مقاله کامل اسید فسفریک

1-معرفي طرح
در اين طرح ايجاد يك واحد اسيد فسفريك با ظرفيت ٥٠٠٠٠ تن در سال مورد بررسي قرار گرفته است. درصورت اجراي اين طرح، ضمن بي نيازي كشور از واردات اين محصول و جلوگيري از خروج ارز به ميزان قابلتوجه، موجب ايجاد اشتغال و افزايش فعاليت در بخش هاي گوناگون خواهد شد.
٢ -بررسي بازار
ميزان توليدات داخلي: ١٠٢١٥٠ تن
ميزان واردات: به صورت اسيد فسفريک، ٤٥٦٧٨ تن در سال و به صورت کودهاي فسفاته، ٥٦٥٥٧٩ تن درسال
برآورد تقاضا: ٤٣٠٠٠٠ تن
تعداد شيفت كاري:٣ شيفت و ٣٠٠روز کاري
ظرفيت توليدي: ٥٠٠٠٠ تن اسيد فسفريك
مواد اوليه و محل تأمين آن: خاک فسفات : وارداتي/ اسيد سولفوريک : داخلي
٣ -روش توليد و تكنولوژي مورد نظر
روش توليد مورد نظر براي توليد اسيد فسفريك در اين طرح “فرآيند تر (همي هيدرات)”مي باشد. در اين روش خاك فسفات وارداتي در راكتور با اسيد فسفرك تركيب و فسفات كلسيم موجود در خاكتبديل به اسيد فسفريك و گچ می‌شود. دوغاب حاصل به مدت ٨ -٦ ساعت در راكتور به همراه همزني مداومنگهداشته شده تا كريستالهاي گچ رشد نموده و قابل فيلتراسيون گردد. دوغاب در زمان مناسب به فيلترهدايت می‌شود و از قسمت اول فيلتر، اسيد فسفريك ٣٠ %، و در قسمتهاي بعدي اسيد فسفريك غليظ ترحاصل می‌شود. اسيد ٣٠درصد به دست آمده از فيلتر اول، جمع آوري و به واحد تغليظ فرستاده می‌شود تابه غلظت مورد نظر برسد.
٤ -ابعاد فيزيكي طرح
پيشنهاد محل اجرا: بوشهر، هرمزگان و سيستان و بلوچستان
مساحت زمين:٢٥٠٠٠٠مترمربع
سطح زیر بنا:
توليدي:٣٧٥٠ مترمربع
انبار:٤٥٠٠ مترمربع
خدواتي اداري:٧٥٠ مترمربع
تعداد و تركيب نيروي انساني:٨١نفر
مصارف صنعتي:
– آب:١٠٦٥٠٠مترمکعب
– برق:٢/١مگاوات
– گاز:٨٦٧٢٢٥٠مترمکعب
مشخصات اسيد فسفريك
بر اساس اطلاعات اخذ شده از وزارت صنايع و معادن (معاونت توسعه صنعتي، دفتر آمار و اطلاعرساني) كد آيسيك اسيد فسفريك ٢٤١١١٣١٧ می‌باشد.
اسيد فسفريك از اسيدهاي معدني مهم داراي تنوع مصرف بسيار از قبيل صنايع كودهاي شيميايي، غذايي، دارويي، آبكاري و ريخته گري، توليد املاح فسفاته، توليد الياف مصنوعي، چسب و رنگ، پاك كننده هاي صنعتي و بهداشتي و. . . است. اين اسيد به سه نوع مشهور در جهان توليد می‌شود كه بهترتيب درصد خلوص عبارتند از:
اسيدفسفريكخام
اسيدفسفريكصنعتي
اسيدفسفريك خوراكي
اسيد فسفريك صنعتي و خوراكي از تصفيه اسيد خام بدست می‌آيند. در حال حاضر حداقل ٣٠ نوع ازمشتقات اسيد فسفريك در كشور مورد استفاده قرار می‌گيرد كه مهمترين آنها كودهاي شيميايي ديآمونيوم فسفات و سوپر فسفات كلسيم، تري پلي فسفات و فسفاتهاي كلسيم و سديم هستند.
اسيد فسفريك خام معمولاً از واكنش شيميايي اسيد سولفوريك با خاك فسفات (P2C5) توليد شده وسپس در واحدهاي تصفيه، به اسيد فسفريك صنعتي و خوراكي تبديل می‌شود.
اسيد فسفريك (H3PO4) يك اسيد غير آلي است كه پس از اسيد سولفوريك بيشترين توليد و مصرف رادر جهان دارد. اين ماده بعنوان مادة مياني بين سنگ فسفات و مواد فسفاته محسوب شده و معمولترين گريدتجاري اسيد فسفريك، % ٧/٢٣ فسفر و يا % ٥٤، P2C5دارد.
علاوه بر طبقه بندي اسيد فسفريك بر اساس روش توليد (فرآيند تر و گرمايي)، اين ماده بر اساس در صدوزني P2C5، شكل مولكولي (اورتو يا پلي)، كيفيت و پارامترهاي بازار نيز طبقه بندي می‌شود.
در زير خلاصه اي از طبقه بندي هاي رايج استفاده شده براي اسيد فسفريك ارائه شده است:
1-اسيد گرمايي: نام عمومي براي اسيد توليد شده توسط احتراق عنصر فسفر و هيدراسيون P2C5حاصل.
٢ -اسيد با فرآيند تر: نام عمومي براي اسيد توليد شده توسط واكنش يك اسيد غير آلي (معمولاً اسيدسولفوريك) با سنگ فسفات.
٣ -اورتو فسفريك اسيد: تمام فسفاتهاي محتوي كمتر از % ٥/٦٨ P2C5، به شكل مولكولي اورتو هستند.
گريد تجاري اورتو فسفريك اسيد (MGA)معمولا شامل % ٥٤ -٥٢ P2C5بوده و عمدتاً در توليدفسفات آمونيوم جامد و كود هاي سوپر فسفات استفاده می‌شود.
٤ -سوپر فسفريك اسيد (SPA):اگر در صد P2O5بيش از % ٥/٦٨ باشد، دي هيدراسيون مولكولي آغازشده و موجب توليد مقادير مختلف مولكولهاي پلي فسفات می‌شود. SPA معمولاً
شامل % ٧٠، P2C5است. تقريباً تمام SPA در توليد كودهاي مايع استفاده می‌شود.
٥ -اسيد فيلتر شده: اسيدي كه توسط فرآيند تر توليد و از فيلتر بازيافت می‌شود (براي زدودن گچبعنوان محصول جانبي)، يك محلول رقيق % ٣٠ -٢٨، P2C5است. اين اسيد فيلتر شده يا قبل ازاستفاده تغليظ می‌شود و يا در توليد فسفات دي آمونيوم (DAP)استفاده می‌شود.
٦ -اسيد سياه: مقداري از مواد آلي موجود در بعضي سنگهاي فسفات در حين اسيدي كردن، حل شده وحتي پس از فيلتراسيون گچ به صورت سوسپانسيون باقي می‌ماند. اسيد حاصل كه حاوي اين ذراتكلوييدي پخش شده است، تيره يا سياه می‌باشد. پس از تغليظ به گريد تجاري اسيد اورتو فسفريك(MGA)يا سوپر فسفريك (SPA)تبديل می‌شود. اين اسيد معمولاً در توليد كودهاي فسفاته استفاده می‌شود.
٧ -اسيد سبز: اسيد تر توليد شده از سنگ فسفات كلسيم دار، معمولاً شامل كمتر از% ٣/٠ جامدات معلقاست و بنابراين به صورت شفاف (عبور دهندة نور) و به رنگ سبز ديده می‌شود. اگر اسيد سبز تا % ٥٤ -٥٢ P2C5تغليظ شود، عمدتاً در توليد فسفاتهاي آمونيوم جامد استفاده می‌شود و در صورتي كه %٧٢ -٦٨ P2C5داشته باشد، در توليد كود هاي مايع و غذاي دام و طيور استفاده می‌شود.
٨ -گريد تجاري يا شفاف اسيد (MGA)اين اسيد همان اسيد سبز يا سياه (معمولاً% ٥٤ -٥٢ P2C5) است كه مقدار جامدات معلق آن كاهش يافته است (كمتر از ٢ %) اين اسيد عمده ترين اسيد تجاري است.
٩ -اسيد مرطوب خالص سازي شده: اسيد فسفريك حاصل از روش تر است كه اكثر ناخالصيهاي آنتوسط استخراج با حلال گرفته شده است. حلالها معمولاً در آب غير قابل حل می‌باشند، ولي استخراج می‌تواند توسط حلالهاي قابل حل در آب نيز انجام
گيرد. در حال حاضر خالص سازي اسيد فسفريك توسطته نشيني ناخالصيها نيز در دست بررسي است. اين اسيد خالص شده، براي بسياري از مصارف غذايي وصنعتي قابل استفاده است.
١٠ -اسيد گريد خوراك دام و طيور: اسيد هايي كه حاوي مقدار بسيار كمي فلوئور، آرسنيك و فلزاتسنگين هستند، در توليد خوراك دام و طيور استفاده می‌شوند.
١١ -اسيد گريد خوراكي: اسيد توليد شده از روش گرمايي با خلوص بالا است كه محتوي مقدار بسيار كميآرسنيك، فلوئور و فلزات سنگين است. اين نوع اسيد در محصولاتي مانند مواد غذايي، نوشيدني ها و خميردندان استفاده می‌شود.
خواص فيزيكي و شيميايي اسيد فسفريك
اسيد فسفريك يك اسيد سه بنياني است كه اولين يون هيدروژن آن به شدت يونيزه شده و دومين و سومينيون ضعيفتر هستند:
/
در محلولهاي آبي، انواع يونها با مقادير مختلف وجود دارند. نمودار تيتراسيون اسيد فسفريك با هيدروكسيدسديم در نمودار ٢ -١ ارائه شده است.
نمودار ٢ -١ -تيتراسيون اورتوفسفريك اسيد با هيدروكسيد سديم
/
در اين نمودار، سه مرحلة مربوط به جايگزيني متوالي هيدروژنهاي اسيدي و دو نقطه عطف در ٦/٤= PH و٩ = PH ديده می‌شود. بنابراين اسيد فسفريك می‌تواند هم نمكهاي اسيدي، هم نمكهاي بازي را توليدنمايد. مخلوط نمكهاي مونو هيدروژن و دي هيدروژن H2PO4 در ٨ -٦ = PH بعنوان بافر عمل می‌كند.
اسيد فسفريك در دماي اتاق، در كنار خاصيت اسيدي خود، تقريباً واكنش ناپذير است. اين اسيد گاهي بهدليل فقدان خواص اكسيد كننده به جاي اسيد سولفوريك استفاده می‌شود. احياي اسيد فسفريك توسطكاهنده هاي قوي از قبيل H2 و C در دماهاي زير400- 350 انجام نمي گيرد. در دماهاي بالاتر، اين اسيدبا بيشتر فلزات و اكسيد آنها واكنش می‌دهد. اسيد فسفريك قوي تر از اسيد هاي استيك، اگزاليگ، ساليسيك و بروميك بوده و از اسيد هاي سولفوريك، نيتريك، هيدروكلوريك و كروميك ضعيفتر است. 35/ 42 درجه سانتی گراد ذوب می‌شود. وقتي اسيد فسفريك خالص، يك جامد كريستالي و سفيد است كه در دماياسيدفسفريك آبدار ذوب شود، طبق معادله زير تغيير آرايش پيدا می‌كند:
/
اگر اسيد آبدار در حالت مذاب باشد، نقطه انجماد به تدريج پس از هفته ها به مقدار تعادلي34/ 6 می‌رسد و اين موضوع به دليل حضور حدود % ٦ مولي پيروفسفريك اسيد است. بنابراين نقطه ذوب اسيدفسفريك تابعي از طول زمان بوده و ممكن است در مقالات مختلف، مقادير مختلفي گزارش شده باشد. اسيدفسفريك خالص به راحتي سرد شده و معمولاً می‌تواند، براي مدت زمان زيادي بدون كريستاله شدن در20- 10 درجه سانتی گراد زير دماي ذوب ذخيره شود.
در محلولهاي اسيد فسفريك، بين هيدروژن اتصالهاي زيادي ايجاد می‌شود. در محلولهاي غليظ شده(% ٨٦ H3PO4) و همچنين در ساختارهاي كريستالي اسيد آبدار و نيمه آبدار، گروه‌هاي PO4 چهار وجهيتوسط اتصالات هيدروژن به هم می‌پيوندند.
نقطة جوش، نقطة انجماد، دانسيته و ويسكوزيته محلول اسيد فسفريك با غلظتهاي متفاوت در جدول ٢ -١ وفشار بخار محلولهاي H3PO4در دماهاي مختلف در جدول ٢ -٢ ارائه شده است.
جدول ٢ -١ -خواص فيزيكي محلولهاي آبي اسيد فسفريك
/
جدول ٢ -٢ -فشار بخار محلولهاي آبي اسيد فسفريك Kpa/
٢ -٢ -شماره تعرفه گمركي
طبق اطلاعات موجود در كتاب ((آمار واردات و صادرات گمرك جمهوري اسلامي ايران)) تعرفه گمركياسيد فسفريك بر حسب درجه خلوص آن متفاوت می‌باشد. در جدول ٢ -٣ شماره و عنوان تعرفه هايگمركي مربوط به اسيد فسفريك ارائه شده است.
جدول ٢ -٣ -تعرفه گمركي مربوط به اسيد فسفريك
/
٢ -٣ -شرايط واردات و صادرات
حقوق پايه طبق ماده (٢ ) قانون اصلاح موادي از قانون برنامه سوم توسعه اقتصادي، اجتماعي و فرهنگيجمهوري اسلامي ايران، شامل حقوق گمركي، ماليات، حق ثبت سفارش كالا، انواع عوارض و ساير وجوهدريافتي از كالاهاي وارداتي می‌باشد و معادل ٤ %ارزش گمركي كالاها تعيين می‌شود. به مجموع ايندريافتي و سود بازرگاني كه طبق قوانين مربوطه توسط هيات وزيران تعيين می‌شود، حقوق ورودي اطلاق می‌شود.
حقوق ورودي براي تعرفه هاي اسيد فسفريك در جدول ٢-٤ ارائه شده است.
جدول ٢ -٤ -حقوق ورودي اسيد فسفريك
/
شايان ذكر است كه در كتاب ((آمار واردات و صادرات سال ١٣٨٤ ((شرايط خاصي براي واردات و صارداتاسيد فسفريك ذكر نشده است. ولي جهت ورود به بازار هاي جهاني می‌بايست محصول توليدي ازاستانداردهاي لازم برخوردار بوده و قابليت رقابت در بازار را داشته باشد.
٢ -٤ -استانداردهاي ملي و جهاني
1 -4 -2 ملي استاندارد
بر اساس اطلاعات موجود در سايت ((موسسه استاندارد و تحقيقات صنعتي ايران)) تاكنون استاندارد مليدر خصوص “اسيد فسفريك” ثبت نشده است.
2 -4 -2 جهاني استاندارد
در جدول ٢ -٥ برخي از استاندارهاي جهاني اسيد فسفريك ارائه شده اند.
جدول ٢ -٥ -استاندارد جهاني اسيد فسفريك
/
٢ -٥ -قيمت توليد داخلي و جهاني
داخلي قيمت- ١-٥ -٢براساس تحقيقات ميداني انجام شده در حال حاضر قيمت اسيد فسفريك با توجه به گريد خوراكي وصنعتي ٨٥٠٠ -٦٥٠٠ ريال بر كيلوگرم می‌باشد.
بر اساس اطلاعات دريافتي از شركت بازرگاني پتروشيمي ايران، قيمت اسيد فسفريك در چند سالگذشته در ايران تغييري نكرده است. چون اسيد فسفريك، ماده اوليه در تهيه خوراك دام و طيور ميباشددولت در چنين مواردي براي پايين نگهداشتن قيمت گوشت مرغ، چنين اقلامي را سوبسيد ميكند.
اين قيمت پايين تر از قيمت جهاني است و انتظار می‌رود كه در سالهاي آتي فروش اسيد فسفريكدر بازار داخلي افزايش يافته و با قيمت جهاني برابري كند.
٢-٥ -٢جهاني قيمت
جدول٢ -٦ قيمتهاي جهاني اسيد اورتو فسفريک را طي سالهاي ٢٠٠٦ -١٩٩٣ نشان می‌دهد.
جدول ٢ -٦ -قيمتهاي جهانیB. O. F براي اسيداورتو فسفريک (دلار به ازاء هر تن P2O5)

فایل : 69 صفحه

فرمت : Word