Производство минеральных удобрений продиктовано двумя основными факторами. Это, с одной стороны, стремительный рост населения планеты, а с другой, ограниченные земельные ресурсы, пригодные для выращивания культур сельскохозяйственного назначения. Кроме того, пригодные для земледелия почвы стали истощаться, а естественный способ их восстановления требует слишком продолжительного промежутка времени.
Вопрос сокращения сроков и ускорения процесса восстановления плодородия земли, был решен благодаря открытиям в области неорганической химии. И ответом стало производство минеральных добавок. Для чего уже в 1842 году в Великобритании, а в 1868 и в России, создаются предприятия по их промышленному производству. Были произведены первые фосфатные удобрения.
Удобрениями называют вещества, которые содержат необходимые питательные элементы для растений. Существуют органические и неорганические удобрения. Различие между ними не только в способе их получения, но и в том, как быстро они, после внесения в почву, начинают выполнять свои функции – питать растения. Неорганические не проходят стадии разложения и потому начинают исполнять это гораздо быстрее.
Неорганические соединения солей, произведенные в промышленных условиях химической отраслью хозяйства, называют минеральными удобрениями.
Виды и типы минеральных составов
В соответствии от состава эти соединения бывают простые и комплексные.
Как видно из названия, простые содержат один элемент (азот или фосфор), а комплексные два и более. Комплексные минеральные удобрения подразделяют еще на смешанные, сложные и сложно-смешанные.
Неорганические удобрения отличают по компоненту, являющемуся основным в соединении: азотные, фосфорные, калиевые, сложные.
Роль производства
Производство минеральных удобрений имеет существенную долю в химической промышленности России, а около тридцати процентов приходится на экспорт.
Более тридцати специализированных предприятий производят около 7% мирового выпуска удобрений.
Занять такое место на мировом рынке, выстоять в период кризиса и продолжать выпускать конкурентоспособную продукцию стало возможно благодаря достаточно современному оборудованию и технологиям.
Наличие природного сырья, прежде всего газа и калийсодержащих руд, обеспечило до 70% поставок на экспорт, наиболее востребованных за рубежом калийных удобрений.
В настоящее время в России производство минеральных удобрений несколько уменьшилось. Тем не менее, по выпуску и экспортированию азотных составов российские предприятия занимают первое место в мире, фосфатных – второе, калийных – пятое.
География размещения производств
Уважаемые посетители, сохраните эту статью в социальных сетях. Мы публикуем очень полезные статьи, которые помогут Вам в вашем деле. Поделитесь! Жмите!
Крупнейшие российские производители
Основные тенденции
В последние несколько лет в России наблюдается значительное снижение производственных объемов в основном калийных составов.
Это происходит в связи с падением спроса на внутреннем рынке страны. Покупательная способность сельскохозяйственных предприятий и частных потребителей существенно снизилась. А цены, в первую очередь, на фосфорные удобрения, постоянно растут. Тем не менее, основную долю, производимых составов (90%) общего объема, Российская Федерация экспортирует.
Крупнейшими внешними рынками сбыта традиционно являются страны Латинской Америки и Китай.
Государственная поддержка и экспортная направленность этой подотрасли химической промышленности вселяет оптимизм. Мировая экономика требует интенсификации земледелий, а это невозможно без минеральных удобрений и увеличения объемов их производства.
И немного о секретах...
Вы когда-нибудь испытывали невыносимые боли в суставах? И Вы не понаслышке знаете, что такое:
- невозможность легко и комфортно передвигаться;
- дискомфорт при подъемах и спусках по лестнице;
- неприятный хруст, щелканье не по собственному желанию;
- боль во время или после физических упражнений;
- воспаление в области суставов и припухлости;
- беспричинные и порой невыносимые ноющие боли в суставах...
А теперь ответьте на вопрос: вас это устраивает? Разве такую боль можно терпеть? А сколько денег вы уже "слили" на неэффективное лечение? Правильно - пора с этим кончать! Согласны? Именно поэтому мы решили опубликовать эксклюзивное интервью с профессором Дикулем , в котором он раскрыл секреты избавления от болей в суставах, артритов и артрозов.
Видео — ОАО «Минеральные Удобрения»
Этот отрасль середины ХХ века, также как и цветная промышленность, она молодая, несмотря на то, что в России жили выдающиеся люди: Менделеев(неорган. химия) и Бутлеров (орган. химия). Отрасль НТП.
Для общества необходима химизация экономики – разработка и внедрение, использование химич. технологий, широкое использование химич. материалов.
Состав отрасли:
1) горная химия (соли)
2) основная химия (кислоты, щёлочи, мин. удобрения и т.д.)
3) промышленность органического синтеза (получение полупродуктов для получения полимеров): а) производство полимеров (синтетических смол, каучук, пластмассы, химические волокна); б) отрасли по переработки полимерных материалов
4) тонкая химия (произ-во красителей, формацевтическая промыш-ность)
Особенности химической промышленности:
1. химия не знает отходов (сырьевая база неограниченна, используется также нефть, газ, уголь; использует биологические ресурсы; использует воду и воздух; использует отходы от других отраслей)
2. из одного и того же сырья вырабатываются разные продукты
3. утилизация отходов
Факторы химической промышленности:
1. сырьевой фактор важен лишь для некоторых отраслей: производство синтетических смол, соды, калийных удобрений
2. топливно-энергетический фактор (произ-во волокон, пластмасс)
3. водоемкость (потребление воды в химии превосходит в 25%, чем в металлургии)
Промышленность автоматизирована.
Размещение крайне неравномерно: сырьё для химии полимеров на Востоке, а производство на Западе.
Отрасли химии:
I.горная химия : - добыча химического сырья.
Хибинские горы (Мурманска обл., г. Кировск) – гигантское скопление 3-х видов сырья: апатиты, нефелины, фосфориты.
Месторождение фосфоритов: Ленинградская обл. (Кингисепп);
Брянская обл.,
Московская обл.,
Курская обл.,
Кемеровской обл. (Белкенское месторождение, Таштагольский район),
Республика Саха (Селигдарское месторождение)
Месторождение калийных солей: Пермский край
1 место по запасам калийных солей – Белоруссия
2 место по запасам калийных солей – Украина
Месторождение поваренной соли:
· Астраханская обл. (оз. Баскунчак – гигантское скопление, на 400 лет ресурсообеспеченность),
· Волгоградская обл. (оз. Эльтон),
· Иркутская обл. (г. Усолье-Сибирское),
· Оренбургская обл. (оз. Илецкое – Соль-Илецк)
Месторождение серы : Дагестан, Самарская обл.
II. основная химия:
Производство минеральных удобрений:
1. фосфатные
2. калийные
3. азотные
В большей степени используются азотные удобрения 40%, калийные чуть меньше 40 %, фосфатные – остальное.
Россия занимает 3ье место по производству минеральных удобрений (уступая Китаю, США). Самая экспортная отрасль.
1. грязное производство
2. есть условия для развития
В РФ удобряется лишь 30%.
Вносим на га – 12-15кг (Китай-257кг; Германия-225кг; Франция-217кг; США-103кг.)
Приволжский ФО – отрасль специализации (все 3 вида)
Сев.-Зап. ФО – специализация на фосфатные удобрения + произ-ят азотные
Центральный ФО – произ-во азотных, фосфатных.
В остальных мало. На Дальнем Востоке НЕТ.
Калийные удобрения: материалоёмкое, образовано там, где залегают калийные соли, т.е. в Пермском крае в г. Соликамск и г. Березники
Фосфатные удобрения:
1) фосфатная мука (чистое вещество менее 20%; делают, где залегают фосфориты) – Ленинградская, Брянская, Московская, Курская обл.;
2) суперфосфат (улучшенный фосфат удобрения до 40% чистого вещества)
3) двойной суперфосфат (до 50 % чистого вещества; где есть отходы и произ-ся серная кислота)
Для получения суперфосфата и двойного суперфосфата используется серная кислота
Производство фосфатных удобрений сосредоточено в Северо-Западном ф.о. и на Урале: там где называли соли.
Суперфосфат: Приволжский ФО : Самарская обл. (Тольятти), Саратовская обл. (Балаково), Пермь, Башкирия (Мелиуз);
Северо-Западный Ф.О .: Ленинградская обл. (Волхов), Кольский п-ов(Мурманская обл.) Кингесепп;
Центральный ФО : Московская обл. (Воскресенск), Брянская обл., Курская обл (г.Щегры).
Перспективы: Южная Якутия (Селегдарское), КО (Белкинское)
Азотные удобрения:
1) производство из коксового газа: располагается рядом с комбинатами чёрной металлургии полного цикла: Вологодская обл.(Череповец) – Северсталь; Кемеровская обл. – Азот; Магнитогорск; Новолипецкий метал. комбинат.
2) производство из природного газа: 1)там, где добывается: Ставропольский край (Южный ФО) – Невинномысск;
располагается по трассам газопроводов:
Московская обл. (Воскресенск);
Смоленская обл. (Дорогобуж);
Новгородская обл. (Великий Новгород)
Пермский край
Респ. Башкоркостан
3) производство из отходов нефтепереработки: Тольятти (Самарская обл.), Ангарск (Иркутская обл.)
4) из воды и воздуха: Узбекистан
Состав лесопромышленного комплекса и факторы размещения отдельных производств комплекса по территории России. Крупнейшие районы лесозаготовок, центры деревопереработки и целлюлозно-бумажной промышленности. Место России по развитию комплекса среди стран мира. Крупнейшие корпорации.
Включает:
1) введение лесного хозяйства (АПК)
2) лесозаготовка
3) механическая переработка древесины: а) целлюлозно-бумажная; б) лесохимия
Для России – это самая старая отрасль промышленности. Она уже в 17-18 веках начала развиваться
Причины развития:
1) много сырья (леса)
2) располагается во всех регионах страны
3) возрастание потребности в древесине
45 % территории страны заняты лесом: на каждого человека приходится 5 гектаров леса.
Размещена следующим образом:
1) площади покрытые лесами: Дальневосточный – Сибирский ФО, ?Поволжье?, Северо-Западный ФО – Урал;
2) по запасам леса: Сибирский ФО – Дальний Восток – ?Поволжье? – Северный район – Урал
Все ресурсы леса объединены в Единый государственный лесной фонд. В нём все леса по значимости и целевому назначению делятся:
1. 68% - леса пригодные для эксплуатационных разработок для удовлетворения потребностей страны: а) освоенные (интенсивные разработки); б) неосвоенные; в) резервные
2. 8% - леса, в которых использование лесных запасов ограничена особыми законами
3. 24% - леса заповедников; леса расположенные в курортных зонах; лесозащитные полосы вдоль ж/д. и шоссейных, а также водоохранительные территории – их нельзя вырубать.
1. Лесозаготовительная отрасль: потери составляют до 25 % при транспортировке леса.
Входит: заготовка древесины; добыча живицы(сока)(делают канифоль и скипидар); транспортировка леса до центра переработки. Вывозят с помощью трелёвочных тракторов. Крупным центром трелёвочных тракторов – Петрозаводск
По рекам:
1) сплав россыпью – молевой сплав леса
2) сплав с помощью плотов.
Главные районы лесозаготовок:
1 место занимает Северо-Западный Ф.О. (Архангельская обл., Коми, вологодская обл.);
2 место принадлежит Сибирскому Ф.О. (транспортировка через Транссиб., Красноярский край);
3 место Уральский Ф.О. и Приволжский ФО (Свердловская и Пермская области – лесозаготовка является специализацией).
2. Механическая переработка древесины:
Входит: лесопиление и производство пиломатериалов; стандартное домостроение; производство строительных деталей; мебельное производство; производство спичек, фанеры; производство спортивного инвентаря и др.
Крупные районы лесопиления и деревообработки : Северный, Волго-Вятский, Центральный
3. Целлюлозно-бумажная промышленность: самая сложная отрасль, её рассматривают как механическая и химическая переработка древесины. По этой отрасли России не входит даже в 10 стран мира.
Проблемы:
Увеличение объёма и номенклатуры
Техническое перевооружение предприятий
Целлюлозно-бумажная промышленность нуждается: в сырье; электроэнергии и материалов
Главные районы (места) :
1. Северо-Западный Ф.О.: (¼ всей производимой бумаги) в Карелии (Сегежа, Кондопога); в Архангельской обл. (Соломбальский комбинат, Новодвинский); в Коми (Сыктывкар); в Ленинградской обл. (Светогорск)
2. Приволжский Ф.О.: 1) Волго-Вятский район – Нижегородская обл. (Правдинск, Балахона); Марийская республика (Волжск); 2) Пермская область (Пермь, Красновишерск, Краснокамск – обеспечивает Воткинска ГРЭС)
3. Уральский Ф.О.: север Свердловской обл. (Краснотурьинск, Красноуральск, Нов. Ляля)
4. Сибирский Ф.О.: г. Усть-Илимск (Палм-Илимск – крупное предприятие), в Братске, в Селенгинском – комбинат, Байкальский около Иркутска.
5. Дальневосточный Ф. О.: Амурск (Хабаровский край) и на о. Сахалин (Углегорск)
Для лесного комплекса характерно образование ЛПК – это объединение на одном предприятии всех стадий лесного комплекса. Самые крупные ЛПК совпадает с целлюлозно-бумажной промышленности: Палм-Илимск, Братск, Енесейск, в Томской области в г. Асино, в Архангельске и Сыктывкаре.
Достоинства: никаких отходов;
Недостаток: вокруг ЛПК образуется мёртвая зона
Понятие «агропромышленный комплекс» (АПК) и его значение в ЕНХК. Состав АПК. Оценка уровня развития звеньев АПК в России. Проблема интенсификации отраслей комплекса. Выделить районы высокого развития АПК.
АПК – межотраслевой комплекс, назначение α – обеспечить население страны продуктами питания по научно-технологическим нормам и дать сырье д/легкой и пищевой промышленности.
АПК объединяет множество отраслей с/х и промышленности, рассматривает как единое целое, объединенное производственными, экономическими и организационными связями.
Состав АПК :
1) произ-во средств производства д/всех звеньев АПК (с/х МС, холодильные установки, весовые агрегаты, минеральные удобрения)
2) само с/х, α включает личные подсобные хоз-ва граждан, лесное и рыбное (в реках и прудах) хоз-ва, основные - растеневодство и животноводство.
3) Заготовка, хранение, переработка, доведение до потребления и т.д.
4) Инфраструктура АПК: жилье, склады, лаборатории, научно-исследовательские институты, оросительные системы.
В совокупности в АПК занято более ½ трудовых ресурсов страны. Продукция самая востребованная.
Проблемы (интенсификации ):
Обеспечить население продуктами питания (много завозим из-за рубежа: 40% - говядины и т.д.)
60-70 место по структуре потребления в мире
Уровень развития звеньев:
Разбалансированность звеньев АПК (отсутствие согласованности цен на с/х и промышлен. продукцию)
Низкая производительность труда в с/х из-за слабой механизации, дороговизны минерал. ресурсов.
В с/х в РФ занято 11% трудовых ресурсов, А в развитых странах – 3-5%.
Неразвитость инфраструктуры на селе, особенно рыночной
Сложность жизни на селе.
Высокий уровень развития АПК (отрасль специализации):
ü ЦФО (+черноземные р-ны)
ü ПФО (+р-ны Волги)
Отраслевая структура с/х. Влияние природных и социально-экономических условий на дифференциацию сельского хозяйства. Характеристика земельного фонда. Различия по Ф.О. Схема размещения с/х поиз-ва по Й. Тюнену.
Структура с/х:
ü Растениеводство
Зерновое хоз-во (произ-во зерновых культур)
Произ-во технических культур
ü Животноводство
Природные факторы
Качество земельных угодий
Продолжительность вегетационного периода (развития растения) около 100-180 дней, в зависим. от этого определяется вид, сорт.
Суммарная солнечная радиация
Характер увлажнения и обеспеченность водными ресурсами
Топография местности
Вероятность повторения природных неблагоприятных явлений
Факторы влияют на виды с/х продукции, урожайность, затраты.
Социально-экономический факторы , оказывающие влияние на развитие АПК:
Кол-во трудовых ресурсов
Близость рынков сбыта
Пути сообщения
Паретет цен (соотношение цен на промышлен. и с/х продукцию)
Организация труда
Сезонность труда в с/х
В целом хорошо обеспечены земельными угодьями (на душу населения – 1,2 га; пашней – 0,8 га). Выглядим хуже, чем США, Канада, но лучше, чем Германия.
Земельные угодья – все земли, α заняты любым видом с/х.
От общей площади страны занято 13% территории, из них пашней = 8%.
Проблемы :
1) Не имеем возможности развития экстенсивного вида хоз-ва.
2) Слабо ведется мелиорация – система мероприятий, направленная на улучшение земельных угодий. Бывает:
Физическая (освобождение от кустарников)
Биологическая (защитные полосы полей)
Химическая (удобрение)
Рыночная теория Йогана Тюнена (немец. экономист):
В 1826 г. вывел особенности размещения с/х земель в зависимости от расположения их к рынкам сбыта продукции.
Анализировал цену на хлеб, ее влияние на землю, налоги.
Предлагал вокруг города размещать с/х кругами – «Концентрированные круги Тюнена»:
1 конц. круг – интенсивное молочное животноводство; огородничество, садоводство – пригородное с/х.
2 к.к. – лесное хоз-во (чтобы дать «легкие» городу)
3 к.к. – интенсивное полеводство (технические культуры), выгонное скотоводство
4 к.к. – экстенсивное зерновое хоз-во
5 к.к. – трехпольная система земледелия (правильный агро-химический севооборот)
6 к.к. – экстенсивное скотоводство (овцеводство)
7 к.к. – пустошь
Особенность: Весь процесс воспроизводства в с/х опосредован природными факторами (биологическими законами)
Характеристика основных районов России по производству зерна и технических культур (валовой сбор, урожайность, сравнительная оценка трудовых затрат на производство продукции). Выделить ФО с высоким уровнем развития растениеводства.
Включает : произ-во зерновых культур, технических культур, кормовых, овоще-бакчевых, сады и виноградники.
Зерновое хоз-во (пшеница, ячмень, овес, просо и т.д.):
Занято более ½ пахотных культур.
Зерновая проблема не решена: необходимо произ-дить 1 т. зерна на чел, а РФ в среднем приоз-дит 500 кг.
Озимая пшеница - сеется осенью, убирается летом.
Яровая пшеница – сеется весной, убирается осенью.
Правое побережье Волги – озимая, левое – яровая.
Районы произ-ва зерна (житницы):
1 место – ЮФО (Ростовская обл., Краснодарский край, Ставропольский край, волгоградская обл.)
2 место – ПФО (Оренбургская обл., Саратовская обл., Башкирия и Татарсан Респ., Пензинская, ульяновская обл. Исключение: северные области)
3 место – СФО (Омская обл., Новосибирская обл., Алтайский край – 3основных региона)
4 место – ЦФО (р-н черноземного центра: Липецкая, Белгородская, Курская, Воронежская, Тамбовская обл. и т.д. – т.е. все, что к югу от Московской обл.)
Удельный вес с/х продукции:
1 место – ПФО = более 25% всей с/х продукции = около 14% занятых трудовых ресурсов в с/х
2 место – ЦФО = 22% = 10%
3 место – ЮФО = 21% = 21,5%
4 место – СФО =16% =12%
По стоимости произведенной с/х продукции:
1 место – ЮФО (т.к. производит чай и т.д.)
2 место – ПФО
3 место – ЦФО
4 место - СФО
Себестоимость зерна разная: разница в 2 раза.
Технические культуры – те, α дают сырье д/переработки в пищевую и легкую промышленность (лен-долгунец, сахарная свекла, подсолнечник) – занято 11% земель.
Особенности:
1) Требовательны к почвенно-климатическим условиям
2) Трудоемкие
3) Очень материалоемкие (требуют минерал. удобрения, особую технику)
Лен-долгунец . возделывается на территории старых рай-ов.
Требует: подзолистые почвы, влажное, туманное, прохладное лето.
Р-ны возделывания: Ленинград. обл., Псковская, Новгородская, Кастромская, Нижегородская, Чувашия, Марий-Эл. (ЦФО, С-ЗФО, ПФО)
Сахарная свекла – корнеплод.
Требует: тучный чернозем, жаркое, солнечное лето.
Р-ны возделывания:
1)Центрально-черноземный р-н: Белгородская, Тамбовская, Липецкая, Курская, Воронежская обл.;
Современное сельское хозяйство невозможно представить без активного использования минеральных удобрений. Благодаря им сельхозпредприятия получают сегодня высокие урожаи, которых достаточно, чтобы прокормить постоянно урбанизирующийся мир. Можно с уверенностью говорить о том, что без минеральных удобрений продукты питания стоили бы значительно дороже, а их нехватка была бы серьезным фактором сдерживания для роста человеческой популяции. Именно поэтому производство минеральных удобрений является важной отраслью отечественной экономики.
Что такое минеральные удобрения?
Минеральными удобрениями называют неорганические вещества, используемые для подкормки сельскохозяйственных растений, ускорения их роста.
Питательные вещества, содержащиеся в таких удобрениях, имеют вид минеральных солей. В простых удобрениях есть только один элемент, например, только фосфор. Комплексные удобрения имеют в своем составе не менее двух таких элементов.
Все неорганические удобрения подразделяются на фосфорные, азотные, калиевые, сложные и микроудобрения. Их получают путем сложных химических и физических реакций на предприятиях химической промышленности. Это могут быть как крупные производственные комплексы, на которых работают десятки тысяч рабочих, так и относительно небольшие цеха на несколько десятков или сотен специалистов.
Зачем нужны минеральные удобрения?
В почве изначально содержится некоторое количество всех необходимых растениям веществ. Однако их концентрация почти всегда крайне невысока и не сбалансирована. Иными словами, растениям всегда не хватает одного или нескольких микроэлементов, поэтому развитие происходит медленнее.
Покрывая дефицит питательных веществ в почве, мы получаем возможность значительно ускорить рост растений, позволяя им раскрыть весь свой потенциал, а не малую его часть. В современном сельском хозяйстве применение удобрений является обязательным агротехническим приемом. Благодаря ему фермеры могут получать более высокие урожаи с меньшей площади пашни. При этом прогресс не стоит на месте и производство новых минеральных удобрений, всё более совершенных и эффективных, продолжается постоянно.
Необходимость в использовании удобрений объясняется несколькими ключевыми факторами:
- Демографический. На фоне быстрого роста населения в последние два века, площадь пригодной для обработки земли осталась неизменной. Чтобы прокормить растущее население при ограниченных земельных ресурсах, необходимо повышать урожайность.
- Экологический. В процессе выращивания культурных растений неизбежно происходит истощение земли, поскольку люди забирают урожай себе, и он не возвращается обратно в землю в качестве природного удобрения. Единственный способ поддерживать и даже увеличивать плодородность почвы - это искусственное внесение удобрений.
- Экономический. С точки зрения производственных затрат сельхозпредприятиям выгоднее повышать плодородность почвы и собирать высокие урожаи на малой площади, чем обрабатывать огромные площади, собирая скудный урожай. Иными словами, даже с учетом затрат на удобрения собрать 10 тонн продукции с одного гектара - это всегда выгоднее, чем 10 тонн с 10 гектар.
Использование удобрений стало логичным шагом в развитии интенсивного сельского хозяйства. Практика применения органических удобрений, в первую очередь навоза, насчитывает многие тысячи лет. С развитием химии люди стали задумываться о возможностях использования неорганических удобрений, поскольку они более эффективны. Первое предприятие по производству минеральных удобрений открылось в Англии в первой половине XIX века. Вскоре использование агрохимии стало повсеместным.
Главным преимуществом минеральных удобрений перед органическими является их более высокая эффективность. Поскольку минералы находятся в уже готовой для питания растений форме и после попадания в почву не нуждаются в прохождении стадии разложения, они начинают действовать существенно быстрее.
Производство минеральных удобрений в России
Получение удобрений является одним из важнейших направлений отечественной химической промышленности. Российские химкомбинаты не только полностью обеспечивают внутренние потребности страны в данной продукции, но и активно экспортируют ее за рубеж. Согласно данным статистики, более 80% производимых в России минеральных удобрений отправляется на экспорт.
Сегодня в нашей стране работает более трех десятков крупных и химкобинатов и десятки мелких цехов, совокупно выпускающих около 20 млн. тонн удобрений в год, что составляет около 7% мирового производства. Столь высокие показатели в мировом масштабе объясняются главным образом тем, что Россия располагает большими запасами сырья, из которого производятся минеральные удобрения - калийных руд, природного газа, кокса и др.
География расположения предприятий, специализирующихся на данном виде производства, основана на близости источников сырья. Например, сырье для производства минеральных удобрений азотной группы - это аммиак. Его получают в основном из кокса. Долгое время выпуском этих удобрений занимались специализированные подразделения металлургических предприятий. Центрами такого производства являются города Челябинск, Кемерово, Липецк, Магнитогорск и др.
Развитие технологий позволило освоить еще один вид аммиачного сырья - природный газ. Сегодня заводы, работающие по этой технологии, уже не привязаны к центрам добычи и могут располагаться просто вблизи от крупных газопроводов.
Существует технология производства минеральных удобрений азотной группы, которая использует в качестве сырья отходы нефтепереработки. Такие комбинаты работают в Ангарске и Салавате.
При получении фосфорных соединений предприятия не так сильно привязаны к сырьевой базе. А с учетом того, что фосфаты в России добывают в основном в Заполярье, расположение предприятий вдали от мест добычи оправдано вдвойне: проще перевезти сырье в густозаселенные регионы, чем строить завод и жилье для рабочих на крайнем севере. Основные мощности по выпуску удобрений фосфатной группы сосредоточены гораздо южнее.
Впрочем, эти удобрения продают также и металлургические предприятия, использующие в качестве сырья собственные технологические газы. Одним из крупнейших производителей этого типа является город Красноуральск.
Свое предприятие по производству минеральных удобрений
Долгое время производство минеральных удобрений в России было возможно только на крупных предприятиях-гигантах. Постоянное совершенствование технологий в химической промышленности изменило ситуацию. Сегодня создание относительно небольшого цеха по выпуску неорганических удобрений под силу даже частным лицам. Однако следует учесть несколько ключевых моментов:
- Это достаточно сложный вид производства, который потребует не только закупки сложного и дорогостоящего оборудования, но и найма высококвалифицированных специалистов.
- Потребуется пройти девять кругов ада, чтобы получить все необходимые разрешения и согласования от государства. За предприятиями химической промышленности контроль довольно строгий.
- Объем инвестиций в открытие даже относительно небольшого завода (или даже цеха) будет исчисляться десятками миллионов рублей.
Также следует отметить, что малое предприятие по производству удобрений может освоить лишь некоторые наиболее простые вещества. Технология производства сложных минеральных удобрений по-прежнему по зубам лишь крупным промышленным комплексам, о создании которых говорить здесь нет никакого смысла.
Сегодня на рынке оборудования достаточно много предложений как от отечественных, так и от зарубежных производителей. Примечательно, что отечественные производственные линии для малых предприятий по производству удобрений практически ничем не уступают западным аналогам. В этой связи нет острой необходимости с самого начала покупать более дорогое импортное оборудование для производства минеральных удобрений. Наоборот, отечественные машины даже более приспособлены к российскому сырью, с которым и придется работать в конечном итоге.
Важной составляющей успеха при открытии собственного завода минеральных удобрений является поиск поставщиков сырья. Это достаточно специфическая продукция, которую не так-то легко приобрести. Следует заранее изучить этот вопрос и проанализировать все возможные варианты. Разумнее всего открывать подобный бизнес рядом с производителями сырья.
Во многих странах сельскохозяйственная отрасль испытывает недостаток земельных ресурсов – из-за огромных темпов роста аграрной промышленности и истощения земледельческих угодий. Поддерживать плодородие почв естественным способом удается далеко не всегда – для накопления питательных веществ земля нуждается в длительном отдыхе. Решением проблемы является искусственное удобрение грунтов химическими элементами, необходимыми для полноценного развития растений. В нашей стране этот метод применяется с конца XIX века, когда производство минеральных удобрений в России (подкормок на основе фосфора) приобрело промышленные масштабы.
До развития химической промышленности фермеры использовали навоз, золу, компост и другую органику, на основе которой производятся современные . Внесение таких подкормок требовало значительных трудозатрат, а питание растений начиналось только после разложения органических веществ. Применение составов с быстроусвояемыми элементами сразу дало видимый результат – урожайность сельскохозяйственных культур существенно повысилась. Положительный эффект от химических подкормок подвигнул ученых на активные исследования, которые выявили основные вещества для полноценного развития растений – азот, калий и фосфор. В итоге производство минеральных удобрений в России (и в других странах мира) сосредоточилось именно в этих направлениях.
Мировая роль России в производстве химических подкормок
На сегмент минеральных удобрений приходится существенная доля отечественного химического комплекса. Градация объемов выпуска основных видов подкормок не меняется уже много лет и выглядит следующим образом: азотные удобрения – 49%, калиевые – 33%, фосфатные – 18%. Примерно третья часть от всех выпускаемых подкормок идет на экспорт, что составляет около 7% мирового рынка. Даже в условиях кризиса наша страна сохраняет стабильные позиции, что объясняется не только большими запасами природного сырья, но и современной производственно-технологической базой. В настоящий момент Россия входит в тройку мировых экспортеров и удовлетворяет спрос многих стран на азотные, калийные и . Среди основных потребителей отечественных подкормок традиционно выделяется Китай и латиноамериканские страны.
Крупнейшие отечественные производители удобрений
- Азот. Центры производства азотных удобрений – это Ставропольский край и Тульская область. В этих регионах находятся два крупных предприятия – «Невинномысский Азот» и НАК «Азот», основным продуктом которых являются .
- Калий . Центр производства калийных удобрений – Урал. Здесь также лидируют две компании – «Уралкалий» (г. Березники) и «Сильвинит» (г. Соликамск). Выпуск калийных удобрений именно на Урале неслучаен – заводы сосредоточены вокруг Верхнекамского месторождения калийсодержащих руд, что существенно удешевляет конечную стоимость подкормок.
- Фосфор . Удобрения на основе фосфора выпускают около 15 российских химических заводов. Наиболее крупные – «Воскресенские минеральные удобрения» и «Акрон» – находятся в Великом Новгороде. Нужно отметить, что эти предприятия являются наиболее рентабельными – их промышленный потенциал задействован на 80%, тогда как другие компании работают лишь вполовину имеющихся мощностей.
Несмотря на общую стабильность, производство минеральных удобрений в России не избежало негативного влияния кризиса, особенно в калийном секторе. Проблемы связаны с падающим спросом внутри страны – из-за снижения покупательской способности крупных агропромышленных комплексов. Ситуацию спасает экспортная ориентация калийной подотрасли – до 90% продукции активно раскупается другими странами. Кроме того, предприятия поддерживаются государством – правительство РФ имеет оптимистичный настрой, ведь развитие мировой экономики стимулирует рост земледелия и поддерживает стабильный спрос на минеральные удобрения. В такой ситуации наша страна с богатыми рудными/газовыми месторождения и отлаженным производством имеет все шансы стать мировым лидером по объемам выпуска и реализации химических подкормок.
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Санкт-Петербургский государственный
инженерно-экономический университет»
Кафедра экономики и менеджмента в нефтегазохимической комплексе
Контрольная работа по дисциплине
Выполнила Ерёмина Алёна
Санкт-Петербург 2016
- Введение
- 1. Производство минеральных удобрений
- 1.1 Производство суперфосфата
- 1.2 Производство аммиачной селитры
- 1.3 Производство карбамида
- 2. Проблемы, связанные с использованием минеральных удобрений
- 2.1 Химическое загрязнение почв
- 2.2 Загрязнение окружающей среды
- 2.3 Накопление тяжелых металлов
- 2.4 Выпадение кислотных дождей
- 3. Пути достижения целей
- 4. Охрана окружающей среды при производстве удобрений
- 5. Мероприятия по достижению генеральной цели
- Список литературы
- Задание
Введение
Минеральными удобрениями называют соли, содержащие элементы, необходимые для питания растений и вносимые в почву для получения высоких и устойчивых урожаев. Минеральные удобрения являются одним из важнейших видов продукции химической промышленности. Рост численности населения выдвигает перед всеми странами мира одну и ту же проблему - умелое управление способностью природы воспроизводить жизненные ресурсы и прежде всего продовольственные. Задача расширенного воспроизводства продуктов питания уже давно решается применением в сельском хозяйстве минеральных удобрений. Научными прогнозами и перспективными планами предусматривается дальнейшее увеличение мирового выпуска минеральных и органоминеральных удобрений, удобрений с регулируемым сроком действия.
Производство минеральных удобрений - одна из важнейших подотраслей химической промышленности, его объем во всем мире составляет более 100млн. т в год. В наибольших количествах вырабатывают и потребляют соединения натрия, фосфора, калия, азота, алюминия, железа, меди, серы, хлора, фтора, хрома, бария и др.
1. Производство минеральных удобрений
1.1 Производство суперфосфата
Химическая промышленность выпускает простой и двойной суперфосфаты. Простой суперфосфат - самое распространенное фосфорное удобрение. Он представляет собой порошок (или гранулы) серого цвета, содержащий в основном монофосфат кальция Са(Н2РО4)2*Н2О и сульфат кальция СаSO4*0,5Н2О. В состав суперфосфата входят примеси: фосфаты железа и алюминия, кремнезем, а также фосфорная кислота. Сущность производства суперфосфата состоит в разложении природных фосфатов серной кислотой. Процесс получения суперфосфата при взаимодействии серной кислоты с кальцийфторапатитом является многофазным гетерогенным процессом, протекающим в основном в диффузионной области. Этот процесс можно условно разбить на два этапа. Первый этап - это диффузия серной кислоты к частицам апатита, сопровождаемая быстрой химической реакцией на поверхности частиц, которая идет до полного израсходования кислоты, и кристаллизация сульфата кальция:
Ca 5 F(PO 4) 3 + 5H 2 SO 4 +2,5H 2 O=5(CaSO 4 *0,5H 2 O)+H 3 PO 4 +HF+Q (а)
Второй этап - диффузия образовавшейся фосфорной кислоты в порах неразложившихся частиц апатита, сопровождаемая реакцией
Ca 5 F(PO 4) 3 +7H 3 PO 4 +5H 2 O=5Ca(H 3 PO 4) 2 *H 2 O+HF+Q (б)
Образующийся монокальцийфосфат находится сначала в растворе, при перенасыщении которого начинает кристаллизоваться. Реакция (а) начинается сразу же после смещения и заканчивается в реакционной суперфосфатной камере в течении 20-40 мин в период схватывания и затвердения суперфосфатной массы, которые происходят за счет сравнительно быстрой кристаллизации малорастворимого сульфата кальция и перекристаллизации полугидрата в ангидрит по уравнению реакции
2CaSO 4 *0,5H 2 O=2CaSO 4 +H 2 O
Последующая стадия процесса - созревание суперфосфата, т.е. образование и кристаллизация монокальцийфосфата, происходит медленно и заканчивается лишь на складе (дозревание) при вылеживание суперфосфата в течение 6-25сут. Малая скорость этой стадии объясняется замедленной диффузией фосфорной кислоты через образовавшуюся корку монокальцийфосфата, покрывающую зерна апатита, и крайне медленной кристаллизацией новой твердой фазы Са(Н 2 РО 4) 2 *Н 2 О.
Оптимальный режим в реакционной камере определяется не только кинетикой реакций и диффузией кислот, но и структурой образовавшихся кристаллов сульфата кальция, которая влияет на суммарную скорость процесса и качество суперфосфата. Ускорить диффузионные процессы и реакции (а) и (б) можно повышением начальной концентрации серной кислоты до оптимальной температуры.
Наиболее медленным процессом является дозревание. Ускорить дозревание можно охлаждением суперфосфатной массы и испарением из нее воды, что способствует кристаллизации монокальцийфосфата и повышает скорость реакции (б) вследствие увеличения концентрации Н 3 РО 4 в растворе. Для этого на складе перемешивают и распыляют суперфосфат. Содержание Р 2 О 5 в готовом суперфосфате примерно в два раза ниже, чем в исходном сырье, и составляет при переработке апатитов 19-20% Р 2 О 5.
Готовый суперфосфат содержит некоторое количество свободной фосфорной кислоты, увеличивающей его гигроскопичность. Для нейтрализации свободной кислоты суперфосфат смешивают нейтрализующими твердыми добавками или аммонизируют, т.е. обрабатывают газообразным аммиаком. Эти мероприятия улучшают физические свойства суперфосфата - уменьшают влажность, гигроскопичность, слеживаемость, а при аммонизации вводится еще один питательный элемент - азот.
Существуют периодические, полунепрерывные и непрерывные способы производства суперфосфата. В настоящее время большинство действующих заводов осуществлют непрерывный способ производства. Схема непрерывного способа производства суперфосфата приведена на рис. 1
Измельченный апатитовый концентрат (или фосфоритная мука) системой транспортеров, шнеков элеваторов передается со склада на автоматический весовой дозатор, из которого дозируется в смеситель непрерывного действия.
Серная кислота (75%-ная башенная H 2 SO 4) непрерывно разбавляется водой в дозаторе-смесителе до концентрации 68% H 2 SO 4 , контролируемой концентратомером, и подается в смеситель, в котором происходит механическое смешивание фосфатного сырья с серной кислотой. Образующаяся пульпа из смесителя передается в реакционную суперфосфатную камеру непрерывного действия, где происходит образование суперфосфата (схватывание и затвердевание пульпы в начальный период созревания суперфосфатной массы). Из суперфосфатной камеры измельченный суперфосфат подкамерным конвейером передается в отделение дообработки - склад суперфосфата, по которому равномерно распределяется разбрасывателем. Для ускорения дозревания суперфосфата его перемешивают на складе грейферным краном. Для улучшения физических свойств суперфосфата его гранулируют во вращающихся барабанах-грануляторах. В грануляторах порошкообразный суперфосфат увлажняется водой, подаваемой внутрь барабана форсунками, и «закатывается» в гранулы различных размеров, которые затем сушат, рассеивают на фракции и тарируют в бумажные мешки.
Основным аппаратом суперфосфатного производства служит суперфосфатная камера. Питание ее пульпой производится из смесителя, укрепленного непосредственно над крышкой камеры. Для непрерывного питания суперфосфатных камер применяются шнековые смесители и камерные смесители с механическим перемешиванием.
Недостатком простого суперфосфата является сравнительно небольшое содержание питательного элемента - не более 20% Р 2 О 5 из апатитового концентрата и не более 15% Р 2 О 5 из фосфоритов. Более концентрированные фосфорные удобрения можно получить при разложении фосфатной породы фосфорной кислоты.
1.2 Производство аммиачной селитры
Аммиачная селитра - безбалластное удобрение, содержащее 35% азота в аммиачной и нитратной форме, благодаря чему она применяется на любых почвах и для любых культур. Однако это удобрения обладает неблагоприятными для его хранения и применения физическими свойствами. Кристаллы и гранулы аммиачной селитры расплываются на воздухе или слеживаются в крупные агрегаты в результате их гигроскопичности и хорошей растворимости в воде. Кроме того при изменении температуры и влажности воздуха во время хранения аммиачной селитры могут происходить полиморфные превращения. Для подавления полиморфных превращений и повышения прочности гранул аммиачной селитры применяют добавки, вводимые в процессе ее изготовления, - фосфаты и сульфаты аммония, борную кислоту, нитрат магния и др. Взрывоопасность аммиачной селитры осложняет ее производство, хранение и транспортировку.
Аммиачную селитру производят на заводах, вырабатывающих синтетический аммиак и азотную кислоту. Производственный процесс складывается из стадий нейтрализации слабой азотной кислоты газообразным аммиаком, упарки полученного раствора и гранулирования аммиачной селитры. Стадия нейтрализации основана на реакции
NH 3 +HNO 3 =NH 4 NO 3 +148, 6 кДж
Этот хемосорбционный процесс, при котором поглощение газа жидкостью сопровождается быстрой химической реакцией, идет в диффузионной области и сильно экзотермичен. Теплота нейтрализации рационально используется для испарения воды из растворов нитрата аммония. Применяя азотную кислоту высокой концентрации и подогревая исходные реагенты, можно непосредственно получить плав аммиачной селитры (конценрацией выше 95-96% NH 4 NO 3) без применения выпаривания.
Наиболее распространены схемы с неполным упариванием раствора аммиачной селитры за счет теплоты нейтрализации (рис. 2).
Основная масса воды упаривается в химическом реакторе -нейтрализаторе ИТН (использование теплоты нейтрализации). Этот реактор - цилиндрический сосуд из нержавеющей стали, внутри которого находится другой цилиндр, куда непосредственно вводится аммиак и азотная кислота. Внутренний цилиндр служит нейтрализационной частью реактора (зона химической реакции), а кольцевое пространство между внутренним цилиндром и корпусом реактора - испарительной частью. Образовавшийся раствор аммиачной селитра поступает из внутреннего цилиндра в испарительную часть реактора, где испарение воды происходит за счет теплообмена между нейтрализационной и испарительной зонами через стенку внутреннего цилиндра. Образовавшийся соковый пар отводится из нейтрализатора ИТН и используется затем как греющий агент.
Сульфатно-фосфатная добавка дозируется в азотную кислоту в виде концентрированных серной и фосфорной кислот, которые нейтрализуются вместе с азотной аммиаком в нейтрализаторе ИТН. При нейтрализации исходной азотной кислоты 58%-ный раствор аммиачной селитры на выходе из ИТН содержит 92-93% NH 4 NO 3 ; этот раствор направляется в донейтрализатор, в который подается газообразный аммиак с таким расчетом, чтобы раствор содержал избыток аммиака (около 1 г/дм 3 своб. NH 3), что обеспечивает безопасность дальнейшей работы с плавом NH 4 NO 3 . Донейтрализованный раствор концентрируют в комбинированном тарельчатом трубчатом выпарном аппарате с получением плава, содержащего 99,7-99,8% NH 4 NO 3 . Для гранулирования высококонцентрированной аммиачной селитры плав погруженными насосами перекачивается наверх грануляционной башни высотой 50-55м. Гранулирование производится разбрызгиванием плава с помощью акустических виброгрануляторов ячеечного типа, обеспечивающих однородный гранулометрический состав продукта. Охлаждение гранул производится воздухом в холодильнике кипящего слоя, состоящем из нескольких последовательных ступеней охлаждения. Охлажденные гранулы опрыскиваются ПАВ в барабане с форсунками и передаются на упаковку.
Ввиду недостатков аммиачной селитры целесообразно изготовление на ее основе сложных и смешанных удобрений. Смешением аммиачной селитры с известняком, сульфатом аммония получают известково-аммиачную селитру, сульфатнитрат аммония и др. Нитрофоску можно получить сплавлением NH 4 NO 3 с солями фосфора и калия.
1.3 Производство карбамида
Карбамид (мочевина) среди азотных удобрений занимает второе место по объему производства после аммиачной селитры. Рост производства карбамида обусловлен широкой сферой его применения в сельском хозяйстве. Он обладает большой устойчивостью к выщелачиванию по сравнению с другими азотными удобрениями, т.е. менее подвержен вымыванию из почвы, менее гигроскопичен, может применяться не только как удобрения, но и в качестве добавки к корму крупного рогатого скота. Карбамид, кроме того, широко используется для получения сложных удобрений, удобрений с регулируемым сроком действия, а также для поучения пластмасс, клеев, лаков и покрытий.
Карбамид CO(NH 2) 2 - белое кристаллическое вещество, содержащее 46.6% азота. Его получение основано на реакции взаимодействия аммиака с диоксидом углерода
загрязнение почва удобрение металл
2NH 3 +CO 2 =CO(NH 2) 2 +H 2 O H=-110,1 кДж (1)
Таким образом, сырьем для производства карбамида служат аммиак т диоксид углерода, получаемый в качестве побочного продукта при производстве технологического газа для синтеза аммиака. Поэтому производство карбамида на химических заводах обычно комбинируют с производством аммиака.
Реакция (1) - суммарная; она протекает в две стадии. На первой стадии происходит синтез карбамата:
2NH 3 +CO 2 =NH 2 COONH 4 H=-125,6 кДж (2)
На второй стадии протекает эндотермический процесс отщепления воды от молекул карбамата, в результате которого и происходит образование карбамида:
NH 2 COONH 4 = CO(NH 2) 2 + Н 2 О Н=15.5 (3)
Реакция образования карбамата аммония - обратимая экзотермическмя, протекает с уменьшением объема. Для смещения равновесия в сторону продукта ее необходимо проводить при повышенном давлении. Для того, чтобы процесс протекал с достаточно высокой скоростью, необходимы и повешенные температуры. Увеличение давления компенсирует отрицательное влияние высоких температур на смещение равновесия реакции в обратную сторону. На практике синтез карбамида проводят при температурах 150-190 С и давление 15-20 МПа. В этих условиях реакция протекает с высокой скоростью и до конца.
Разложение карбомата аммония - обратимая эндотермическая реакция, интенсивно протекающая в жидкой фазе. Чтобы в реакторе не происходило кристаллизации твердых продуктов, процесс необходимо вести при температуре ниже 98С (эвтектическая точка для системы CO(NH 2) 2 - NH 2 COONH 4).
Более высокие температуры смещают равновесие реакции вправо и повышают ее скорость. Максимальная степень превращения карбамата в карбамид достигается при 220С. Для смещения равновесия этой реакции вводят также избыток аммиака, который связывая реакционную воду, удаляет ее из сферы реакции. Однако добиться полного превращения карбамата в карбамид все же не удается. Реакционная смесь по мимо продуктов реакции (карбамида и воды) содержит также карбамат аммония и продукты его разложения - аммиак и СО 2 .
2. Проблемы, связанные с использованием минеральных удобрений
2.1 Химическое загрязнение почв
Большой ущерб почвам наносит их загрязнение чужеродными химическими веществами. Для борьбы с вредителями сельскохозяйственных растений и сорняками широко применяют разнообразные ядохимикаты: пестициды, инсектициды, гербициды, дефолианты. Установлено, что устойчивые пестициды, широко применяемые для защиты растений от вредителей, болезней и сорняков и сохраняющие до 1/3 урожая, отрицательно влияют на численность и активность почвенной фауны и микроорганизмов. Пестициды и продукты их естественных превращений вредны для личинок полезных животных: насекомых - опылителей и энтомофагов, насекомоядных, хищных, промысловых птиц и млекопитающих.
Остатки пестицидов вместе с собранным урожаем и водой могут попадать в пищу и причинять вред здоровью человека. Решение проблемы применения пестицидов в сельском хозяйстве заключается в строгой дозировке и умелом их использовании. Важно создавать препараты с малым периодом жизни, которые сравнительно быстро разрушаются; продукты их естественной переработки должны быть неядовитыми. В последние годы для борьбы с сельскохозяйственными вредителями стали применять новые быстро разлагающиеся препараты, однако проблема получения безопасных для полезных животных и человека ядохимикатов требует дальнейших разработок.
Другая проблема - правильное использование химических удобрений. Неудачный подбор минеральных удобрений может вызывать избыточное подщелачивание или подкисление почвы. Для лесных кислых почв необходимы подщелачивающие удобрения (натриевая и аммонийная селитры), известкование почвы. На карбонатных почвах и в аридных районах нужны подкисляющие удобрения: суперфосфат, сульфат аммония. Особенно осторожно следует применять минеральные удобрения на почвах, испытывающих засоление.
Загрязнения охватывают огромные территории и проявляются даже в отдаленных районах земного шара. В наиболее населенных и промышленно развитых районах поступление многих химических элементов в почву превышает их естественное содержание в гумусовом слое в десятки тысяч раз. Попадают они в почву с золой и доменным дымом. Избыточное количество марганца, хрома, меди, кобальта, никеля, свинца и других элементов, содержащееся в почвах, окружающих заводы, снижает урожайность зерновых на 20-30%, бобовых - на 40, картофеля - на 47, кормовой и сахарной свеклы - на 35%. Загрязнение гумусового слоя пылью тяжелых металлов, их солей при попадании в почву соединений серной кислоты действует угнетающе на развитие растений, вызывает гибель их корневой системы, снижает урожай.
При загрязнении почвы промышленными радиоактивными отбросами, радиоактивными изотопами, поступающими из других источников, возможно значительное повышение радиоактивного фона. В этом случае радиоактивное загрязнение почвы передается, как указывалось выше, далее по так называемой пищевой цепочке через различные звенья биосферы и пищевые продукты - человеку. Наибольшую опасность представляют строниций и цезий, которые, попадая в организм коров, выделяются затем с молоком.
2.2 Загрязнение окружающей среды
В связи с ростом объема производства минеральных удобрений во всем мире все чаще ставится вопрос, не причиняют ли они ущерба плодородию почвы, окружающей природе. Как показывают многочисленные опыты, очень длительное применение минеральных удобрений не только не снижает плодородия почвы, но способствует накоплению остатков фосфора и калия, а также интенсивности микробиологической деятельности его росту. Физиологически кислые муки при длительном применении могут значительно повышать кислотность почв. Длительное использование минеральных удобрений приводит также к нежелательному накоплению в почве анионных (хлор, фтор, серная кислота) и катионных остатков.
Ущерб окружающей природе минеральные удобрения наносят только при несоблюдении научно обоснованных принципов и приемов работы с ними (производство, транспортировка, хранение и применение). В таких случаях происходит разложение химикатов, выделение нежелательных продуктов в атмосферу, вымывание их из почвы, минерализация подземных и поверхностных вод. Попадая в реки и озера, минеральные удобрения резко нарушают условия развития водных организмов.
При нерациональном применении удобрений окружающая среда загрязняется азотом, фосфором и калием.
При многолетнем применении больших доз фосфорных удобрений в почве могут накапливаться содержащиеся в них в небольших количествах тяжелые металлы: уран, торий и их дочерние продукты радиоактивного распада. Во избежание возможности вовлечения в биологический круговорот токсических и радиоактивных элементов применение фосфорных удобрений должно находиться под постоянным контролем агрохимиков.
После снятия урожая почва нуждается в восстановлении плодородия. Но чрезмерное использование удобрений приносит вред. Оказалось, что при увеличении дозы удобрений урожайность сначала быстро растет, но затем прирост становится всем меньше и наступает момент, когда дальнейшее увеличение дозы удобрений не дает никакого прироста урожайности, а в избыточной дозе минеральные вещества могут оказаться для растений токсичными. Этот так называемый закон предельной урожайности, как считает французский эколог Ф. Рамад, неизвестен большинству людей, занимающихся сельским хозяйством, а производители удобрений о нем умышленно умалчивают. Лишними оказываются питательные вещества не только сверх этой предельной дозы, но и значительная часть тех, которые вносятся сверх некоторой оптимальной дозы. Ведь тот факт, что прирост урожайности резко уменьшается, говорит о том, что растения не усваивают излишков питательных веществ. Приносит вред и несоблюдение правильного соотношения между азотными, фосфорными и калийными удобрениями. Например, оптимальная доза азотных удобрений не достигнет желаемого эффекта, и большое количество внесенного азота окажется лишним, если будет внесено фосфорных удобрений меньше, чем требуется.
Избыток удобрений выщелачивается и смывается с полей талыми и дождевыми водами (и оказывается в водоемах суши и в море). Излишние азотные удобрения, а они по массе преобладают по сравнению с калийными и фосфорными, в почве распадаются, и газообразный азот выделяется в атмосферу, а органическое вещество гумуса, составляющего основу плодородия почвы, разлагается на углекислый газ и воду. Поскольку органическое вещество не возвращается в почву, гумус истощается и почвы деградируют. Особенно сильно страдают крупные зерновые хозяйства, не имеющие отходов животноводства (например, на бывшей целине Казахстана, Предуралья и Западной Сибири).
Кроме нарушения структуры и обеднения почв, избыток нитратов и фосфатов приводит к серьезному ухудшению качества продуктов питания людей. Часть нитратов и фосфатов, особенно когда имеется их избыток, включается в ткани растений в виде свободных ионов нитратов и фосфатов. Некоторые растения (например, шпинат, салат) способны накапливать нитраты в больших количествах. Съев 250 граммов салата, выращенного на переудобренной грядке, можно получить дозу нитратов, эквивалентную 0,7 грамма аммиачной селитры. В кишечном тракте нитраты превращаются в ядовитые нитриты, которые в дальнейшем могут образовать нитрозамины - вещества, обладающие сильными канцерогенными свойствами. Кроме того, в крови нитриты окисляют гемоглобин и лишают его способности связывать кислород, необходимый для живой ткани. В результате возникает особый вид малокровия - метгемоглобинемия.
В действии химических удобрений хватает минусов. По большей части они возникают в силу поликристаллического характера многих минеральных удобрений, их ускоренного растворения и избирательного выщелачивания грунтовыми водами.
Начнет, пожалуй, с самого простого - огромной нагрузки, которая приходится на долю растений в момент внесения удобрений и отрицательно воздействует на корневую систему. Следующий пункт в отрицательном списке - загрязнение водоемов, которое возникает как следствие перекачивания части внесенных минеральных удобрений через грунтовые воды (а избежать этого при нынешний технологиях практически невозможно). Третий минус химудобрений в том, что в период вегетации растений используется лишь небольшая часть полезных компонентов этих пищевых добавок, из-за чего ежегодно приходится повышать вносимую в почву дозу, создавая избыток удобрений.
При этом нельзя забывать еще и о том, что технология производства практически любой разновидности минеральных удобрений связана с определенными проблемами, которые иногда решаются довольно сложно. В качестве примера приведем те трудности, с которыми приходится сталкиваться «средним» производителям фосфатов. Наиболее известны аммофоз, суперфосфат и некоторые другие разновидности удобрений, получаемые в результате переработки природных фосфатов. В качестве сырья для получения этих минеральных удобрений используются апатиты и фосфориты. И те, и другие имеют очень высокую температуру плавления -- 1700° С и обладают высокой химической устойчивостью. В результате перед производителями в полный рост встает «высокотемпературная» проблема: все сложности химической переработки по высокотемпературным технологиям, связанным с многоступенчатым получением сначала элементарного фосфора, затем его оксидов, фосфорной кислоты и, наконец, солей метафосфатов, которые являются быстрорастворимыми.
2.3 Накопление тяжелых металлов
В природе в результате антропогенного воздействия происходит накопление тяжелых металлов, поступающих из застывшей земной магмы, обычно закрытой безвредными поверхностными осадками. В результате рудных разработок (во многих странах мира) образовались области загрязнения площадью от нескольких квадратных метров до гектаров, где преобладают почвы с большим содержанием тяжелых металлов, которые токсичны для сельскохозяйственных культур. Их высокая концентрация в почвенном растворе полностью приостанавливает рост корней и вызывает гибель растений. Тяжелые металлы неподвижны в почве, уровни их в рудниковых пустырях составляют около 1 %. Поэтому в этих областях крайне неблагоприятные условия для возделывания сельскохозяйственных культур.
2.4 Выпадение кислотных дождей
Выпадение кислотных дождей, обычное в районах загрязнения среды тяжелыми металлами, повышает их подвижность и создает угрозу попадания в грунтовые воды, а также и увеличивает вероятность поступления избытка этих металлов в растения.
Многочисленные прогнозы свидетельствуют о дальнейшем увеличении в ближайшее время содержания в почвах таких металлов, как ртуть, мышьяк, кадмий, свинец, молибден, медь, ванадий, цинк. Это вызывает необходимость внимательного изучения действия избыточного содержания данных элементов в почве и растениях, а также разработки предупредительных мер.
С минеральным питанием растений в условиях недостатка или избытка химических элементов в почве связано много важных эколого-физиологических проблем. В частности, с ростом городов и развитием промышленности усиливается влияние на сельскохозяйственные культуры повышенных концентраций в почве тяжелых металлов, в результате чего увеличивается количество нарушенных экосистем и угнетается развитие зональной растительности. В условиях неблагоприятного минерального питания особенно четко прослеживаются присущие сельскохозяйственным культурам различия в аккумуляции химических элементов. Для изучения процесса химического круговорота металлов, а также оценки защитной роли растений необходимы объективные данные о накоплении в них металлов в условиях различных экосистем.
Степень поглощения элементов из загрязненных почв у разных растений неодинакова. Наибольшей способностью к накоплению тяжелых металлов обладают овощные, меньшей -- технические и зерновые культуры. Капустные, имеющие более мощную корневую систему, поглощают больше металлов, чем зерновые, а у двудольных в целом способность к накоплению выше, чем у однодольных. Такие элементы, как никель и кадмий, легко поступают в растения и концентрируются в вегетативной массе. Ртуть же в высших растениях обычно содержится в незначительных количествах, наибольшее содержание этого тяжелого металла отмечено в грибах, которые также способны накапливать и кадмий.
3. Пути достижения целей
Перед человечеством стоит задача значительного увеличения производства продовольствия, энергии, строительства жилья. Видимо, и в будущем главным средством повышения урожайности всех сельскохозяйственных культур останутся удобрения, поэтому с каждым годом доля их в круговороте питательных веществ будет увеличиваться.
За счет применения промышленных минеральных удобрений обеспечивается не менее 50 % прироста урожая, а по некоторым культурам (хлопчатник на орошаемых землях, чай) -- около 80 %.
Полный отказ от использования минеральных удобрений, который иногда предлагается в качестве одного из возможных путей развития сельского хозяйства, приведет к катастрофическому сокращению производства продовольствия. Поэтому единственно правильное решение данной проблемы -- это не отказ от применения, а коренное улучшение технологии использования минеральных удобрений, внесение их в оптимальных дозах и соотношениях, правильное хранение. При неравномерном их внесении одни растения получают избыточное, а другие -- недостаточное количество питательных веществ, что приводит к неодинаковым темпам развития и созревания растений, снижению урожая и качества продукции, причем чем концентрированнее удобрение, тем выше потери урожая.
Наряду с основными элементами питания в минеральных удобрениях часто присутствуют различные примеси в виде солей тяжелых металлов, органических соединений, радиоактивных веществ. Сырье для получения минеральных удобрений -- фосфориты, апатиты, сырые калийные соли, как правило, содержит значительное количество примесей -- от 10 в -5 степени до 5 % и более. Из токсичных примесей могут присутствовать мышьяк, кадмий, свинец, фтор, селен, стронций, которые должны рассматриваться как потенциальные источники загрязнения окружающей среды и строго учитываться при внесении в почву минеральных удобрений.
К критической группе веществ, накопление которых ведет к стрессу окружающей среды, относятся из тяжелых металлов ртуть, свинец, кадмий, мышьяк и др. Среди них наиболее токсичны первые три элемента и ряд их соединений.
4. Охрана окружающей среды при производстве удобрений
При производстве фосфорных удобрений велика опасность загрязнения атмосферы фтористыми газами. Улавливание соединений фтора важно не только с точки зрения охраны окружающей среды, но также и потому, что фтор является ценным сырьем для получения фреонов, фторопластов, фторкаучуков и т.д. Соединения фтора могут попасть в сточные воды на стадиях промывки удобрений, газоочистки. Целесообразно для уменьшения количества таких сточных вод создавать в процессах замкнутые водооборотные циклы. Для очистки сточных вод от фтористых соединений могут быть применены методы ионного обмена, осаждения с гидроксидами железа и алюминия, сорбции на оксиде алюминия и др.Сточные воды производства азотных удобрений, содержащие аммиачную селитру и карбамид, направляют на биологическую очистку, предварительно смешивая их с другими сточными водами в таких соотношениях, чтобы концентрация карбамида не превышала 700мг/л, а аммиака - 65-70мг/л.Важной задачей в производстве минеральных удобрений является очистка газов от пыли. Особенно велика возможность загрязнения атмосферы пылью удобрений на стадии грануляции. Поэтому газ, выходящий из грануляционных башен, обязательно подвергается пылеочистке сухими и мокрыми методами.
5. Мероприятия по достижению генеральной цели
Развитие производства, расширение ассортимента и широкое применение пестицидов повышает необходимость борьбы с загрязнением ими окружающей среды. Остатки пестицидов обнаруживаются в почве, воде, воздухе, в органах млекопитающих, птиц, рыб.
Наличие остатков пестицидов в сельскохозяйственных культурах контролируется Управлением по пищевым продуктам и лекарственным препаратам, Министерство сельского хозяйства следит за наличием остатков пестицидов в мясных продуктах. Повышение требований к применяемым препаратам отразилось на ассортименте используемых пестицидов. Например, исключены персистентные препараты, накапливающиеся в окружающей среде; прежде всего это относится к ДДТ. Опасность накопления пестицидов в окружающей среде вызывает необходимость разработки новых малотоксичных препаратов, быстро разрушающихся в ней и малотоксичных для теплокровных организмов и рыб. Поиски новых пестицидов направлены на выявление соединений, обладающих высокой активностью в очень небольших дозах и мало влияющих на окружающую среду. Усовершенствования технологии внесения минеральных удобрений в почву устраняет отдельные случаи нежелательного проникновения в грунтовые воды и в водоемы компонентов минеральных удобрений. Следует отмстить, что минеральные удобрения в ряде случаев служат косвенными факторами улучшения, очищения среды. Улучшая развитие растений, удобрения способствуют очищению атмосферы от ряда вредных соединений.
Список литературы
1. А.М. Кутепов и др.
Общая химическая технология: Учеб. для вузов/А.М. Кутепов,
Т.И. Бондарева, М.Г. Беренгартен.- 3-е изд., перераб. - М.: ИКЦ «Академкнига». 2003. - 528с.
2. И.П. Мухленов, А.Я. Авербух, Д.А Кузнецов, Е.С. Тумаркина,
И.Э. Фурмер.
Общая химическая технология: Учеб. для химико-техн. спец. вузов.
В 2х томах. Т.2. Важнейшие химические производства/ И.П. Мухленов, А.Я.
Кузнецов и др.; Под ред. И.П. Мухленова. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: «Высш. шк.», 1984.-263 с., ил.
3. Бесков В. С.
Общая химическая технология: Учебник для вузов. - М.: ИКЦ «Академкнига», 2005. -452с.: ил.
Задание
Предприятие “РОП” разработало новый товар. Существует определенная вероятность того, что для него существует рынок сбыта на ближайший год. Наличие в производственном процессе высокотемпературных реакций повышает его стоимость до 2,5 млн. рублей. Для организации производственного процесса требуется один год, однако существует лишь 55-процентная вероятность того, что будет обеспечена должная технологическая безопасность процесса. Таким образом возникает вопрос о разработке автоматической контролирующей системы (АКС), которая и будет обеспечивать безопасность высокотемпературных реакций. Исследования по АКС продолжатся 1 год и стоят 1 млн. рублей, но вероятность получения требуемой АКС - 0,75.
Разработку АКС можно начать немедленно, либо подождать год до выявления технологической безопасности процесса. Если разработку АКС начать немедленно, а производственный процесс окажется безопасным, то АКС окажется бесполезной и предприятие понесет убытки в размере 1 млн. рублей. Если процесс разработки АКС отложить на один год, а производственный процесс не будет соответствовать установленным стандартам технологической безопасности, то выпуск товара отодвигается на 1 год, до окончания исследований.
Если работа над АКС окажется безуспешной, то работы по проекту следует прекратить, так как альтернативные варианты выпуска товара отсутствуют.
Если же продажа нового товара начинается в течение года, то прибыль составит 10 млн. рублей (без амортизации, в т.ч. на АКС). Если выпуск отложить на 1 год, то прибыль составит 8,5 млн. рублей, т.к. могут появиться конкуренты.
Для выбора решения построить дерево решения.
Наиболее распространенный способ использования вероятностей при принятии решений - это вычисление математического ожидания. Оно рассчитывается для каждого решения (варианта) либо для доходов, либо для возможных потерь. Выбирается решение либо с наибольшим ожидаемым доходом, либо с наименьшими возможными потерями.
Разработка АКС сегодня:
М 1 = 0,75 * 10 = 7,5
Разработка АКС через год:
М 1 = 0,55 * 8,5 = 4,675
Итак, максимальное значение ожидаемого выигрыша 7,5 соответствует варианту разработка АКС сегодня.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
АО "ФосАгро-Череповец" как один из мировых лидеров по производству фосфорсодержащих удобрений. Знакомство с этапами проектирования ленточного конвейера производительностью 21т/ч склада готовой продукции участка №1 производства минеральных удобрений.
дипломная работа , добавлен 19.02.2017
Описания грануляторов для гранулирования и смешивания сыпучих материалов, увлажненных порошков и паст. Производство комплексных удобрений на основе аммиачной селитры и карбамида. Упрочнение связей между частицами сушкой, охлаждением и полимеризацией.
курсовая работа , добавлен 11.03.2015
Производство фосфорной кислоты, фосфорных и комплексных удобрений и технических фосфатов. Применение фосфорных удобрений, химический состав. Вынос питательных веществ урожаем основных культур. Внесение в почву удобрений для оптимизации питания растений.
контрольная работа , добавлен 11.05.2009
Виды и характеристика удобрений из отработанной серной кислоты. Эффективность азотных удобрений и пути ее повышения. Особенности фосфорных удобрений. Удобрение из осадков сточных вод. Процесс выделения алюминия и других металлов из зольной пыли.
курсовая работа , добавлен 11.10.2010
Строение и свойства топливных шлаков. Агломерированные шлаки и золы. Способы механизированного получения шлаковой пемзы. Производство удобрений из шлаков. Способы получение комплексных удобрений. Основные недостатки смесей из пористых материалов.
реферат , добавлен 14.10.2011
Физико-химические свойства аммиачной селитры. Основные стадии производства аммиачной селитры из аммиака и азотной кислоты. Установки нейтрализации, работающие при атмосферном давлении и работающие при разрежении. Утилизация и обезвреживание отходов.
курсовая работа , добавлен 31.03.2014
Изучение принципов стандартизации продукции, деятельности по установлению правил и характеристик в целях их добровольного многократного использования. Анализ защиты интересов потребителей и государства по вопросам качества продукции, процессов и услуг.
реферат , добавлен 16.02.2012
Использование угля в качестве технологического сырья для производства минеральных удобрений и пластмасс. Научные методы разработки месторождений с минимальными затратами живого и овеществленного труда при безусловной безопасности ведения горных работ.
курсовая работа , добавлен 05.04.2009
Автоматизация производства гранулированной аммиачной селитры. Контуры стабилизации давления в линии подачи сокового пара и регулирования температуры конденсата пара из барометрического конденсатора. Контроль давления в линии отвода к вакуум-насосу.
курсовая работа , добавлен 09.01.2014
Характеристика выпускаемой продукции, исходного сырья и материалов для производства. Технологический процесс получения аммиачной селитры. Нейтрализация азотной кислоты газообразным аммиаком и выпаривание до состояния высококонцентрированного плава.