عنوان پایان‌نامه
شبیه سازی و طراحی واحد تولید، تغلیظ و خالص سازی اسید فسفریک از خاک باطله
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی گرایش طراحی فرآیند
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1867.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 81632;کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1867.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 81632
- تاریخ دفاع
- ۱۹ شهریور ۱۳۹۶
- دانشجو
- محسن رنجبر
- استاد راهنما
- سیدمحمدعلی موسویان
- چکیده
- در این پروژه فرآیند¬های صنعتی جهت تولید اسید فسفریک از خاک فسفات بررسی و شرایط استفاده از آنها بررسی شده¬است. هدف اصلی از انجام این تحقیق یافتن مناسب¬ترین گزینه از نظر اقتصادی و عملیاتی جهت تولید اسید فسفریک از خاک ضایعات تولید شده در کارخانه فسفر صنایع شیمیایی زین الدین بوده است. بدین منظور فرآیند¬های خالص سازی اسید فسفریک در مراحل مختلف واکنش اصلی و قبل از انجام واکنش و خالص سازی پس از واکنش لیچینگ به تفصیل بررسی و ویژگی و شرایط استفاده هر کدام بیان شده-است. با توجه به محدودیت حداقلی در غلظت اسید فسفریک تولیدی و همچنین عیار پایین فسفر پنتااکسید(P2O5) در خاک ضایعات ،لیچینگ با استفاده از اسید استیک و حذف ناخالصی¬های خاک جهت افزایش عیار فسفر پنتا اکسید انجام شد . با شرایط واکنش دمایC° 35 ، مدت زمان 30 دقیقه ، نسبت مایع به جامد 3 و غلظت 20 درصد از کل مایع موجود در ظرف واکنش، عیار P_2 O_5 از 5/16 درصد وزنی به 7/29درصد وزنی افزایش یافت. در ادامه آزمایش¬های تجربی تولید اسید فسفریک با اسید سولفوریک انجام شد. در این قسمت نیز در نهایت با پارامترهای دمای C°85 ، مدت زمان واکنش 30 دقیقه ، نسبت حجم آب به وزن خاک ml/gr2، نسبت حجم اسید به وزن خاک ml/gr2/1 ، اسید فسفریک 34 درصد وزنی تولید. با استفاده از کسر تبدیل میزان میزان P_2 O_5 و استفاده از مدل سینتیک آورامی که برای سیستم¬های سیال-جامد صنایع معدنی پیشنهاد شده¬است ، و با وارد کردن پارامتر¬های بررسی شده در این پروژه (دما ، غلظت اسید ، نسبت جامد به مایع و زمان) سینتیک تولید اسید فسفریک از خاک فسفات باطله کارخانه صنایع شهید زین الدین با انطباق 98 درصد محاسبه شد. پس از مشخص شدن نتایج قسمت تجربی، یک طرح پیشنهادی برای تولید اسید فسفریک ارائه شده و برای مشخص شدن کمیت و کیفیت این طرح و بررسی میزان کارایی آن، اقدام به شبیه سازی طرح پیشنهادی کردیم. شبیه سازی با استفاده از نرم افزار Aspen Plus و با استفاده اطلاعات منابع معتبر برای تعادل ترمودینامیکی محلول الکترولیت و سینتیک واکنش بدست آمده در مرحله قبل برای راکتور استفاده شد و نمودار جریانی فرآیند به همراه جدول موازنه جرم و انرژی تولید شد.
- Abstract
- In this project industrial process for produce Phosphoric acid from Phosphate dust and utilization conditions of them are studied. Finding Economic and Operational option for Phosphoric acid Production from produced waste dust of zainodin chemical industries phosphor factory was basic target of this research.Expressed purification process of Phosphoric acid in different stagesof main reaction and before doing the reaction and purification after leaching reaction and features and each utilization conditions for this target. Produced Phosphoric acid concentration and also low cutie of Phosphorus pentoxide (P2O5) in produced waste dust ,leaching done with Acetic acid and remove dust impurities for increase Phosphorus pentoxide cutie. With reaction conditions,35C° temperature and 30 minutes period,3 liquid/solid ratio ,20% concentration of full liquid in reaction vessel,P2O5 cutie increased from 16.5 weight percent to 29.7 weight percent . In the following ,done Phosphoric acid with sulfuric acid experimental production experiments.Eventually we succeeded in producing 34 weight percent Phosphoric acid in this stage with this parameters, 85C° temperature,30 minutes period,2ml/gr volume of acid to soil weight ratio. By using of P2O5 conversion fraction rate and avramies kinetic model that suggested for fluid-solid systems of mining industry and with inducting reviewed parameters in this project (temperature, acid concentration ,liquid to solid ratio and time) evaluated 99% adaptation with Phosphoric acid production kinetic from martyr zainodin industries factory produced waste dust. Suggested process simulated for producing Phosphoric acid after determine experimental stage results. Simulation done with using Aspen plus software and reliable references information for thermodynamic equilibrium o electrolyte solution. obtained reaction n kinetic in previous level used for reactor and produced process flow chart along with mass and energy balance table. Keywords: Phosphoric Acid – Phosphate soil –Wet Processing – Simulation – Leaching – Calcium Sulfate
