सुपरफॉस्फेट कक्ष है। इसके गूदे को सीधे चैम्बर के ढक्कन के ऊपर लगे मिक्सर से खिलाया जाता है। सुपरफॉस्फेट कक्षों को लगातार खिलाने के लिए यांत्रिक क्रियाशीलता के साथ स्क्रू मिक्सर और चैम्बर मिक्सर का उपयोग किया जाता है।
साधारण सुपरफॉस्फेट का नुकसान पोषक तत्व की अपेक्षाकृत कम सामग्री है - एपेटाइट सांद्रता से 20% पी 2 ओ 5 से अधिक नहीं और फॉस्फोराइट्स से 15% पी 2 ओ 5 से अधिक नहीं। फॉस्फोरिक एसिड के फॉस्फेट रॉक को विघटित करके अधिक केंद्रित फॉस्फेट उर्वरक प्राप्त किए जा सकते हैं।
अधिकांश नाइट्रोजन उर्वरक कृत्रिम रूप से प्राप्त किए जाते हैं: क्षार के साथ एसिड को निष्क्रिय करके। नाइट्रोजन उर्वरकों के उत्पादन के लिए प्रारंभिक सामग्री सल्फ्यूरिक और नाइट्रिक एसिड, कार्बन डाइऑक्साइड, तरल या गैसीय अमोनिया, कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड आदि हैं। नाइट्रोजन उर्वरकों में या NH 4+ धनायन के रूप में पाया जाता है, अर्थात्। अमोनिया के रूप में, NH 2 (एमाइड), या NO 3 - आयनों के रूप में, अर्थात। नाइट्रेट के रूप में; उर्वरक में एक साथ अमोनिया और नाइट्रेट नाइट्रोजन दोनों हो सकते हैं। सभी नाइट्रोजन उर्वरक पानी में घुलनशील होते हैं और पौधों द्वारा अच्छी तरह से अवशोषित होते हैं, लेकिन भारी बारिश या सिंचाई के दौरान आसानी से मिट्टी में गहराई तक ले जाया जाता है। एक सामान्य नाइट्रोजन उर्वरक अमोनियम नाइट्रेट या अमोनियम नाइट्रेट है।
अमोनियम नाइट्रेट एक गिट्टी मुक्त उर्वरक है जिसमें अमोनिया और नाइट्रेट के रूप में 35% नाइट्रोजन होता है, इसलिए इसका उपयोग किसी भी मिट्टी और किसी भी फसल के लिए किया जा सकता है। हालांकि, इस उर्वरक के भंडारण और उपयोग के लिए प्रतिकूल भौतिक गुण हैं। अमोनियम नाइट्रेट के क्रिस्टल और दाने हवा में फैल जाते हैं या पानी में उनकी हीड्रोस्कोपिसिटी और अच्छी घुलनशीलता के परिणामस्वरूप बड़े समुच्चय में पके हुए होते हैं। इसके अलावा, जब अमोनियम नाइट्रेट के भंडारण के दौरान हवा का तापमान और आर्द्रता बदल जाती है, तो बहुरूपी परिवर्तन हो सकते हैं। बहुरूपी परिवर्तनों को दबाने और अमोनियम नाइट्रेट कणिकाओं की ताकत बढ़ाने के लिए, इसके निर्माण के दौरान पेश किए जाने वाले एडिटिव्स का उपयोग किया जाता है - अमोनियम फॉस्फेट और सल्फेट्स, बोरिक अम्ल, मैग्नीशियम नाइट्रेट, आदि। अमोनियम नाइट्रेट की विस्फोटक प्रकृति इसके उत्पादन, भंडारण और परिवहन को जटिल बनाती है।
अमोनियम नाइट्रेट का उत्पादन सिंथेटिक अमोनिया और नाइट्रिक एसिड बनाने वाले कारखानों में किया जाता है। उत्पादन प्रक्रिया में गैसीय अमोनिया के साथ कमजोर नाइट्रिक एसिड के बेअसर होने, परिणामी घोल के वाष्पीकरण और अमोनियम नाइट्रेट के दाने के चरण शामिल हैं। उदासीनीकरण चरण अभिक्रिया पर आधारित होता है
एनएच 3 + एचएनओ 3 \u003d एनएच 4 नं 3 +148, 6 केजे
यह रासायनिक अधिशोषण प्रक्रिया, जिसमें किसी द्रव द्वारा गैस का अवशोषण तीव्र रासायनिक अभिक्रिया के साथ होता है, विसरण क्षेत्र में होता है और अत्यधिक ऊष्माक्षेपी होता है। अमोनियम नाइट्रेट के घोल से पानी को वाष्पित करने के लिए न्यूट्रलाइजेशन की गर्मी का तर्कसंगत रूप से उपयोग किया जाता है। उच्च सांद्रता वाले नाइट्रिक एसिड का उपयोग करके और प्रारंभिक अभिकर्मकों को गर्म करके, वाष्पीकरण के उपयोग के बिना सीधे अमोनियम नाइट्रेट पिघल (95-96% NH 4 NO 3 से ऊपर की एकाग्रता के साथ) प्राप्त करना संभव है।
तटस्थता की गर्मी के कारण अमोनियम नाइट्रेट समाधान के अधूरे वाष्पीकरण के साथ सबसे आम योजनाएं (चित्र 2)।
एक रासायनिक रिएक्टर-न्यूट्रलाइज़र ITN (न्यूट्रलाइज़ेशन की गर्मी का उपयोग करके) में पानी का बड़ा हिस्सा वाष्पित हो जाता है। यह रिएक्टर एक बेलनाकार बर्तन है जो का बना होता है स्टेनलेस स्टील का, जिसके अंदर एक और सिलेंडर होता है, जहां सीधे अमोनिया और नाइट्रिक एसिड डाला जाता है। आंतरिक सिलेंडर रिएक्टर (रासायनिक प्रतिक्रिया क्षेत्र) के न्यूट्रलाइजेशन भाग के रूप में कार्य करता है, और आंतरिक सिलेंडर और रिएक्टर पोत के बीच कुंडलाकार स्थान वाष्पीकरण भाग के रूप में कार्य करता है। अमोनियम नाइट्रेट के परिणामस्वरूप समाधान को आंतरिक सिलेंडर से रिएक्टर के बाष्पीकरणीय हिस्से में आपूर्ति की जाती है, जहां आंतरिक सिलेंडर की दीवार के माध्यम से तटस्थता और वाष्पीकरण क्षेत्रों के बीच गर्मी विनिमय के कारण पानी का वाष्पीकरण होता है। परिणामस्वरूप रस भाप को एचपी न्यूट्रलाइज़र से हटा दिया जाता है और फिर हीटिंग एजेंट के रूप में उपयोग किया जाता है।
सल्फेट-फॉस्फेट एडिटिव को केंद्रित सल्फ्यूरिक और फॉस्फोरिक एसिड के रूप में नाइट्रिक एसिड में डाला जाता है, जो एक साथ बेअसर हो जाते हैं नाइट्रिक अमोनियान्यूट्रलाइजर आईटीएन में। मूल नाइट्रिक एसिड को बेअसर करते समय, ITN के आउटलेट पर अमोनियम नाइट्रेट के 58% घोल में 92-93% NH 4 NO 3 होता है; यह घोल एक आफ्टर-न्यूट्रलाइज़र को भेजा जाता है, जिसमें गैसीय अमोनिया की आपूर्ति इस तरह से की जाती है कि घोल में अमोनिया की अधिकता हो (लगभग 1 g / dm 3 मुक्त NH 3), जो NH के साथ आगे के काम की सुरक्षा सुनिश्चित करता है। 4 नहीं 3 पिघल। उदासीन घोल 99.7-99.8% NH 4 NO 3 युक्त मेल्ट प्राप्त करने के लिए एक संयुक्त प्लेट ट्यूबलर बाष्पीकरण में केंद्रित है। अत्यधिक सांद्रित अमोनियम नाइट्रेट के दानेदार बनाने के लिए, पिघल को सबमर्सिबल पंपों द्वारा 50-55 मीटर ऊंचे ग्रेनुलेशन टॉवर के शीर्ष पर पंप किया जाता है। ध्वनिक सेल-प्रकार के वाइब्रोग्रानुलेटर की मदद से पिघले हुए छिड़काव द्वारा दानेदार बनाया जाता है, जो उत्पाद का एक समान कण आकार वितरण प्रदान करते हैं। दानों को द्रवित बेड कूलर में हवा से ठंडा किया जाता है, जिसमें कई क्रमिक शीतलन चरण होते हैं। कूल्ड ग्रेन्यूल्स को नोजल के साथ ड्रम में सर्फेक्टेंट के साथ छिड़का जाता है और पैकेजिंग में स्थानांतरित कर दिया जाता है।
अमोनियम नाइट्रेट की कमियों को देखते हुए इसके आधार पर जटिल एवं मिश्रित उर्वरक बनाने की सलाह दी जाती है। अमोनियम नाइट्रेट को चूना पत्थर के साथ मिलाने से अमोनियम सल्फेट, चूना-अमोनियम नाइट्रेट, अमोनियम सल्फेट नाइट्रेट आदि प्राप्त होते हैं। NH 4 NO 3 को फास्फोरस और पोटेशियम के लवण के साथ मिलाकर नाइट्रोफोस्का प्राप्त किया जा सकता है।
नाइट्रोजन उर्वरकों में कार्बामाइड (यूरिया) अमोनियम नाइट्रेट के बाद उत्पादन के मामले में दूसरे स्थान पर है। कार्बामाइड उत्पादन की वृद्धि कृषि में इसके आवेदन के व्यापक दायरे के कारण है। अन्य नाइट्रोजन उर्वरकों की तुलना में इसमें लीचिंग का बहुत प्रतिरोध है, अर्थात। मिट्टी से लीचिंग के लिए कम संवेदनशील, कम हीड्रोस्कोपिक, का उपयोग न केवल उर्वरक के रूप में किया जा सकता है, बल्कि मवेशियों के चारे के लिए एक योजक के रूप में भी किया जा सकता है। यूरिया का व्यापक रूप से मिश्रित उर्वरकों, समय-नियंत्रित उर्वरकों और प्लास्टिक, चिपकने वाले, वार्निश और कोटिंग्स में भी उपयोग किया जाता है।
कार्बामाइड सीओ (एनएच 2) 2 एक सफेद क्रिस्टलीय पदार्थ है जिसमें 46.6% नाइट्रोजन होता है। इसका उत्पादन कार्बन डाइऑक्साइड के साथ अमोनिया की बातचीत की प्रतिक्रिया पर आधारित है
2NH 3 + CO 2 \u003d CO (NH 2) 2 + H 2 O 
एच=-110.1 केजे (1)
इस प्रकार, यूरिया के उत्पादन के लिए कच्चा माल अमोनिया और कार्बन डाइऑक्साइड है जो अमोनिया के संश्लेषण के लिए प्रक्रिया गैस के उत्पादन में उप-उत्पाद के रूप में प्राप्त होता है। इसलिए, रासायनिक संयंत्रों में यूरिया के उत्पादन को आमतौर पर अमोनिया के उत्पादन के साथ जोड़ा जाता है।
प्रतिक्रिया (1) - कुल; यह दो चरणों में आगे बढ़ता है। पहले चरण में, कार्बामेट का संश्लेषण होता है:
2NH 3 + CO 2 \u003d NH 2 COONH 4 H \u003d -125.6 kJ (2)
गैस गैस तरल
दूसरे चरण में, कार्बामेट अणुओं से पानी के अलग होने की एक एंडोथर्मिक प्रक्रिया होती है, जिसके परिणामस्वरूप कार्बामाइड बनता है:
NH 2 COONH 4 \u003d CO (NH 2) 2 + H 2 O H \u003d 15.5 (3)
तरल तरल तरल
अमोनियम कार्बामेट के गठन की प्रतिक्रिया एक प्रतिवर्ती एक्ज़ोथिर्मिक है, मात्रा में कमी के साथ आगे बढ़ती है। उत्पाद की ओर संतुलन को स्थानांतरित करने के लिए, इसे ऊंचे दबाव पर किया जाना चाहिए। प्रक्रिया को पर्याप्त रूप से उच्च गति पर आगे बढ़ने के लिए, ऊंचा तापमान भी आवश्यक है। दबाव में वृद्धि विपरीत दिशा में प्रतिक्रिया संतुलन के बदलाव पर उच्च तापमान के नकारात्मक प्रभाव की भरपाई करती है। व्यवहार में, यूरिया का संश्लेषण 150-190 . के तापमान पर किया जाता है 
सी और दबाव 15-20 एमपीए। इन परिस्थितियों में, प्रतिक्रिया उच्च दर से और अंत तक आगे बढ़ती है।
अमोनियम कार्बामेट का अपघटन एक प्रतिवर्ती एंडोथर्मिक प्रतिक्रिया है जो तरल चरण में तीव्रता से आगे बढ़ती है। रिएक्टर में ठोस उत्पादों के क्रिस्टलीकरण को रोकने के लिए, प्रक्रिया को 98C (CO (NH 2) 2 - NH 2 COONH 4 प्रणाली के लिए गलनक्रांतिक बिंदु) से नीचे के तापमान पर किया जाना चाहिए।
अधिक उच्च तापमानप्रतिक्रिया के संतुलन को दाईं ओर स्थानांतरित करें और इसकी दर बढ़ाएं। कार्बामेट के कार्बामाइड में रूपांतरण की अधिकतम डिग्री 220C पर पहुंच जाती है। इस प्रतिक्रिया के संतुलन को स्थानांतरित करने के लिए, अमोनिया की अधिकता भी पेश की जाती है, जो प्रतिक्रिया पानी को बांधकर प्रतिक्रिया क्षेत्र से हटा देती है। हालांकि, कार्बामेट का यूरिया में पूर्ण रूपांतरण अभी भी संभव नहीं है। प्रतिक्रिया मिश्रण, प्रतिक्रिया उत्पादों (कार्बामाइड और पानी) के अलावा, अमोनियम कार्बामेट और इसके अपघटन उत्पादों, अमोनिया और सीओ 2 भी शामिल हैं।
फीडस्टॉक के पूर्ण उपयोग के लिए, यह आवश्यक है कि या तो बिना प्रतिक्रिया वाले अमोनिया और कार्बन डाइऑक्साइड, साथ ही साथ कार्बन अमोनियम लवण (मध्यवर्ती प्रतिक्रिया उत्पाद) को संश्लेषण स्तंभ में वापस किया जाए, अर्थात। एक पुनर्चक्रण का निर्माण, या प्रतिक्रिया मिश्रण से कार्बामाइड को अलग करना और शेष अभिकर्मकों को अन्य उद्योगों में भेजना, उदाहरण के लिए, अमोनियम नाइट्रेट के उत्पादन के लिए, अर्थात। एक खुली प्रक्रिया का संचालन।
एक तरल रीसायकल के साथ यूरिया के संश्लेषण और एक स्ट्रिपिंग प्रक्रिया (छवि 3) के उपयोग के लिए एक बड़ी क्षमता वाली इकाई में, एक उच्च दबाव इकाई, एक इकाई को अलग कर सकता है कम दबावऔर एक दानेदार प्रणाली। अमोनियम कार्बामेट और कार्बन अमोनियम लवण, साथ ही अमोनिया और कार्बन डाइऑक्साइड का एक जलीय घोल, उच्च दबाव कार्बामेट कंडेनसर से संश्लेषण कॉलम 1 के निचले हिस्से में प्रवेश करता है। संश्लेषण स्तंभ में 170-190C के तापमान पर और एक 13-15 एमपीए का दबाव, कार्बामेट का निर्माण समाप्त हो जाता है और यूरिया संश्लेषण प्रतिक्रिया आगे बढ़ती है। अभिकर्मकों की खपत का चयन किया जाता है ताकि रिएक्टर में NH 3:CO 2 का दाढ़ अनुपात 2.8-2.9 हो। यूरिया संश्लेषण कॉलम से तरल प्रतिक्रिया मिश्रण (पिघल) स्ट्रिपिंग कॉलम 5 में प्रवेश करता है, जहां यह पाइप से बहता है। 13-15 एमपीए के दबाव में कंप्रेसर में संपीड़ित कार्बन डाइऑक्साइड को पिघलने के लिए काउंटरकुरेंट रूप से खिलाया जाता है, जिसमें हवा को एक मात्रा में जोड़ा जाता है जो मिश्रण में 0.5-0.8% की ऑक्सीजन एकाग्रता प्रदान करता है ताकि एक निष्क्रिय फिल्म बनाई जा सके और उपकरण को कम किया जा सके। जंग। स्ट्रिपिंग कॉलम को भाप से गर्म किया जाता है। कॉलम 5 से गैस-वाष्प मिश्रण, जिसमें ताजा कार्बन डाइऑक्साइड होता है, उच्च दबाव कंडेनसर 4 में प्रवेश करता है। इसमें तरल अमोनिया भी डाला जाता है। यह एक साथ इंजेक्टर 3 में एक कार्यशील धारा के रूप में कार्य करता है, जो उच्च दबाव वाले स्क्रबर 2 से कार्बन-अमोनियम लवण के घोल के साथ कंडेनसर की आपूर्ति करता है और यदि आवश्यक हो, तो संश्लेषण स्तंभ से पिघल का हिस्सा। कार्बामेट संघनित्र में बनता है। प्रतिक्रिया के दौरान निकलने वाली गर्मी का उपयोग भाप बनाने के लिए किया जाता है।
संश्लेषण स्तंभ के ऊपरी भाग से, बिना प्रतिक्रिया वाली गैसें लगातार बाहर निकलती हैं, उच्च दबाव वाले स्क्रबर 2 में प्रवेश करती हैं, जिसमें उनमें से अधिकांश पानी के ठंडा होने के कारण संघनित होती हैं, जिससे कार्बामेट और कार्बन अमोनियम लवण का घोल बनता है।
स्ट्रिपिंग कॉलम 5 को छोड़कर कार्बामाइड के जलीय घोल में 4-5% कार्बामेट होता है। इसके अंतिम अपघटन के लिए, समाधान को 0.3-0.6 एमपीए के दबाव में थ्रॉटल किया जाता है और फिर भेजा जाता है ऊपरी भागआसवन स्तंभ 8.
तरल चरण स्तंभ में नीचे से ऊपर की ओर उठने वाले वाष्प-गैस मिश्रण के लिए काउंटरकरंट में पैकिंग में बहता है। एनएच 3, सीओ 2 और जल वाष्प स्तंभ के शीर्ष से बाहर निकलते हैं। जल वाष्प निम्न दाब संघनित्र 7 में संघनित होता है, जबकि अमोनिया और कार्बन डाइऑक्साइड का मुख्य भाग घुल जाता है। परिणामी घोल को स्क्रबर 2 में भेजा जाता है। वातावरण में उत्सर्जित गैसों का अंतिम शुद्धिकरण अवशोषण विधियों द्वारा किया जाता है।
डिस्टिलेशन कॉलम 8 के नीचे से यूरिया का 70% घोल गैस-वाष्प मिश्रण से अलग किया जाता है और वायुमंडलीय दबाव को कम करने के बाद, पहले वाष्पीकरण और फिर दानेदार बनाने के लिए भेजा जाता है। ग्रेनुलेशन टॉवर 12 में पिघले का छिड़काव करने से पहले, यूरिया-फॉर्मेल्डिहाइड रेजिन जैसे कंडीशनिंग एडिटिव्स को इसमें मिलाया जाता है ताकि गैर-काकिंग उर्वरक प्राप्त किया जा सके जो भंडारण के दौरान खराब न हो।
फास्फोरस उर्वरकों के उत्पादन में फ्लोरीन गैसों से वायुमण्डलीय प्रदूषण का उच्च जोखिम होता है। फ्लोरीन यौगिकों का कब्जा न केवल सुरक्षा की दृष्टि से महत्वपूर्ण है वातावरण, बल्कि इसलिए भी कि फ्लोरीन फ़्रीऑन, फ़्लोरोप्लास्ट, फ़्लोरोरबर्स आदि के उत्पादन के लिए एक मूल्यवान कच्चा माल है। फ्लोरीन यौगिकों में मिल सकता है अपशिष्टउर्वरक धोने, गैस की सफाई के चरणों में। प्रक्रियाओं में बंद जल परिसंचरण चक्र बनाने के लिए ऐसे अपशिष्ट जल की मात्रा को कम करना समीचीन है। फ्लोरीन यौगिकों से अपशिष्ट जल उपचार के लिए, आयन विनिमय विधियों, लोहे और एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड के साथ वर्षा, एल्यूमीनियम ऑक्साइड पर सोखना आदि का उपयोग किया जा सकता है।
अमोनियम नाइट्रेट और कार्बामाइड युक्त नाइट्रोजन उर्वरकों के उत्पादन से अपशिष्ट जल जैविक उपचार के लिए भेजा जाता है, उन्हें अन्य अपशिष्ट जल के साथ इस तरह के अनुपात में पूर्व-मिश्रण किया जाता है कि कार्बामाइड की एकाग्रता 700 मिलीग्राम / लीटर से अधिक न हो, और अमोनिया - 65-70 मिलीग्राम / एल .
खनिज उर्वरकों के उत्पादन में एक महत्वपूर्ण कार्य धूल से गैसों का शुद्धिकरण है। दानेदार अवस्था में उर्वरक धूल से वातावरण को प्रदूषित करने की संभावना विशेष रूप से महान है। इसलिए, दानेदार टावरों से निकलने वाली गैस को सूखे और गीले तरीकों से धूल की सफाई के अधीन किया जाता है।
पूर्वाह्न। कुटेपोव और अन्य।
सामान्य रासायनिक प्रौद्योगिकी: प्रो. विश्वविद्यालयों के लिए / ए.एम. कुटेपोव,
टी.आई. बोंदरेवा, एम.जी. बेरेनगार्टन। - तीसरा संस्करण।, संशोधित। - एम।: आईसीसी "अकादेमकनिगा"। 2003. - 528s।
आई.पी. मुखलेनोव, ए। वाई। एवरबुख, डी.ए. कुज़नेत्सोव, ई.एस. तुमार्किन,
अर्थात। फुरमर।
सामान्य रासायनिक प्रौद्योगिकी: प्रो. केमिकल इंजीनियरिंग के लिए। विशेषज्ञ। विश्वविद्यालय।
उत्पादन और उपयोग खनिज उर्वरक………9 उपयोग से जुड़ी पर्यावरणीय समस्याएं खनिज उर्वरक ...
विविध। इसका अधिकांश उपयोग में किया जाता है उत्पादन खनिज उर्वरक(30 से 60% तक), कई ... एसिड, जो मुख्य रूप से में उपयोग किया जाता है उत्पादन खनिज उर्वरक. कच्चे माल में उत्पादनसल्फ्यूरिक एसिड मौलिक हो सकता है ...
2) विश्लेषण पर विचार करें उत्पादनऔर खपत खनिज उर्वरक, आंतरिक की समग्र गतिशीलता उत्पादन खनिज उर्वरक 1988-2007 में ... is उत्पादन खनिज उर्वरक. लवण का सबसे बड़ा उपभोक्ता और खनिज उर्वरकहै एक...
मुख्य रूप से प्रभावित करता है उत्पादनबुनियादी रसायन ( उत्पादन खनिज उर्वरक, पोटाश, सल्फ्यूरिक एसिड... क्षेत्रों को छोड़कर (चित्र 3)। रासायनिक उद्योग का प्रतिनिधित्व किया जाता है उत्पादन खनिज उर्वरक, वार्निश, पेंट, सल्फ्यूरिक एसिड। प्रमुख...
खनिज उर्वरकों को तीन मुख्य विशेषताओं के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है: कृषि रासायनिक उद्देश्य, संरचना, गुण और उत्पादन के तरीके।
एग्रोकेमिकल उद्देश्य के अनुसार, उर्वरकों को प्रत्यक्ष उर्वरकों में विभाजित किया जाता है, जो पौधों के लिए पोषक तत्वों का स्रोत होते हैं, और अप्रत्यक्ष उर्वरक, जो मिट्टी के भौतिक, रासायनिक और जैविक गुणों में सुधार करके पोषक तत्वों को जुटाने का काम करते हैं। अप्रत्यक्ष उर्वरकों में शामिल हैं, उदाहरण के लिए, अम्लीय मिट्टी को बेअसर करने के लिए उपयोग किए जाने वाले चूने के उर्वरक, संरचना बनाने वाले उर्वरक जो भारी और दोमट मिट्टी में मिट्टी के कणों के एकत्रीकरण को बढ़ावा देते हैं, आदि।
प्रत्यक्ष खनिज उर्वरकों में एक या अधिक विभिन्न पोषक तत्व हो सकते हैं। पोषक तत्वों की संख्या के अनुसार, उर्वरकों को सरल (एकतरफा, एकल) और जटिल में विभाजित किया जाता है।
साधारण उर्वरकों में तीन मुख्य पोषक तत्वों में से केवल एक शामिल होता है: नाइट्रोजन, फास्फोरस या पोटेशियम। तदनुसार, साधारण उर्वरकों को नाइट्रोजन, फास्फोरस और पोटाश में विभाजित किया जाता है।
जटिल उर्वरकों में दो या तीन मुख्य पोषक तत्व होते हैं। मुख्य पोषक तत्वों की संख्या के अनुसार, जटिल उर्वरकों को डबल (उदाहरण के लिए, एनपी या पीके प्रकार) और ट्रिपल (एनपीके) कहा जाता है; उत्तरार्द्ध को पूर्ण भी कहा जाता है। उर्वरकों में महत्वपूर्ण मात्रा में पोषक तत्व और कुछ गिट्टी पदार्थ होते हैं जिन्हें केंद्रित कहा जाता है।
इसके अलावा, जटिल उर्वरकों को मिश्रित और जटिल में विभाजित किया जाता है। मिश्रित उर्वरकों के यांत्रिक मिश्रण कहलाते हैं, जिसमें उर्वरकों के साधारण मिश्रण द्वारा प्राप्त विषम कणों से युक्त होता है। यदि कारखाने के उपकरणों में रासायनिक प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप कई पोषक तत्वों से युक्त उर्वरक प्राप्त होता है, तो इसे जटिल कहा जाता है।
पौधों के पोषण के लिए अभिप्रेत उर्वरक जो पौधों की वृद्धि को प्रोत्साहित करते हैं और बहुत कम मात्रा में आवश्यक होते हैं उन्हें सूक्ष्म उर्वरक कहा जाता है, और उनमें मौजूद पोषक तत्वों को सूक्ष्म तत्व कहा जाता है। इस तरह के उर्वरकों को एक किलोग्राम या किलोग्राम प्रति हेक्टेयर के अंशों में मापी गई मात्रा में मिट्टी में लगाया जाता है। इनमें बोरान, मैंगनीज, तांबा, जस्ता और अन्य तत्वों वाले लवण शामिल हैं।
एकत्रीकरण की स्थिति के अनुसार, उर्वरकों को ठोस और तरल (उदाहरण के लिए, अमोनिया, जलीय घोल और निलंबन) में विभाजित किया जाता है।
2. भौतिक द्वारा निर्देशित रासायनिक आधारसरल और दोहरे सुपरफॉस्फेट प्राप्त करने की प्रक्रिया, तकनीकी मोड की पसंद को सही ठहराती है। उत्पादन की कार्यात्मक योजनाएँ दीजिए।
साधारण सुपरफॉस्फेट के उत्पादन का सार प्राकृतिक फ्लोरीन-एपेटाइट का रूपांतरण है, जो पानी और मिट्टी के घोल में अघुलनशील है, घुलनशील यौगिकों में, मुख्य रूप से सीए (एच 2 पीओ 4) 2 मोनोकैल्शियम फॉस्फेट में। अपघटन प्रक्रिया को निम्नलिखित सारांश समीकरण द्वारा दर्शाया जा सकता है:
व्यवहार में, साधारण सुपरफॉस्फेट के उत्पादन के दौरान, अपघटन दो चरणों में होता है। पहले चरण में, लगभग 70% एपेटाइट सल्फ्यूरिक एसिड के साथ प्रतिक्रिया करता है। इस मामले में, फॉस्फोरिक एसिड और कैल्शियम सल्फेट हेमीहाइड्रेट बनते हैं:
क्रिस्टलीकृत कैल्शियम सल्फेट माइक्रोक्रिस्टल एक संरचनात्मक नेटवर्क बनाते हैं जिसमें बड़ी मात्रा में तरल चरण होता है, और सुपरफॉस्फेट द्रव्यमान कठोर हो जाता है। अपघटन प्रक्रिया का पहला चरण अभिकर्मकों को मिलाने के तुरंत बाद शुरू होता है और सुपरफॉस्फेट कक्षों में 20-40 मिनट के भीतर समाप्त होता है।
सल्फ्यूरिक एसिड की पूरी खपत के बाद, अपघटन का दूसरा चरण शुरू होता है, जिसमें शेष एपेटाइट (30%) फॉस्फोरिक एसिड द्वारा विघटित होता है:
मुख्य प्रक्रियाएं पहले तीन चरणों में होती हैं: कच्चे माल का मिश्रण, सुपरफॉस्फेट पल्प का निर्माण और जमना, एक गोदाम में सुपरफॉस्फेट का पकना।
साधारण दानेदार सुपरफॉस्फेट एक सस्ता फॉस्फेट उर्वरक है। हालांकि, इसका एक महत्वपूर्ण दोष है - मुख्य घटक की कम सामग्री (सुपाच्य का 19 - 21%) और गिट्टी का एक उच्च अनुपात - कैल्शियम सल्फेट। यह, एक नियम के रूप में, उन क्षेत्रों में उत्पादित किया जाता है जहां उर्वरकों का उपभोग किया जाता है, क्योंकि लंबी दूरी पर कम-केंद्रित सरल सुपरफॉस्फेट परिवहन की तुलना में सुपरफॉस्फेट पौधों को केंद्रित फॉस्फेट कच्चे माल को वितरित करना अधिक किफायती है।
फॉस्फोरिक एसिड के साथ फॉस्फेट कच्चे माल के अपघटन के दौरान सल्फ्यूरिक एसिड को बदलकर आप केंद्रित फास्फोरस उर्वरक प्राप्त कर सकते हैं। डबल सुपरफॉस्फेट का उत्पादन इसी सिद्धांत पर आधारित है।
डबल सुपरफॉस्फेट फॉस्फोरिक एसिड के साथ प्राकृतिक फॉस्फेट के अपघटन द्वारा प्राप्त एक केंद्रित फास्फोरस उर्वरक है। इसमें 42 - 50% सुपाच्य होता है, जिसमें 27 - 42% पानी में घुलनशील रूप में होता है, यानी साधारण से 2 - 3 गुना अधिक। द्वारा दिखावटऔर डबल सुपरफॉस्फेट की चरण संरचना साधारण सुपरफॉस्फेट के समान है। हालांकि, इसमें लगभग कोई गिट्टी नहीं है - कैल्शियम सल्फेट।
साधारण सुपरफॉस्फेट प्राप्त करने की योजना के समान एक तकनीकी योजना के अनुसार डबल सुपरफॉस्फेट प्राप्त किया जा सकता है। डबल सुपरफॉस्फेट प्राप्त करने की इस विधि को चैम्बर कहा जाता है। इसका नुकसान उत्पाद की लंबी तह पकने, वातावरण में हानिकारक फ्लोरीन यौगिकों के अकार्बनिक उत्सर्जन के साथ, और केंद्रित फॉस्फोरिक एसिड का उपयोग करने की आवश्यकता है।
डबल सुपरफॉस्फेट के उत्पादन के लिए इन-लाइन विधि अधिक प्रगतिशील है। यह सस्ता गैर-वाष्पीकृत फॉस्फोरिक एसिड का उपयोग करता है। विधि पूरी तरह से निरंतर है (उत्पाद के लंबे भंडारण के पकने का कोई चरण नहीं है)।
सरल और दोहरे सुपरफॉस्फेट एक ऐसे रूप में निहित होते हैं जो पौधों द्वारा आसानी से अवशोषित हो जाते हैं। हालांकि, हाल के वर्षों में, एक समायोज्य शेल्फ जीवन के साथ उर्वरकों के उत्पादन पर अधिक ध्यान दिया गया है, विशेष रूप से दीर्घकालिक वाले। ऐसे उर्वरक प्राप्त करने के लिए, सुपरफॉस्फेट कणिकाओं को एक कोटिंग के साथ कवर करना संभव है जो पोषक तत्वों की रिहाई को नियंत्रित करता है। दूसरा तरीका डबल सुपरफॉस्फेट को फॉस्फेट रॉक के साथ मिलाना है। इस उर्वरक में 37 - 38% होता है, जिसमें लगभग आधा - तेजी से काम करने वाले पानी में घुलनशील रूप में और लगभग आधा - धीमी गति से काम करने वाले रूप में होता है। इस तरह के उर्वरक का उपयोग मिट्टी में इसके प्रभावी प्रभाव की अवधि को बढ़ाता है।
3. साधारण सुपरफॉस्फेट प्राप्त करने की तकनीकी प्रक्रिया में गोदाम में भंडारण (पकने) का चरण क्यों शामिल है?
परिणामस्वरूप मोनोकैल्शियम फॉस्फेट, कैल्शियम सल्फेट के विपरीत, तुरंत अवक्षेपित नहीं होता है। यह धीरे-धीरे फॉस्फोरिक एसिड के घोल को संतृप्त करता है और घोल के संतृप्त होते ही क्रिस्टलीकृत होने लगता है। प्रतिक्रिया सुपरफॉस्फेट कक्षों में शुरू होती है और एक गोदाम में सुपरफॉस्फेट के भंडारण के 5-20 दिनों तक चलती है। एक गोदाम में पकने के बाद, फ्लोरापेटाइट का अपघटन लगभग पूर्ण माना जाता है, हालांकि सुपरफॉस्फेट में अभी भी असंबद्ध फॉस्फेट और मुक्त फॉस्फोरिक एसिड की एक छोटी मात्रा बनी हुई है।
4. जटिल एनपीके - उर्वरक प्राप्त करने के लिए एक कार्यात्मक योजना दें।
5. अमोनियम नाइट्रेट प्राप्त करने के लिए भौतिक और रासायनिक आधारों द्वारा निर्देशित, आईटीएन तंत्र के तकनीकी मोड और डिजाइन की पसंद को सही ठहराते हैं (न्यूट्रलाइजेशन की गर्मी का उपयोग करके)। अमोनियम नाइट्रेट के उत्पादन का एक कार्यात्मक आरेख दें।
अमोनियम नाइट्रेट की उत्पादन प्रक्रिया नाइट्रिक एसिड के घोल के साथ गैसीय अमोनिया की परस्पर क्रिया की विषम प्रतिक्रिया पर आधारित है:
रासायनिक प्रतिक्रिया उच्च दर से आगे बढ़ती है; एक औद्योगिक रिएक्टर में, यह तरल में गैस के विघटन से सीमित होता है। प्रक्रिया के प्रसार अवरोध को कम करने के लिए बहुत महत्वअभिकर्मकों का मिश्रण है।
प्रतिक्रिया लगातार काम कर रहे आईटीएन उपकरण (न्यूट्रलाइजेशन की गर्मी का उपयोग करके) में की जाती है। रिएक्टर एक ऊर्ध्वाधर बेलनाकार उपकरण है, जिसमें प्रतिक्रिया और पृथक्करण क्षेत्र शामिल हैं। प्रतिक्रिया क्षेत्र में एक गिलास 1 होता है, जिसके निचले हिस्से में घोल के संचलन के लिए छेद होते हैं। कांच के अंदर के छिद्रों से थोड़ा ऊपर गैसीय अमोनिया की आपूर्ति के लिए एक बब्बलर 2 है,
इसके ऊपर नाइट्रिक एसिड की आपूर्ति के लिए बब्बलर 3 है। प्रतिक्रिया वाष्प-तरल मिश्रण प्रतिक्रिया बीकर के शीर्ष से बाहर निकलता है। समाधान का एक हिस्सा ITN तंत्र से हटा दिया जाता है और आफ्टर-न्यूट्रलाइज़र में प्रवेश करता है, और बाकी (परिसंचरण) फिर से चला जाता है
नीचे। पैरा-तरल मिश्रण से निकलने वाले रस वाष्प को अमोनियम नाइट्रेट घोल और नाइट्रिक एसिड वाष्प के 20% नाइट्रेट घोल के साथ कैप प्लेट्स 6 पर धोया जाता है, और फिर रस वाष्प घनीभूत होता है। प्रतिक्रिया की गर्मी का उपयोग प्रतिक्रिया मिश्रण से पानी को आंशिक रूप से वाष्पित करने के लिए किया जाता है (इसलिए उपकरण का नाम
आईटीएन)। तापमान में अंतर विभिन्न भागतंत्र प्रतिक्रिया मिश्रण के अधिक गहन परिसंचरण की ओर जाता है।
अमोनियम नाइट्रेट के उत्पादन के लिए तकनीकी प्रक्रिया में अमोनिया के साथ नाइट्रिक एसिड को बेअसर करने के चरण के अलावा, नाइट्रेट के घोल को वाष्पित करने, नाइट्रेट मिश्र धातु को दानेदार बनाने, दानों को ठंडा करने, दानों को सर्फेक्टेंट के साथ इलाज करने, पैकिंग, भंडारण और नाइट्रेट लोड करना, गैस उत्सर्जन और अपशिष्ट जल की सफाई करना।
6. उर्वरकों के पकने को कम करने के लिए क्या उपाय किए जाते हैं?
काकिंग को कम करने का एक प्रभावी तरीका है कि दानों की सतह को सर्फेक्टेंट के साथ इलाज करना है। में पिछले सालदानों के चारों ओर विभिन्न गोले बनाने के सामान्य तरीके बन गए हैं, जो एक ओर, उर्वरक को पकने से बचाते हैं, दूसरी ओर, आपको समय के साथ मिट्टी के पानी में पोषक तत्वों के विघटन की प्रक्रिया को विनियमित करने की अनुमति देते हैं, यानी लंबे समय तक बनाते हैं। - टर्म उर्वरक।
7. यूरिया प्राप्त करने की प्रक्रिया के चरण क्या हैं? कार्बामाइड के उत्पादन का एक कार्यात्मक आरेख दें।
नाइट्रोजन उर्वरकों में कार्बामाइड (यूरिया) अमोनियम नाइट्रेट के बाद उत्पादन के मामले में दूसरे स्थान पर है। कार्बामाइड उत्पादन की वृद्धि कृषि में इसके आवेदन के व्यापक दायरे के कारण है। यह अन्य नाइट्रोजन उर्वरकों की तुलना में लीचिंग के लिए अधिक प्रतिरोधी है, अर्थात यह मिट्टी से लीचिंग के लिए कम संवेदनशील है, कम हीड्रोस्कोपिक है, और इसका उपयोग न केवल उर्वरक के रूप में किया जा सकता है, बल्कि मवेशियों के चारे के लिए एक योजक के रूप में भी किया जा सकता है। यूरिया का व्यापक रूप से मिश्रित उर्वरकों, समय-नियंत्रित उर्वरकों और प्लास्टिक, चिपकने वाले, वार्निश और कोटिंग्स में भी उपयोग किया जाता है।
कार्बामाइड एक सफेद क्रिस्टलीय पदार्थ है जिसमें 46.6 wt होता है। % नाइट्रोजन। उनकी शिक्षाएं कार्बन डाइऑक्साइड के साथ अमोनिया की बातचीत की प्रतिक्रिया पर आधारित हैं:
इस प्रकार, यूरिया के उत्पादन के लिए कच्चे माल अमोनिया और कार्बन डाइऑक्साइड हैं जो अमोनिया के संश्लेषण के लिए प्रक्रिया गैस के उत्पादन में उप-उत्पाद के रूप में प्राप्त होते हैं। इसलिए, रासायनिक संयंत्रों में यूरिया के उत्पादन को आमतौर पर अमोनिया के उत्पादन के साथ जोड़ा जाता है।
प्रतिक्रिया - कुल; यह दो चरणों में आगे बढ़ता है। पहले चरण में, यूरिया का संश्लेषण होता है:
दूसरे चरण में, यूरिया अणु से पानी के अलग होने की एंडोथर्मिक प्रक्रिया होती है, जिसके परिणामस्वरूप यूरिया बनता है:
अमोनियम कार्बामेट के निर्माण की प्रतिक्रिया एक प्रतिवर्ती एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रिया है जो मात्रा में कमी के साथ आगे बढ़ती है। उत्पाद की ओर संतुलन को स्थानांतरित करने के लिए, इसे ऊंचे दबाव पर किया जाना चाहिए। प्रक्रिया को पर्याप्त रूप से उच्च दर पर आगे बढ़ने के लिए, ऊंचा तापमान आवश्यक है। दबाव में वृद्धि विपरीत दिशा में प्रतिक्रिया संतुलन के बदलाव पर उच्च तापमान के नकारात्मक प्रभाव की भरपाई करती है। व्यवहार में, कार्बामाइड का संश्लेषण 150 - 190 0 C के तापमान और 15-20 MPa के दबाव पर होता है। इन शर्तों के तहत, प्रतिक्रिया एक उच्च दर पर और लगभग पूरा होने के लिए आगे बढ़ती है।
अमोनियम यूरिया का अपघटन एक प्रतिवर्ती एंडोथर्मिक प्रतिक्रिया है जो तरल चरण में तीव्रता से आगे बढ़ती है। रिएक्टर में ठोस उत्पादों के क्रिस्टलीकरण को रोकने के लिए, प्रक्रिया को 98 0 C से कम तापमान पर नहीं किया जाना चाहिए। उच्च तापमान प्रतिक्रिया संतुलन को दाईं ओर स्थानांतरित करता है और इसकी दर बढ़ाता है। यूरिया के कार्बामाइड में रूपांतरण की अधिकतम डिग्री 220 0 सी के तापमान पर प्राप्त की जाती है। इस प्रतिक्रिया के संतुलन को स्थानांतरित करने के लिए, अमोनिया की अधिकता की शुरूआत का भी उपयोग किया जाता है, जो प्रतिक्रिया पानी को बांधकर इसे हटा देता है प्रतिक्रिया क्षेत्र। हालांकि, यूरिया को कार्बामाइड में पूर्ण रूप से परिवर्तित करना अभी भी संभव नहीं है। प्रतिक्रिया मिश्रण, प्रतिक्रिया उत्पादों (यूरिया और पानी) के अलावा, अमोनियम कार्बोनेट और इसके अपघटन उत्पादों - अमोनिया और सीओ 2 भी शामिल हैं।
8. खनिज उर्वरकों के उत्पादन में पर्यावरण प्रदूषण के मुख्य स्रोत क्या हैं? फॉस्फेट उर्वरकों, अमोनियम नाइट्रेट, यूरिया के उत्पादन में अपशिष्ट जल से गैस उत्सर्जन और हानिकारक उत्सर्जन को कैसे कम करें?
फास्फोरस उर्वरकों के उत्पादन में फ्लोरीन गैसों से वायुमण्डलीय प्रदूषण का उच्च जोखिम होता है। फ्लोरीन यौगिकों का कब्जा न केवल पर्यावरण संरक्षण के दृष्टिकोण से महत्वपूर्ण है, बल्कि इसलिए भी कि फ्लोरीन फ्रीऑन, फ्लोरोप्लास्टिक्स, फ्लोरोरबर्स आदि के उत्पादन के लिए एक मूल्यवान कच्चा माल है। फ्लोरीन गैसों को अवशोषित करने के लिए, पानी द्वारा अवशोषण का उपयोग किया जाता है हाइड्रोफ्लोरोसिलिक एसिड बनाते हैं। उर्वरक धोने और गैस की सफाई के चरणों में फ्लोरीन यौगिक अपशिष्ट जल में भी मिल सकते हैं। प्रक्रियाओं में बंद जल परिसंचरण चक्र बनाने के लिए ऐसे अपशिष्ट जल की मात्रा को कम करना समीचीन है। फ्लोरीन यौगिकों से अपशिष्ट जल उपचार के लिए, आयन विनिमय विधियों, लोहे और एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड के साथ वर्षा, एल्यूमीनियम ऑक्साइड पर सोखना आदि का उपयोग किया जा सकता है।
अमोनियम नाइट्रेट और कार्बामाइड युक्त नाइट्रोजन उर्वरकों के उत्पादन से अपशिष्ट जल जैविक उपचार के लिए भेजा जाता है, उन्हें अन्य अपशिष्ट जल के साथ इस तरह के अनुपात में पूर्व-मिश्रण किया जाता है कि यूरिया की एकाग्रता 700 मिलीग्राम / लीटर से अधिक न हो, और अमोनिया -65 - 70 मिलीग्राम / एल .
खनिज उर्वरकों के उत्पादन में एक महत्वपूर्ण कार्य धूल से निकास गैसों का शुद्धिकरण है। दानेदार अवस्था में उर्वरक धूल से वातावरण को प्रदूषित करने की संभावना विशेष रूप से महान है। इसलिए, दानेदार टावरों से निकलने वाली गैस को सूखे और गीले तरीकों से धूल की सफाई के अधीन किया जाता है।
खनिज उर्वरक उद्योग रूसी रासायनिक परिसर की मूल शाखाओं में से एक है। उद्योग की उत्पादन क्षमता में तीस से अधिक विशिष्ट उद्यम शामिल हैं जो प्रति वर्ष 13 मिलियन टन से अधिक नाइट्रोजन, पोटाश और फास्फोरस उर्वरकों का उत्पादन करते हैं। साझा करने के लिए रूसी संघउर्वरकों के वैश्विक उत्पादन का 6-7% तक का योगदान है। उद्योग मूल्य के संदर्भ में रासायनिक परिसर के उत्पादों का 20% से अधिक उत्पादन करता है, और रासायनिक उद्योगों की निर्यात संरचना में इसकी हिस्सेदारी एक तिहाई से अधिक है। रासायनिक परिसर की अन्य शाखाओं की पृष्ठभूमि के खिलाफ, खनिज उर्वरक उद्योग सबसे समृद्ध दिखता है। यह कई परिस्थितियों के कारण है। सबसे पहले, जब देश में आमूल-चूल आर्थिक परिवर्तन शुरू हुए, उर्वरकों का उत्पादन करने वाले कई उद्यम अपेक्षाकृत उन्नत तकनीक और उपकरणों से लैस थे, जिससे उन्हें अंतरराष्ट्रीय बाजार में प्रतिस्पर्धी उत्पादों का उत्पादन करने की अनुमति मिली। दूसरे, खनिज उर्वरकों के उत्पादन के लिए हमारे पास जो कच्चा माल है, मुख्य रूप से प्राकृतिक गैस और पोटेशियम युक्त अयस्क, दुनिया में बहुत विपरीत रूप से वितरित किए जाते हैं: विशाल क्षेत्र बस उनसे वंचित हैं। पोटाश उर्वरक विदेशों में सबसे अधिक मांग में हैं, जो उन्हें उर्वरक आपूर्ति के निर्यात मात्रा में एक महत्वपूर्ण हिस्सा (60-70%) प्रदान करता है। रूसी उर्वरकों के लिए मुख्य बिक्री बाजार - लैटिन अमेरिकाऔर चीन। इसी समय, हमारे देश में खनिज उर्वरकों की घरेलू मांग में तेजी से गिरावट आई: 1990 से 2002 तक, 1 हेक्टेयर फसलों के संदर्भ में सभी प्रकार के खनिज उर्वरकों का उपयोग 40 गुना कम हो गया, लेकिन, निष्पक्षता में, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि हाल के वर्षों में कुछ वृद्धि की प्रवृत्ति रही है (अधिक विवरण के लिए, भूगोल देखें
नंबर 3/2005, पी। 43-44)।
उद्योग में उद्यमों का स्थान मुख्य रूप से कच्चे माल और उपभोक्ता कारकों पर निर्भर करता है। उनके साथ, मिट्टी में नाइट्रोजन, फास्फोरस और पोटेशियम संसाधनों के वितरण द्वारा एक निश्चित भूमिका निभाई जाती है। मिट्टी में नाइट्रोजन का भंडार उत्तर से दक्षिण की दिशा में वन-स्टेप ज़ोन तक बढ़ता है, जहाँ वे अधिकतम तक पहुँचते हैं, और फिर धीरे-धीरे कम हो जाते हैं। इसी तरह, फास्फोरस के मिट्टी के भंडार में परिवर्तन होता है, केवल इस अंतर के साथ कि उनकी अधिकतम मात्रा पर पड़ता है स्टेपी ज़ोन. मृदा में पोटाशियम का भण्डार वन क्षेत्र में अधिकतम होता है और इसके दक्षिण में कम होता है। उसी अक्षांश पर, पूर्वी क्षेत्रों में यूरोपीय भाग की तुलना में अधिक नाइट्रोजन संसाधन हैं, और फास्फोरस और पोटेशियम कम हैं। खनिज उर्वरकों के सभी उत्पादन में उच्च गर्मी और ऊर्जा तीव्रता (उत्पादन की लागत में ऊर्जा वाहक की हिस्सेदारी 25 से 50% तक होती है) की विशेषता है।
उत्पादन के लिए फीडस्टॉक नाइट्रोजन उर्वरक (अमोनियम नाइट्रेट, कार्बामाइड, अमोनियम सल्फेट, आदि) - अमोनिया। पहले, अमोनिया कोक और कोक गैस से प्राप्त किया जाता था, इसलिए इसके उत्पादन के केंद्र धातुकर्म क्षेत्रों के साथ मेल खाते थे। आज तक, नाइट्रोजन उर्वरकों (आमतौर पर छोटे वाले) का उत्पादन करने वाले कुछ पौधे देश के सबसे महत्वपूर्ण धातुकर्म ठिकानों के भीतर स्थित हैं: ये हैं, सबसे पहले, केमेरोवो, चेरेपोवेट्स, ज़ारिंस्क, नोवोट्रोइट्स्क, चेल्याबिंस्क, मैग्नीटोगोर्स्क, लिपेत्स्क। इनमें से कई शहरों में खनिज उर्वरकों के उत्पादन के लिए विशेष उद्यम भी नहीं हैं, और धातुकर्म संयंत्र स्वयं उप-उत्पादों के रूप में नाइट्रोजन उर्वरकों का उत्पादन करते हैं।
में हाल ही मेंप्राकृतिक गैस ने कोक और कोक ओवन गैस को अमोनिया उत्पादन के लिए मुख्य फीडस्टॉक के रूप में बदल दिया, जिससे नाइट्रोजन उर्वरक संयंत्रों को अधिक स्वतंत्र रूप से खोजना संभव हो गया। अब वे मुख्य गैस पाइपलाइनों पर अधिक ध्यान केंद्रित कर रहे हैं, उदाहरण के लिए, पौधों में सबसे बड़ा - वेलिकि नोवगोरोड, नोवोमोस्कोवस्क, किरोवो-चेपेत्स्क, वेरखनेप्रोव्स्क (डोरोगोबुज़ के पास), रॉसोश, नेविन्नोमिस्स्क, तोग्लिआट्टी में। तेल शोधन अपशिष्ट (सलावत, अंगारस्क) के उपयोग के आधार पर नाइट्रोजन उप-क्षेत्र के कुछ केंद्र उभरे हैं।
रूस में कुल परिचालन अमोनिया उत्पादन क्षमता दुनिया की लगभग 9% (चीन और संयुक्त राज्य अमेरिका के बाद दुनिया में तीसरा संकेतक) है। हालांकि, उद्यमों की क्षमता का पूरी तरह से उपयोग नहीं किया जाता है, और अमोनिया उत्पादन के मामले में, रूस चीन, संयुक्त राज्य अमेरिका और भारत के बाद दुनिया में चौथे स्थान पर है, इस प्रकार के उत्पाद का लगभग 6% उत्पादन करता है। उत्पादित नाइट्रोजन उर्वरकों की लागत इस बात पर निर्भर करती है कि अमोनिया उत्पादन इकाइयाँ कितनी कुशलता से काम करती हैं। अमोनिया के प्रति टन कम प्राकृतिक गैस की खपत होती है, लागत कम होती है और प्रतिस्पर्धात्मकता अधिक होती है।
उत्पादन फॉस्फेट उर्वरकनाइट्रोजन उप-क्षेत्र की तुलना में कम स्रोत-उन्मुख। साधारण सुपरफॉस्फेट (सबसे आम फास्फोरस उर्वरक) में फीडस्टॉक की तुलना में केवल 2 गुना कम घुलनशील फास्फोरस होता है। इसी समय, कुछ उद्यम फॉस्फोरस कच्चे माल - फॉस्फोराइट्स (वोस्करेन्स्क, किंगिसेप) के जमा के करीब स्थित हैं। फॉस्फेट उर्वरकों का उत्पादन अलौह धातु विज्ञान (रूस में क्रास्नोरलस्क) के कुछ केंद्रों में भी किया जाता है, जहां सल्फर से संतृप्त गैसें धातुकर्म प्रक्रिया के दौरान कच्चे माल के रूप में काम करती हैं।
रूस में फास्फोरस कच्चे माल के मुख्य खनिक OJSC Apatit और Kovdorsky GOK हैं। दोनों आर्कटिक सर्कल के ऊपर मरमंस्क क्षेत्र में स्थित हैं, जो उर्वरक उत्पादन केंद्रों, विशेष रूप से बालाकोवो, मेलुज़ और बेलोरचेंस्क के लिए परिवहन की लागत में काफी वृद्धि करता है। और अगर विदेशी बाजार में अपेक्षाकृत उच्च कीमतें उद्यमों को कम से कम न्यूनतम लाभ के साथ निर्यात गतिविधियों को करने की अनुमति देती हैं, तो अयस्क कच्चे माल की उच्च कीमतों के कारण घरेलू उपभोक्ताओं के लिए फॉस्फेट उर्वरक कम किफायती हो रहे हैं, जो आज 40- तक खाते हैं। उर्वरकों के विभिन्न समूहों की लागत का 60%।
फॉस्फेट उर्वरकों के उत्पादन में अग्रणी ओएओ अम्मोफोस (चेरेपोवेट्स), ओएओ वोस्करेन्स्क मिनरल फर्टिलाइजर्स और ओएओ एक्रोन ( वेलिकि नोवगोरोड) फॉस्फेट उर्वरकों के उत्पादन में क्षमता उपयोग का स्तर नाइट्रोजन उर्वरकों के उत्पादन से भी कम है। रूस में औसतन, यह मुश्किल से 50% से अधिक है, केवल वोस्करेन्स्क और वेलिकि नोवगोरोड में उद्यम अपनी क्षमता के 80% पर काम करते हैं।
उत्पादन पोटाश उर्वरकरूस में कच्चे माल के एकमात्र स्रोत से मजबूती से जुड़ा हुआ है - वेरखनेकमस्क पोटाश जमा, जहां दो मुख्य उद्यम संचालित होते हैं: ओजेएससी उरालकली (बेरेज़्निकी) और ओजेएससी सिल्विनिट (सोलिकमस्क)। पोटाश उर्वरक का मुख्य प्रकार पोटेशियम क्लोराइड है। उत्पादन उद्यमों की लागत का मुख्य भाग पोटाश अयस्क के निष्कर्षण पर पड़ता है, इसलिए, बहुत अधिक सामग्री की खपत के कारण, पोटाश कच्चे माल को साइट पर संसाधित किया जाता है। नाइट्रोजन और फास्फोरस उर्वरकों के विपरीत, हाल के वर्षों में पोटाश उर्वरकों का उत्पादन लगातार बढ़ रहा है, जो कि विदेशी बाजार में अनुकूल स्थिति से सुगम है।
उर्वरकों के उत्पादन में एक महत्वपूर्ण स्थान पर कब्जा है जटिलखनिज उर्वरक (जैसे अमोफोस, डायमोफोस, एज़ोफोस्का, आदि) जिसमें दो या तीन पोषक तत्व होते हैं। खनिज उर्वरक उद्योग परिवहन और खपत के लिए सुविधाजनक, दानेदार रूप में उत्पादों के उत्पादन पर केंद्रित है (मिट्टी में लागू होने से पहले आधार उर्वरकों को अक्सर अलग-अलग अनुपात में मिलाया जाता है)।
विश्व जनसंख्या की वार्षिक वृद्धि लगभग 70 मिलियन लोग हैं। लगातार घटते रकबे की स्थिति में उन्हें पौधों का भोजन उपलब्ध कराने की आवश्यकता है। इस समस्या को हल करने का एकमात्र तरीका विश्व कृषि की गहनता है, जिसे खनिज उर्वरकों के उत्पादन में और वृद्धि के बिना नहीं किया जा सकता है। इस संबंध में, बड़े पैमाने पर निर्यात उन्मुख खनिज उर्वरकों के घरेलू उद्योग के विकास की संभावनाएं काफी आशावादी हैं।
| पकड़े | विशेषज्ञता | होल्डिंग के भीतर कंपनियां |
|---|---|---|
| एग्रोखिमप्रोमहोल्डिंग | OJSC "अज़ोट" (नोवोमोस्कोवस्क), मिनुडोब्रेनिया ओजेएससी (पर्म), एज़ोट ओजेएससी (बेरेज़्निकी), जेएससी किरोवो-चेपेत्स्क केमिकल प्लांट, OJSC चेरेपोवेट्स एज़ोट |
|
| एसोसिएशन "फोसाग्रो" | OJSC "अपेटिट" (किरोव्स्क), जेएससी "अमोफोस" (चेरेपोवेट्स), ओएओ वोस्क्रेन्स्कीये खनिज उर्वरक, जेएससी बालाकोवो मिनरल उर्वरक, मिनुडोब्रेनिया जेएससी (मेलेउज़) |
|
| इंटरग्रोइन्वेस्ट | पोटाश उर्वरकों का उत्पादन | जेएससी "सिल्विनिट" (सोलिकमस्क), OJSC "उरलकाली" (बेरेज़्निकी), प्रोडक्शन एसोसिएशन "बेलारुस्कली" (सोलिगोर्स्क, बेलारूस) |
| एक्रोन केमिकल कंपनी | नाइट्रोजन उर्वरकों का उत्पादन | जेएससी "एक्रोन" (वेलिकी नोवगोरोड), OJSC डोरोगोबुझ (वेरखनेप्रोवस्की) |
| यूरोकेम | फॉस्फेट उर्वरकों का उत्पादन | जेएससी "फॉस्फोराइट" (किंगिसेप), कोवडोर्स्की गोक |
RosBusinessConsulting के अनुसार
| क्षेत्र | 1990 | 1995 | 1998 | 2000 | 2001 | 2002 | एक जगह, में कब्जा कर लिया रूसी संघ, 2002 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| रूसी संघ | 15 979 | 9 639 | 9 380 | 12 213 | 13 026 | 13 562 | |
| केंद्रीय संघीय जिला | 3 363,8 | 1 487,0 | 1 391,5 | 1 968,5 | 2 138,6 | 2 227,7 | 3 |
| बेलगोरोद क्षेत्र | – | – | 2,3 | 2,1 | – | – | |
| ब्रांस्क क्षेत्र | 86,4 | 13,8 | 1,1 | 7,8 | 3,2 | 2,8 | 25 |
| वोरोनिश क्षेत्र | 334,3 | 190,7 | 291,9 | 518,9 | 577,5 | 591,5 | 6 |
| कोस्त्रोमा क्षेत्र | – | – | 5,3 | 9,5 | 11,5 | 0,4 | 26 |
| लिपेत्स्क क्षेत्र | 77,1 | 34,7 | 33,6 | 19,8 | 20,6 | 20,4 | 18 |
| मॉस्को क्षेत्र | 1 185,2 | 374,1 | 390,3 | 452,0 | 487,8 | 459,2 | 12 |
| रियाज़ान क्षेत्र | 19,6 | 0,4 | 0,1 | – | – | – | |
| स्मोलेंस्क क्षेत्र | 483,2 | 368,4 | 243,4 | 369,9 | 388,4 | 475,3 | 11 |
| तंबोव क्षेत्र | 208,4 | 21,2 | 1,2 | 23,3 | 16,8 | 0,1 | 27 |
| तुला क्षेत्र | 969,6 | 483,7 | 422,3 | 565,2 | 632,8 | 678,0 | 5 |
| उत्तर पश्चिमी संघीय जिला | 2 653,2 | 1 862,8 | 2 166,1 | 2 419,5 | 2 664,3 | 2 895,6 | 2 |
| वोलोग्दा क्षेत्र | 1 179,1 | 940,8 | 1 251,4 | 1 445,8 | 1 499,3 | 1 639,9 | 2 |
| कलिनिनग्राद क्षेत्र | – | – | – | 36,4 | – | – | |
| लेनिनग्राद क्षेत्र। | 776,6 | 258,0 | 207,2 | 204,3 | 174,9 | 288,0 | 13 |
| नोवगोरोड क्षेत्र | 697,5 | 664,0 | 707,5 | 733,0 | 990,1 | 967,7 | 3 |
| दक्षिण संघीय काउंटी |
1 333,5 | 621,1 | 607,7 | 957,1 | 926,0 | 884,0 | 4 |
| दागिस्तान गणराज्य | 52,6 | – | – | – | – | – | |
| क्रास्नोडार क्षेत्र | 310,2 | 30,1 | 57,6 | 96,7 | 33,4 | 105,3 | 15 |
| स्टावरोपोल क्षेत्र | 970,7 | 591,0 | 550,1 | 860,4 | 892,6 | 778,7 | 4 |
| वोल्गा संघीय जिला | 7 394,5 | 4 901,5 | 4 953,1 | 6 344,9 | 6 740,8 | 6 918,1 | 1 |
| बश्कोर्तोस्तान गणराज्य | 574,7 | 287,9 | 59,5 | 353,7 | 312,4 | 223,5 | 14 |
| तातारस्तान गणराज्य | 59,7 | 14,4 | 8,4 | 47,8 | 37,9 | 37,0 | 16 |
| किरोव क्षेत्र | 767,6 | 434,7 | 471,1 | 585,7 | 552,8 | 580,8 | 7 |
| निज़नी नोवगोरोड क्षेत्र। | 176,2 | 28,2 | 5,9 | 10,6 | 13,1 | 11,4 | 22 |
| ऑरेनबर्ग क्षेत्र | 6,9 | 5,7 | 5,0 | 6,0 | 6,0 | 6,0 | 24 |
| पर्म क्षेत्र | 4 269,2 | 3 254,0 | 3 940,5 | 4 359,6 | 4 888,5 | 5 093,4 | 1 |
| समारा क्षेत्र | 1 053,3 | 581,9 | 457,0 | 566,6 | 459,7 | 490,6 | 9 |
| सेराटोव क्षेत्र | 486,9 | 294,7 | 5,7 | 414,9 | 470,4 | 475,4 | 10 |
| यूराल संघीय जिला | 398,1 | 42,7 | 42,4 | 25,3 | 26,0 | 30,9 | 6 |
| स्वेर्दलोवस्क क्षेत्र। | 359,8 | 19,7 | 7,9 | 12,6 | 13,2 | 16,0 | 19 |
| चेल्याबिंस्क क्षेत्र | 38,3 | 23,0 | 34,5 | 12,7 | 12,8 | 14,9 | 21 |
| साइबेरियाई संघीय जिला | 835,7 | 724,3 | 219,0 | 498,0 | 530,2 | 606,1 | 5 |
| अल्ताई क्षेत्र | 16,4 | 15,4 | 9,0 | 15,0 | 13,9 | 15,4 | 20 |
| क्रास्नोयार्स्क क्षेत्र | 22,9 | 10,0 | 16,9 | 22,1 | 15,8 | 21,6 | 17 |
| इरकुत्स्क क्षेत्र | 259,0 | 288,8 | 8,1 | 10,6 | 9,1 | 6,1 | 23 |
| केमेरोवो क्षेत्र | 537,4 | 410,1 | 185,0 | 450,3 | 491,4 | 563,0 | 8 |
रूसी संघ की राज्य सांख्यिकी समिति के अनुसार
