Производство ортофосфорной кислоты экстракционным способом, производительностью 70 т/сут

2.4. Экономический эффект

Экономический эффект представляет собой результат использованного труда человека, который направлен на создание определенных материальных благ.
Чаще всего используются следующая формула при расчете общей суммы экономического эффекта:
Э_Э =(R_нов – R_стар) ∙ R_нов
Здесь R_нов – новый результат, R_стар – старый результат деятельности.
До проведения модернизации и введения нового оборудования в цеха, производительность серной кислоты в сутки составляла примерно 28, 380 тонн ортофосфорной кислоты. После проведения всех операций по усовершенствованию производства, производительность увеличилась до 70 тонн /сутки. Рассчитаем экономический эффект.
Э_Э =(70 – 28,380) ∙ 70 = 0,595 или 59,5 %
Следовательно, мы видим, что производства стало намного эффективнее, а именно более, чем в два раза. Экономический эффект составил 59,5 %.

Глава 3 Анализ мероприятий по безопасности труда и охране окружающей среды

3.1 Безопасность труда на производстве ЭФК

Охрана труда - это система, обеспечивающая безопасность жизни и здоровья работников в процессе труда, включающая правовые, социально - экономические, организационные, технические, психофизиологические, санитарно - гигиенические, лечебно - профилактические, реабилитационные и другие меры и средства [3].
Охрана труда достигает своей главной цели - создания благоприятных, здоровых и безопасных условий труда - двумя способами: путем постоянного совершенствования и развития производительных сил и путем постоянного развития человека как субъекта производства.
Положение о системе управления охраной труда (СУОТ) предназначено для выполнения задач в области безопасности и гигиены труда.
СУОТ обеспечивает непрерывное управление всеми видами деятельности, прямо или косвенно направленными на обеспечение охраны труда и промышленной безопасности на производстве [4].
Оценка состояния защиты и безопасности труда на производственных объектах осуществляется путем расчета показателя безопасности на основании набора фактически достигнутых показателей, характерных для данных объектов. Для своевременного принятия корректирующих решений расчет показателей безопасности на производственных объектах выполняется ежемесячно.
Способ производства - экстракция серной кислотой из апатитового концентрата с последующим отделением полученной кислоты от фосфогипса фильтрацией и выпариванием от не менее 27% по массе до не менее 50% по массе, включает следующие этапы:
- прием, разгрузка, хранение фосфатного сырья и транспортировка его в потребительские цеха;
- прием, хранение и дозирование серной кислоты;
- прием и дозирование пеногасителя;
- разложение фосфатного сырья в экстракторе смесью рециклированной фосфорной кислоты и серной кислоты (экстракция);
- поглощение и дозирование флокулянта;
- фильтрация экстракционной пульпы;
- вывоз со свалок, транспортировка и хранение фосфогипса;
- выпаривание экстракционной кислоты в вакуумных испарителях до массовой доли не менее 50%;
- абсорбция фторированных газов для получения товарной кремнефтористоводородной кислоты;
- хранение и передача фосфорной кислоты потребителям [9].
Реконструкция производства фосфорной кислоты заключается в замене ротационного вакуумного фильтра на ленточный вакуумный фильтр, что повысит производительность по кислотам, снизит потребление энергии и, как следствие, снизит стоимость фосфорной кислоты.
Опасными и вредными производственными факторами, влияющими на рабочих цеха фосфорной кислоты, являются:
Физически опасные и вредные производственные факторы:
• запорная арматура и устройства с нарушенной герметичностью;
• лестницы и площадки для обслуживания техники без ограждений;
• токоведущие провода с нарушенной изоляцией;
• незаземленное оборудование;
• фланцевые соединения труб, если они не имеют защитных кожухов;
• вращающиеся части машин и механизмов;
• неизолированные паровые трубы [8].


Таблица 7 - Химические опасные и вредные производственные факторы:

Вещество и класс опасности	Действие	Средства защиты	ПДК, мг/
Водород фтористый (1 класс опасности)	Сильно раздражает верхние дыхательные пути. В высоких концентрациях вызывает раздражение слизистой оболочки носа, глаз, слезотечение и слюноотделение. Могут развиваться медленно заживающие язвы конъюнктивы, слизистой оболочки носа, десен и рта, гортани, бронхов; кровотечение из носа	Суконная спецодежда, резиновые перчатки, защитные очки, резиновые сапоги, фильтрующий противогаз	0,5 мг/ в пересчёте на HF, чрезвычайно опасное вещество
Кислота серная (2 класс опасности)	Пары раздражают дыхательные пути, кашель, затрудненное дыхание, спазмы голосовых связок, повреждают легкие и вызывают жжение в глазах.	Суконная спецодежда, резиновые перчатки, резиновые сапоги, фильтрующий противогаз	1 мг/ , высокоопасное вещество
Кислота ортофосфорная (2 класс опасности)	Пары вызывают атрофические процессы в слизистой оболочке носа. Он характеризуется кровотечением из носа, сухостью во рту, крошением зубов и прижигающим действием на кожу, вызывающим воспаление.	Суконная спецодежда, резиновые перчатки, защитные очки, резиновые сапоги, фильтрующий противогаз	1 мг/ в пересчёте на фосфорный ангидрид
Кислота кремнефтористоводородная (2 класс опасности)	Пары раздражают верхние дыхательные пути. Контакт кожи с кислотами вызывает ожоги.	Суконная спецодежда, резиновые перчатки, защитные очки, резиновые сапоги, противогаз	0,5 мг/ в пересчёте на HF
Концентрат апатитовый (4 класс опасности )	Пыль от апатитового концентрата при длительном вдыхании может вызвать хроническое заболевание - силикоз. Признаки отравления: кашель, боль в груди, одышка при физической нагрузке.	Суконная спецодежда, защитные очки, респиратор типа "Лепесток"	6 мг/ , малоопасное вещество
Фосфориты (3 класс опасности).	Продолжительное вдыхание фосфоритной пыли может вызвать хроническое заболевание, называемое силикозом. Признаки болезни - кашель, боль в груди, одышка при нагрузке. Вдыхание пыли может вызвать изменения в костной и зубной ткани.	Суконная спецодежда, защитные очки, респиратор типа "Лепесток"	ПДК - 6 мг/ .
Фосфогипс (4 класс опасности)	Фосфатная пыль, содержащая остаточную кислотность, раздражает слизистые оболочки при попадании в глаза. В случае попадания на кожу немедленно промыть большим количеством воды, в случае попадания в глаза добавить большое количество воды и при необходимости обратиться к врачу.	Суконная спецодежда, защитные очки, резиновые перчатки, респиратор типа "Лепесток"	ПДК гипса в воздухе рабочей зоны - 2мг/ (в фосфогипсе более 90% гипса). Малоопасное вещество, пожаровзрывобезопасен. Наиболее токсичными примесями в фосфогипсе являются фтористые соединения, содержащиеся в нём в количестве до 0,25% (в водорастворимой форме)

Неправильная организация работы, несоблюдение технологических инструкций, правил и норм эксплуатации оборудования, нерациональное или плохое освещение рабочего места, загрязнение атмосферного воздуха, наличие вредных паров, газов или пыли, повышенный шум и вибрация могут стать причиной несчастных случаев на производстве и профессиональных заболеваний. Их устранение - главная задача в создании безопасных и комфортных условий труда, что является важнейшим условием повышения производительности труда, снижения уровня несчастных случаев на производстве и заболеваемости.

Под вредным фактором производства понимается фактор, воздействие которого на работающего человека приводит к заболеванию.
Вредными факторами, т.е. факторами, значения которых превышают допустимый уровень, являются температура и шум, вибрации. Коллективными устройствами защиты от шума могут быть защитные, звукоизоляционные и звукопоглощающие устройства, глушители.
Для снижения шума от отдельных источников они должны быть из звукопоглощающего материала, должны быть установлены глушители аэродинамического шума от воздуходувок. Вы должны носить средства защиты слуха или беруши, чтобы защитить свой слух от шума. Из-за механизации многих видов работ в мастерской использование пневмоинструмента приводит к возникновению вибраций [3].

3.2 Охрана окружающей среды

Заводы по производству фосфорной кислоты производят выбросы в атмосферу, токсичные сточные воды и большое количество твердых отходов и пыли.
Основная причина заключается в том, что при производстве фосфорной кислоты, помимо основного продукта, образуются побочные продукты, в основном фосфогипс (влажный и в виде пыли), фтор и его соединения в газообразной и растворенной форме, а также продукты неполного разложения фосфатсодержащих примесей, которые являются еще одним источником отходов.
Выбросы от производства фосфорной кислоты.
На заводах по производству удобрений чаще всего используется мокрая технология, при которой фосфоритные руды выщелачиваются кислотой (например, серной, азотной или соляной). Трифосфат кальция, содержащийся в фосфоритовой руде, реагирует с концентрированной серной кислотой с образованием фосфорной кислоты и сульфата кальция (нерастворимая соль).
Выбросы в результате процесса включают газообразные фториды в виде плавиковой кислоты (HF) и тетрафторида кремния (SiF4), которые выделяются при выщелачивании фосфоритовых руд, которые обычно содержат от 2 до 4% фтора.
Во время разгрузки, хранения, обработки и измельчения фосфоритных руд, которые транспортируются в места хранения и дробления ленточными конвейерами или грузовиками, могут происходить выбросы пыли, содержащей нерастворимые в воде фториды.
Рекомендуемые меры по предотвращению и контролю выбросов включают:
• правильный выбор фосфоритовых руд (с точки зрения качества, содержания F, соотношения и физических свойств), чтобы минимизировать количество кислоты, необходимое для реализации мокрой технологии, снизить выбросы в окружающую среду и повысить возможность повторного использования фосфогипса;
• подбор оптимального размера грохотов и дробилок (например, валковых или цепных дробилок);
• использование закрытых конвейерных лент и внутреннего хранения;
• обеспечение надлежащего ухода (например, регулярная уборка / очистка растений и поверхностей почвы);
• улавливание пыли, образующейся при дроблении фосфоритовых руд, с помощью правильно функционирующих и обслуживаемых текстильных и керамических фильтров и / или циклонов;
• обработка газообразных выбросов фторидов с использованием систем очистки газа (например, газоочистителей, фильтровальных слоев, узлов с перекрестным потоком и скрубберов с циклонной колонной).
Фтор выделяют в виде кремнефтористоводородной кислоты, из которой кремнезем удаляют фильтрацией. Разбавленный раствор кремнефтористоводородной кислоты можно использовать в качестве увлажняющей жидкости в скруббере. Экстракция предлагает дополнительные возможности для снижения выбросов фтора.

Заключение

В результате дипломной работы мною была достигнута поставленная цель, и выполнены все задачи. Был проведено изучение процесса производства экстракционной фосфорной кислоты, путем изучения различной литературы.
Как выяснилось, фосфорная кислота нашла применение во многих отраслях человеческой деятельности. Она часто используется для производства инсектицидов, различных фосфорных удобрений и кормовых добавок.
Около 150 миллионов тонн в год фосфатного сырья потребляется всем миром. Причем, большая его часть применятся при производстве минеральных удобрений, а именно около 85 %.
При производстве фосфорсодержащих удобрения, обычно используют природные фосфаты, которые разлагают с помощью кислот. Для получения именно концентрированных удобрений, лучше всего использовать именно фосфорную кислоту для разложения природных фосфатов, это самый рациональный способ.
По результатам работы определены основные физико-химические свойства, значение и области применения фосфорной кислоты, способы получения фосфорной кислоты, свойства сырья для ее производства.
Было обнаружено, что экстракционный полугидратный способ получения фосфорной кислоты наиболее распространен.
Выявлены достоинства и недостатки технологической схемы производства экстракционной фосфорной кислоты.
В качестве нового технологического решения было решено произвести изготовление и монтаж нового форреактора, двух новых дозаторов группового насоса и реконструкцию вакуум-выпарной установки с заменой графитового теплообменника и трубчатки поверхностного конденсата.

Экономический эффект при проведении модернизации составит 59,5 %.

Помимо этого, были рассчитаны материальный и тепловой балансы процесса производства экстракционной фосфорной кислоты, производительностью 70 т/сут.

Список литературы

1. Абалонин Б. Е. Основы химических производств: учеб. / Б. Е. Абалонин, И. М. Кузнецова, X. Э. Харламниди. - М.: Химия. - 2001. - 472 с.
2. Балабеков О. С. Очистка газов в химической промышленности. Процессы и аппараты / О. С. Балабеков, Л. Ш. Балтабаев. - М.: Химия. - 1991. - 256 с.
3. Бобков А.С. Охрана труда и экологическая безопасность в химической промышленности: Учебник для вузов / А.С. Бобков, А, А. Блинов, И.А. Роздин, Е.И. Хабарова - М.: Химия, 1997. - 400с
4. Иовенко Э.Н. Справочник по охране труда и технике безопасности в химической промышленности. Общие положения, устройство и содержание промышленных предприятий / Э.Н, Иовенко и др.- М., "Химия", 1971. - 511 с.
5. Кафаров В. В. Принципы создания безотходных химических производств / В. В. Кафаров. - М.: Химия. - 1982. - 288 с.
6. Кнунянц И. Л. Химическая энциклопедия / И. Л. Кнунянц т. 5. - М.: Советская энциклопедия. – 1988. – 671с.
7. Копылев Б. А. Технология экстракционной фосфорной кислоты / Б. А. Копылев и др. - М.: Химия, 1989. – 460с.
8. Кукин П.П. БЖД. Безопасность технологических процессов: Учеб. пособие для вузов / П.П. Кукин, В.Л. Лапин, Е.А. Подгорных и др. - М.: Высш. шк., 1999. - 318с.;
9. Маринина Л.К. Безопасность труда в химической промышленности: учебное пособие для вузов / Л.К. Маринина, А.Я. Васин, Н.И. Торопов и др.; Под ред. Л.К. Марининой. - Москва: ИЦ "Академия", 2006. - 526 с.
10. Мухленов И. П. Основы химической технологии / И. П. Мухленов– М.: «Высшая школа», 1991 г.
11. Наркевич И. П. Утилизация и ликвидация отходов в технологии неорганических веществ / И. П. Наркевич– М.: Химия, 1984 г.
12. «Общая химическая технология и основы промышленной экологии». Под ред. Ксензенко. – М.: «КолосС», 2003г.
13. Позин М.Е. Физико-химические основы неорганической технологии / М.Е. Позин Р.Ю. Зинюк - Л.: Химия, 1985 г.
14. Соколов Р. С. Химическая технология: учеб. пособие для вузов / Р.С. Соколов т. 1. -М.: Владос-пресс. -2000. -516 с.
15. Торочешников Н.С. Техника защиты окружающей среды / Н.С. Торочешников, А.И.Родионов, Н.В. Кельцев, В.Н. Клушин - М.: Химия, 1981 г.