طرح توجیهی تولید اسید فسفریک پیش از اجرای پروژه به منظور انجام مطالعات امکان سنجی طراحی و نوشته می شود. در مطالعات امکانسنجی مسائل مختلف فنی و مالی، اقتصادی و زیرساخت های اجرایی مورد بررسی قرار می گیرد تا میزان عرضه و تقاضای آن در بازار داخل و خارج از کشور مشخص شود و نتیجه این طرح مبنای تصمیم گیری سرمایه گذاران برای شروع پروژه خواهد بود. اسید فسفریک از اسید های معدنی مهمی است که در صنایع کودهای شیمایی، غذایی، دارویی، آبکاری و ریخته گری، تولید املاح فسفاته، تولید الیاف مصنوعی، چسب و رنگ، پاک کننده های صنعتی و بهداشتی و … کارایی دارد. در صورتی که علاقه مند به فعالیت در این زمینه هستید، جهت آشنایی با تمامی جوانب طرح توجیهی تولید اسید فسفریک تا انتهای این مقاله همراه ما باشید.
منبع: طرح توجیهی تولید اسید فسفریک
اسید فسفریک با فرمول شیمیایی H3PO4 با دیگر نام های ارتو فسفریک اسید، اسید فسفریک سفید، محلول اسید فسفریک و … نیز شناخته می شود و پس از اسید سولفوریک دارای بیشترین تولید و مصرف در جهان می باشد.
این ماده شیمایی به عنوان ماده میانی بین سنگ فسفات و مواد فسفاته محسوب می گردد و بیشترین استفاده از آن در تولید نمک های فسفاته همراه با کودهای شیمایی است. بازار کوچکتر اسید فسفریک متعلق به تولید مواد شیمایی مورد نیاز برای تصفیه آب، مواد پاک کننده، مواد کنترل کننده آتش و … می باشد.
به طور کلی اسید فسفریک در جهان به سه صورت اسید فسفریک خام، اسید فسفریک صنعتی و اسید فسفریک خوراکی تولید می شود. اسید فسفریک صنعتی و خوراکی حاصل تصفیه اسید فسفریک خام است. اسید فسفریک خام در اثر واکنش شیمیایی اسید سولفوریک با خاک فسفات تولید می شود و در نهایت در واحد های تصفیه به اسید فسفریک های صنعتی و خوراکی تبدیل می شود.
از اسید فسفریک خام در صنایع کودهای شیمیایی، اسید صنعتی در صنایع فسفاته کننده ها و شوینده های صنعتی، چربی گیرها و رنگ برها، صنایع نساجی، تصفیه پسآب ها، تولید پاک کننده های صابونی و غیر صابونی، تولید ظروف تفلون و … استفاده می شود.
اسید فسفریک های خوراکی نیز در تولید روغن نباتی، ماده افزودنی در تولید نوشابه های گاز دار، تصفیه آب، خوراک دام، داروسازی، تولید مکمل های غذایی دام و طیور، استفاده می شود. این ماده در اثر افزودن آب به P2O5 و يا از سنگ فسفات دار در مجاورت اسيد سولفوريک ایجاد می شود.
بر اساس سیستم طبقه بندی وزارت صنایع و معادن، کد آیسیک مرتبط با طرح توجیهی تولید اسید فسفریک، کد 24111317 می باشد.
در طی سال های اخیر، بیش از 25 قلم از انواع ترکیباب فسفاتی وارد کشورمان شده است. از جمله مواد فسفاتی وارداتی به کشور P2O5 است که در ساخت اسید فسفریک کارایی دارد.
در حالی که سالانه به 900 هزارتن از ترکیب شیمایی نامبرده در کشور نیاز دارید، P2O5 جهت تولید اسید فسفریک عمدتا از طریق واردات تامین می شود. اما از آنجایی که امکان ساخت اسید فسفریک توسط شرکت های پتروشیمی در داخل کشور نیز وجود دارد، واردات آن با دریافت مجوز از وزارت صنایع نفت و بازرگانی امکان پذیر است.
اسید فسفریک از نظر ارزش تولید و مصرف اولین اسید غیر آلی و از نظر حجم دومین اسید آلی پس از اسید سولفوریک است. تولید اسید فسفریک به روش مرطوب و یا فرآیند حرارتی با کوره انجام می شود که فرمول فرآیند شیمایی آن به شرح فرمول زیر است:
Ca3(PO4)2.CaF2+ 10H2SO4 → 6H3PO4+ 10 CaSO4 + 2HF↑
محصولات حانبی این واکنش شامل فسفو ژيپس، سولفات آمونيوم،
فلوئوروسيليكات سديم، اسيد فلوئوروسيليسيک پيش ماده توليد فلوئور سیلیكات های آمونيوم، كلسيم، مس، منيزيم، پتاسيم و سديم هستند.
اسید فسفریک در زمینه های مختلفی شامل کشاوری، تولید شوینده ها، صنایع غذایی، نساجی، داروسازی، دندانپزشکی و … کارایی دارد.
در صنایع الکترو شیمیایی از مشتقات اسید فسفریک جهت تصفیه آب استفاده می شود. لازم است اشاره کنیم که اسید فسفریک به صورت مستقیم در محافظت از خوردگی آلیاژ های آهن و همینطور به عنوان کاتالیست در صنایع پتروشیمی مورد استفاده قرار می گیرد.
لازم به ذکر است که بیش از 90 درصد اسید فسفریک تولید شده در حهان برای تولید انواع کودهای شیمایی کارایی دارد و 10 درصد باقی مانده در صنایع فلزی برای ایجاد لایه ضد زنگ بر روی ورقه های فلزی، صنایع شیشه سازی، دندانسازی، لاستیک سازی، صنایع پتروشیمی و … استفاده می شود.
از اسید فسفریک برای تولید غذاهای اسیدی و نوشابه های گازدار استفاده می شود. استفاده از اسید فسفریک در غذا، طعم تندی را به آن می دهد.
حجم تولید بالا و قیمت ارزان سبب شده است که از اسید فسفریک نسبت به دیگر طعم دهنده های طبیعی شامل زنجبیل، اسید سیتریک، بیشتر استفاده گردد.
به منظور تامین فسفر و دیگر مواد مغذی همچون کلسیم و نیتروژن غیر پروتئینی از فسفات های گرید غذایی در خوراک دام و طیور نیز استفاده می شود. مواد فسفاته ای که در خوراک دام و طیور مورد استفاده قرار می گیرد به صورت كلسيم فسفات ها و اسید فسفریک، آمونيوم فسفات های جامد، فسفات سديم و… می باشند.
اسید فسفریک در تولید پاک کننده ها برای نرم کردن آب کارایی دارد. آب سخت به دلیل ترکیباتی که دارد در اثر تشکیل شدن با صابون، منجر به ایجاد لک بر روی لباس ها می شود. نمک های فسفات تولید شده از اسید فسفریک به طور گسترده ای در تولید پاک کننده ها کارایی دارند. Na5P3O10 ترکیبی شیمیایی است که به عوان نرم کننده آب، با مواد موجود در آب سخت شامل سديم تری پلی فسفات با كلسيم (II) و منيزيم (II) پيوند برقرار می کند و منجر به شکل گیری اجزاء محلول در آب می شود که از ایجاد رسوب آب با صابون جلوگیری می کند.
اسید فسفریک به صورت مستقیم برای زدودن زنگ آهن از ابزارهای آهنی و یا فولادی و تبدیل آهن به فسفات های محلول در آب کارایی دارد.
از اسید فسفریک در دندانپزشکی و اورتودنسی به عنوان عامل قلم زنی جهت تمیز کردن و زبر کردن سطح دندان ها استفاده می شود. این ماده شیمیایی در ساخت آسپرین نیز کارایی دارد چراکه به دلیل داشتن یون هیدروژن فراوان، آلایندگی کمتری را در مقایسه با کلریدریک و سولفوریک ایجاد می کند.
بیشترین مصرف اسید فسفریک در جهان جهت تولید کودهای آمونیوم فسفات است. آمونیوم فسفات نمک های غیر آلی هستند که نتیجه واکنش میان آمونیاک و اسید فسفریک می باشند.
این نمک ها به صورت جامد و مایع تولید می شوند و ممکن است شامل مقادیری فسفات به شکل اورتو در حالت جامد و یا پلی فسفات معمولا در حالت مایع باشند. کودهای فسفاته از پرمصرف ترین انواع کودها پس از کودهای نیتروژنی هستند که دارای عناصر ضروری برای رشد گیاهان می باشند.
در مصارف صنعتی عمدتا از فسفریک اسید برای تولید سدیم فسفات ها و آمونیوم فسفات های جامد استفاده می شود. سدیم فسفات ها در زمینه تولید مواد تصفیه کننده آب و آمونیوم فسفات های جامد در مواد کنترل کننده آتش مورد استفاده قرار می گیرند. از دیگر مصارف صنعتی فسفریک اسید، سلول های سوختی است.
در زمینه تولید کودهای فسفاته به جای اسید فسفریک محصول جایگزینی وحود ندارد. اما از آنجایی که اسید فسفریک به لحاظ صنعتی به عنوان مواد اولیه در تولید بسیاری از محصولات مورد استفاده قرار می گیرد، می توان محصول جایگزین آن را به صورت موردی بررسی نمود. اسید فسفریک در زمینه صنایع شیمایی ، نساجی و … نیز جایگزینی ندارد.
از اسید فسفریک به دلیل برخورداری از خاصیت نگهدارنگی که دارد، در تولید محصولات غذایی استفاده می شود که اسيد سيتريک، اسيد اسكوربيک و … را می توان به عنوان جایگزین آن استفاده کرد؛ اما این موضوع نیز شامل تمامی مواد غذایی نمی شود به طور مثال در تولید روغن نباتی برای حذف صمغ های موجود در روغن خام، استفاده از اسید فسفریک ضرورت دارد.
در صنعت نوشابه سازی نیز از اسید فسفریک به دلیل خاصیت طعم دهندگی و نگهدارنده بودن استفاده می شود و می توان از تارتاریک اسید، اسید سیتریک، اسکوربیک و … به عنوان جایگزین آن استفاده کرد.
اسید فسفریک مشابه اسید نیتریک از ترکیبات اولیه مهم در ساخت کودهای شیمایی می باشد. در حالی که شاهد افزایش جمعیت هستیم، تامین مواد غذایی نیز سخت تر از گذشته شده است و لازم است در این زمینه تدابیری اندیشیده شود.
استفاده از کودهای شیمایی از عوامل مهم و تاثیر گذار در زمینه افزایش حاصل خیزی خاک و تولید محصول می باشد. بنابراین نقش و اهمیت استراتژیکی این کالا به دلیل تاثیر مستقیم بر محصولات کشاورزی می باشد.
از بزرگ ترین کشورهای تولید کننده اسید فسفریک می توان به کشورهای آمریکا، مکزیک، اسپانیا، هلند، بلژیک و چین اشاره کرد.
در زمینه تولید اسید فسفریک به برخی مواد اولیه به شرح موارد زیر نیاز است :
اسید فسفریک از طریق تولیدات داخلی پتروشیمی در اختیار واحد های تولیدی قرار می گیرد. آهک نیز از تولیدات داخلی قابل تامین می باشد.
به طور کلی در سراسر جهان از دو روش عمده برای تولید اسید فسفریک استفاده می شود.
متداول ترین روش تولید اسید فسفریک در جهان، استفاده از فرآیند مرطوب است که در ادامه توضیحاتی پیرامون آن آورده ایم.
اسید تولیدی در این روش، به طور مستقیم از سنگ معدن تهیه می شود که معمولا در حجم زیاد، هزینه زیاد و با درجه خلوص پایین است. از اسید تولید شده به این روش برای تولید کودهای شیمایی فسفاته استفاده می شود؛ در صورتی که اگر اسید تولید شده به این روش دارای درصد خلوص بالایی باشد در تولید ترکیبات شیمایی تجاری فسفات ها استفاده می گردد. اسید تولید شده طی این روش نتیجه فعل و انفعال کنسانتره سنگ فسفات و اسید فسفریک است.
پس از خرد کردن کانی فسفات به وسیله آسیاب های گلوله ای، شیرابه حاصل به همراه اسید سولفوریک 55 درصد به مخازن واکنش منتقل می گردد. این مخازن مجهز به همزن های قوی هستند و درجه حرارت واکنش در آن ها با با دقت بالایی کنترل می شود.
گازهای خروجی از راکتور به برج های جذب منتقل می شوند و در آن قسمت اسيد فلوسيليسيک (H2SiF6 ) با استفاده از آب، قابل بازیابی خواهد بود. واکنشی که در داخل راکتور انجام می شود به صورت فرمول شیمایی زیر خواهد بود.
3Ca3(PO4)2.CaF2+ 10H2SO4 + 10H2O → 6H3PO4+ 10 CaSO4. 2H2O+ HF↑
همانطور که مشاهده می کنید، فرآورده واکنش حاصل علاوه بر اسید فسفریک، سولفات کلسیم نیز می باشد.
شیرابه های حاصل از راکتورها به فیلترهای خلاء دورانی افقی منتقل می شوند و در آن قسمت اسید فسفریک جداسازی می شود و در نهایت گچ و یا ژیپس حاصل دوریخته می شود. اسید به دست آمده از فیلترها، با استفاده از تبخیر کننده ها که دارای مبدل های حرارتی هستند، تلغیظ می شوند.
مواد زائدی که طی فرآیند تولید اسید فسفریک ایجاد می شود، در دو دسته تقسیم می شود.
اصلی ترین مواد آلاینده پساب را فسفات ها و فلورید های محلول تشکیل می دهند که پس از تخلیه پساب به حوضچه های بزرگ تصفیه منتقل می شوند و به آن ها آهک اضافه می گردد. نتیجه این واکنش، رسوب کلسیم می باشد.
گازهای خروجی از فرآیند در دو مرحله نیز در بر دارنده مقادری از P2O5 و فلوئور هستند؛ این گازها با استفاده از یک تله آبی قابل جذب هستند و به صورت جریان های اسیدی دفع می شوند. اسید فلوئوریک و اسید فلوسیلسیک تولید شده در این مرحله، در عملیات تکمیلی بعدی قابل ارزیابی است.
روش دوم تولید اسید فسفریک ، روش خشک یا حرارتی است؛ در این روش از فسفر عنصری به عنوان مواد اولیه جهت تولید اسید فسفریک استفاده می شود و محصول نهایی بسیار خالص تر و گرانتر از روش اول است. از اسید فسفریک تولید شده به این روش برای تولید فسفات های سديم، كلسيم، پتاسيم و آمونيوم استفاده می گردد.
در خط تولید اسید فسفریک به برخی تجهیزات اصلی شامل راکتور، برج، تانک های نگهداری مواد اولیه و … نیاز می باشد. تمامی تجهیزات مورد نیاز در طرح توجیهی تولید اسید فسفریک از طریق منایع طبیعی قابل تامین است که می توانید برای برآورد هزینه مورد نیاز برای تامین آن ها با کارشناسان کاردوک در ارتباط باشید.
برای تهیه طرح توجیهی در زمینه های مختلف می توانید با کارشناسان تماس بگیرید. از جمله خدمات مرکز مشاوره کسب و کار کاردوک می توان به موارد زیر اشاره داشت :
برای دریافت مشاوره از متخصصان مرکز مشاوره کسب و کار و کاریابی کاردوک جهت نوشتن طرح توجیهی می توانید با شماره 02166418908 تماس بگیرید.
