fosforikasit_projesi

Fosforik Asit Fosforik Asit

Üretim Projesi Üretim Projesi

Dizayn SenaryosuDizayn SenaryosuHam ve ara madde yönünden tamamen dışa bağımlı olan Ham ve ara madde yönünden tamamen dışa bağımlı olan

ülkemizde kullanılan fosforlu gübrelerin toksik metal içerikleri ülkemizde kullanılan fosforlu gübrelerin toksik metal içerikleri yönünden herhangi bir yasal düzenleme mevcut değildir. Bu yönünden herhangi bir yasal düzenleme mevcut değildir. Bu metallerin tarım ürünleri tarafından alınmasıyla besin zincirine metallerin tarım ürünleri tarafından alınmasıyla besin zincirine girmesi ya da topraktan yıkanarak su ortamına ulaşma olasılığı, girmesi ya da topraktan yıkanarak su ortamına ulaşma olasılığı, büyük bir çevresel tehlike oluşturmaktadır. Ayrıca bu tip metaller büyük bir çevresel tehlike oluşturmaktadır. Ayrıca bu tip metaller toprakta mevcut doğal organik asitler ile bileşikler oluştururlar. Bu toprakta mevcut doğal organik asitler ile bileşikler oluştururlar. Bu da metallerin topraktan aşağı taşınımını hızlandırarak yeraltı suyuna da metallerin topraktan aşağı taşınımını hızlandırarak yeraltı suyuna karışmalarına dolayısıyla içme ve sulama sularının kirlenmesine karışmalarına dolayısıyla içme ve sulama sularının kirlenmesine neden olmaktadır. neden olmaktadır.

Fosforlu gübre üretmek için tamamen yurt dışından ithal Fosforlu gübre üretmek için tamamen yurt dışından ithal edilen ham fosfat kayasının ağır metal içerikleri yüksek bulunmuştur. edilen ham fosfat kayasının ağır metal içerikleri yüksek bulunmuştur. Cd, Pb, Ni ve As konsantrasyonu sırayla 358, 335, 386 ve 531 mg/kg Cd, Pb, Ni ve As konsantrasyonu sırayla 358, 335, 386 ve 531 mg/kg P olarak belirlenmiştir. Diğer gübrelere kıyasla fosfat kayası en P olarak belirlenmiştir. Diğer gübrelere kıyasla fosfat kayası en yüksek Cd ve As konsantrasyonuna sahip bulunmuştur. Son yıllarda yüksek Cd ve As konsantrasyonuna sahip bulunmuştur. Son yıllarda fosforlu gübre üretiminde ham kaya fosfatının yerini alan fosforik fosforlu gübre üretiminde ham kaya fosfatının yerini alan fosforik asitin ağır metal içeriği oldukça düşüktür. asitin ağır metal içeriği oldukça düşüktür.

Sonuç olarak, tarım topraklarında verimi artırmak amacıyla Sonuç olarak, tarım topraklarında verimi artırmak amacıyla tüketilen fosforlu gübre yapımında fosfat kayası yerine fosforik asit tüketilen fosforlu gübre yapımında fosfat kayası yerine fosforik asit kullanılması çevre kirliliğini önler.Bu nedenle fosforik asit üretimine kullanılması çevre kirliliğini önler.Bu nedenle fosforik asit üretimine geçilmiştir.geçilmiştir.

Fosforik Asit Kimyasal Ve Fosforik Asit Kimyasal Ve Fiziksel ÖzellikleriFiziksel Özellikleri

Diğer AdıDiğer Adı : : Ortofosforik asitOrtofosforik asit Kimyasal FormulüKimyasal Formulü : : H3PO4

Molekül AğırlığıMolekül Ağırlığı : : 98 gr/grmol98 gr/grmol Kaynama NoktasıKaynama Noktası : : 213 C (%85) , 135 C (%75213 C (%85) , 135 C (%75)) YoğunluğuYoğunluğu : : 1.685 g/ml1.685 g/ml Bulunduğu FazBulunduğu Faz : : SıvıSıvı Donma NoktasıDonma Noktası : : 21 C (%85) , -18 C (%75)21 C (%85) , -18 C (%75) Buhar BasıncıBuhar Basıncı : : 0.0285 mmHg (18 C’de)0.0285 mmHg (18 C’de) ÇözünürlükÇözünürlük : : Sıcak suda gayet iyi çözünür.Soğuk Sıcak suda gayet iyi çözünür.Soğuk

suda ise 548 gr/100 ml oranında çözünür. suda ise 548 gr/100 ml oranında çözünür. GörünümGörünüm : :Beyaz ya da renksiz katı ve vizkoz Beyaz ya da renksiz katı ve vizkoz

sıvı(42 sıvı(42 C den C den büyük)büyük)

Fosforik Asitin Dünyadaki ÜretimiFosforik Asitin Dünyadaki Üretimi

Fosforik asitin geniş bir kullanma alanına sahip olması Fosforik asitin geniş bir kullanma alanına sahip olması nedeniyle son yirmi yıldır dünyadaki bir çok ülkede fosfat kayasının nedeniyle son yirmi yıldır dünyadaki bir çok ülkede fosfat kayasının işlenmesi yönündeki eğilimler söz konusu olmuştur . Özellikle G. işlenmesi yönündeki eğilimler söz konusu olmuştur . Özellikle G. Afrika , USA bunların başında gelmektedir . Fakat bunların yanında Afrika , USA bunların başında gelmektedir . Fakat bunların yanında Orta Doğu ve Çin’de bu eğilimi göstermektedirler . Ancak Batı Orta Doğu ve Çin’de bu eğilimi göstermektedirler . Ancak Batı Avrupadaki bazı fabrikalar ekonomik ve çevresel nedenlerden ötürü Avrupadaki bazı fabrikalar ekonomik ve çevresel nedenlerden ötürü kapatılmış durumdadır. Fosforik asite olan talep yılda %2 ile % 2.5 kapatılmış durumdadır. Fosforik asite olan talep yılda %2 ile % 2.5 oranında artmaktadır.oranında artmaktadır.

Fosfor Ve Fosforik Asidin TarihçesiFosfor Ve Fosforik Asidin Tarihçesi

Fosfor tarihsel kayıtlara ilk keşfedilen element Fosfor tarihsel kayıtlara ilk keşfedilen element olarak geçmiştir. Fosfor adı yunan kaynaklarında olarak geçmiştir. Fosfor adı yunan kaynaklarında havayla maruz kaldığında ve karanlıkta parlama havayla maruz kaldığında ve karanlıkta parlama özelliğinden dolayı “parlaklığa sebep olan” anlamına özelliğinden dolayı “parlaklığa sebep olan” anlamına gelmektedir.gelmektedir.

Nitrik veya sülfirik asid kemiklerde meydana Nitrik veya sülfirik asid kemiklerde meydana gelen kimyasal reaksiyonlarla birleştiğinde fosforik asid gelen kimyasal reaksiyonlarla birleştiğinde fosforik asid oluşur.Kömürle ısıtıldığı takdirde basit fosfor elde oluşur.Kömürle ısıtıldığı takdirde basit fosfor elde edilir.Bu fosforun ticari üretimdeki ilk metodudur.edilir.Bu fosforun ticari üretimdeki ilk metodudur.

18.yy dan itibaren Avrupa’da fosfat kayasından 18.yy dan itibaren Avrupa’da fosfat kayasından yola çıkılarak yaş ve termal proses yöntemleriyle yola çıkılarak yaş ve termal proses yöntemleriyle fosforik asit üretimi gerçekleştirilmektedir. Günümüzde fosforik asit üretimi gerçekleştirilmektedir. Günümüzde fosfrik asit üretiminde en yaygın yöntem yaş proses fosfrik asit üretiminde en yaygın yöntem yaş proses yöntemidir.yöntemidir.

Fosforik Asit Kullanım AlanlarıFosforik Asit Kullanım Alanları

Fosforik asit çok geniş bir kullanım alanına sahiptir. Katı Fosforik asit çok geniş bir kullanım alanına sahiptir. Katı stabilizasyon ve kauçuk lateks proseslerinde koagulasyon olarak stabilizasyon ve kauçuk lateks proseslerinde koagulasyon olarak kullanılır. Kümen , etilbenzen , propilen ve bütan polimeri kullanılır. Kümen , etilbenzen , propilen ve bütan polimeri üretimlerinde kataliz olarak kullanılmakla beraber gıda üretimlerinde kataliz olarak kullanılmakla beraber gıda endüstrisinde de gıdalara bazı özellikler kazandırmak için de endüstrisinde de gıdalara bazı özellikler kazandırmak için de kullanılmaktadır .kullanılmaktadır .

Fosforik Asit Üretim ProsesleriFosforik Asit Üretim Prosesleri

Fosforik asit yaş ve termal proses olmak üzere 2 yolla üretilir.Yaş Fosforik asit yaş ve termal proses olmak üzere 2 yolla üretilir.Yaş prosesle Fosforik asit üretimi genelde gübre prosesle Fosforik asit üretimi genelde gübre

üretiminde kullanılırken termal proses ile yapılan fosforik asit üretiminde kullanılırken termal proses ile yapılan fosforik asit

Deterjan , gıda v.s endüstrilerde kullanılır . 1987 de yaş yöntemle Deterjan , gıda v.s endüstrilerde kullanılır . 1987 de yaş yöntemle

HH33POPO4 4 şeklinde 9.9 milyon ton üretim yapılmış ve yaklaşık 400.000şeklinde 9.9 milyon ton üretim yapılmış ve yaklaşık 400.000

ton Hton H33POPO44 ‘de termal prosesden üretilmiştir. ‘de termal prosesden üretilmiştir.

Yaş ÜretimYaş Üretim ProsesiProsesi

Yaş prosesin kolaylığı ; Fosforik asitin fosfat kayası ve HYaş prosesin kolaylığı ; Fosforik asitin fosfat kayası ve H22SOSO44 ün ün reaksiyona sokulmasıyla elde ediliyor olmasıdır. Fosfat kayası ezilir , reaksiyona sokulmasıyla elde ediliyor olmasıdır. Fosfat kayası ezilir , kurutulur ve devamlı olarak Hkurutulur ve devamlı olarak H22SOSO44 ile birlikte reaktöre beslenir.Reaksiyonile birlikte reaktöre beslenir.Reaksiyonsonucu CaSOsonucu CaSO44 oluşur ve genelde jibs formunu alır. Jibs, reaksiyon oluşur ve genelde jibs formunu alır. Jibs, reaksiyon çözeltisinden filtrasyon ile ayrılır. U.S’de CaSOçözeltisinden filtrasyon ile ayrılır. U.S’de CaSO44.2H.2H22O şeklinde jibs üretenO şeklinde jibs üretenproses kullanılır.Bu proses yüksek konsantrasyonda Hproses kullanılır.Bu proses yüksek konsantrasyonda H33POPO44 üretimi ve üretimi ve çevre kirliliği açısından avantajlıdır. Bu avantajlarından dolayı bazı US çevre kirliliği açısından avantajlıdır. Bu avantajlarından dolayı bazı US şirketleri bu prosese geçiş yapmaktadırlar. Ancak yaş prosesle fosforik asitşirketleri bu prosese geçiş yapmaktadırlar. Ancak yaş prosesle fosforik asitüretimi en çok yaş prosesle yapıldığından ötürü burda termal prosese fazlaüretimi en çok yaş prosesle yapıldığından ötürü burda termal prosese fazladeğinilmeyecektir. Yaş prosese ait kimyasal reaksiyon;değinilmeyecektir. Yaş prosese ait kimyasal reaksiyon;

CaCa33(PO(PO44))22 + 3 H + 3 H22SOSO44 + 6H + 6H22O 2 O 2 H3PO4 +3(CaSO +3(CaSO44.2H.2H22O)O)

Kuvvetli fosforik asit elde etmek ve buharlaştırıcı maliyetiniKuvvetli fosforik asit elde etmek ve buharlaştırıcı maliyetini azaltmak için normalde %98 lük H2SO4 kullanılır. Reaktörde kayaya azaltmak için normalde %98 lük H2SO4 kullanılır. Reaktörde kayaya verilecek olan uygun miktardaki asit oranı tam otomatik proses kontrolverilecek olan uygun miktardaki asit oranı tam otomatik proses kontrolelemanları tarafından besleme akımlarında yapılır.elemanları tarafından besleme akımlarında yapılır.

Reaksiyon boyunca jibs kristalleri çöktürülür ve filtrasyon işlemi Reaksiyon boyunca jibs kristalleri çöktürülür ve filtrasyon işlemi ile asitten ayrılır. Ayrılmış kristaller, süzülmüş fosforik asit ile dikkatlice ile asitten ayrılır. Ayrılmış kristaller, süzülmüş fosforik asit ile dikkatlice yıkanır. Yıkamadan sonra jibs, depolanmak üzere jibs tankına pompalanır. yıkanır. Yıkamadan sonra jibs, depolanmak üzere jibs tankına pompalanır.

Yaş prosesle üretilen fosforik asit %78 oranında Yaş prosesle üretilen fosforik asit %78 oranında H3PO4

üretilmektedir. Gübre için kullanılacak fosfatın daha konsantre olması üretilmektedir. Gübre için kullanılacak fosfatın daha konsantre olması istendiğinden ötürü 2 yada 3 vakum buharlaştırıcı kullamılarak gübre istendiğinden ötürü 2 yada 3 vakum buharlaştırıcı kullamılarak gübre tiplerine göre fosforik asit genelde %80 ile %95 arasında derişikleştirilir.tiplerine göre fosforik asit genelde %80 ile %95 arasında derişikleştirilir.

Termal Üretim ProsesiTermal Üretim Prosesi Termal prosesle fosforik asit üretimi için gerekli olan hammaddeler;Termal prosesle fosforik asit üretimi için gerekli olan hammaddeler;

hava,su ve elemntel fosfattır. Termal prosesle fosforik asit üretimi 3 aşamada hava,su ve elemntel fosfattır. Termal prosesle fosforik asit üretimi 3 aşamada gerçekleşir ; yanma , hidrasyon ve demisting ’ dir.Yanmada,sıvı elementel gerçekleşir ; yanma , hidrasyon ve demisting ’ dir.Yanmada,sıvı elementel fosfor 1650 ile 2760 C derece sıcaklıklarında Pfosfor 1650 ile 2760 C derece sıcaklıklarında P22OO55 oluşturması için hava ile oluşturması için hava ile yanma odalarında yakılır. (reaksiyon 2)yanma odalarında yakılır. (reaksiyon 2)

PP44 + 5O + 5O22 2P 2P22OO55

Sonra P2O5 suyla hidrate olur.(reaksiyon 3)Sonra P2O5 suyla hidrate olur.(reaksiyon 3)

2P2P22OO55 + 6H + 6H22O O 4H 4H33POPO44

Demisiting,son adım olup,gaz akımı atmosfere bırakılmadan önce gaz Demisiting,son adım olup,gaz akımı atmosfere bırakılmadan önce gaz akımından fosforik asit sisi çıkar. Bu genelde yüksek basınçta yapılmaktadır.akımından fosforik asit sisi çıkar. Bu genelde yüksek basınçta yapılmaktadır.Termal prosesle üretilen fosforik asit konsantrasyonu % 75 ile % 85 oranındaTermal prosesle üretilen fosforik asit konsantrasyonu % 75 ile % 85 oranındadeğişmektedir. Bu yüksek asit konsantrasyonu yüksek derecedeki kimyasal değişmektedir. Bu yüksek asit konsantrasyonu yüksek derecedeki kimyasal proseslerde üretim yapmak için gereklidir . Verimli fabrikalar , elementel proseslerde üretim yapmak için gereklidir . Verimli fabrikalar , elementel fosforun % 99.9 nun yakılmasıyla fosforik asite dönüşümünü fosforun % 99.9 nun yakılmasıyla fosforik asite dönüşümünü gerçekleştirmektedirler.gerçekleştirmektedirler.

Yaş Proses Termal Proses

Avantajları

Fosfat kayasının kalite sınırı aranmaz.Sıcaklık oldukça düşüktür(70-80C)Islak kayada kullanılabilir.Jibs taşınımı kolaydır.Islak kaya öğütülebilir.Dizaynı oldukça basittir.Tek filtrasyon kullanılır.

Tek filtrasyon kullanılır.Doğrudan %40-48 lik kuvvetli P2O5

Üretilir.

DezavantajlarıYüksek enerji kullanılır.%4 ile %6 P2O5 kaybı olur.

P2O5 in etkinliği %94-96 dır.

Reaksiyon yüksek sıcaklıkta gerçekleşir.Büyük filtre alanı gereklidir.Dizaynı kompleks yapıdadır.Saf hemihidrat üretilir.P2O5 etkinliği %90-94 den azdır.

Fazla enerji sarfiyeti gerektirir

KabullerKabuller MA(g/mol) d(g/cm3) MA(g/mol) d(g/cm3)

%98 %98 HH22SOSO44 98 98 1,87 1,87 %73 %73 HH22SOSO44 98 98 1,61 1,61 CaCa33(PO(PO44))22 310 310 --- --- %78 %78 HH33POPO44 98 98 1,82 1,82%65 %65 HH33POPO44 98 98 ---- ---- %36 %36 HH33POPO44 98 98 1,27 1,27CaSOCaSO44.2H.2H22OO 172 172 2,87 2,87

Reaksiyon verimi : %87Reaksiyon verimi : %87

Reaksiyon sıcaklığı : 80 CReaksiyon sıcaklığı : 80 C

Fosfat Kayası bileşimi : %72 Fosfat Kayası bileşimi : %72 CaCa33(PO(PO44))22 %28 İnert Yoğunluğu : 1.5 g/cm %28 İnert Yoğunluğu : 1.5 g/cm33

Sisteme besleme yapan elevatör sadece 8-16 saatleri arasındaki Sisteme besleme yapan elevatör sadece 8-16 saatleri arasındaki gündüz vardiyasında çalışmaktadır.gündüz vardiyasında çalışmaktadır.

Sürekli olarak 1 devir/dk hızla çalışan ve düzenli olarak her devirde 30 mm Sürekli olarak 1 devir/dk hızla çalışan ve düzenli olarak her devirde 30 mm kalınlığında kek oluşturan 45 mkalınlığında kek oluşturan 45 m22 süzme alanına sahip standart döner filtre süzme alanına sahip standart döner filtre kabulü ile: (Kek yoğunluğu=2.1 g/cmkabulü ile: (Kek yoğunluğu=2.1 g/cm33))

Evoparatöre giren akımın %20 si geri devir ile evoparatöre beslenmektedir.Evoparatöre giren akımın %20 si geri devir ile evoparatöre beslenmektedir.

Sistem 300 gün ve günde 24 saat çalışmaktadır.Sistem 300 gün ve günde 24 saat çalışmaktadır.

HesaplamalarHesaplamalar

Üretim Kapasitesi:Üretim Kapasitesi: 40.000 ton/yıl 40.000 ton/yıl

1 saatlik kapasite:1 saatlik kapasite:(40.000 ton/yıl).(1 yıl/300 gün).(1 gün/24 st).(1000 kg/1 ton).(78/100).(1 (40.000 ton/yıl).(1 yıl/300 gün).(1 gün/24 st).(1000 kg/1 ton).(78/100).(1 kmol/98 kg)=44.2 kmol/stkmol/98 kg)=44.2 kmol/st

Gerekli Fosfat Kayası Miktarı:Gerekli Fosfat Kayası Miktarı:(44.2 kmol/st).(1/2).(100/87)(310 kg/1 kmol).(100/72)=10937.1 kg/st=7.3 m(44.2 kmol/st).(1/2).(100/87)(310 kg/1 kmol).(100/72)=10937.1 kg/st=7.3 m33/st/st

HH22SOSO44 miktarı: miktarı:(44.2 kmol/st).(3/2).(98 kg/1 kmol).(100/87)=7468.27 kg/st(44.2 kmol/st).(3/2).(98 kg/1 kmol).(100/87)=7468.27 kg/st

%73’lük H%73’lük H22SOSO44 miktarı: miktarı:(7468.27 kg/st).(100/73)=10230.5 kg/st(7468.27 kg/st).(100/73)=10230.5 kg/st

%98’lik H%98’lik H22SOSO44 miktarı: miktarı:(10230.5 kg/st).(73/98)=7620.2 kg/st(10230.5 kg/st).(73/98)=7620.2 kg/st

Gerekli HGerekli H22O miktarı:O miktarı:10230.5-7620.2=2610.3 kg/st10230.5-7620.2=2610.3 kg/st

Jibs miktarı:Jibs miktarı:(44.2 kmol/st).(3/2).(172 kg/1 kmol)=11403.6 kg/st(44.2 kmol/st).(3/2).(172 kg/1 kmol)=11403.6 kg/st

Filtre etrafında kütle denkliği yapılırsa:Filtre etrafında kütle denkliği yapılırsa:(4333.3 kg/st).(100/36)=12036.94 kg/st (%36’lık H3PO4)(4333.3 kg/st).(100/36)=12036.94 kg/st (%36’lık H3PO4)

Evoparatör etrafında kütle denkliği yapılırsa:Evoparatör etrafında kütle denkliği yapılırsa:(12036.94 kg/st).(36/78)=5555.5 kg/st (%78’lik H3PO4)(12036.94 kg/st).(36/78)=5555.5 kg/st (%78’lik H3PO4)

Reaktör çıkış akımı:Reaktör çıkış akımı:Reaktör çıkış akımı=(Jibs +H3PO4)=(11403.6+4333.3)=15736.9 kg/stReaktör çıkış akımı=(Jibs +H3PO4)=(11403.6+4333.3)=15736.9 kg/st

Jibs Depolama Tankı (T3)(30 günlük):Jibs Depolama Tankı (T3)(30 günlük): (11403.6 kg/st).(1m(11403.6 kg/st).(1m33/2870 kg).(24 st).(30 gün)=2860.3 m/2870 kg).(24 st).(30 gün)=2860.3 m33

Bunker hacmi:Bunker hacmi:(7.3 m(7.3 m33/st).(24 st)=175 m/st).(24 st)=175 m33

Döner Filtre Sayısı:Döner Filtre Sayısı:Sürekli olarak 1 devir/dk hızla çalışan ve düzenli olarak her devirde 30 mm Sürekli olarak 1 devir/dk hızla çalışan ve düzenli olarak her devirde 30 mm

kalınlığında kek oluşturan 45 mkalınlığında kek oluşturan 45 m22 süzme alanına sahip standart döner filtre kabulü ile: süzme alanına sahip standart döner filtre kabulü ile: (Kek yoğunluğu=2.1 g/cm(Kek yoğunluğu=2.1 g/cm33))

(11403.6 kg/st).(1 st/60 dk)(1 dk/1 devir).(1devir/0.03 m).(1/5 m(11403.6 kg/st).(1 st/60 dk)(1 dk/1 devir).(1devir/0.03 m).(1/5 m22).(1 m).(1 m33/2100 kg)=0.6=1 /2100 kg)=0.6=1 adetadet

Evoparatörün üstünden çıkan su buharı miktarı:Evoparatörün üstünden çıkan su buharı miktarı:(12036.94 kg/st)-(5555.5 kg/st)=6481.4 kg H2O buharı(12036.94 kg/st)-(5555.5 kg/st)=6481.4 kg H2O buharı

Evoparatör Hacmi:Evoparatör Hacmi:Evoparatörde birikme olmadığı düşünüldünde giren akımlar da göz önüne Evoparatörde birikme olmadığı düşünüldünde giren akımlar da göz önüne

alınırsa evoparatör hacmi 10 malınırsa evoparatör hacmi 10 m33 olarak hesaplanır. olarak hesaplanır.

1.Isı Değiştirici(HX1):1.Isı Değiştirici(HX1):Q=NHQ=NH22SOSO44.CpH.CpH22SOSO44. ΔT. ΔT

Q=(10230.9 kg/st).(1 kmol/98 kg).(10.45 j/kmol.C).(130-80)=40628.1 j/stQ=(10230.9 kg/st).(1 kmol/98 kg).(10.45 j/kmol.C).(130-80)=40628.1 j/st

Bu ısı su tarafından alınır:Bu ısı su tarafından alınır:

Q=Msu.Cpsu ΔTQ=Msu.Cpsu ΔT

Msu=(40628.1 j/st)/(4.18 j/kg).(30-20)=972 kg/stMsu=(40628.1 j/st)/(4.18 j/kg).(30-20)=972 kg/st

HX1’ün ısı transfer alanı:HX1’ün ısı transfer alanı:

Q=A.U. ΔTlnQ=A.U. ΔTln

ΔT1=(130-30)=100 CΔT1=(130-30)=100 C

ΔT2=(80-20)=60 CΔT2=(80-20)=60 C

ΔTln= (100-60)/(ln100/60)=75.8 CΔTln= (100-60)/(ln100/60)=75.8 C

A=(40628.1 j /st)/(268 j/st.mA=(40628.1 j /st)/(268 j/st.m22.C).(75.8 C)=2.0m.C).(75.8 C)=2.0m22

2.Isı Değiştirici(HX2):2.Isı Değiştirici(HX2):Nsubuharı=360 mol/stNsubuharı=360 mol/stQ=N.Cp. ΔTQ=N.Cp. ΔTQ=(360 mol/st).(4.18 j/mol.C).(105-80)=37620 j/stQ=(360 mol/st).(4.18 j/mol.C).(105-80)=37620 j/stBu ısı su tarafından alınır.Bu ısı su tarafından alınır.Q=Msu.Cpsu ΔTQ=Msu.Cpsu ΔTMsu=(37620 j/st)/(4.18 j/kg).(30-20)=900 kg/stMsu=(37620 j/st)/(4.18 j/kg).(30-20)=900 kg/st

HX2’ün ısı transfer alanı:HX2’ün ısı transfer alanı:Q=A.U. ΔTlnQ=A.U. ΔTlnΔT1=(105-30)=75 CΔT1=(105-30)=75 CΔT2=(80-20)=60 CΔT2=(80-20)=60 CΔTln= (75-60)/(ln75/60)=67.2 CΔTln= (75-60)/(ln75/60)=67.2 C

A=(37620 j /st)/(268 j/st.mA=(37620 j /st)/(268 j/st.m22.C).(67.2 C)=2.1 m.C).(67.2 C)=2.1 m22

3.Isı değiştiri(HX3):3.Isı değiştiri(HX3):Evoparatöre giren akımın %20 si geri devir ile evoparatöre Evoparatöre giren akımın %20 si geri devir ile evoparatöre beslenmektedir.beslenmektedir.Devrettirilen akım=(12036.94 kg/st).(20/100)=2407.4 kg/stDevrettirilen akım=(12036.94 kg/st).(20/100)=2407.4 kg/stQ=NHQ=NH33POPO44.CpH.CpH33POPO44. ΔT. ΔTQ=(2407.4 kg/st).(1 kmol/98 kg).(13.56 j/kmol.C).(105-80)=11661.6 j/stQ=(2407.4 kg/st).(1 kmol/98 kg).(13.56 j/kmol.C).(105-80)=11661.6 j/stBu ısı su tarafından alınır.Bu ısı su tarafından alınır.Q=Msu.Cpsu ΔTQ=Msu.Cpsu ΔTMsu=(11661.6 j/st)/(4.18 j/kg).(30-20)=5022 kg/stMsu=(11661.6 j/st)/(4.18 j/kg).(30-20)=5022 kg/st

HX3’ün ısı transfer alanı:HX3’ün ısı transfer alanı:Q=A.U. ΔTlnQ=A.U. ΔTlnΔT1=(105-30)=75 CΔT1=(105-30)=75 CΔT2=(80-20)=60 CΔT2=(80-20)=60 CΔTln= (75-60)/(ln75/60)=67.2 CΔTln= (75-60)/(ln75/60)=67.2 CA=(11661.6 j /st)/(268 j/st.mA=(11661.6 j /st)/(268 j/st.m22.C).(67.2 C)=0.65 m.C).(67.2 C)=0.65 m22

4.Isı Değiştirici(HX4):4.Isı Değiştirici(HX4):Q=NHQ=NH33POPO44.CpH.CpH33POPO44. ΔT. ΔTQ=(5555.5 kg/st).(1 kmol/98 kg).(15.27 j/kmol.C).(105-65)=42145.2 j/stQ=(5555.5 kg/st).(1 kmol/98 kg).(15.27 j/kmol.C).(105-65)=42145.2 j/stBu ısı su tarafından alınır:Bu ısı su tarafından alınır:Q=MQ=Msusu.Cp.Cpsusu ΔT ΔTMsu=(42145.2 j/st)/(4.18 j/kg).(35-20)=1299.1 kg/stMsu=(42145.2 j/st)/(4.18 j/kg).(35-20)=1299.1 kg/st

HX4’ün ısı transfer alanı:HX4’ün ısı transfer alanı:Q=A.U. ΔTlnQ=A.U. ΔTlnΔT1=(105-35)=70 CΔT1=(105-35)=70 CΔT2=(65-20)=45 CΔT2=(65-20)=45 CΔTln= (70-45)/(ln70/45)=56.6 CΔTln= (70-45)/(ln70/45)=56.6 CA=(42145.2 j /st)/(268 j/st.mA=(42145.2 j /st)/(268 j/st.m22.C).(56.6 C)=2.8 m.C).(56.6 C)=2.8 m22

Pompalar:Pompalar:

P1 pompası(HP1 pompası(H22SOSO44 basan): basan):(7468.27 kg/st).(1 m(7468.27 kg/st).(1 m33/1870 kg)=3.9 m/1870 kg)=3.9 m33/st/st

P1 pompası için Karbon çeliğinden yapılmış santrifüj pompa P1 pompası için Karbon çeliğinden yapılmış santrifüj pompa kullanılır.kullanılır.

P2 Pompası(suyu basan):P2 Pompası(suyu basan):(2610.3 kg/st).(1 m(2610.3 kg/st).(1 m33/1000 kg)=2.61 m/1000 kg)=2.61 m33/st/st

Su basma işleminde literatürden edinilen bilgiler doğrultusunda Su basma işleminde literatürden edinilen bilgiler doğrultusunda santrifüj pompa kullanılmaktadır.santrifüj pompa kullanılmaktadır.

P3 pompası(jibs’i basan):P3 pompası(jibs’i basan):(11403.6 kg/st).(1 m(11403.6 kg/st).(1 m33/2600)=4.38 m/2600)=4.38 m33/st/stP3 pompası olarak pistonlu pompa kullanılır.P3 pompası olarak pistonlu pompa kullanılır.

Gerekli reaktör hacmi:Gerekli reaktör hacmi:Vreaktör=(Fosfat kayası + %73’lük HVreaktör=(Fosfat kayası + %73’lük H22SOSO44 + Su) + Su)Vreaktör=(7.3 mVreaktör=(7.3 m33)+(3.9 m)+(3.9 m33)+(2.61 m)+(2.61 m33)=13.81 m)=13.81 m33/st/st

Adet Kodlanması Tanımı Kapasitesi Yapım malzemesi

1 T-1 H2SO4 depolama tankı 3.9m3/stKarbon çeliği(Cam

astarlı)

1 T-2Fosfat kayası depolama

tankı7.3 m3/st Karbon çeliği

1 T-3 Jips depolama tankı 3.97 m3/st Karbon çeliği

1 T-4 Seyreltme tankı 6.51 m3/stKarbon çeliği(Cam

astarlı)

1 R-1 Reaktör(karıştırıcılı) 13.81 m3/stKarbon çeliği(Cam

astarlı)

1 P-1H2SO4 basan

pompa(santrifüj)3.9 m3/st Karbon çeliği

1 P-2Suyu basan

pompa(santrifüj)2.61 m3/st Karbon çeliği

1 P-3 Jibsi basan pompa(Piston) 4.38 m3/st Dökme demir

1 E-1 Evaporatör 10 m3/stKarbon çeliği(Cam

astarlı)

T-1 HT-1 H22SOSO44 depolama tankı: depolama tankı:

Tankın yüksekliği h=20 m kabulü ile r=8.5 m olur.Tankın yüksekliği h=20 m kabulü ile r=8.5 m olur.

Emniyet faktörlü(%20) tankın toplam hacmi=4544.64 mEmniyet faktörlü(%20) tankın toplam hacmi=4544.64 m33

Yanal Alan= 2.π.r.hYanal Alan= 2.π.r.h

Taban Alan= π.rTaban Alan= π.r22

Toplam Alan= Yanal Alan +Taban Alan=(1068.14 m2+226.98 m2)=1295.12 mToplam Alan= Yanal Alan +Taban Alan=(1068.14 m2+226.98 m2)=1295.12 m22

Sac kalınlığı=5 mm=0.005 mSac kalınlığı=5 mm=0.005 m

Toplam Hacim=(Sac kalınlığı).(Toplam Alan)=6.48 mToplam Hacim=(Sac kalınlığı).(Toplam Alan)=6.48 m33

T1 tankının yapımı için yapılacak malzeme masrafı:T1 tankının yapımı için yapılacak malzeme masrafı:(6.48 m(6.48 m33).(7800 kg/1 m).(7800 kg/1 m33).(5 $/1 kg)=252720 $).(5 $/1 kg)=252720 $

T-1 tankına izolasyon işlemi de uygulanacağından T-1 tank maliyeti:T-1 tankına izolasyon işlemi de uygulanacağından T-1 tank maliyeti:(6.48 m(6.48 m33).(5600 kg/1 m).(5600 kg/1 m33).(12 $/1 kg)=435456 $).(12 $/1 kg)=435456 $

Toplam tank maliyeti=(252720+435456)=688176 $Toplam tank maliyeti=(252720+435456)=688176 $

T-2 HT-2 H22O depolama tankı:O depolama tankı:



Yanal Alan= 2.π.r.hYanal Alan= 2.π.r.h

Taban Alan= π.rTaban Alan= π.r22

Toplam Alan= Yanal Alan +Taban Alan=(267.04 mToplam Alan= Yanal Alan +Taban Alan=(267.04 m22+56.75 m+56.75 m22)=323.79 m)=323.79 m22



T1 tankının yapımı için yapılacak malzeme masrafı:T1 tankının yapımı için yapılacak malzeme masrafı:(1.62 m(1.62 m33).(7800 kg/1 m).(7800 kg/1 m33).(5 $/1 kg)=63180 $).(5 $/1 kg)=63180 $

T-3 Jibs depolama tankı:T-3 Jibs depolama tankı:



Yanal Alan= 2.π.r.hYanal Alan= 2.π.r.hTaban Alan= π.rTaban Alan= π.r22

Toplam Alan= Yanal Alan +Taban Alan=(928.18 mToplam Alan= Yanal Alan +Taban Alan=(928.18 m22+171.48 m+171.48 m22)=1099.66 m)=1099.66 m22



T-3 tankının yapımı için yapılacak malzeme masrafı:T-3 tankının yapımı için yapılacak malzeme masrafı:(5.5 m(5.5 m33).(7800 kg/1 m).(7800 kg/1 m33).(5 $/1 kg)=214500 $).(5 $/1 kg)=214500 $

R-1 Reaktör:R-1 Reaktör:

Reaktör yüksekliği h=3.5 m kabulü ile r=1.1 m olur.Reaktör yüksekliği h=3.5 m kabulü ile r=1.1 m olur.

Emniyet faktörlü(%0) reaktörün toplam hacmi=13.22 mEmniyet faktörlü(%0) reaktörün toplam hacmi=13.22 m33


Tavan Alan= π.rTavan Alan= π.r22

Toplam Alan= Yanal Alan +Taban Alan+Tavan Alan=(24.19 mToplam Alan= Yanal Alan +Taban Alan+Tavan Alan=(24.19 m22+3.80 m+3.80 m22 +3.80 m +3.80 m22)=31.79 m)=31.79 m22



R-1 reaktör yapımı için yapılacak malzeme masrafı:R-1 reaktör yapımı için yapılacak malzeme masrafı:(0.159 m(0.159 m33).(7800 kg/1 m).(7800 kg/1 m33).(5 $/1 kg)=6201 $).(5 $/1 kg)=6201 $

R-1 reaktörüne izolasyon işlemide uygulanacağından R-1 reaktör maliyeti:R-1 reaktörüne izolasyon işlemide uygulanacağından R-1 reaktör maliyeti:(0.159 m(0.159 m33).(5600 kg/1 m).(5600 kg/1 m33).(12 $/1 kg)=10685 $).(12 $/1 kg)=10685 $

Toplam reaktör maliyeti=(6201+10685)=16900 $Toplam reaktör maliyeti=(6201+10685)=16900 $

E-1 Evoparatör: E-1 Evoparatör:

Evaoparatör yüksekliği h=6 m kabulü ile r=0.82 m olur.Evaoparatör yüksekliği h=6 m kabulü ile r=0.82 m olur.

Emniyet faktörlü(%15) evaoparatör toplam hacmi=12.65 mEmniyet faktörlü(%15) evaoparatör toplam hacmi=12.65 m33


Tavan Alan= π.rTavan Alan= π.r22

Toplam Alan= Yanal Alan +Taban Alan+Tavan Alan=(39.91 mToplam Alan= Yanal Alan +Taban Alan+Tavan Alan=(39.91 m22+2.11 m+2.11 m22+ 2.11 m+ 2.11 m22)=35.13 )=35.13 mm22



E-1 evaoparatör yapımı için yapılacak malzeme masrafı:E-1 evaoparatör yapımı için yapılacak malzeme masrafı:(0.18 m(0.18 m33).(7800 kg/1 m).(7800 kg/1 m33).(5 $/1 kg)=7020 $).(5 $/1 kg)=7020 $

E-1 evaoparatörüne izolasyon işlemi de uygulanacağından E-1 evaoparatör maliyeti:E-1 evaoparatörüne izolasyon işlemi de uygulanacağından E-1 evaoparatör maliyeti:(0.18 m(0.18 m33).(5600 kg/1 m).(5600 kg/1 m33).(12 $/1 kg)=12096 $).(12 $/1 kg)=12096 $

Toplam evaoparatör maliyeti=(12096+7020)=19116 $Toplam evaoparatör maliyeti=(12096+7020)=19116 $

B Bunker fosfat kayası depolama tankı:B Bunker fosfat kayası depolama tankı:

Bunker yüksekliği h=8 m kabulü ile r=2.89 m olur.Bunker yüksekliği h=8 m kabulü ile r=2.89 m olur.

Emniyet faktörlü(%20) bunkerin toplam hacmi=210 mEmniyet faktörlü(%20) bunkerin toplam hacmi=210 m33


Toplam Alan= Yanal Alan +Taban Alan =(145.27 m2+26.24 m2)=171.51 mToplam Alan= Yanal Alan +Taban Alan =(145.27 m2+26.24 m2)=171.51 m22



B bunker yapımı için yapılacak malzeme masrafı:B bunker yapımı için yapılacak malzeme masrafı:(0.51 m(0.51 m33).(7800 kg/1 m).(7800 kg/1 m33).(5 $/1 kg)=19890 $).(5 $/1 kg)=19890 $

Seyreltme tankı:Seyreltme tankı:

Tank yüksekliği a=1.625 m b=4 m c=1 m Tank yüksekliği a=1.625 m b=4 m c=1 m


Toplam Alan= =(6,5.2 mToplam Alan= =(6,5.2 m22)+(4.2 m)+(4.2 m22)+(1.625.2 m)+(1.625.2 m22)=24.25 m)=24.25 m22



Tank yapımı için yapılacak malzeme masrafı:Tank yapımı için yapılacak malzeme masrafı:(0.12 m(0.12 m33).(7800 kg/1 m).(7800 kg/1 m33).(5 $/1 kg)=4680 $).(5 $/1 kg)=4680 $

Seyreltme tankına izolasyon işlemi de uygulanacağından tank maliyeti:Seyreltme tankına izolasyon işlemi de uygulanacağından tank maliyeti:(0.12 m(0.12 m33).(5600 kg/1 m).(5600 kg/1 m33).(12 $/1 kg)=8064 $).(12 $/1 kg)=8064 $

Toplam tank maliyeti=(8064+4680)=12744 $Toplam tank maliyeti=(8064+4680)=12744 $

Kod Parça Adı Satınalma Maliyeti($)

T-1H2SO4 depolama tankı(Cam astarlı)

700000

T-2 H2O depolama tankı 65000

T-3 Jibs depolama tankı 22000

P-1H2SO4 transferi için santrifüj pompa

1700

P-2H2O transferi için santrifüj pompa

1500

P-3Jibs transferi için pistonlu pompa

2500

R-1 Karıştırmalı reaktör 20000

S-1 Seyreltme tankı 14000

E-1 Evaoparatör 20000

B Bunker 20000

F Döner filtre 10000

TOPLAM 876700

SABİT SERMAYE YATIRIM MALİYETİ

Harcama kalemi Katı-akışkan Maliyet ($)

Ekipman satın alma 100 876700

Ekipman kurulması 39 341913

Enstrümantasyon ve kontrol 13 113971

Boru döşeme (kurulu) 31 271777

Elektrik (kurulu) 10 87670

Yapılar (servis dahil) 29 341913

Saha düzenleme 10 87670

Servisler (kurulu) 55 482185

Arazi (satın alma gerekiyorsa) 6 52602

Mühendislik ve yönetim 32 280544

Konstrüksiyon masrafları 34 298078

Müteahhit ücretleri 18 157806

Belirsizlik 36 315612

Sabit yatırım sermayesi 3708441

ÜRÜN Maliyeti Tahmini TablosuÜRÜN Maliyeti Tahmini TablosuMasraf kaleminin adı Masraf

Direkt Üretim Masrafları

Ham Madde 2512200

İşletme işçiliği 963500

Direkt yönetim ve nitelikli işçilik 192700

Ütilite 567700

Bakım-onarım 111100

İşletme ikmali 16700

Sabit masraflar

Yıpranma 555700

Yerel vergiler 111100

Sigorta 55600

Tesis Üst Masrafları 760400

Genel Masraflar

Yönetim 190100

Dağıtım ve satış 771900

Arge 385900

Finans (faiz) 524600

Yıllık total ürün maliyeti 7719200

Ürün maliyeti ($/kg-ürün) 2,1

BİZİBİZİ

DİNLEDİĞİNİZ DİNLEDİĞİNİZ

İÇİN İÇİN

TEŞEKKÜR EDERİZ…TEŞEKKÜR EDERİZ…

fosforikasit_projesi

Documents

su tarafndan

tek filtrasyon

r2 tavan alan

tankn ykseklii

toplam alan

sac kalnl

karbon elii

toplam hacim