НАЧАЛЬНОЕ ЗВЕНО

Технология производства удобрений на Гомельском химическом заводе представляет собой сложную цепочку различных операций и процессов. Сегодня мы остановимся на такой стадии, как производство серной кислоты — важнейшего компонента в процессе изготовления фосфоросодержащих удобрений. Есть еще одна причина, по которой хочется уделить внимание именно этому продукту. Дело в том, что благодаря производству серной кислоты завод получает дополнительное тепло, которое использует на собственные нужды: для отопления, ведения технологического процесса производства удобрений и получения электроэнергии. Гидом по производству стал начальник печного отделения цеха серной кислоты Николай Гриб. Николай Григорьевич начал работать в сернокислотном цехе почти одновременно с его созданием: производство открылось в марте 1980 года, а он пришел сюда трудиться аппаратчиком в мае. Работал и старшим аппаратчиком, и мастером, и старшим мастером, и теплотехником. За 35 лет досконально изучил технологию. Процесс производства серной кислоты по схеме двойного контактирования с промежуточной абсорбцией газов состоит из нескольких стадий. СТАДИЯ 1. Прием, складирование и плавление серы технической. Складирование серы жидкой Начинается наш маршрут со склада выгрузки серы. Она поступает сюда в железнодорожных вагонах и выгружается в траншеи. Затем портальные краны перебрасывают ее из траншей на место хранения — в бурт. Сера легко переносит атмосферные перепады и любые осадки. Как объяснил Николай Григорьевич, она нейтральна и негигроскопична, то есть не впитывает влагу, поэтому ей не страшны ни дождь, ни снег. Из буртов серу забирает грейфер и загружает в плавилки. Они представляют собой емкости бункерного типа с вмонтированными греющими элементами (регистрами), в которые поступает пар температурой около 200 °С. Сера начинает плавиться и стекает в конические сборники, где происходит ее отстой (в сборниках остается какое-то количество грязи, песка, примесей).   Как правило, все три плавилки работают только зимой, так как вместе с серой приходится плавить снег. В теплое же время года могут работать одна или две. Далее Николай Гриб ведет нас на эстакаду выгрузки жидкой серы. — В производстве серной кислоты используется как комовая сера, так и жидкая, которую мы получаем от ОАО «Мозырский НПЗ», — объясняет Николай Григорьевич. — Жидкая сера приходит к нам по железной дороге в цистернах, уже расплавленная. Сначала через соединительные рукава, а потом по серопроводу путем передавливания воздухом она поступает прямо в хранилище чистой серы (без фильтрации). — Поступление жидкой серы занимает в наших объемах примерно 45%, — рассказывает Николай Гриб. — Этот продукт для нас предпочтительнее, чем сера комовая, так как из техпроцесса исключаются операции плавления и фильтрации. Особенно это выгодно зимой, когда на плавление уходит больше пара, чем в другое время года. Кроме того, Мозырь находится недалеко от Гомеля, поэтому благодаря короткому транспортному плечу сера прибывает к нам с наименьшими потерями тепла, что позволяет экономить время на ее разогрев и электроэнергию.   СТАДИЯ 2. Фильтрация плавленой серы технической (комовой) После частичного отстоя в конических сборниках сера поступает в цилиндрический сборник и насосом автоматически (после того как сборник будет заполнен) подается в отделение фильтрации. Сюда поступает вся жидкая сера из отделения плавления: сначала в промежуточную емкость, из которой самотеком идет в следующий сборник, а затем насосом подается на фильтр. Фильтрованная сера поступает в одно из хранилищ. Туда же, напомним, идет и жидкая сера без фильтрации. На заводе два хранилища чистой серы по 1 700 м³ каждое. В них хранится сера, готовая для подачи в печь на сжигание.   СТАДИЯ 3. Сжигание жидкой серы и утилизация тепла с получением пара Сначала уточним: окислением (в классическом понимании) называется процесс, когда кислород взаимодействует с каким-то химическим элементом. Полученное в итоге вещество называется оксидом. На следующей стадии производства серной кислоты предстоит получить оксид серы. Для этого сера из хранилища с помощью винтового насоса подается по серопроводу для сжигания в серную печь. Сера подается на сжигание через три форсунки в серную печь, куда также поступает воздух. После сжигания в печи она превращается в газ — диоксид серы (SO₂). У полученного газа температура оказывается выше, чем требуется для технологии производства серной кислоты. Поэтому его охлаждают до температуры 400—430 °С. Для этого предназначен котел-утилизатор, где «снимается» тепло с газа с получением пара до 106 т, используемого для выработки электроэнергии и нужд производства.   СТАДИЯ 4. Окисление сернистого ангидрида в серный Охлажденный газ — диоксид серы — по газоходу поступает на первый слой контактного аппарата (состоящего из пяти слоев). В контактном аппарате в присутствии катализатора (химического вещества, ускоряющего химическую реакцию) происходит превращение диоксида (SO₂) в триоксид серы (SO₃), то есть в формулу добавляется одна молекула кислорода. СТАДИЯ 5. Осушка воздуха и абсорбция SO₃ Далее газ (уже SO₃) поступает на абсорбцию (поглощение). В данном случае — поглощение кислотой. Подчеркнем эту деталь, потому что, прежде чем перейти к дальнейшему рассказу, сделаем отступление. Из курса химии помним, что серная кислота получается при соединении воды (H₂O) с триоксидом серы (SO₃). Но, оказывается, в промышленной химии все гораздо проще и одновременно сложнее. Вот как это происходит (упрощенно): триоксид серы поступает в сушильно-абсорбционное отделение (САО), где в абсорбционных башнях поглощается орошаемой серной кислотой концентрации 98—99%. Для поддержания концентрации на заданном уровне после поглощения SO₃ в цикл абсорбционных башен подается вода для разбавления. Избыток серной кислоты передается в цикл сушильной башни. Сушильная башня предназначена для осушки воздуха, подаваемого в печь на сжигание жидкой серы, а также для доведения избыточной серной кислоты из абсорбционных башен до «товарной» концентрации (92,5—94%) путем поглощения влаги из воздуха серной кислотой и добавления воды. Из сушильной башни часть серной кислоты концентрацией 92,5—94% идет в хранилища и потом используется в производстве удобрений и отгрузки потребителям. Схема выглядит гениальной. Судите сами: вместо того чтобы всякий раз соединять воду с триоксидом серы (а в этом случае сложно получить вещество нужной концентрации, да и затраты выше), мы один раз создаем серную ки слоту и пускаем ее по кругу. Она легко поглощает триоксид серы и потом без проблем разбавляется водой. СТАДИЯ 6. Сжигание жидкой серы и утилизация тепла с получением пара Кислота поступает в хранилища, откуда идет в цех фосфорной кислоты на разложение апатитового концентрата и в так называемые удобренческие цеха, производящие удобрения. Склады рассчитаны на 34 тыс. т моногидрата серной кислоты. — Если цех серной кислоты останавливается на капитальный ремонт, этого запаса хватает, чтобы обеспечить наши удобренческие цеха серной кислотой на весь период остановки, — отмечает Николай Гриб. Далее наш гид ведет нас на центральный пульт управления производством серной кислоты (ЦПУ), оборудованный компьютерами. На мониторах можно увидеть технологическую схему цеха и установить, насколько параметры производства соответствуют нормам. СТАДИЯ ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ. Не потерять тепло  Кроме тепла, полученного в процессе охлаждения диоксида серы, на заводе используют также тепло химических реакций, выделяемое в процессе получения серной кислоты. — При добавлении воды в концентрированную кислоту, а также при поглощении кислотой SO₃ идет реакция с выделением тепла, — объясняет Николай Гриб. — Для поддержания температурного режима абсорбции в заданном интервале применяются теплообменники. В то же время «снятый» с их помощью избыток тепла в дальнейшем используется для системы отоплениязавода. Это позволяет экономить внешние энергоресурсы. Всего на заводе две турбины мощностью 6 МВт каждая. Собственно, именно благодаря им предприятие полностью обеспечивает себя теплом и примерно на 35% — электроэнергией. Вот и получается рациональное со всех сторон производство. Наталья ЛАЗАРЕВА, фото Дарьи Хачирашвили