מכון ויצמן למדע - המחלקה להוראת המדעים - כימיה ותעשייה

כיל רותם

חיפוש

כיל רותם

מידע כללי

חברת כיל רותם  (רותם אמפרט נגב) הינה החברה הגדולה בישראל להפקת פוספט ולייצור חומצה זרחתית באיכות חקלאית ולמזון, דשנים על בסיס חנקן, זרחן ואשלגן וכימיקלים לשימושים טכניים, למזון ולפרמצבטיקה. החברה כורה בעצמה את סלע הפוספט במכרות הממוקמים באזורים מדבריים, בהם הקימה גם את מפעליה.

מוצרים ותהליכים

המפעל הוקם במישור רותם לצורך ניצול מירבי של התשתית הקיימת של תשלובת ערד ולצורך ניצול סלע הפוספט המצוי במכרה "צפע אפעה" השכן.

במפעל מייצרים:
* חומצה גופרתית
* חומצה זרחתית (ירוקה ולבנה).
* דשנים מסוגים שונים: סופר פוספטים, דשני זרחן ואשלגן- PK , דשני חנקן-זרחן-אשלגן – NPK, דשן חנקן-זרחן,MAP דשן מסיס MKP- Mono Potasium Phosphate.
הייצור מתבסס על הפוספט והחומצה הזרחתית המופקים במפעל, אשלג המובא ממפעלי ים-המלח בסדום, ואמוניה המיובאת מחו"ל. כל זאת תוך ניצול היתרון היחסי הנובע מהקירבה הגיאוגרפית של חומרי הגלם הבסיסיים – פוספט ואשלג.


מתקני המפעל מופעלים בשלושה אתרים:

נחל צין - עיבוד פוספט 

אורון - עיבוד פוספט 
מישור רותם - ייצור חומצה גופרתית (מוצר ביניים), חומצה זרחתית , דשנים (מוצרי המשך)

הפקת החומצה הגופרתית

תרשים

שלבי הייצור הם:

א. התכת הגופרית המוצקה והסרת הזיהומים

ב. חימצון I :

1/8S8(l)+O2(g) à SO2(g) 

ג. חמצון  II:

SO2(g)+1/2O2(g) à SO3(g) 

ד. ספיגת הגז

SO3(g) + H2O(l) àH2S04(l)

ספיגת הגז נעשית לתוך חומצה גופרתית מרוכזת.
S8  מיובאת מחו"ל, למעט כמות קטנה המגיעה מבתי הזיקוק בארץ.

שלב החמצון ה - I
תהליך אקזותרמי. מתבצע בטמפרטורה של 11400c ובלחץ גבוה במקצת מהלחץ האטמוספירי (כדי לדחוף את הגזים). לא מבצעים את התגובה בטמפרטורה נמוכה יותר כי אז התגובה איטית.
המיתקן בנוי בחלקו מפלדה מצופה לבני אש, פלדה חשופה, יציקת פלדה ומתכות פלב"מ שונות. מקררי החומצה מוגנים בהגנה אנודית. 
לאחר מכן מקררים את הגז לטמפרטורה של 4200c בדודי קיטור (מחליפי חום).
בתהליך זה מפיקים גז SO2 הדרוש להמשך התהליך, וכתוצר לוואי מקבלים גם אנרגיה המנוצלת להפקת חשמל.

שלב החמצון ה - II
גם תגובה זו אקזותרמית. ולכן יש צורך לקרר. הריאקטור (קונוורטור) בנוי מ - 4 קומות. בכל קומה יש קטליזטור ונדיום המזרז את החמצון מ-  SO2 ל -  SO3. מכיוון שהחמצון הוא אקזותרמי, החום המשתחרר מנוצל לייצור קיטור וחשמל. כ - 1/3 מכמות הקיטור המופקת משמשת להנעת מדחס (תפקיד המדחס לדחוף אוויר וגזים לאורך כל התהליך). שאר האנרגיה משמשת להפקת חשמל.

שימושים:
א. לייצור חומצה זרחתית ירוקה (שאינה מכילה  Cl) משמשת לחקלאות.
ב. לייצור דשנים. מלחי פוספט רגילים אינם זמינים לצמח מכיוון שהם קשי-תמס. ולכן, כדי לספק זרחן לצמח משתמשים ב- H3PO4 או במלחים מימניים של החומצה הזרחתית, כגון: Ca(H2PO4)2 .

תפוקה
קיימים שני מתקנים: האחד 2400 טון ליום, והשני- 3900 טון ליום. 
בסך הכל: תפוקה של 2 מיליון טון לשנה.

הפקת החומצה הזרחתית הירוקה

תרשים

Ca10F2(PO4)6(s) + 9H2SO4(l) + H2O(l) à 6H3O+(aq)+ 2PO43- (aq) + 9CaSO4.2H2O(s) + CaF2.H2O(s) 

לצורך התהליך משתמשים בחומצה גופרתית שריכוזה 98%.
כדי להגדיל ניצולת יש צורך בעודף של כ - 3% חומצה גופרתית. אך כדי שהתגובה לא תהיה מיידית וחזקה – מכניסים את המגיבים בשלבים.
התגובה הדורשת זמן שהייה מתרחשת בסידרה של ריאקטורים (מיכלים עם בוחש) הבנויים מפלדה או בטון מצופה בלבני גרפיט.
מתקבלת חומצה זרחתית בריכוז של 28% מחושב על-פי תחמוצת הזרחן(P2O5) .
% המוצקים ברפש הוא כ- 30%. צריך לקרר את הרפש בזמן התהליך.
התערובת גולשת עד לריאקטור האחרון. הרפש מוזן בעזרת משאבה לתוך מסנן מגשים העובד בואקום. את הגבס שוטפים כדי להוציא שאריות של חומצה.
ניצולת המתקן נקבעת ע"פ % החומצה שנשארת בגבס. על כל טון חומצה מופקת מייצרים 5 טון גבס. את הגבס מעבירים ל"בריכות גבס" או לערמות גבס יבש. אי אפשר להשתמש בו לבניה כי הוא מכיל מעט חומרים רדיואקטיביים.
את החומצה הזרחתית המסוננת (+ השאריות שנשטפו מהגבס) שריכוזה כ - 28% מערבבים עם תמיסת חומצה בריכוז 54%, מתקבלת תמיסה בריכוז 40%.
בשלב זה שוקע עוד גבס שהיה מומס בחומצה. לשיקועו נעזרים בפלקולנט (סולפונט אורגני).
אח"כ מרכזים את התמיסה עד לריכוז 54% על-ידי איוד מים בעזרת קיטור בתוך מחליף חום, בוואקום.
א"א לרכז מיד ל - 54% שכן הגבס היה שוקע בכמות גדולה ומהירה והיה סותם את הצנרת.
במהלך התגובה נפלטים גזים המכילים בעיקר SiF4  ו-  HF.
מזרימים אותם למים:

3SiF4(g) + 2H2O(l) à 2H2SiF6(aq) + SiO2(s) 

בתהליך נוצרת חומצה סיליקו-פלואורית H2SiF6(aq)   המשמשת:


א. להפלרה של מים.
ב. לייצור חומרים לתעשיית הקרמיקה והזכוכית. 
ג. לייצור סיליקה לתעשיית האלקטרוניקה. לשם- כך דרושה דרגת ניקיון מאד גבוהה.

קיים מתקן שני לייצור חומצה זרחתית, שבו סינון הגבס נעשה בשני שלבים. מתקבל גבס "יבש" שמפונה לערימה חיצונית בשינוע עם מסוע.

צבע החומצה הזרחתית תלוי בריכוז החומר האורגני בתוכה. כאשר ריכוזו גבוה – צבעה חום. כאשר ריכוזו נמוך – צבעה ירוק. הצבע הירוק נובע מנוכחות תחמוצות של ונאדיום, ניקל וכרום. מתכות אלו מפריעות בתעשיית הדטרגנטים.

תפוקה
כאמור, קיימים שני מתקנים: האחד בתפוקה של 250 אלף טון לשנה, והשני בתפוקה של 350 אלף טון לשנה על בסיס תחמוצת זרחן 
P2O5 .
סך הכל תפוקה של כ- 600 אלף טון ת"ז לשנה, מזה- 270 אלף טון מיועדים לייצור דשנים והשאר לייצוא או לתעשיות אחרות.

הפקת חומצה זרחתית לבנה

תרשים

תהליך ייצור החומצה הזרחתית הלבנה הוא תהליך ניקוי של החומצה הזרחתית הירוקה. חומצה זרחתית ירוקה מוזנת למתקן ועוברת תהליכי ניקוי עד קבלת איכות המתאימה לתעשיית המזון.

א. הורדת ריכוז יוני סידן ומתכות אחרות.
ב. הורדת ריכוז יוני הפלואור.
ג. העלאת ריכוז החומצה.

ד. הלבנה.

מתקן הדשנים

תרשים

הדשנים מתקבלים בתגובה של סלע פוספט טחון דק עם חומצה גופרתית בריכוז 98% ו/או עם חומצה זרחתית בריכוז 54% .

טריפל סופר פוספט מגורע -  GTPS :

Ca3(PO4)2(s) + 4H3PO4(l) à 3Ca(H2PO4)2(s)

סינגל סופר פוספט מגורען – GSSP :
Ca3(PO4)2(s) + 4H3PO4(l) à 3Ca(H2PO4)2.2CaSO4(s)
ככל ש- % החומצה הגופרתית בדשן עולה- ריכוז הזרחן יורד.

ב- GTPS יש מעט חומצה גופרתית. 
התגובות מתרחשות בטמפרטורה של c 800 עד c 900 במשך 2 דקות. התערובת צריכה להיות רטובה. נוצר רפש שמבשיל ומתמצק על מסוע הבשלה.
חשוב להקפיד על טחינה טובה של סלע הפוספט שאילולא כן, הזמן עד ההתמצקות יעלה על 2 דקות (גם לטמפרטורה וללחות יש השפעה).
הקטע הראשון של המסוע הוא אטום. לאחר 2 דקות יש קטע פתוח– סרט הבשלה. בסופו מתקבלת הצורה הסופית של הדשן האבקי.
ביציאתו מהמסוע, הדשן נופל לערמה פתוחה שם הוא ממשיך להבשיל עוד כ- 3 ימים.



מתקן הגרעון:

בנוי מ - 3 תהליכים עיקריים.


מגרען 
מתקן שבו האבקה הופכת לגרעינים ע"י הוספת מים וקיטור. מערבלים אותם בתוך מערבל. החומר היוצא מכיל כ-15% רטיבות.
כאן גם אפשר לערבב חלק מהחומר עם אשלג ביחסים שונים. מתקבל דשן PK. קיימים שני מתקנים לייצור דשן מגורען. באחד מהם ניתן להוסיף לריאקטור גם אמוניה או גופרת האמון ולקבל דשנים מסוג NPK ו- NP.


מיבש 
מתקן בו מייבשים את החומר ע"י הזרמת אוויר חם המתקבל משריפת גז טבעי. החומר יוצא בטמפרטורה של c 1100 ועם 3% לחות.
מקררים עם אוויר קר עד לטמפרטורה של c 600 עד c 700 .


נפה 
במטרה להגיע לחלקיקים בגודל של 2-5 מ"מ, מפרידים את הגרגרים בעזרת נפות רוטטות. חלקיקים גדולים מ - 5 מ"מ עוברים גריסה.
התפוקה של שני המתקנים יחד היא כ- 960 אלף טון דשנים בשנה. רוב הדשן מיועד לייצוא. הדשן עובר ציפוי בשמן אקולוגי מיוחד, כדי למנוע אבק בשינוע מהמפעל ועד הלקוח.

מתקן לייצור דשן מסיס MKP

זהו דשן המכיל אשלגן וזרחן. בחברה מייצרים דשן מסיס ברמת ניקיון גבוהה, המשמש להמסה והשקיה בטפטפות.

הדשן מיוצר מחומרי גלם בסיסיים: פוספט, אשלגן וחומצה גופרתית, בסדרת תגובות שבסופן גבישי הדשן נארזים בשקים, ומועברים במכולות ללקוחות.

מתקן לייצור דשן מסיס MAP

זהו דשן המכיל זרחן וחנקן. הדשן מיוצר מחומצה זרחתית לבנה ותמיסת אמוניה. במגבש מגיבים בין חומרי הגלם, המים מסולקים באיוד, ונוצרים גבישים לבנים ונקיים של הדשן.

הדשן נארז בשקים ומועבר במכולות ללקוחות.

איכות הסביבה

החברה מתחייבת לשתף פעולה עם כל הרשויות והארגונים המופקדים על שמירת איכות הסביבה. במסגרת זאת החברה הצטרפה לאמנה להקטנת פליטת מזהמים לאוויר שנחתמה בין המשרד לאיכות הסביבה לבין התאחדות התעשיינים בישראל ולאמנה לפיתוח בר קיימה של ארגון הסחר העולמי.
החברה זכתה במגן השר לאיכות הסביבה לתעשייה לשנת 2000/1.

ציוני דרך/היסטוריה של המפעל

בשנת 1952 הוקמה חברת פוספטים בנגב לכריית סלע פוספט, בנגב. 
בשנת 1966 הוקמה חברת ערד כימיקלים לייצור חומצה זרחתית. 
בשנת 1977 הוקמה חברת רותם דשנים, לייצור חומצה זרחתית מסלע הפוספט ודשנים.
בשנת 1982 נרכשה חברת אמסטרדם פרטילייזרס (אמפרט)בחו"ל, ע"י חברת כימיקלים לישראל. 
בשנת 1991 היה איחוד בין החברות פוספטים בנגב ורותם אמפרט והחברה שנוצרה נקראה בשם רותם אמפרט נגב בע"מ.

בשנת 1995 הופרטה החברה ונמכרה למשפחת אייזנברג.

בשנת 1999 משפחת אייזנברג מכרה את גרעין השליטה למשפחת עופר.

שילוב בתוכנית הלימודים

חמצון-חיזורחמצון גופרית וגופרית דו-חמצנית בתהליך הפקת חומצה גופרתית.
חומצות ובסיסיםתהליכי הפקה של דשנים, הפקת חומצה זרחתית מסלע הפוספט.
אנרגיהשימוש במחליפי חום לניצול האנרגיה המשתחררת בתגובות אקזותרמיות להפקת חשמל ולאיוד מים לריכוז החומצה.

תעשיה כימיתשיקולים בקביעת מיקומו של מפעל, בסמוך למרבצי הפוספטים.
שיקולים בבחירת מוצר, על-פי חומרי גלם קיימים.
שיווי-משקל כימיחמצון גופרית דו-חמצנית.

חומרי למידה

  1. חוברת עבודה לתלמידים : "סיור לימודי במפעל רותם אמפרט נגב"/ מירי קסנר ושרה שני.
    ניתן לרכשה בחנויות הספרים או אצל גסטליט. 
    2. לא על הדשן לבדו- סיפורו של מפעל "חיפה כימיקלים" / מירי קסנר
    ניתן לרכשו בחנויות הספרים או אצל גסטליט. 
    3. סרט לימודי: "לא על הדשן לבדו- תעשיית הדשנים בישראל".
    ניתן לרכשו אצל גסטליט.

 

 


סיורים

הסיור מתאים לתלמידי כיתות י"א-י"ב.

איש קשר לסיורים:

דורון אורגיל   052-3933806



מעגלי חיים - כיל רותם
.
שיקום שדה חצבה
שתף את הפוסט
}
צור קשר
  • מכון ויצמן למדע
  • המחלקה להוראת המדעים - כימיה ותעשייה
  • הרצל 234
  • רחובות
השאירו לנו הודעה

עיצוב: לירן פתימר תכנות: אייל קרפל
מכון ויצמן למדע כל הזכויות שמורות © 2016.