Курсовая работа 5-25: Технология азотной кислоты

Курсовая работа за 2022 г.

Задача 5-25. Рассчитать материальный баланс производства 61%-ной азотной кислоты при условии, что выход оксида азота при окислении аммиака составляет 97%. Побочные продукты окисления - только азот. Степень абсорбции диоксида азота равна 99%. Аммиачно-воздушная смесь перед реактором окисления содержит 9% аммиака. Воздух, подаваемый в производство, имеет относительную влажность 47%.

Структура курсовой работы:
1. Количество материалов - 65 с., 24 ил., 8 табл., библиогр. список – 28 наим.

2. Аннотация
Цель реферата – подробно изучить всю информацию, необходимую для полного описания технологии производства азотной кислоты
Задачи реферата – описать требования к продукту и сырью, изложить в работе физико-химические основы производства азотной кислоты и привести основные оборудования производства вместе с технологическими схемами.
На основе данных, взятых из различных источников (как учебных пособий, так и электронных ресурсов), рассмотрены физико-химические свойства азотной кислоты, способы её получения в промышленности; приведены основные оборудования производства вместе с технологическими схемами и также проанализированы некоторые данные, включающие в себя рынок азотной кислоты (как в России, так и в мире) и методы очистки отходов производства.
3. Содержание
4. Введение
Производство азотной кислоты имеет очень важное значение, так как данный продукт применяется во многих отраслях промышленности, медицине, сельском хозяйстве и т.д. Поэтому в настоящее время проводятся различные исследования по поиску оптимальных решений при создании новых технологических установок, комплексных линий и методов получения качественного продукта на выходе.
Мировой рынок азотной кислоты
Мировое потребление азотной кислоты демонстрирует устойчивую тенденцию к росту с 2000 года, при этом среднегодовые темпы роста составляют 2,0% в течение 2000-16 годов, а в период с 2017 по 2020 год – 2,89% [15, 22]. В 2021 году мировой рынок азотной кислоты был оценен более чем в 24 миллиарда долларов США, и, по прогнозам, в течение прогнозируемого периода (2022-2027) на рынке будет зафиксирован ССТР (совокупный среднегодовой темп роста) более 5%. Из-за вспышки COVID-19, локдаунов по всему миру, сбоев в производственной деятельности и цепочках поставок приостановка производства негативно сказалась на рынке в 2020 году. Однако в 2021 году обстановка начала стабилизироваться, тем самым восстановив тенденцию роста рынка.

Выделим следующие ключевые тенденции рынка:

• Растущий спрос с рынка удобрений

Более 80% азотной кислоты используется в производстве удобрений. Удобрения, такие как аммиачная селитра и нитрат кальция-аммония, производятся из азотной кислоты. Для удовлетворения потребностей растущего глобального спроса на продовольствие требуется больше пахотных угодий для обработки. Спрос на удобрения растет, и ожидается, что в мировой индустрии удобрений среднегодовой прирост составит около 5%.
Нитрат аммония - популярное эффективное азотное удобрение, содержащее около 35% (по массе) азота от общего содержания. Удобрение с кальциево-аммиачной селитрой (CAN) имеет содержание азота ~ 25-28%.

• Азиатско-Тихоокеанский регион будет доминировать на рынке

По данным ITC trademap, Южная Корея является крупнейшим экспортером азотной кислоты с экспортированным количеством 534,2 тыс. тонн в 2021 году, тогда как Китай является вторым по величине импортером в 2020 году с импортированным количеством 152,8 тыс. тонн.
В Индии, по данным FAI, производство общего объема удобрений составило 43,49 млн тонн в течение 2020-21 годов, что на 1,7% больше, чем в 2019-20 годах.
Азотная кислота используется в качестве сырья для чернил, пигментов и красителей, что находит свое применение в текстильной промышленности. Текстильная промышленность Китая неуклонно росла в течение первых девяти месяцев 2021 года с совокупной прибылью в размере 171,1 млрд юаней (приблизительно 26,80 млрд долларов США).
Азотная кислота используется для производства взрывчатых веществ, таких как тринитротолуол (ТНТ), нитроцеллюлоза, нитроглицерин и другие, которые используются в горнодобывающей промышленности [24].
Отечественный рынок азотной кислоты
По данным «Анализа рынка азотной кислоты в России», подготовленного BusinesStat в 2020 г, в 2015-2019 гг производство азотной кислоты в России выросло на 26,6%: с 10,9 млн т до 13,8 млн т. Основная сфера применения азотной кислоты в России – производство азотных и комбинированных удобрений. Аммиачная селитра, производимая из азотной кислоты, является востребованным минеральным удобрением и занимает более половины закупок удобрений сельскохозяйственными предприятиями. Отечественное производство азотной кислоты расширялось вслед за ростом спроса на минеральные удобрения. Программа импортозамещения требовала наращивания урожайности сельскохозяйственных культур. Рос спрос на российские минеральные удобрения и со стороны зарубежных стран.
Пандемия коронавируса замедлила рост рынка азотной кислоты, но не остановила его: рост российского производства по итогам 2020 г составил 2,5% (до 14,2 млн т по итогам года).
По оценкам BusinesStat, в 2021-2024 гг рост производства азотной кислоты в России продолжится в среднем на 3,2% в год. В 2024 г общий выпуск азотной кислоты в России достигнет 16 млн т. Росту рынка азотной кислоты будут способствовать дальнейшая реализация программы импортозамещения и развитие сельского хозяйства в России [19].