Сделано в Перми! Экскурсия на производство аммиака и карбамида

АО «Минеральные удобрения» — один из крупнейших производителей азотных удобрений на Урале и в Западной Сибири. Предприятие было построено в 1981 году и первоначально являлось структурным подразделением ГП «Производственное объединение «Пермнефтеоргсинтез». 1 января 1992 года оно стало самостоятельным государственным предприятием «Завод минеральных удобрений», а 19 ноября того же года было преобразовано в акционерное общество «Минеральные удобрения».

Сегодня мы здесь, чтобы узнать, как производят аммиак и карбамид. Первый применяют в фармацевтике, в холодильной технике в качестве хладагента, в качестве противоморозной добавки для сухих строительных растворов и даже в косметической промышленности. Карбамид широко используется в сельском хозяйстве в качестве удобрения, в животноводстве — в качестве белковой добавки в корма.

Постичь тайны производства нам поможет начальник отдела реконструкции и модернизации предприятия Дмитрий Мазеин. Но прежде, чем выйти на экскурсию, проходим инструктаж по технике безопасности. «Наше предприятие имеет лицензию на эксплуатацию взрыво-пожароопасного производства. Само название лицензии предупреждает о важности ответственного отношения к производственному процессу», — говорит ведущий специалист по охране труда Андрей Посохин.

После короткого инструктажа, набрасываем на себя производственную экипировку, надеваем каску и берем с собой противогазы.

Чтобы ввести нас в курс дела Мазеин кратко описал суть производства. «На протяжении всей химической цепочки мы связываем азот воздуха (N) с водородом (H), который находится в природном газе, чтобы получить молекулы NH3, то есть азот воздуха, связанный водородом — аммиак», — на пальцах объясняет экскурсовод.

Вторая стадия — преобразование аммиака в твердый продукт — карбамид: «Две молекулы аммиака связываем одной молекулой углекислого газа и получаем безвредный для человека кристалл, который удобно вносить в почву», — заканчивает курс химии для «чайников» Дмитрий Мазеин.

Впервые аммиак был выделен в чистом виде Джозефом Пристли в 1774 году. В СССР первая партия синтетического аммиака в промышленных масштабах была получена в 1928 году на Чернореченском химическом комбинате. В основном он используется для производства азотных удобрений (нитрат и сульфат аммония, мочевина).

Пока все понятно.

Идем дальше. Вокруг одни трубы и многоуровневые металлические конструкции. «Первая стадия производства — это очистка от серы газа, который приходит с месторождения. Для этого в природный газ добавляется водород, который связывается с присутствующими там сернистыми соединениями. Полученный сероводород мы поглощаем оксидом цинка (ZnO), удаляя из газа следы серы».

В печи первичного риформинга происходит преобразование метана (CH4) и воды в водород, угарный газ (СО) и углекислый газ (СО2). Рядом — вторая стадия. «В приходящий из первичного риформинга газ добавляем воздух, на 78% состоящий из азота, необходимого для получения аммиака». Здесь процесс проходит при температуре около 1000 градусов. После вторичного риформинга газ охлаждается в котлах-утилизаторах — тепло от него идет на образование пара высокого давления. Далее смесь газов проходит через катализаторы, где СО превращается в СО2. На выходе имеем смесь водорода, азота, инертных газов из воздуха и СО2. Самое сложное начинается на стадии очистки.

— Углекислого газа больше нет? — интересуемся мы.

— Есть, но уже меньше.

— Получается, что основная задача избавиться от СО2?

— Да. За множеством труб и реакторов скрывается очень сложная и тонкая стадия производства. Чтобы было понятней, после всех манипуляций мы получим два потока — один — СО2, другой — смесь газов без него. При этом СО2 — побочный продукт производства аммиака — становится сырьем для производства карбамида.

Полученную смесь без углекислого газа сжимают на компрессоре под давлением до 240 кг/см². После этого она подается в систему синтеза, где на железном катализаторе происходит реакция — получение аммиака. После синтеза аммиак необходимо охладить. В аммиачно-холодильной установке его температура снижается до минус 33 градусов.

Переходим к производству карбамида. С помощью компрессора газ СО2, который поступает из цеха аммиака, сжимается. Здесь же насосы высокого давления сжимают аммиак и углеаммонийные соли. Это три компонента, необходимые для синтеза карбамида.

Пролетая 60 метров, они остывают, формируя гранулы, которые окончательно охлаждаются на «кипящем слое». Так называемый «кипящий слой» образуется в результате того, что поступающий снизу башни поток воздуха подхватывает гранулы. Это создает визуальное впечатление бурления. Остывшие гранулы направляются на обработку и погрузку.

На АО «Минеральные удобрения» в 2015 году валовый выпуск аммиака составил 595,1 тыс. тонн (в том числе товарного — 220,8 тыс. тонн). Карбамида произведено 643,2 тыс. тонн.
Российские потребители обеспечиваются продукцией «УРАЛХИМа» в приоритетном порядке. Также пермские удобрения поставляются в такие страны, как Бразилия, Мексика, Колумбия, Швеция, Бельгия, Перу, Камерун, Сенегал, Латвия, Великобритания, Латинская Америка, Чили, Гондурас, Нигерия, Нидерланды, Польша, Израиль, Южная Африка.