Obtinerea Ingrasamintelor Chimice pe Baza de Azot

[NUME_REDACTAT]

1. TEMA LUCRĂRII

OBȚINEREA ÎNGRĂȘĂMINTELOR

CHIMICE PE BAZA DE AZOT

2. MEMORIU TEHNIC

Industria producătoare de îngrașăminte chimice care utilizează azotul si derivații lui reprezintă una din cele mai importante ramuri ale industriei chimice de mare tonaj. Pentru obținerea N se foloseste drept materie primă aerul ( in care N se gasește in proporție de 77,5% in greutate). N obținut din aer, fie prin distilarea fracționata a aerului lichid, fie prin arderea hidrocarburilor, in spatii limitate de aer, se utilizează la producerea amoniacului. Principala întrebuințare a amoniacului o constituie fabricarea îngrășămintelor chimice, cum sunt: azotat de amoniu, fosfații de amoniu, sulfat de amoniu, ureea, azotat de amoniu si îngrașăminte lichide ( URAN 32% N).

In anii '80 funcționau combinate moderne la: Slobozia, Craiova, [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT], Roznov, Bacău, care asigurau o producție ridicată de amoniac si uree.

Datorită crizei economice în prezent funcționează combinatele de la: Slobozia, Craiova, [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT], Bacău si Savinești care produc uree sau azotat de amoniu ( principalele îngrășăminte chimice pe baza de N folosite în prezent de agricultorii romani).

Azotatul de amoniu și ureea sunt produse foarte căutate și la export.

Azotatul de amoniu livrat sub formă de granule în saci sau vrac este un fertilizator recomandat solurilor bazice. Granulele de azotat de amoniu au culoare de la galben la galben cărămiziu și conțin N total-33,5%. Umiditatea maximă a granulelor este de 0,5%. Dimensiunile granulei sunt cuprinse in proporție de 90% intre 2 si 4 mm. Azotatul de amoniu se tratează cu antiaglomerant ( ulei-amine).

Ureea granulată livrata sub formă de granule în saci sau vrac are culoare albă. Conținutul de N raportat la substanța uscată % este minim 46%. Umiditatea maximă este de 0,5%. Dimensiunile granulelor de uree sunt cuprinse în proporție de 90% între 1 si 2,5 mm. Pentru evitarea aglomerării granulelor de uree acestea se tratează cu formaldehida soluție 37%.

Azotatul de amoniu și ureea se utilizează pentru fertilizarea solurilor pe care se cultivă: porumb, grâu, floarea soarelui. sfeclă de zahăr, etc. ( cantitățile de uree sau de azotat de amoniu administrate la un hectar se stabilesc în funcție de: pH-ul solului, umiditatea solului, regimul pluviometric al zonei în care se află aria cultivata, gradul randamentelor de producție, etc.).

[NUME_REDACTAT] ureea granulată se obține prin procedeul cu recirculare totală și stripare dioxid de carbon, licența [NUME_REDACTAT]. În cadrul acestei tehnologii se folosesc urmatoarele materii prime: amoniac lichid (conținut minim 99,7% gr. amoniac) și dioxid de carbon gazos (conținut 98,5% vol. dioxid de carbon).

Ca materiale auxiliare se folosesc: formaldehida sol. 37% pentru evitarea aglomerabilitații granulelor si NALCO TRI- ACT 1801.

Utilitățile folosite în cadrul acestui proces tehnologic sunt: energia electrică, aburul, aerul instrumental si apa recirculată.

Procesul tehnologic se desfășoară, conform tehniciilor recomandate, in urmatoarele etape și în urmatoarele condiții:

Tabelul 1 [1] ……………………………….

Azotul de amoniu se obține în România prin procedeul GIAP sau prin procedeul KALTENBACH-THURING.

În cadrul acestor tehnologii se folosesc urmatoarele materii prime: amoniac lichid 99,5%; HNO3 55%; apă demineralizată; sol. de azotat de amoniu 60%, respectiv 90%; sol. de azotat de amoniu 80%; abur 13 bar; abur secundar; amoniac gaz pentru corecție; sol. azotat 20%; abur 16 bar; sol. azotat de amoniu 96%; dolomită; sulfat de Al sau sulfat de amoniu; topitura azotat de amoniu 99,7%; aer de răcire; granule azotat de amoniu; agent tensioactiv; apă amoniacală 15-20%.

Procesul tehnologic de fabricare cuprinde următoarele faze;

neutralizarea HNO3 cu NH3 gaz, în instalația Azotat I;

concentrarea faza I-a soluțiilor de la neutralizarea și a soluției de NPK, în instalația de Azotat I;

concentrarea faza a II-a a soluției de la faza I-a, în instalația de Azotat I;

concentrarea finală si granularea soluției in turnurile de granulare, în instalația de Azotat II;

activitatea la bază turnurilor de granulare, în instalația de Azotat II;

granularea in granulatorul FDG, in instalatia de Azotat II;

răcirea și tratarea produsului finit;

recuperea amoniacului din apele amoniacale, în instalația de Azotat I;

neutralizarea apelor de proces, în instalația de Azotat I;

evaporarea amoniacului lichid, în instalația de Azotat I, din cadrul depozitului de amoniac;

descărcarea și depozitarea reactivilor chimici, în instalația de Azotat II;

descărcarea și depozitarea materialului pudrant, în instalația de Azotat II;

concentrarea soluțiilor diluate de azotat de amoniu, în instalația de Azotat II.

3. TEHNOLOGIA FABRICATIEI

Prin procedeul cu recirculare totală și stripare dioxid de carbon, licența [NUME_REDACTAT] se obține o uree de foarte bună calitate cu mare căutare la export în țări ca: China, U.E., S.U.A., Brazilia, India, Japonia, Israel, Serbia, etc.

3.1. Produsul finit

3.1.1. Importanța si domenii de utilizare

Produsul finit este ureea tehnică. Ureea tehnică are o mare importanța pentru agricultură fiind folosită pentru fertilizarea diferitelor tipuri de sol ( reprezintă principala sursa de N rentabilă si ieftină pentru culturile înființate pe terenuri cu multă argilă și ușor acide).

Ureea tehnică este folosită la fabricarea alcoolului și a drojdiei fiind considerată substanța nutritivă care conține N pentru a compensa defiicitul substratului în aceasta substanța necesară în condiții bine determinate pentru nutriția drojdiei.

Ureea tehnică este o sare sobubilă în apa ce conține circa 46% N din substanța uscată utilizandu-se sub formă de soluție prin diluare cu apa in cantitate de 10:12 litri la 1 kg de substanță.

Ureea tehnică ce se obține pe cale industrială din două parți amoniac și o parte de acid carbonic, conținând circa 40% N se folosește pentru hrana bovinelor substituind o parte din proteina rațiilor.

Ureea poate constitui ( fara a dauna sănătații animalelor) 30-35% din proteina rațiilor la vacile cu lapte si circa 50% la taurinele puse la îngrășat.

Administrarea ureei tehnice se face în mod treptat, pentru a preveni intoxicațiile; ureea se adaugă in rații alături de melasa sau sfecla de zahăr.

Se administrează sub multiple forme:

în amestec cu uruieli de concentrate;

în soluție de melasă cu care apoi se stropesc furajele grosiere;

odată cu însilozarea;

diluată in apa (4-5 picături apă la o parte uree) cu care apoi se stropesc furajele însilozate;

introduse in furajele combinate.

Ureea tehnică este folosită pentru topirea zăpezii de pe pistele de aterizare ale aeroporturilor deoarece nu le afectează.

3.1.2. Caracterizare fizico-chimică si tehnologică

Ureea tehnică este un produs solid obținut prin perlare in turn. Ea se prezintă sub forma de granule de culoare albă.

Caracteristicile ureei sunt:

conținut de azot: min. 46,2%;

umiditate: max. 0,5%;

conținut de biuret: max. 1,5%;

granulație: între 1-2,5 mm; min. 92%;

conținut de fier: 0,0005%.

Pentru evitarea aglomerabilității granulelor se foloseste formaldehida sol. 37%.

Consumul specific al formaldehidei este urmatorul 0,001 t/t uree.

Ureea tehnică nu trebuie sa conțină produse oxidante și sulfati.

3.1.3. Condiții de calitate, depozitare, transport

Condițiile de calitate pe care trebuie să le îndeplinească ureea tehnică granulată sunt specificate în fișa tehnică de securitate sub forma urmatoarelor caracteristici:

conținut de azot: min. 46,2%;

umiditate: max. 0,5%;

conținut de biuret: max. 1,5%;

granulație: între 1-2,5 mm; min. 92%;

conținut de fier: 0,0005%;

lipsa sulfati și produse oxidante.

Ureea tehnică tratata în prealabil cu soluție de formaldehidă 37% (pentru evitarea aglomerabilității granulelor) este depozitata în depozite de capacitate mare (pe platforma chimică Bacău capacitatea depozitului de uree este de 30.000 t).

Transportul ureei de la turnul de perlare la depozitul de uree se face cu ajutorul unor benzi transportatoare.

În depozitul de uree nivelul de umiditate trebuie păstrat în limite care să nu ducă la aglomerarea ureei sau la tasarea acesteia. Acest lucru se realizează printr-o aerare corespunzătoare. Depozitul de uree trebuie acoperit corespunzător pentru ca apa să nu patrundă în interiorul lui atunci când plouă.

Ureea este depozitată în depozit în mai multe boxe ( vrac) sub forma unor stive.

Încalzirea și climatizarea depozitului de uree se realizează cu aer cald, insuflat prin doua tubulaturi de-a lungul depozitului.

Regului care trebuie respectate la depozitarea ureei:

evitarea generării excesive de praf;

evitarea contaminării cu substanțe combustibile ( motorina), lubrifianți si materiale incompatibile;

utilizarea unui sistem adecvat de ventilație;

produsul se va depozita in spații uscate si bine ventilate;

se vor asigura standarde ridicate de curățenie în spațiile de depozitare;

se vor limita stivuirile la cifrele stabilite în prescripțiile tehnice ale produsului și se va pastra cel putin 1m distanță între stivele de produs (pentru evitarea tasarii și pentru evitarea amestecarii sorturilor);

produsul va fi ferit de razele directe ale soarelui.

Boxele in care se depozitează ureea sunt betonate. Produsul se livreaza beneficiarilor însoțit de fișa tehnică de securitate, ambalat în saci dubli de polipropilenă și polietilenă sau vrac ( beneficiarul folosește produsul ca îngrășâmant agricol sau ca uree tehnică).

Ureea este transportată la ambalare cu ajutorul unor benzi transportatoare ce sunt alimentate de două grateuze ( capacitate 200).

Ureea adusă de benzile transportatoare în cele 4 buncăre este ambalată în saci de 50 kg ( cântărirea se face cu cântar electronic) care sunt transportați apoi de o bandă specială în vagoane CFR tip TALS unde sunt stivuite.

Ureea vrac este încărcată direct din buncare în mașini sau în vagoane CFR tip Uagps, tip Gags, tip Zas.

Toate mijloacele de transport vor fi în prealabil verificare pentru a se constata dacă sunt curate ăi dacă nu prezintă breșe și fisuri prin care ureea vrac ar putea curge in timpul transportului.

Mijloacele auto si vagoanele CFR se fardează cu hartie ambalaj pentru evitarea contaminării produsului cu impurități și deseuri.

Transportul îngrășămintelor chimice se desfășoară cu personal calificat-șoferi care dețin permise de conducere pentru toate tipurile de autovehicule și certificate de pregătire profesională pentru transporturilor mărfurilor periculoase. Mașinile și vagoanele CFR vor fi înscripționate corespunzător normelor în vigoare.

3.2. Variante tehnologice de obținere a produsului finit

Instalația de producere a ureei cu granulare in sistem pilling.

Capacitate de producție 300.000 t uree/an.

Procesul tehnologic de fabricație a ureei cuprinde următoarele faze:

compresie dioxid de carbon la 200 bar și 1250C, respectiv pompare amoniac lichid și carbamat de amoniu;

sinteza uree, la 200 bar si 180-1900C;

recirculare treapta I, la 18 bar si 125oC, urmata de incalzire la 160oC;

faza gazoasă este introdusă în coloana de spălare cu amoniac lichid și ape amoniacale și apoi recirculată la coloana de sinteză;

recirculare treapta II, la 4 ata si incalzire la 160oC, gazele rezultate fiind introduse în condensatorul de carbamat; soluția de carbamat este repompată la coloana de spălare;

concentrare prin evaporare, în două trepte, 0,3 ata si 127oC, respectiv 20 mmHg si 137oC, cu obținerea topiturii de 99,7% uree;

granulare în sistem pilling ( turn circular de beton d=20m) cu granulator centrifugal;

absorbție amoniac rezidual;

desorbție condensate de proces înainte de evacuare din instalație, cu recircularea în instalație a amoniacului și dioxidului de carbon desorbit;

răcire în pat fluidizat a granulelor de uree.

Instalație de producere a ureei prin procedeul cu recirculare totală și stripare dioxid de carbon, licența Stamicarbon, Olanda.

Capacitatea de productoe variaza intre 300.000 si 420.000 t uree/an.

Procesul tehnologic de fabricație a ureei cuprinde următoarele faze:

Comprimarea CO2 la 134-145 atm; în CO2 se introduce o cantitate de aer de 4% pentru limitarea coroziunii în instalație;

Pomparea și Comprimarea NH3 lichid-pompele de amoniac de înaltă presiune ridică presiunea amoniacului la 160-170 atm, după care eSte introdus în condensatorul de carbamat de amoniu de înaltă presiune;

Sinteza ureei din amoniac și dioxid de carbon, la un raport molar 3:1, la temperatura 180-190oC și presiunea 144 ata;

Recirculare: soluția de uree rezutată din striper este destinsă până la 2,5-3,5 atm. Această destindere, precum și striparea cu dioxid de carbon determină descompunerea majoritară a carbonatului neconvertit în uree. Amestecul gaz-lichid străbate coloana de rectificare, în contracurent cu gazele calde. Carbonatul neconvertit se descompune în încălzitorul de recirculare la o temperatura de 130-137oC. Soluția de carbamat rezultată este pompată la faza de sinteză;

Evaporare în două trepte- se face sub vid cu obținerea topiturii de uree de 99,7%;

Granulare topitură de uree se face în sistem cu granulator centrifugal; dispozitivul de granulare distribuie ureea topită sub formă de picături fine pe întreaga arie a secțiunii de granulare, iar în timpul căderii în tunul de granulare picăturile se solidifică și se răcesc. Granulele de uree sunt colectate la partea inferioară a tunului de granulare cu ajutorul extractorului de granule și sunt transportate la depozitul de uree vrac cu ajutorul benzilor transportoare;

Depozitare/Ambalare uree granule.

Instalația de producere a ureei prin procedeul cu recirculare parțială, licența UHDE.

Capacitatea de producție a instalației este de 200.000 t uree/an.

Procesul tehnologic de fabricație a ureei cuprinde următoarele faze:

comprimarea dioxidului de carbon;

purificarea amoniacului și comprimarea lui;

sinteza ureei;

recirculare parțiala a dioxidului de carbon și a amoniacului;

disociația;

evaporare;

granularea;

depozitare produs finit;

Produsul obtinut în această instalație este ureea granulată.

Cele 3 variante tehnologice de obținere a ureei tehnice ( granulare în sistem pilling; procedeul cu recirculare totală și stripare dioxid de carbon, licența Stamicarbon; procedeul cu recirculare parțiala, licența UHDE) au ca avantaj folosirea amoniacului ca materie primă

( amoniacul se obține în instalația Kellogg folosind ca materie primă gazul metan transportat prin conducte la prețuri convenabile).

Capacitatea de producție a instalațiilor ce folosesc procedeul cu recirculare totală si stripare dioxid de carbon, licenșa Stamicarbon (variaza intre 300.000 si 420.000t uree/an) si procedeul cu granulare în sistem pilling (300.000t uree/an) este mai mare decât a instalațiilor ce folosesc procedeul cu recirculare parțiala, licența UHDE (200.000t uree/an).

Consumurile specifice ale materiei prime la procedeul cu recirculare totală și stripare dioxid de carbon, licența Stamicarbon sunt: 0,06t amoniac/t uree; 0,75t/t uree; 0,01 t formaldehida/t uree si 0,005 kg [NUME_REDACTAT]-Act 1801/t uree. .

Consumurile specifice de utilități la procedeul cu recirculare parțială, licența UHDE sunt: consumul de apa= 200.000 m3/t; consum de energie= 170 Kwh/t.

Consumurile specifice de utilități la procedeul cu granulare în sistem pilling sunt: consumul de apa= 260 m3/t ; consum de energie= 34.398.696 Kwh.

În țara noastră s-a adoptat pentru producerea ureei tehnice procedeul cu recirculare totală și stripare dioxid de carbon, licența Stamicarbon, Olanda pentru ca instalațiile au capacitate mare de producție (variaza intre 300.000 si 420.000 t uree/an).

Instalațiile ce folosesc acest procedeu se găsesc pe următoarele platforme industriale: S.C. DONAU CHEMS S.R.L. ( [NUME_REDACTAT]); S.C. AMURCO S.R.L. (Bacău); S.C. GA PRO CO CHEMICALS S.A. ( Săvinești) si S.C. AZOMURES S.A. ([NUME_REDACTAT]).

Ureea produsă în aceste combinate au caracteristici ce îi conferă un grad înalt de calitate, ea fiind exportată în cantitați foarte mari în țări ca: China, U.E., Japonia, India, Brazilia, etc.

Caracteristicile ureei produsă prin procedeul cu recirculare totală și stripare dioxid de carbon, licența Stamicarbon, Olanda sunt:

continut de azot: min. 46,2%;

umiditate: max. 0,5%;

conținut de biuret: max. 1,5%;

granulație: între 1-2,5 mm; min. 92%;

conținut de fier: 0,0005%;

lipsa sulfați și produse oxidante.

4. ELEMENTE DE INGINERIE TEHNOLOGICĂ

4.1. Varianta tehnologică adoptată: schema bloc, schema de flux tehnologic

Figura 2. Schema flux tehnologic – instalația UREE stripping

4.2. Materii prime și materiale auxiliare

Materiile prime folosite pentru producerea ureei sunt: amoniacul lichid și dioxid de carbon gazos.

Materialele auxiliare folosite la producerea ureei sunt: formaldehida solutie 37%, [NUME_REDACTAT]-Act 1801.

4.2.1. Caracterizare fizico-chimică și tehnologică

Amoniacul este folosit în fabricarea ureei sub forma unui gaz lichefiat cu puritate 99,8% și este încadrat în gama substanțelor chimice cu grad înalt de risc. Instalațiile de producere și transport a amoniacului trebuie să fie etanșe pentru a se evita scăpările de gaz în atmosferă. Inhalarea de amoniac de către oameni poate duce la decese și la intoxicații grave. În cazul apariției accidentale a unui nor de amoniac în atmosferă se recomandă ca persoanele aflate în apropierea zonei să se deplaseze pe direcția opusă deplasării acestuia pentru evitarea intoxicațiilor. Amoniacul este un gaz mai greu decât aerul.

Amoniacul gazos, din instalația de producție este lichefiat în stația de refrigerare și stocat în stare lichidă într-un tanc de amoniac ( V= 22.000 m3; D= 37,5 m; H= 20,5 m; grad de umplere: max. 80%; capacitate de depozitare: max. 15.000 t, min. 700 t).

Amoniacul este vehiculat către fabrica de uree și către fabrica de bicarbonat de amoniu sub forma de:

amoniac lichid rece: t= -33,7oC, p= 1 atm;

amoniac lichid cald: t= 13oC, p= 7 atm.

Dioxidul de carbon gazos este folosit ca materie primă la fabricarea ureei și a bicarbonatului de amoniu și are următoarele caracteristici:

98,59 % mol;

t = 35oC;

p = 1,06 atm.

Dioxidul de carbon participă la procesul de stripare, proces ce se desfășoară la presiuni înalte în striper și condensator.

Formaldehida este folosită pentru evitarea aglomerabilitații granulelor sub formă de soluție 37%. Formaldehida este catalogată ca fiind substanța periculoasă și poluantă pentru om, sol și aer.

Cantitatea maximă de formaldehida solutie 37% utilizată anual la fabrica de uree este de 6.300 de tone. Consumul specific de formaldehida este urmatorul 0,01t/t uree.

NALCO TRI – ACT 1801 este un lichid ce conține:

ciclohexilamina 5-10%;

monoetanolamina 10-20%.

Consumul specific de [NUME_REDACTAT]-Act 1801 este urmatorul 0,005kg/t uree.

[NUME_REDACTAT]-Act 1801 este vehiculat sub forma de solutie.

4.2.2. Condiții de calitate, depozitare, transport

Condițiile de calitate pentru amoniac, dioxid de carbon, formaldehida și [NUME_REDACTAT]-Act 1801 implică respectarea concentrațiilor specificate în procesul tehnologic de fabricare a ureei.

Condițiile de depozitare trebuie să asigure condițiile de calitate atât a materiilor prime cât ăi a materialelor auxiliare.

Amoniacul este depozitat în tancul de amoniac în stare lichidă cu ajutorul unei instalații de refrigerare. Tancul de amoniac este un rezervor criogenic, construcție subterană de formă cilindrică, construit din oțel carbon captușit cu material izolant, asigurat antitermic, amplasat în cuva de retenție, betonată.

Stocarea amoniacului în tanc respectă recomandările BAT ( [NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT] Disponibile).

Dioxidul de carbon nu se stochează. El este livrat direct la fabrica de uree prin conducte de oțel carbon.

Dioxidul de carbon este un gaz toxic, inert, cu efect de seră.

Formaldehida adusă in cisterne CFR pe calea ferată este descărcată într-un rezervor aflat pe amplasamentul de uree. Acest rezervor are o capacitate de stocare de 100 tone.

[NUME_REDACTAT]-Act 1801 este ambalat în recipienți din PE și este depozitat într-o magazie specială.

Conditii de transport

Atât amoniacul căt și dioxidul de carbon sunt transportate prin conducte de oțel de carbon care trebuie să nu prezinte fisuri.

Transportul prin conducte a amoniacului și a dioxidului de carbon trebuie să se facă la temperaturile si presiunile specificate in prescripțiile tehnice.

Formaldehida este transportată la [NUME_REDACTAT] Bacău in cisterne CFR speciale.

Formaldehida este transportată din rezervor în instalația de uree prin conducte de oțel cu ajutorul unor pompe.

[NUME_REDACTAT]-Act 1801 este transportat la [NUME_REDACTAT] Bacău cu mijloace auto în recipenți din PE.

4.3.Procese tehnologice componente (P.T.C.)

4.3.1.Mecanismul procesului

Sinteza ureei din NH3 și CO2 (proces principal fizico-chimic)

Soluția care iese din reactor printr-un pleaplin interior alimentează prin gravitație, distribuitorul superior al stripperului, unde este repartizată uniform în niște țevi. Soluția se scurge în interiorul țevilor, formând un film în contracurent cu CO2 introdus în distribuitorul inferior al stripperului. Soluția care iese din stripper trebuie să conțină 6-8% NH3 și trebuie menținută la o temperatură constantă cuprinsă între 155-1650C. Gazele care ies din stripper alimentează partea superioară a condensatorului de carbamat de înaltă presiune unde întâlnesc NH3 lichid, introdus în condensator cu ajutorul unui ejector de înaltă presiune. NH3 lichid sub presiune este utilizat ca agent motor în ejector, pentru introducerea soluției de carbamat din scrubberul de înaltă presiune și din reactor în condensatorul de carbamat de înaltă presiune.

În interiorul țevilor condensatorului de carbamat de înaltă presiune o parte din NH3 și CO2 condensează formând carbamat de amoniu conform reacției:

2 NH3+ CO2→NH2-COO-NH4 la o temperatură 165-1700C.

Amestecul eterogen de carbamat, NH3 lichid, CO2 necondensat este introdus la partea inferioară a reactorului.

Reacția de formare a carbamatului eliberează caloriile necesare formării ureei și permite ridicarea temperaturii amestecului până la 180-1850C.

NH2-COO-NH4↔NH2-CO-NH2+H2O.

Gazele necondensate ies la partea superioară a reactorului, în timp ce amestecul de reacție este evacuat spre stripper printr-un pleaplin situat în interiorul reactorului. Gazele care părăsesc reactorul conținând între 5-10% inert, alimentează partea superioară a scrubberului de înaltă presiune în acelaș timp cu soluția de carbamat de amoniu, pompată din faza de recirculare cu pompa de carbamat de înaltă presiune. Gazele necondensate evacuate din scrubber conținând încă o cantitate relativ importantă de NH3 sunt introduse în coloana de absorbție pentru spălare. Faza condensată în scrubber împreună cu o cantitate redusă de sol din reactor este introdusă cu ejectorul de înaltă presine la partea superioară a condensatorului de carbamat de înaltă presiune.

Datorită faptului că presiunea parțială oxigenului are valoarea cea mai ridicată în scrubber soluția rezultată din scrubber este relativ bogată în oxigen. Prin introducerea acestei soluții în condensatorul de carbamat de înaltă presiune, se realizează o protecție suplimentară a acestui aparat împotriva coroziunii. În plus, introducând în condensator o soluție bogată în H2O se îmbunătățește transferul de căldură al acestui schimbător prin creșterea temperaturii de condensare.

Controlul calității totale de NH3 introdus în fluxul de sinteză este asigurat de un cromatograf. Analizorul permite determinarea continuă a compoziției fazei gazoase care rezultă din reactor, raportul molar NH3/CO2 a acestei faze trebuie să fie cuprins între 3 și 3,5.

Granularea (proces de separare, transfer de masă)

Soluția concentrată de uree care rezultă din treapta a II-a de evaporare este preluată de o pompă si transportată la vârful turnului de granulare în dispozitivul de granulare centrifugal. Dispozitivul de granulare distribuie ureea sub formă de picături pe întreaga arie de secțune a turnului de granulare. În timpul căderii în turnul de granulare, pentru mărirea rezistenței mecanice, picăturile se întâlnesc cu un contracurent de aer și praf de granule și cu un contracurent de aer aspirat prin deschiderile situate la partea inferioară a turnului de granulare de către niște ventilatoare situate deasupra turnului de granulare. Acest aer aspirat preia căldura lantentă de solidificare și căldura sensibilă de răcire, picăturile răcindu-se și solidificându-se. Granulele de uree sunt colectate la partea inferioară a turnului de granulare și cu ajutorul unui extractor de granule sunt aduse în dreptul pâlniilor de descărcare care alimentează banda transportatoare situată sub turnul de granulare. Banda transportatoare descarcă granulele de uree într-un buncăr care alimentează banda transportatoare situată pe estacadă. Prin intermediul acestor două benzi ureea ajunge în depozitul de uree unde este depozitată vrac pe categorii de calitate.

La mică distanță de cele două hale este amplasat turnul de granulare în interiorul căruia sunt montate dispozitivele de granulare, dispozitive de colectare granule șă dispozitive de transport granule până la dispozitivele de transport granule de pe estacadă.

4.3.2. Elemente de termodinamică și cinetică

Sinteza ureei din NH3 și CO2 (proces principal fizico-chimic)

Reactorul de la uree nu schimbă cu mediul înconjurător nici substanță și nici energie, deci putem spune că este un sistem termodinamic izolat (închis)

Etapele-cheie pentru obținerea ureei în reactor sunt:

reacția dintre NH3 și CO2 cu formarea carbamatului de amoniu (reacție exotermă care eliberează caloriile necesare formării ureei și permite ridicarea temperaturii până la 1800C-1850C;

2NH3+CO2→NH2-COO-NH4

reacția de transformare a carbamatului de amoniu în uree și apă.

NH2-COO-NH4 ↔NH2-CO-NH2+H2O

Transformarea carbamatului de amoniu în uree este o transformare elementară izotermă (la o temperatură cuprinsă între 1800C-1850C).

Având în vedere că în reactor se schimbă compoziția chimică cu apariția unui nou produs (ureea) putem spune că savem de-a face cu o cinetică formală (transformare chimică).

Modelul matematic (forța motrică) aplicat în cazul nostru este de tipul:

(dCA/dt)=-k*[CA]α

Având în vedere că amestecul de reacție este format din două faze (reacție de formare a carbamatului de amoniu) avem de-a face cu o reacție eterogenă.

Pentru că transformarea carbamatului de amoniu în uree implică o singură fază reacția este omogenă.

Pentru că obtinerea ureei în reactor se desfășoară în două etape putem spune că avem de-a face cu un proces chimic.

Obținerea carbamatului de amoniu din CO2-ul gazos și NH3-ul lichid este o reacție eterogenă însoțită de fenomene de transfer de masă.

Cele 10 talere ale reactorului reprezintă interfața dintre CO2-ul gazos și NH3-ul lichid care particuipă la reacția eterogenă de formare a carbamatului de amoniu.

Ambii reactanți circulă prin reactor în echicurent ascendent (de jos în sus).

Procesul chimic de obținere a ureei în reactor este format din două reacții chimice necatalizate.

În interiorul reactorului este asigurată o bună difuzie a reactanțiilor.

Activarea proceselor chimice din reactor se face prin:

introducerea reactanțiilor în exces pentru deplasarea echilibrului termodinamic;

eliminarea simultana a produșilor pentru deplasarea echilibrului termodinamic;

activarea prin aport de energie.

În condiții industriale reacția de formare a carbamatulzi de amoniu, decurgând aproape complet și instantaneu, viteza întreagă a procesului de sinteză a ureei este determinată de viteza de deshidratare a carbamatului de amoniu. Aceasta este puternic influențată de temperatură și anume crește cu ridicarea temperaturii, iar randamentul maxim în uree în condițiile date, se atinge într-un timp mai scurt.

Datele practice au scos în evidență faptul că timpul de ședere a ureei în coloana de sinteză este cuprins între 0,5-1h.

Debitul de alimentare a reactanțiilor influențează atât gradul lor de transformare în uree, cât si productivitatea reactorului. O dată cu creșterea debitului de alimentare a reactanțiilor în aparatul de contact randamentul în ureese micșorează, iar productivitatea aparatului la început crește, trece printr-un maxim și după aceea scade. Prin urmare, la alegerea debitului de alimentare a reactanțiilor în coloana de sinteză trebuie avut în vedere nu numai randamentul de uree, ci și productivitatea a aparatului.

Atingerea gradului maxim de transformare la productivitate constantă depinde de constanta debitului de alimentare a reactanțiilor.

Gradul de transformare a carbamatului de amoniu în uree depinde de densitatea șarjei sau de gradul de umplere a aparatului, exprimată ca raport molar între masa carbamatului de amoniu și volumul aparatului de reacție (g/cm3).

Presiunea are o mare influență asupra gradului de transformare a carbamatului de amoniu în uree. Cu creșterea ei, gradul de transformare crește fără maxim. O dată cu creșterea presiunii însă, cresc cheltuielile de investișii și exploatare și se intensifică coroziunea aparaturii. Din această cauză în practică procesul de sinteză în majoritarea cazurilor se conduc la presiunea de 135 până la 360ata.

Cea mai mare influență asupra grtadului de transformare a carbamatului de amoniu în uree o are excesul de NH3 față de cantitatea stoechiometrică necesară reacției.

Influența favorabilă a excesului de NH3 asupra gradului de transformare se explică prin acțiunea de legare a apei din sistem, deplasând echilibrul reacției în sensul formării ureei și prin mărirea proporției fazei lichide.

Prin folosirea excesului de NH3 se creează condiții pentru conducerea autotermă a procesului de sinteză și prin urmare procesul poate avea loc fără eliminarea specială a căldurii.

Mărirea excesului de CO2 față de cantitatea stoechiometric necesară gradului de transformare a carbamatului de amoniu în uree crește.

Cu cât este mai mare concentrația de carbon în gazul inițial cu atât este mai mare randamentul în uree.

Granularea (proces de separare, transfer de masă)

Soluția concentrată de uree care rezultă din treapta a II-a de evaporare este preluată de o pompă care o transportată la vârful turnului de granulare în dispozitivul de granulare centrifugal.

Granularea propriu-zisă a topiturii de uree are loc în turnul de granulare și este un proces fizic de transformare de fază (topitura de uree trece din faza lichidă în granule solide cu diametrul cuprins între 1-2,5mm, min.92%).

Dispozitivul de granulare distribuie ureea sub formă de picături pe întreaga arie de secțune a turnului de granulare. În timpul căderii în turnul de granulare, pentru mărirea rezistenței mecanice, picăturile se întâlnesc cu un contracurent de aer și praf de granule și cu un contracurent de aer aspirat prin deschiderile situate la partea inferioară a turnului de granulare de către ventilatoare A,B,C care preia căldura lantentă de solidificare și căldura sensibilă de răcire, picăturile răcindu-se și solidificându-se.

4.3.3. Modele matematice de bilanț

Pentru întocmirea unui bilanț de materiale sau a unui bilanț termic trebuie să stabilim tipul de regim de funcționare al instalației în care se produce ureea (obținerea ureei este un proces continuu pentru că alimentarea instalației cu materii prime și evacuarea produselor din instalație se realizează în mod continuu; toate fazele procesului se desfășoară ăn mod continuu și simultan; parametrii fizico-chimici sunt variabili în spațiu și invariabili în timp).

După stabilrea regimului de funcșionare al instalației se va adopta un model matematic de bilanț.

În practică se pot adopta următoarele modele matematice de bilanț de materiale:

model algebric de bilanț de masă primar al procesului considerat;

model algebric de bilanț de masă secundar.

Modelul algebric de bilanț de masă primar al procesului considerat se bazează pe următoarele ecuații:

=*(1-)

=-**

=+**

= unde:

– reactantul cheie al unui reacții;

,- coeficienți stoechiometrici ai reactanțiilor si a produșilor;

– gradul de transformare a reactantului cheie.

=*(1+α*) unde:

α- mărime care arată felul în care decurge procesul;

– numărul total de moli la ieșirea din sistem;

– numărul total de moli la intrarea din sistem.

Notând cu α expresia:

α=*

Mărimea α este pozitivă în cazul proceselor care decurg cu micșorarea numărului de moli, negativă în cazul proceselor care decurg cu mărimea numărului de moli și nulă în cazul proceselor care decurg fără variația numărului de moli.

Rezolvarea modelului algebric de bilanț de masă primar implică cunoașterea-pe lângă mărimile de intrare-și a gradului de transformare.

= exprimarea gradului de transformare funcție de mărimile cunoscute.

Modelul algebric de bilanț de masă secundar al procesului considerat se bazează pe următoarele ecuații:

=*𝞬*

=*[-*(-𝞬)*]

=*[-*(-𝞬)*]

=*

𝞬= unde:

𝞫=

Modelul matematic de bilanț termic

Având în vedere că instalația de uree funcționează în regim adiabatic putem folosi în întocmirea bilanțului termic relația:

∑+∑=∑

Problema care se pune în acest caz este aceea de a determina valoarea temperaturii finale a masei de reacție, , cunoscând temperatura inițială a masei de reeacție, și bilanțul de materiale.

4.3.4. Bilanțul de materiale

4.3.5. Bilanțul termic

4.4. Utilajele instalației pentru realizarea tehnologiei

4.4.1. Alegerea, descrierea și regimul de funcționare a utilajelor dimensionate

Sinteza ureei din NH3 și CO2 se realizează într-un utilaj specific ce poartă numele reactor.

Descrierea reactorului

Reactorul este executat în construcție sudată și se compune din următoarele părți:

o parte cilindrică (manta);

două funduri semisferice;

o gură Dn 900 la partea superioară, etanșarea realizându-se prin intermediul unei garnituri plate din Al 99,5%;

racorduri tehnologice și racorduri pentru amc-uri;

protecție interioară realizată din tablă de grosime 10mm, oțel aliat anticoroziv;

10 talere tip sită la interiorul reactorului.

Pe mantaua cilindrică fundurile semisferice și racordurile din oțel carbon se prevăd un număr de găuri filetate pentru controlul și urmărirea eventualelor scăpări din timpul funcționării.

Reactorul lucrează în regim de funcționare continuu.

Principalele caracteristici tehnico-funcționale sunt:

presiunea maximă admisibilă de lucru 159 bari;

temperatura maximă a fluidului 465K (1830C);

capacitate 165m3;

grosimea peretului mim. 110mm captușeală;

înalțimea totală a reactorului 28,650mm.

Granularea soluției de uree se realizează cu ajutorul unui utilaj numit granulator ce a fost construit și în România la IMUC București.

Descrierea granulatorului

Granulatorul se compune din :

batiul, căruciorul care poate culisa de-a lungul șinelor batiului;

capul de lucru fixat pe cărucior ce culisează în sus și jos odată cu el;

mecanismul de ridicare și coborâre a capului de lucru prin intermediul unei transmisii cu lanțuri cu role;

conducta de alimentare uree topită a conului de granulare și de alimentare cu abur pentru încălzirea conului de granulare.

De obicei granulatorul lucrează în regim continuu. În cazul unor avarii minore el poate lucra și în regim discontinuu soluției de uree topită putând fi recirculată.

Principalele dimensiuni de gabarit sunt:

Înălțimea: 4419 mm;

Lățimea: 510 mm;

Lungime: max. 3540 mm, mim. 2640mm funcție de poziția conductei de alimentare;

Capacitate: 54 t/h;

Mediu: uree topită;

Temperatura de lucru: 1400C;

Temperatura de cristalizare: 132,80C;

Vîscozitate: 2,4 CP;

Turația de regim 300rot/min;

numărul de orificii/diametrul orificiilor:

4482/1,25

1928/1,20

1421/1,15

1405/1,05

945/0,95

Total număr orificii 10.181

Mecanism de antrenare: electromotor tip M2-FA 1500 rot/min, 4KW, 220/380V, protecție IP44, variator hiraulic tip SPE 1115: 0,40114kW, 1430rot/min, transmisie prin curele trapezoidale SPA, raport de transmisie=1.

4.4.2.Dimesionarea tehnologică a utilajelor

4.4.3.Probleme de coroziune și/sau alegere a materialelor de construcții

Sinteza ureei din NH3 și CO2

Având în vedere că soluția de carbamat care circulă în echipamentele de sinteză sunt foarte corozive, materialele din care sunt confecționate aceste echipamente trebuie să fie de un înalt grad de rezistență la coroziune.

Tot pentru a preveni coroziunea echipamentele de sinteză sunt încălzite și pasivate în prealabil pentru a atinge o temperatură pe cât posibil apropiată de temperatura de lucru normală.

Coroziunea într-un punct al reactorului este în funcție în acest punct, de temperatură, compoziția NH3, CO2, H2O, de conținutul de oxigen dizolvat și de prezența substanțelor contaminate care pot afecta procesul de coroziune.

Conținutul de oxigen este o variabilă care poate fi fixată în sanumite limite.

Un adaos de 3% volume de O2 în CO2 de alimentare reduce deja coroziunea la un nivel neglijabil.

În cazul variantei tehnologice [NUME_REDACTAT] s-a optat pentru un conținut de O2 cât mai posibil-un adaos de 0,75-0,85 volume în O2 în CO2 este suficient pentru a asigura o protecție satisfăcătoare a oțelului inoxidabil împotriva coroziunii.

Pentru a reduce la maxim durata încălzirii și pasivării cele două tratamente pot fi executate simultan.

Din cauză că pasivarea se accelerează pe suprafețe umede aduce la peste 1500C procedura este împărțită în două faze:

încălzirea și pasivarea până la 1500C;

încălzirea și pasivarea peste 1500C.

Materialele ideale de înaltă rezistență la coroziune cum ar fi de exemplu: Ti, Zr și aliajele lor sunt foarte scumpe drept pentru care în cazul nostru s-a optat pentru folosirea oțelurior inoxidabile curente (de tipul AISI 3161, AMO 65, cu adaosul unei cantități reduse de O2 în lichidele si gazele care vin în contact cu echipamentele de sinteză).

[NUME_REDACTAT] folosite pentru construcția granulatorului sunt oțeluri inoxidabile curente (tipul W14306, OLT 35K).

Fenomenul de coroziune poate apărea în toate utilajele din instalația de uree.

Pentru a ține sub control acest fenomen se fac determinări a conținutului de Ni al granulelor.

Dacă acest conținut de Ni depășește 0,2ppm pe o durată mai mare de două zile este necesar să se oprească înstalația, și să se golească și să se pasiveze.

Dacă, după pasivizare, conținutul de Ni al granulelor de uree nu a coborât sub 0,2 ppm în următoarele două zile instalația va trebui din nou oprită verificându-se toate utilajele pentru a descoperi zona de coroziune și cauzele care au provocat coroziunea.

O altă determinare o reprezintă conținutul de Fe al produsului finit.

La o funcționare normală acesta trebuie să fie cuprins între 0 și 4 ppm.

Se va verifica odată la 24 de ore Fe în granule; dacă cifra depășește 4 ppm, este necesar să se verifice din nou Fe în mod sistematic pentru a putea localiza porțiunea corodată.

La un conținut de Fe mai mare de 5 ppm, prezența în mod continuu, este necesar să se oprească instalația și să se verifice interiorul echipamentelor (se verifică inclusiv echipamentele ce alcătuiesc sistemul de granulare).

În faza de granulare coroziunea poate apărea și datorită unor depuneri de uree pe conurile de granulare pe pereții conductelor de alimentare cât și depuneri în granulator.

În momentul în care apar granule colorate știm cu precizie că acest lucru se poate datora ori prezenței uleiului în soluția de uree, ori prezența coroziunii în instalație.

4.5. Probleme de exploatare a instalației

4.5.1.[NUME_REDACTAT] utilități prezente în instalația de uree sunt: aburul de presiune înaltă, aburul de presiune medie, apă de răcire, apă de proces, electricitate, aer instrumental.

Aburul de presiune înaltă se caracterizează prin următorii parametrii:

presiunea:

min. 89 bar;

normal 90 bar;

de proiectare 106 bar.

temperatura:

min. 5100C;

normală 5200C;

max 5300C;

de proiectare 5480C.

Aburul de înaltă presiune este furnizat de secția CET și este folosit la antrenarea turbinei compresorului de CO2.

Aburul de presiune medie (11-13 bar) este caracterizat de următorii parametrii:

preiunea:

min. 11 bar;

normal 13 bar;

de proiectare 16 bar.

temperatura:

min. 2000C;

max 3100C;

de proiectare 3700C.

Este furnizat de secția CET și este folosit în caz de oprire a sintezei cu funcționarea evaporării de 70% din capacitate.

Apa de răcire

Tip: aer de circulație conținând max. 100ppm Cl- dar și un inhibitor de coroziune și de dedurizare.

Apa de răcire este caracterizat de următorii parametrii:

temperatura:

intrare: min. 290C;

ieșire: max. 300C.

presiune:

intrare: min. 4 bar;

ieșire: max. 2 bar.

factori de depunere:

0,0005 hm2 0C/kcal.

Apa de răcire este transportată de la ciclul de răcire prevăzut pentru instalația de uree pe o conductă Dn 1000. Apa de răcire este utilizată pentru procesele de răcire din instalație.

Apa de proces

Apa de proces este fabricata la secția Demineralizare și conține max. 1ppm Cl- și se caracterizează de următorii parametrii:

presiune: 4-6 bar

temperatura: 25-300C

Apa de proces se folosește pentru formarea de nivele la pornirea instalației de uree.

[NUME_REDACTAT] electrică este preluată din sistemul energetic național.

Tensiunile de lucru sunt:

înaltă presiune – 6Kv, 50Hz trifazat, ±5%;

joasă presiune – 380V, 50Hz trifazat, ±5%;

circuit de siguranță – 380V, 50Hz, 100KW.

Alimentarea instalației de uree se face de la stația de 6KV prin postul de transformare ce are în compunere doi transformatori de kla 6/0,4KW cu 100KWA.

Aer instrumental

Aerul instrumental și de serviciu este furnizat din stația de aer (stația de compresie a aerului) pe câte o conductă de Dn 40.

Este caracterizat de următorii parametrii:

presiune: 5,5-5,8 bar

punctul de rouă- 400C.

Aerul instrumental poate fi trecut printr-un vas tampon de aer instrumental sau trecut direct în instalație.

Mai există posibilitatea alimentării cu aer instrumental din instalația de NH3 pe o conductă Dn 50

4.5.2. Operarea instalației

Operarea instalației de uree se face pe baza unor principii de organizare.

Activitatea de exploatare a instalației de uree se desfășoară în 4 schimburi. Fiecare formație de exploatare este condusă de un șef de formație (maistru, inginer, subinginer). În fiecare tură personalul de exploatare este întărit cu un mecanic, cu un electrician și cu un AMC-ist (personal auxiliar) pentru intervenții în caz de defecțiuni mecanice, electrice sau AMC. La nivel de secție fiecare formație de exploatare este condusă de către un șef secție schimb.

Activitatea de reparație mecano+energo+AMA este condusă de un șef de formație maistru, inginer sau subinginer.

Pentru o bună operare a instalației de uree s-a întocmit o schemă a personalului pe locuri de muncă.

TABELUL 2 [2]

Fiecare operator are o serie de obligații ce sunt specificate în fișa postului. Muncitorii și celălalt personal operativ răspund nemijlocit de funcționarea în condiții de siguranță a utilajelor pe care le au în primire. Personalul de operare trebuie să cunoască caracteristicile constructive și funcționale ale instalațiilor, utilajelor și mașinilor la care lucrează. Personalul trebuie să aplice întocmai normele de funcționare și întreținere a acestora respectând în același timp normele de protecție a muncii și prevenirea accidentelor. Personalul de operare va supraveghea în permanență funcționarea instalațiilor, mașinilor, utilajelor la parametrii mormali și va executa manevrele necesare pentru corectarea unor anumiți parametrii dacă situația o va impune.

În cazul în care instalație apar nereguli, defecțiuni, anomalii pe care nu le poate gestiona conform regulamentului de lucru operatorul va informa de îndată conducerea instalației.

Toate manevrele, corecțiile și alte evenimente vor fi consemnate în jurnalul de fabricație care trebuie semnat atât de operatorul care predâ schimbul, cât si de operatorul care primește schimbul. Sunt interzice efectuarea diferitelor manevre în timpul predării respectiv primirii schimbului. Fac excepție cazurile de avarie. În alte cazuri se interzice predarea schimbului, iar manevrele se fac de către operatorul în schimbul căruia sa produs avaria.

Persanalul de operare va supraveghea în permanență instalația de uree asigurând astfel funcționarea ei la parametrii normali pentru a obține o producție nominală de 100%.

Operatorul care supraveghează compresia CO2-ului și a NH3-ului va urmări dacă comprimă CO2 la 135-145 bari și dacă CO2 comprimat este refulat în condiții normale spre stripper după ce în el a fost introdus o cantitate de aer de 4% pentru limitarea coroziunii în instalație.

Pomparea și comprimarea NH3-ului lichid sunt asigurate de pompele de NH3 de înaltă presiune (pompele ridică presiunea NH3-ului la 160-170atm), după care este introdus în condensatorul de carbamat de amoniu de înaltă presiune.

Operatorul care lucrează în faza de sinteză va urmări dacă pe toată durata funcționării instalației de uree este asigurat raportul molar între NH3 și CO2 de 3:1, la temperatura de 180-1900C și presiunea de 144ata. Operatorul va urmări ca soluția care iese din stripper să conțină 6-8% NH3 și va supraveghea dacă temperatura ei se menține la 155-1560C . Operatorul va urmări dacă în urma reacției de formare a carbamatului de amoniu temperatura amestecului se ridică la 180-1850C .

Operatorul care supravegrează faza de recirculare va urmări dacă soluția de uree rezultată din stripper este destinsă până la 2,5-3,5 atm. Amestecul gaz-lichid străbate coloana de rectificare, în contracurent cu gazele calde. Carbamatul neconvertit se descompune în încalzitorul de recirculare. Operatorul va urmări ca această descompunere să se realizeze la 130-1370C și va urmări deasemeni dacă întreaga soluție de carbamat rezultată este pompată la faza de sinteză.

Evaporarea în II trepte se face sub vid cu obținerea topiturii de uree de 99,7%. Soluția care rezultă din coloana de rectificare este trecută în separatorul de detentă unde este menținut un vid tredus. Operatorul care lucrează pe această fază trebuie să urmărească dacă căderea de presiune provoacă o detentă a soluției urmată de scăderea temperaturii de la 130-1370C la 90-1000C. Operatorul are obligația să ceară laboratorului determinarea concentrației soluției în I treapta de evaporare (concentrația normală trebuie să fie de circa 95%). În continuare operatorul verifică dacă temperatura soluției care rezultă din I treaptă de evaporare este cuprinsă între 128-1320C. O altă obligație a operatorului este aceea de a injecta o cantitate de formol direct în soluție (această cantitate se stabilește prin analză de laborator astefel încât în produsul finit formolul să fire de 0,2 până la 0,45%). În continuare operatorul urmărește ca în treapta a-II-a de evaporare presiunea de evaporare să fie menținută între 0,030 și 0,035 bari, urmăreșste ca concentrația să atingă procentul de 99,77%, urmărește ca temperatura soluției rezultată din treapta a-II-a de evaporare să fie cuprinsă între 137-1410C.

Granularea topiturii de uree se face în sistem cu granulator centrifugal, dispozitivul de granulare distribuie ureea topită sub formă de picături fine pe întreaga arie de secțiunii de granulare, iar în timpul căderii în turnul de granulare picăturile se solidifică și se răcesc. Granulele de uree sunt colectate la partea inferioară a turnului de granulare cu ajutorul extractorului de granule și sunt transportate la depozitul de uree vrac cu ajutorul benzilor transportoare. Operatorul de la faza de granulare va supraveghea în permanență funcționarea ventilatoarelor, extractorului de granule și pompa de soluție concentrată de uree care rezultă din treapta a-II-a de evaporare. O atenție deosebită se va acorda și bunei funcționări a dispozitivului de granulare centrifugal și a benzii transportatoare care descarcă granulele de uree în buncăr.

Îm cadrul fazei de desorbție-hidroliză condensatele amoniacale formate în diferitele condensatoare de la evaporare sunt pompate în secția de desorbție. După preîncălzire condensatele sunt introduse în prima coloană de desorbție, unde se recuperează cea mai mare parte din cantitățile de NH3 și CO2 din soluție. Soluția epuizată în NH3 și CO2 rezultată la partea inferioară a coloanei de desorbție1 este preluată de o pompă și preîncălzită înainte de a fi introdusă în hidrolizor. Operatorul ce răspunde de această fază va supraveghea ca hidrolizorul să opereze la o presiune de 20-21 bari și o temperatură de 1800C (această temperatură este realizată prin injecție de abur viu cu presiunea de 25 bari și temperatura de 3650C). Prin staționarea soluției la 1800C în hidrolizor se produce hidroliza urmelor de uree, care se transformă în NH3 și CO2. După hidroliză soluția este răcită înainte de afi introdusă în coloana de desorbție2 (se introduce abur saturat de 4 bari pentru eliminarea restului de NH3 și CO2 din soluție). Gazele rezultate din coloana de desorbție2 sunt utilizate ca agent de stripare în I coloană de desorbție. Gazele rezultate din I coloaă de desorbție sunt condensate în condensatorul de reflux și trimise în vârful coloanei de desorbție1 unde sunt parțial refluxate.

În cadrul fazei de depozitare/ambalare operatorii vor supraveghea buna funcționare a benziilor transportoare și a cântarului folosit la ambalarea ureei în saci de polietilenă cu capacitate de 50 kg. Operatorii din această fază vor urmări depozitarea produsului finit pe sortimente în funcție de calitate, vor urmăari ca produsul să nu fie supus degradării și infestării (operatorii care asigură această fază vor colabora în deaproape cu personalul din cadrul [NUME_REDACTAT] de Calitate).

În cadrul operării toți operatorii de pe toate fazele vor verfica în permanență buna funcționare a utilajelor dinamice, a armăturilor și a vanelor, a îmbinărilor, a AMC-urilor (în colaboare cu serviciul AMA).

4.5.3. Amplasarea și montajul utilajelor

Utilajele sunt amplasate compact delimitând zona cu numele de fabrica de Uree.

Utilajele ce deservesc sinteza-recircularea-absorbția sunt amplasate în hala de joasă presiune (cota +7m, +13m, +18m).

Utilajele ce deservesc faza de compresie a CO2 (turbocompresorul de CO2) sunt amplasate în hala de înaltă presiunue (constructie metalică) cota ±0m.

În apropierea acestor două hale sunt amplasate utilajele derivate: filtrele de NH3 lichid, vas tampon NH3 lichid, ejector de înaltă presiune, răcitor coloană de absorbție, scrubber cu rezervor de nivel, coloană rectificare cu separator, condensator carbamat joasă presiune, încălzitor la recirculare, răcitor la recirculare, răcitor la condensare, răcitor H2O de recirculație joasă presiune, pompă soluție carboamoniacală, pompă recirculație pentru scrubber de înaltă presiune, separator ulei, rezervor ulei, rezervor vapori, rezervor aer instrumental+vas tampon aer instrumental, rezervor de condensat de spălare, saturator de vapori, rezervor apă de recirculație, rezervor condensate, aparatura AMC aferentă tranșeelor tehnologice și a utilajelor, armături precum și mijloacele de P.M. și P,S.I. din dotare, vas de stocare formol, pompe dozare formaldehida.

În concluzie amplasarea utilajelor în fabrica de Uree s-a făcut în mod compact.

Montajul utilajelor s-a făcut pe schelete metalice construite în prealabil care la rândul lor au fost prinse cu buloane speciale încastrate în fundații de beton.

Construcția fundațiilor, a scheletelor metalice a fost realizată de firme autorizate pentru amplasarea și montajul utilajelor chimice (utilajele chimice au fost fabricate în uzine specializate din țară și transportate la Bacău cu trailere speciale).

După poziționarea utilajelor s-au executat lucrări pentru realizarea traseelor de legătură între utilaje, lucrări de montare a AMC-urilor, a dispozitivelor de siguranță, a dispozitivelor de analiză, a armăturilor precum și a mijloacelor de P.M. și P.S.I.

4.5.3. Întreținere și reparații

Întreținerea instalației se referă în primul rând la curățirea circuitului de CO2, curățirea circuitului de aer de proces, curățirea conductelor de refulare, curățirea liniilor de aburi de înaltă presiune 13 bari, curățirea liniilor de aburi de presiune medie 8 bari, curățirea liniilor de aburi de 3 bari, curățirea conductelor de NH3 (aspirație-refulare), curățirea conductelor de apă de răcire, curățirea traseelor de apă de spălare de joasă presiune, curățirea traseelor de spălare de înaltă presiune, curățirea traseelor de apă de circulație de înaltă presiune, curățirea traseelor de apă de circulație de joasă presiune, curățirea traseelor de aer instrumental, curățirea traseelor din desorbție-hidroliză și condensare-absorbție, curățirea traseelor din evaporare, curățirea traseelor din sinteză-recirculare, verificări de probă.

Principalele reparații ce se efectuează în instalația de uree ca urmare a apariției unor defecțiuni sunt

revizia și lucrări decentrare a compresorului în urma apariției unor vibrații sau zgomote anormale (aspecte care indică că mișcarea este decentrată);

refacerea cuplajelor deteriorate;

dezechilibrarea compresorului reclamă un control amănunțit a rotorului pentru a vedea dacă este dezechilibrat datorită depunerilor și se reechilibrează;

controlul cuzineților pentru a putea să se execute lucrări de înlocuire a celor uzați și de repoziționare a celor care au suferit deplasări față de poziția inițială;

când apar dezechilibrări ale cuplajelor acestea se demontează și se controlează echilibrarea;

deteriorarea cuzineților portanți au ca efect apariția descentrajului și a jocului cuzineților depășit față de cel normal.

În aceste două situații se controlează jocul și eventual se corijează.

deteriorarea cuzineților de sprijin duc la apariția de împingeri axiale excesive.

În acest caz se asigură că cuplajul este montat în așa fel încât să nu transmiotă nici o presiune excesivă la arborele compresorului și la cuplajul mașini.

deteriorarea inelelor de etanșare a uleiului cu apariția unui joc a inelelor în afara cotelor din plan. Se va controla jocul și eventual se va corija.

Scăpări de abur la capacele turbinei cu apariția unei uzuri a suprafețelor capacelor turbinei. Se vor curăța suprafețele capacelor.

vibrații la mutiplicator cu apariția decentrajului. Se va controla multiplicatorul și se va reface centrajul compresorului.

scăderea debitului de CO2 spre sinteză. Această defecțiune se datorează deteriorării inelelor de etanșare tip" O" ring și a labirinților de la corpul de înaltă presiune. Pentru remedierea acestei defecțiuni se vor înlocui inelele de etanșate tip "O" ring și se vor repara labirinții.

nefuncționarea corectă a indicatorului de turație se datorează deplasării cuplajului de la turometru în capac, uzurii capacului și deteriorării lagărului axului pinionului precum și ruperii cuplajului. Se vor executa lucrări de înlocuire a axului pinionului cuplajului și lucrări de înlocuire a cuplajului rupt.

vibrații și gripaje. Acest tip de defecțiune se remediează constatând mai întâi cauza.

De obicei se curăță rotorul, se echilibrează părțile mobile, se înlocuiesc inelele de uzură, se schimbă garniturile uzate.

scăpări la clapetele de aspirație și refulare. Aceste scăpări se elimină curățând și rectificând suprafețele scaunelor și clapetelor, apoi se vor roda împreună.

resorturile clapetelor se vor înlocui când acestea sunt sparte;

garniturile tasate și uzate se vor înlocui;

bătăile din corpul pompei se vor înlătura prin verificarea clapetelor și curățirea filtrului;

bătăile la cutiile de etanșare datorate garniturilor cu joc prea mare se vor înlătura prin strângerea la loc a dispozitivelor de fixare și a piulițelor presetupelor;

bătăi la mecanism. Această defecțiune se datorează slăbirii și desfacerii piulițelor buloanelor de asamblare ale capetelor de bielă sau lagărelor uzate. În acest caz se vor strânge la loc piulițele, se va verifica poziția plăcilor frână și dacă e necesar se înlocuiesc, se verifică cuzineții și rulmenții și se înlocuiesc dacă e necesar.

pompă insuficient plină cu lichid. Acest neajuns se înlătură curățând filtru pe aspirație refăcând etanșarea la presetupe și reașezând lanterna în cutia presetupei.

verificarea, repararea și reglarea regulatoarelor de debit, presiune și nivel de către compartimentul AMC în cazul defectării acestora (la faza sinteză-recirculare-absorbție).

depuneri de uree pe pereții turnului de granulare și pe planșeul din jurul conului de granulare. Acest neajuns se elimină prin centrarea și desfundarea granulatorului.

pierderi de NH3 prin supapele de siguranță din sistemul de NH3 de joasa presiune (desorbție-hidroliză) și pierderi de NH3 la etanșările plunjelelor pompelor de înaltă presiune. Se vor efectua lucrări de remediere a supapelor și de refacere a etanșării plunjelor pompelor de NH3.

covorul de cauciuc patinează pe tambur din cauză că banda este prea întinsă sau prea slabă și din cauza depunerilor de material pe tamburi și role. În acest caz se ajustează întinderea covorului și se curăță tamburii și rolelor.

ruperea covorului de cauciuc din cauză uzurii înaintate sau din cauza unei vulcanizări și capsări necorespunzătoare. În acest caz se va opri banda după care se va vulcaniza sau se va capsa normal.

la toate conductele și utilajele la care s-au deteriorat izolațiile termice, acestea se vor reface (cu vată și acoperite cu tablă).

la camera turnului de granulare se vor înlocui geamurile sparte pentru a preveni pătrunderea ploii sau zăpezii;

se vor înlocui toate geamurile sparte de pe estacada de transport pentru a nu pătrunde umezeala ploii sau zăpezii care pot duce la umezirea motoarelor electrice, patinării benzilor deprecierea ureei;

încălzirea excesivă și arderea motoarelor electrice reclamă înlocuirea lor cât mai repede posibil;

încălzirea reductorelor reclamă verificarea și repararea acestora.

4.5.4. Probleme de control, reglare și automatizare

Pentru a asigura o buna funcționare a aparaturii de măsură, control, reglare și automatizare se impun luarea unor măsuri de etalonare, verificare, revizuire, comparare a indicației cu înregistrarea.

Înregistratoarele de presiune se vor etalona odată pe an.

Trasmiterele de nivel se vor verifica, revizui, etalona odată pe an.

Transmiterele de debit prin inducție se vor etalona odată pe an.

Transmiterele de presiune diferențială se vor etalona și se va verifica punctul zero.

Transmiterele de temperatură se vor etalona odată pe an și se va verifica valoarea indicată sau înregistrată odată la 3 luni.

La termocuple se va verifica starea lor și precizia valorii măsurate odată la un an.

Înregistratoarele milivolmetrice se vor unge, se vor verifica și se vor etalona la fiecare 6 luni.

Înregistratoarele, indicatoarele, regulatoarele pneumatice se vor verifica, revizui și reetalona la fiecare 2 ani.

Indicatoarele de presiune și temperatură se vor etalona odată la un an.

La vanele de reglare se va face un control vizual, se vor unge și se vor strânge garniturile la fiecare 6 luni.

Releele se vor verifica și etalona odată pe an.

Contactoarele se vor verifica odată pe an.

Probleme de control, reglare și automatizare ce pot apărea în instalația de uree sunt:

pompele cu piston nu ating debitul corespunzător vitezei, cădere de presiune. Acest lucru se datorează faptului că reglarea supapei de siguranță este prea joasă, suprafețele scaunelor sunt uzate. Se va regla supapa de siguranță la presiunea de evacuare corectă (aproximativ -15% peste presiunea de funcționare). Apoi se vor roda împreună scaunul și clapeta.

conținutul de O2 din CO2-ul de alimentare scade sub 0,7% sau creșste peste 0,85%. Se poate datora defectării regulatorului de debit aer-proces.

apariția unui raport molar mai mic decât 3 sau mai mare peste 3,5. Acest lucru se datorează faptului că regulatorul de debit și cromatograful nu funcționează corect. Până la remedierea regulatorului de debit sau a cromatografului procesul se conduce după temperatura gazelor și a soluției la ieșire din reactor și după analiza soluției la ieșirea din stripper.

presiune în sinteză mai mică de 135 bar sau mai mare de 145 bari. Această dereglare se datorează defectării vanei de purjare a gazelor inerte.

presiune mai mică de 16-20 bari la stripper sau mai mare de 16-20 bari. Acest lucru se datorează faptului că vana de reglare a presiunii este defectă.

ridicarea rapidă a temperaturii lichidului care iese din stripper. Se va verifica buna funcționare a regulatorului de nivel la stripper.

diferența de temperatură intrare-ieșire în circuitul de răcire al scrubberului este mai mică de 80C se datorează ruperii diafragmei interioare a stripperului.

diferența de temperatură intrare-ieșire în circuitul de răcire a scrubberului este negativă. Acest lucru se datorează ruperii diafragmei interioare la scrubber, cu reducerea capacității vanei automate de purjare a gazelor inerte.

diferența de temperatură intrare-ieșire în circuitul de răcire la scrubber este negativă, iar diferența de temperatură intrare-ieșire a soluției de recirculație în răcitorul de absorbție este nulă. Acest lucru se datorează ruperii diafragmei interioare la scrunbber cu blocare completă a vanei automate de purjare a gazelor inerte.

diferența de temperatură intrare-ieșire în circuitul de răcire în scrubber între 0-80C iar diferența de temperatură intrare-ieșire a soluției de recirculație între 1-300C. În mare parte, acest lucru se poate datora unei capacități insuficiente de purjare a vanei automate de purjare a gazelor inerte.

diferența de temperatură în circuitul intrare-ieșire la scrubber incorectă trebuie să fie mai mare de 80C, iar diferența de temperatură intrare-ieșire a soluției de recirculație sub 300C. Acest lucru se datorează capacității insuficiente a vanei automate de purjare a gazelor inerte din scrubber.

nerealizarea temperaturii în treptele I-II în faza evaporare-granulare. Într-o anumită măsură această nerealizare a temperaturii se poate datora nefuncționării celor două regulatoare de temperatură.

creșterea biuretului peste valoarea de 0,9% în produsul finit provocată de temperaturi prea mari în treapta I-II din cauza lipsei de abur saturat. Se vor verifica regulatoarele de temperatură de la evaporare-granulare.

cristalizarea gărzii hidraulice dintre treapta I și II și a recirculării. Acest lucru se poate datora într-o oarecare măsură defectării regulatoarelor de nivel.

4.5.5. Norme de securitatea muncii, igienă, prevenirea accidentelor, incendiilor, exploziilor, etc.

Toxicitatea fluidelor precum și temperatura și presiunile ridicate necesită luarea unor măsuri de protecție, de securitate speciale precum și o atenție mărită a operatorilor și szpraveghetorilor.

Pentru a mări gradul de securitate în cadrul instalației de uree este necesar ca personalul să cunoască proprietățile materiilor prime și a materialelor auxiliare folosite pentru obținerea ureei, precum și proprietățile produselor intermediare și finite obținute.

Amoniacul la presiune normală este un gaz incolor cu miros puternic înțepător, înecăcios. Este mai ușor decât aerul și foarte solubil în apă. Solubilitatea lui scade cu creșterea temperaturii. Acțiunea amoniacului gazos se concentrează în primă fază asupra mucoaselor, ochilor, a căilor respiratorii, pentru care are un efect foarte iritant.

Acțiunea amoniacului lichid are două aspecte:

locală, prin acțiunea lui ca atare, mai bine zis a frigului pe care-l produce prin evaporare (arsură chimică);

generală, prin acțiunea vaporilor degajați ca urmare a evaporării.

Prin stropirea cu soluție amoniacală se produc arsuri ale pielii. Concentrația maximă admisă în mediul de lucru este de 30mg/m3aer. Amoniacul formează cu aerul un amestec exploziv care se amorsează ușor. Pericolul de explozie crește dacă amestecul este NH3-CO2. Limite de explozie ale amestecului aer sunt 16-27%. Amestecul explodează dacă într-un punct al său se realizează temperatura de minim 6300C; la O2 limitele de explozie ale NH3 sunt de 13,5-82% vol.NH3. Organismul poate suporta zilnic o concentrație maximă de 76mg/m3 aer. Dacă se depășește această concentrație apar semnele de intoxicație cronică, iritarea ochilor, conjunctivită, înroșirea și iritarea faringelui, tuse. Concentrația de 0,25-0,45% vol. poate cauza apariția intoxicației acute, chiar și la o expunere mai mică de 8 ore. Din aceste motive pentru a preveni accidentele (arsuri, intoxicații) toate manevrele în instalație se fac de către operator numai dacă este echipat cu echipamentul de protecție corespunzător: masca de gaze cu cartuș și filtrant pentru NH3, salopete din doc, mănuși și cizme din cauciuc. În cazul scăpărilor masive de NH3 intervențiile se fac cu aparatul izolant și costumul izolant.

CO2 Ca și NH3, CO2 apare în instalație ca urmare a neetanșietăților conductelor sau scăpări ale purjelor de pe treptele turbocompresorului.

CO2 este un gaz incolor, fără miros, mai greu decât aerul și se acumulează la părțile inferioare ale scăpărilor. CO2 nu este un gaz otrăvitor, dimpotrivă, în cantități mici el ajută respirația și din aceea este întrebuințat în amestec cu O2 pentru salvarea asfixiaților. Totuși, CO2 în cantități mari este primejdios pentru viață, deoarece înlocuiește O2 din corp, prezentând un mare pericol, pentru asfixiații căzuți la pământ, unde concentrația este maximă. Semnele de asfixiere sunt: dureri de cap, amețeli, vedere împăienjenită, oboseală, grețuri, vărsături, somnolență și leșin. Prelungirea asfixierii duce la moartă.

Concentrația maximă admisibilă de CO2 este de 5000kg/m3aer. Intervențiile în atmosfera de CO2 se fac cu masca cu furtun de aducțiune aer.

Soluțiile fierbinți de uree și carbamat de amoniu pot apărea în instalație datorită neetanșietățiilor flanșeelor, ventilelor, presetupelor pompelor.

Deoarece carbamatul de amoniu nu este stabil decât la presiune înaltă și se descompune din nou în NH3 și CO2 cu efectele descrise anterior.

Prin stropirea cu soluție de uree și topitură se produc arsuri chice ale pielii, iar NH3 care se degajă din soluțiile respective sau rezultat din descompunerea carbamatului de amoniu poate irita căile respiratorii, ochii.

Din aceste motive, intervențiile necesare pentru remedierea defecțiunilor ce apar în instalație se fac numai cu echipament corespunzător: mască de gaze cu cartuș, filtrant pentru NH3, salopete din doc, cizme și mănuși din cauciuc.

În cazul scăpărilor masive de NH3 interventiile se fac cu aparatul izolant și costumul izolant.

Ureea nu constituie un pericol decât prin temperatura la care se găsește sub formă de soluție sau topitură.

Ca urmare a solidificării rapide a ureei, căldura de cristalizare eliberată se transmite pielii și se formează simultan o crustă de uree.

Pentru prevenirea de accidente prin ardere cu topitură de uree intervențiile se fac folosind echipament de protecție corespunzător: mănuși și cizme de cauciuc, salopete din doc, iar în cazul soluțiilor fierbinți și cu masca de gaze cu cartuș, filtrant pentru NH3.

Formaldehida apare în instalație datorită unor fisuri pe trasee și mai apare la îmbinăni și la presetupele pompelor.

Formaldehida la temperatură obișnuită este un gaz incolor, imflamabil, cu miros foarte iritant. Este solubilă în apă și în solvenți organici uzuali, este insolubil în eterul de petrol. Temperatura de aprindere a formaldehidei este de 4300C.

Limitele de explozivitate în volum % în aer:

limita inferioară 7%;

limita superioara 73%.

Formaldehida este un compex extrem de reactiv, cu produși oxidanți ducând la formarea acidului formic.

În condiții severe de oxidare, formaldehida se transformă în CO2 și H2O.

În prezența acizilor și bazelor formaldehida polimerizează (trimetilena și metaoximaldehida).

Pentru a evita polimerizarea soluțiilor de formol se recomandă adăugarea de stabilizatori, cel mai uzual fiind alcoolul metilic.

Formolul este totuși recomandat ca un compus stabil, descompunerea termică având loc la temperatura de 3000C.

Concentrația maximă admisibilă este stabilită la 4mg/m3aer în conformitate cu [NUME_REDACTAT] de [NUME_REDACTAT].

Mirosul de formol poate fi perceput la concentrații minime de 0,2mg/m3aer.

Formaldehida are o acțiune iritantă și inflamatorie asupra pielii și mucoaselor datorită reacției cu grupele amidice din protide pe care le coagulează. Este recomandată acțiunea sa antiplasmatică, orecum și acțiunea sa asuăra sistemului nervos central.

Intoxicația acută poate apare în cazul expunerii prelungite sau inhalării unei concentrații mari de formol sau în situația de ingerare a soluțiilor concentrate.

Moartea poate surveni în cazuri de ingerare a 10-20 mL soluție comercială de formol.

Formele acute se manifestă prin apariția tusei, a senzației de sufocare toracică, a secreției nazale intensive, accelerarea respirației, edem pulmonar.

Ingerarea soluției de formol poate provoca leziuni ale traiectului gastrointestinal și perforatoriul ale acestora, vomismente cu sânge, leziuni renale, acidoliză, tulburări respiratorii și cardiace, sincopă.

Intoxicația cronică apare la persoanele expuse unor concentrații de formol de peste 7mg/m3aer și se manifestă prin tulburări nervoase.

Tulburarea sensibilității tactice, termice și dureroase sunt semne tipice ale intoxicației grave.

Traspirarea jumătății drepte ale corpului, astenia, durerea de cap, lipsa poftei de mâncare, scădrea în greutate și paralizia nervului facial înșoțite de astm bronșic bine instalat sunt semne chimice ce caraterizează aproape întotdeauna intoxicația gravă cu formol.

Asupra tegumentelor formaldehida manifeastă modificări ușor de recunoscut, caracterizate prin tumefierea pielii, feței și brațelor, dermatoze și conjunctivite.

Toate manevrele pe traseele de formol se fac numai după ce operatorul s-a echipat cu mănuși și cizme de caziuc, salopete sau mănuși antiacid, mască de gaze cu cartuș, fltrant pentru sunstanțe organice sau formaldehida.

Azotul apare în instalație din aerul inteodus în CO2-ul de alimentare pentru reducerea coroziunii, sau scăpări de la prizele de azot din instalație.

Azotul este un gaz incolor și insipid. Nu arde și nu întreține arderea. Nu este un gaz toxic, însă este foarte periculos când se acumulează în atmosfera de lucru reducând conținutul de oxigen din atmosferă producând sufocarea.

Prin reducerea conținutului de oxigen din aer sub 17%vol. apar semne caracteristice de sufocare: respirașie accelerată, senzație de lipsă de aer, dureri de cap, pierderea cunoștinței.

Din aceste motive pătrunderea muncitorilor în vase sau utilaje ce a lucrat în atmosferă de azot sau a fost suflate cu azot nu se face decât pe bază de buletin de analize a conținutului de oxigen și folosind masca cu furtun de aducțiunre.

Aburul și condensatele apar în instalație datorită neetanșietăților la armături și la îmbinările conductelor.

În contact cu aburul și condensul se oot produce arsuri termice.

Din aceste motive intervențiile pe aceste trasee se fac numai dacă muncitorii sunt echipați cu: mănuși și cizme de cauciuc, salopete doc.

Sursele radioactive sunt amplasate la reactor și stripper.

Ele sunt demontate și montate de către personalul autorizat în mod special.

Zonele cu pericol de explozie sunt: camera de păstrare a buteliilor de NH3 și H2, camera granulator, camera cromatograf.

În cazul în care există intoxicații cu gaze toxice (corozive sau azotoase) cât și cu vapori de acizi, Cl-, sau combinații ale clorului și accidentatul are suficientă respirație naturală nu este admis a se face reanimare.

În acest caz se va administra o inhalație cu O2.

În cazul în care la intoxicațiile mai sus amintite se constată că accidentatul nu mai are respirație proprie, se va recurge la reanimare chiar dacă pot apărea leziuni pe plămâni.

Pentru buna desfășurare a procesului tehnologic și pentru a asigura un grad ridicat de securitate în timpul exploatării trebuie respectate o serie de reguli P.S.I. generale și specifice: mijloscele de stingere a incendiilor vor fi în permanență stare de funcționare; se interzice depozitarea materialelor și a deșeurilopr pe căile de acces, în instalație, pe coridoare, etc.; fumatul este interzis în toată instalația; executarea lucrărilor cu foc deschid se face numai după ce s-au luat toate măsurile de siguranță (oprirea, scoaterea sub tensiune, golirea, spălarea, suflarea utilajelor asupra căruia se intervine), de către persoane autorizate și care posedă permisul de lucru cu foc deschis și buletin de analiză; exploatarea utilajelor acționate electric se va face în limita sarcinilor admise.

Supravegherea și controlul acestor utilaje se va face pe tot timpul lucrului pentru evitarea frecărilor; ungerea părților mobile a mașinilor se face numai când mașinile sunt oprite; în timpul exploatării trebuie asigurată admisia uleiului la lagăre, cuzineți, angrrenaje, transmisii, etc., precum și evacuarea uleiului din ele; cârpile îmbibate cu lichide combustibile, ulei, folosite la întreținerea mașinilor, utilajelor sau în procrsul de producție vor fi strânse în niște cutii metalice cu capac și evacuate la sfârșitul programului, pentru prevenirea descărcărilor electrostatice; părțile metalice ale mașinilor și uilajelor vor fi prevăzute cu instalație de legare la pământ; la turbocompresorul de CO2 se vor evita scurgerile de ulei pe conductele de gaz ale turbocompresorului sau pe conductele neizolate de abur sau condens; în cazul unui început de incendiu se va interveni cu mijloacele de stingere a incendiilor din dotare (stingătorul cu praf și CO2 , cu spumă, cu N2 de pe estacadă prin intermediul furtunului de cauciuc); se interzice folosirea în stare defectă a instalațiilor și aparatelelor consumatoare de energie electrică de orice fel; încărcarea peste sarcină indicată a întrerupătoarelor, comutatoarelor și a prizelor; este interzisă executarea de lucrări de întreținere și reparații a instalațiilor electrice de către personalul necalificat și neautorizat.

Organizarea P.S.I. și sarcinile echipelor de primă intervenție pentru stingerea incendiilor se va realiza în felul următor:

alarmarea echipelor de intervenție se va face de către tablonist, compresorist, pompagii, operatori chimiști, mașiniști, benzi, laborant;

alarmarea formației civile de pompieri prin avertizor sau prin telefon se va face și de către șeful de tură;

evacuarea oamenilor și a bunurilor materiale va fi condus de către șeful de tură;

stingător cu praf și CO2 și stingătorul cu spumă chimică vor fi acționate de către tablonist, compresorist, pompagii, operatori chimiști, mașiniști, benzi, laborant.

Operatorii chimiști au obligația de a purta un echipament de lucru curat.

Se interzice spălarea îmbrăcămintei și a echipamentului de lucru cu produse volatile ușor inflamabilr.

La ieșirea din schimb operatorii chimiști au obligația să facă baie prin rotație pentru a nu lăsa nesupravegheat locul de muncă.

O altă obligație a operatorilor chimiști este aceea de a păstra curățenie la locul de muncă și la grupurile sanitarte.

Înainte de începerea lucrărilor de reparații, șeful de secție coordonator efectuează instructaj de protecție a muncii și P.S.I. tuturor echipelor de reparații (mecanici, electricieni, AMC-iști, operatori chimiști, terți).

Instructajul va fi consemnat într-un registru, unde fiecare lucrător va lua la cunoștință pe bază de semnătură.

Acest instructaj poate fi efectuat și la cabinetul de protecție a muncii de către compartimentul de protecție a muncii și P.S.I. a unității respective.

4.6. Deșeuri, subproduse, coproduse, emisii de noxe.

[NUME_REDACTAT] provenite de la fabrica de uree sunt:

deșeuri provenite în timpul procesului tehnologic ( praf de uree, conglomerat de uree, 30-35 m3/h ape reziduale cu un conținut de 100 ppm NH3 sau 0,01%, 300 ppm uree sau 0,03%, gaze eșapate în atmosferă).

deșeuri provenite în timpul reviziilor tehnice ( uleiuri uzate, deșeuri metalice, ambalaje din lemn, ambalaje din tablă, ambalaje din material plastic, ambalaje din hârtie si carton, deșeuri menajere, deșeuri electrice, cărămizi).

Deșeuri provenite în timpul procesului tehnologic

Praful de uree se acumulează la partea inferioară a tunului de granulare și sub benzile transportoare de uree către depozitul de uree vrac. Acesta este maturat și ambalat în saci fiind valorificat prin vânzare către agricultori la prețuri foarte mici. Praful de uree este un deșeu periculos și impune purtarea unor măști de praf la ambalarea sa în saci.

Conglomeratele de uree se pot forma la baza tunului de granulare și în depozitul de uree vrac. La anumite intervale de timp acesta este strâns si dus pe o platforma betonată unde este marunțit mecanic, dupa care este ambalat în saci și valorificat prin vânzare către agricultori la prețuri foarte mici. La fel ca și praful de uree conglomeratele de uree sunt considerate deșeuri periculoase si se impune purtarea unor măști la marunțirea și ambalarea lor în saci.

Apele reziduale rezultate din instalație sunt trimise la neutralizare cu H2SO4 la instalația de demineralizare sau la tancul de depozitare ape amoniacale în vederea concentraăii lor pentru a fi livrate ca ape amoniacale de 18-25% NH3 (produs secundar bun de comercializat).

Deșeuri provenite în timpul reviziilor tehnice

Uleiuri uzate

Aceste uleiuri sunt valorificate prin unități autorizate în preluarea acestor deșeuri cu respectarea HG/2007 cu modificările ulterioare. Uleiurile uzate provin de la utilajele dinamice (termodinamice, electrodinamice). În preababil uleiurile uzate sunt colectate in butoaie metalice și depozitate în depozitul de uleiuri. Uleiurile uzate sunt considerate deșeu periculos de aceea se impune purtarea de manuși în timpul manipulării acestora. Se va avea mare grijă ca aceste uleiuri uzate să nu ajungă în emisar pentru că prezintă un mare risc de poluare pentru mediul înconjurator.

Bazinele de dezuleiere au rol de reținere a scăpărilor de ulei de ungere a utilajelor dinamice din instalația de uree. Sunt două bazine din beton, cu V=192 m3 fiecare. Uleiul de la suprafața apei este colectat in butoaie metalice, iar apa este dirijată spre bazinul de retenție finală.

Deșeuri metalice

Aceste deșeuri provin în timpul reviziilor tehnice. Ele sunt valorificate prin vânzarea către agentii economici specializați, pe bază de contract. În preababil aceste deșeuri metalice se colectează organizat, pe categorii la secții și ateliere, după care sunt stocate pe platforme betonate, compartimentate si amenajate la atelierul mecanic central. Deșeurile metalice nu sunt periculoase dar trebuie ca manevrărea lor să se face purtând manuși pentru a se evita rănirea mâinilor.

Ambalajele din lemn, ambalaje din tablă, ambalaje din materiale plastice, ambalaje din hârtie și carton provenite din activități diverse se colecteazășsi se depozitează în mod controlat la secții, ateliere, magazii ( depozitarea se face în spații special amenajate).

Deșeurile de ambalaje sunt valorificate prin unități autorizate. Containerele, butoaiele și ațti recipienți în care sau depozitat substanțe chimice se utilizează pentru alte produse sau se livrează la firme specializate pentru distrugere, cu respectarea prevederilor HG 621/2005, modificată prin HG 1872/2006. Deșeuri considerate nepericuloase.

Deșeurile menajere provenite din activități igienico-sanitare sunt colectate în containere speciale la secții și ateliere.

Aceste deșeuri sunt preluate de societatea de salubritate și duse în depozitul de deșeuri al municipiului Bacău. Aceste deșeuri sunt considerate nepericuloase.

Deșeurile electrice provenite din activități de întreținere și reparații, instalații electrice și de automatizări sunt colectate organizat, pe categorii la secții si ateliere. Depozitarea lor se face în spații special amenajate.

Valorificarea lor se face prin intermediul unor firme autorizate. Deșeurile electrice nu sunt deșeuri periculoase.

Cărămizile provenite în urma unor reparaîii și demolări de clădiri sunt colectate în mod controlat ăi depozitate la secții, ateliere si magazii. Cărămizile sunt considerate deșeuri inerte.

Pentru reducera impactului deșeurilor asupra mediului se vor aplica:

măsuri de minimizare a cantităților de deșeuri generate de activitate;

stocarea pe categorii, numai în spațiile special amenajate și întreținute corespunzător;

valorificarea sau eliminarea ritmică a deșeurilor, dupa caz, fără a crea stocuri care ar putea produce un impact negativ asupra mediului;

este interzisă:

orice deversare necontrolată de uleiuri uzate în sistemul de canalizare, în apele de suprafață sau pe sol;

orice prelucrare a uleiurilor uzate care poate determina o poluare a mediului;

– operatorul activității este obligat să colecteze deșeurile provenite de la laboratoarele chimice proprii și să le predea împreună cu reactivii chimici uzați persoanelor juridice autorizate în coincinerarea acestora.

[NUME_REDACTAT] de uree și conglomeratele de uree vor fi recuperate și ambalate în saci de polietilenă fiind comercializate la prețuri mult mai mici decât ureea de calitate (măturătură de uree folosită în agricultură).

Ape uzate cu conținut de NH3 trimise la tancul de depozitare ape amoniacale în vederea concentrării lor pentru a fi comercializate ca ape amoniacale de 18-25% NH3.

[NUME_REDACTAT] cadrul instalației de uree există o instalație anexă care produce bicarbonat de amoniu alimentar ( proces tehnologic separat de procesul tehnologic a ureei). Capacitatea de producție a instalației este 1500 t/an, 6 t/șarjă.

Materii prime folosite sunt: amoniacul și dioxid de carbon.

Consumul specific de amoniac este următorul: O,24 t/t produs.

Consumul specific de dioxid de carbon este următorul: 0,64 t/t produs.

Emisii de noxe

Emisiile de noxe provin din următoarele surse:

coloana de absorbție-faza sinteză ( instalația de evacuare și dispersie o reprezintă un coș de evacuare amoniac)- 1280 m3 N/h cu 4,2% vol.NH3;

colectorul final – faza desorbție-hidroliză ( instalația de evacuare și dispersie o reprezinta un coș de evacuare amoniac);

turnul de granulare prevăzut cu 4 ventilatoare ( instalația de evacuare și dispersie o reprezintă 4 coșuri de evacuare și dispersie a amoniacului și a pulberilor de uree aferente ventilatoarelor);

efluenți;

condensator final- 150 m3 N/h cu 14% NH3;

ventilatoarele din turnul de granulare- 484000 m3 N/h cu 50 mg/m3 N uree si 40 mg/m3 N NH3.

Aceste surse de emisie poluantă sunt prevazute cu instalații de depoluare astfel colectorul final- faza desorbție-hidroliză este prevazut cu o instalație de desorbție-hidroliză. Coșul de evacuare are următoaraele caracteristici: H(înalțimea)=74 m; Diametru la vârf=0,6 m; Debit proiectat=150 Nm3/h.

Instalația de desorbție-hidroliză

Aplică tehnica asociată BAT de reducere a conținutului de amoniac, dioxid de carbon si uree din apa/condensatele de proces, din instalația de Uree.

Procesul tehnologic se desfășoară astfel: apele cu conținut de amoniac, dioxid de carbon si uree din instalația de uree sunt preîncalzite și introduse într-o primă coloana de desorbtie, unde se recuperează cea mai mare parte din amoniacul și dioxideul de carbon din apă. Apa din coloana de desorbție va alimenta hidrolizorul, în care se reduce conținutul de uree din apa, prin hidroliza la 2100C, care se transformă în amoniac și dioxid de carbon. După hidroliză, apa tratataă e răcită și introdusă în a doua coloană de desorbție. În a doua coloană de desorbție se introduc abur viu saturat pentru eliminarea restului de amoniac și dioxid de carbon din apă. Vaporii rezultați din coloana a doua de desorbție sunt utilizași ca agent de stripare în prima coloană. Vaporii rezultați din prima coloană de desorbție și hidrolizor sunt condensați, formându-se carbamat de amoniu. Soluția diluată de carbamat formată prin intermediul unui separator, este parțial refluxată în vârful primei coloane, restul este trimisă înapoi în instalația de uree, pentru prelucrare. Necondensabilele din separator pot fi trimise fie în instalația de uree pentru prelucrare fie în instalația de hidroliză-desorbție. Apa tratată care iese pe la partea inferioară celei de-a doua coloane de desorbție este răcită și dirijată către bazinul de retenție finală.

Coloana de absorbție-faza sinteză este prevăzută cu un scruber de înaltă presiune și cu o coloană de spălare cu apă de proces. Coșul de evacuare are următoarele caracteristici: H (înațtimea)=73 m; Diametru la vârf=0,08 m; Debit proiectat=1280 Nm3/h.

În turnul de granulare se aplică procedeul de tratare cu soluție de formaldehidă ca aditiv pentru granule. Coșurile de evacuare au urmatoarele caracteristici: H(înalțimea)=66 m; Diametru la vârf=2 m; Debitul proiectat pe cele 4 coșuri aferente ventilatoarelor este de 484.000 Nm3/h.

Pentru diminuarea emisiilor de poluanți în aer instalația de uree derulează un plan de reabilitare.

În afară de emisiile poluante dirijate în aer pot apărea și emisii poluante nedirijate în aer (difuze, fugitive).

Sursele de emisie nedirijate sunt:

fluxurile tehnologice, ca urmare a posibilelor neetanșietați ale utilajelor statice și dinamice și scăpări accidentale de poluanți;

bazine de stocare, neutralizare ape uzate;

activități de transport, manipulare, încărcare/descărcare materii prime, materiale auxiliare, produse finite;

operații și manevre la pornirea/oprirea instalației.

Principalii poluanți din emisiile difuze în aer sunt: amoniacul, pulberile de uree, pulberile totale în suspensie, gazele arse din activitatea de transport.

Măsuri necesare pentru prevenirea sau reducerea emisiilor fugitive:

desfășurarea planificată a activitaților de întreținere și reparații;

controlul periodic al etanșeitații utilajelor și echipamentelor;

reducerea la minim în situația manipulării solidelor ( uree, var, catalizator, alte materiale auxiliare) prin aplicarea unor bune tehnici de gospodărie și control;

intervenția rapidă în cazul depistării pierderilor necontrolate de noxe în atmosferă, cu personal calificat și aplicarea procedurilor operaționale corespunzătoare

La fabrica de Bicarbonat de amoniu se emite în aer amoniac. Sursa de emisie o reprezintă coloanele de absorbție. Instalațiile de dispersie și evacuare sunt reprezentate de două coșuri de evacuare.

Caracteristicile coșurilor de evacuare sunt: H=12 m, Diametru la vârf=0,6 m, Debitul proiectat al coșurilor de evacuare=5.000 Nm3/h.

Emisii poluante dirijate în efluenți

Valorile limită de emisie pentru poluanții emiși în apele uzate evacuate din fabrica de uree sunt:

suspensii= 60 mg/L;

azotați= 25 mg/L;

azotiți= 1 mg/L;

azot amoniac (NN4+)=3 mg/L;

azot total (Nt )=15 mg/L;

uree=26 mg/L;

fier total ionic=2,8 mg/L;

substanțe extractive=20 mg/L.

Nu se admite evacuarea în emisar a substanțelor periculoase/prioritar periculoase, în conformitate cu HG nr. 351/2002.

La fabrica de uree din activitate nu trebuie să existe alte emisii de poluanți în apele uzate. În situația în care se observă apariția în apa uzată evacuată a unor substanțe sau materiale care pot produce contaminarea acesteia, operatorul va lua de urgență urmatoarele măsuri:

realizarea unei investigații pentru a identifica și a izola sursa de contaminare;

aplicarea de măsuri pentru stoparea poluaăii, prevenirea extinderii contaminării și de minimizare a efectelor acesteia;

notificarea incidentului către autoritaățle de mediu și autoritățile de gospodărire a apelor, cât mai curând posibil, în maxim 2 ore;

se vor încheia și actualiza periodic contracte de prestări servicii cu unitațile care utilizează apa din reteaua de apă industrială/potabilă sau evacuează ape uzate în rețeaua administrată de SC AMURCO SRL;

VLE ( [NUME_REDACTAT] Emisie) pentru indicatorul uree a fost corelată cu VLE pentru indicatorul azot total, normat conform NTPA 001.

5.Analiza tehnici-economică

Analiza tehnico-economică se va face pe baza unor indicatori tehnici-economici aprobați în prealabil

Caracteristici de calitate:

conținut de N %-46,2

biuret %-0,9±0

umiditate %-0,35-0,5

rezistență mecanică 65

granule între 1-2,5mm (%) 92

Mediul de utilizare

temperat normal

Fiabilitate

termen de garanție (luni) -6

Date economice

a1) NH3 t/t N2 – 1,4482;

a2 ) combustibil convențional (abur) tcc/N2 -0,43085

a3) energie electrica KWh/tN2 -64,67

a4) consum de muncă- total ore/tN2 -8,23

b) randament- % -83,90

c) preț export $/tN2 -287

d) grad de asigurare cu materii prime-%- 100

e) valoarea materiilor prime și materialelor pe produs-total lei/tN2 2992,2

f) valoarea unității pe produs raportat la cantitatea de materie principală NH3 lei/tN2 -3038,3

g) costul total pe unitate produs- lei/t N2- 4598,69 din care materiale lei/tN2-3830,3

h) preț pe producție pe unitatea de produs lei/tN2- 4400

i) aportul net valutar pe unitatea de produs $/tN2- 2,088.