45. Engrais azotés (matières premières et produits finaux)

Table des matières - Précédente - Suivante

1. Présentation du domaine d'intervention
2. Effets sur l'environnement et mesures de protection

2.1 Production d'acide nitrique
2.2 Fabrication d'acide sulfurique
2.3 Production d'ammonitrate
2.4 Production du mélange d'ammonitrate et de calcaire
2.5 Sulfate d'ammonium

2.5.1 Obtention de sulfate d'ammonium à partir de gaz de cokerie ou de gaz de ville
2.5.2 Obtention à partir d'ammoniac et d'acide sulfurique
2.5.3 Obtention comme sous-produit d'un autre procédé
2.5.4 Obtention à partir de gypse, d'ammoniac et de CO₂

2.6 Production de nitrate de chaux
2.7 Production de solutions azotées
2.8 Production de chlorure d'ammonium
2.9 Bicarbonate d'ammonium
2.10 Transport, stockage et ensachage d'engrais sous forme solide

3. Aspects à inclure dans l'analyse et l'évaluation des effets sur l'environnement
4. Interactions avec d'autres domaines d'intervention
5. Appréciation récapitulative de l'impact sur l'environnement
6. Bibliographie

1. Présentation du domaine d'intervention

Parmi les engrais azotés proprement dits dont traite le présent dossier, on compte:

- le nitrate d'ammonium (abréviation anglaise AN)
- le mélange nitrate d'ammonium-calcaire (abréviation anglaise CAN)
- le sulfate d'ammonium (abréviation anglaise AS)
- le nitrate de chaux (abréviation CS)
- les solutions azotées (abréviation anglaise N-solutions)
- le chlorure d'ammonium
- le bicarbonate d'ammonium.

Les engrais azotés dont il est question ici sont fabriqués pour des usages agricoles et se présentent le plus souvent sous forme granulée ou prillée, à l'exception des solutions azotées. Ces dernières nécessitent le recours à des postes de mélange et de distribution.

Les matières premières nécessaires à la fabrication des engrais sont:

- l'ammoniac, traité dans le dossier "Engrais azotés - Matières premières, production d'ammoniac et d'urée"
- l'acide nitrique
- l'acide sulfurique
- l'urée
- le calcaire.

Les capacités des différentes installations varient considérablement, la limite supérieure se situant par ex. pour l'acide nitrique à 2000 t de HNO₃ /jour, pour l'acide sulfurique à 3000 t H₂SO₄ / jour et pour l'ammonitrate et le mélange ammonitrate-calcaire à 2000 t/jour pour chaque tranche.

2. Effets sur l'environnement et mesures de protection

Dans la plupart des cas, les effets sur l'environnement peuvent être réduits aux effluents gazeux pour peu que l'on mette en oeuvre les procédés modernes existants. Le problème des effluents aqueux peut généralement être résolu par un recyclage interne. Dans quelques rares cas, il est impossible d'éviter les déchets solides. La plupart des procédés sont à l'origine de nuisances sonores.

Fabrication d'enfrais azotés

2.1 Production d'acide nitrique

La production à grande échelle d'acide nitrique est réalisée par combustion catalytique d'ammoniac, suivie de l'absorption dans de l'eau des oxydes d'azote formés au cours de l'oxydation. Les différents procédés employés se distinguent essentiellement par la pression appliquée en cours de combustion ou d'absorption et la récupération plus ou moins efficace des calories dégagées. L'acide qui devra servir à la préparation des engrais se présente sous forme de solution aqueuse composée de jusqu'à 60% de HNO₃.

· Traitement/élimination des polluants

Le process ne produit pas d'effluents aqueux en continu. Lorsqu'on utilise de l'ammoniac liquide, c'est un effluent huileux qu'il faut recueillir de façon intermittente, selon la teneur en huile de l'ammoniac, pour le brûler dans des installations d'incinération adéquates. Les effluents gazeux consistent en un gaz contenant des oxydes d'azote (NO + NO₂) provenant de la colonne d'absorption.

L'intensité de la couleur brune des fumées que l'on distingue à des kilomètres est fonction de la teneur en oxydes d'azote.

Tandis que dans les installations obsolètes, la teneur en NO_x peut s'élever à plusieurs milliers de mg NO₂/m³, les installations modernes sont conçues de façon à ne produire qu'env. 400 mg de NO₂/m³. Pour éliminer complètement les oxydes d'azote, il existe encore d'autres méthodes telles que la combustion catalytique des gaz résiduaires avec de l'hydrogène, de l'ammoniac ou du méthane.

S'il n'est pas possible d'utiliser l'eau d'une rivière, d'un fleuve ou d'un lac pour le refroidissement, on se trouvera confronté au problème des eaux usées du circuit d'eau du réfrigérant atmosphérique, pour lesquelles la réglementation locale ne permet pas toujours le rejet direct en raison de leur forte concentration en sels et autres additifs. Le cas échéant, elles devront être épurées avec le flux d'eaux usées de l'usine. Les résidus séparés seront mis sur une décharge contrôlée ou pourront être incinérés s'ils ont subi une épuration biologique. Si le refroidissement est assuré par un cours d'eau, on tiendra compte des risques de pollution thermique; le cas échéant, on prévoira un refroidissement de l'eau avant son retour dans le cours d'eau récepteur.

2.2 Fabrication d'acide sulfurique

Aujourd'hui, la production en grand d'acide sulfurique est réalisée presque exclusivement selon le procédé de contact consistant à faire passer des gaz chargés d'anhydride sulfureux sur un catalyseur au vanadium. Les matières premières nécessaires, à savoir des gaz contenant de l'anhydride sulfureux, proviennent pour l'essentiel de:

- la combustion de soufre élémentaire
- gaz de grillage du pyrite
- gaz de grillage de minerais sulfurés (métaux non ferreux).

Une installation moderne de production d'acide sulfurique se caractérise par une exploitation optimale des calories dégagées par les réactions au cours des différentes étapes du procédé. Les excédents de vapeur sont en général employés à la production d'énergie. Dans certaines installations, on a même commencé à tirer profit de l'énergie produite par des basses températures dans les refroidisseurs à acide.

Le SO₃ qui se forme par oxydation catalytique de SO₂ est absorbé par de l'acide sulfurique à 98 - 99%, qui réagit avec de l'eau pour donner du H₂SO₄.

· Traitement/élimination des polluants

Le procédé employé pour la production d'acide sulfurique sur la base de la combustion de soufre ne génère pas d'effluents liquides.

Le gaz obtenu en fin d'opération contient du SO₂ et du SO₃.

Pour les installations de production d'acide sulfurique, les charges d'anhydride sulfurique dans les effluents gazeux émis sont limitées à 60 mg/m³ maximum. Par ailleurs, on s'efforcera de réduire encore plus les émissions par le recours au procédé "Peracidox", à un 5^ème étage de catalyse ou des mesures analogues.

Lorsque le système est complété en amont par des installations de grillage, on recueille de faibles quantités d'acide sulfurique souillé sous forme d'acide de lavage. Si cet acide de lavage ne contient pas d'impuretés nocives, il peut être concentré par ex. en vue d'une utilisation dans des installations de production d'engrais. Si au contraire il comporte des impuretés nocives (provenant des matières premières employées) n'ayant pu être séparées dans les installations d'épuration des effluents gazeux prévues en amont, l'acide doit être neutralisé et les résidus mis en décharge.

Selon la composition des matières premières, les résidus de combustion peuvent éventuellement être récupérés par l'industrie de l'acier ou mis en décharge après leur passage éventuel dans un étage d'extraction permettant d'en retirer les éléments réutilisables par le processus. Pour ce qui est du problème de l'eau de refroidissement, on se reportera aux remarques du point 2.1.

En Allemagne, on utilise presque exclusivement du soufre liquide pur. Lorsque le soufre employé comporte de l'arsenic ou du sélénium, cas toutefois rares, il doit subir un traitement d'épuration. Les résidus de la filtration exigent une mise en décharge avec toutes les précautions qui s'imposent. Dans le cas de décharges à l'air libre, on veillera à empêcher toute infiltration dans les nappes souterraines de l'acide sulfurique résultant de l'oxydation du soufre au contact de l'atmosphère.

2.3 Production d'ammonitrate

L'urée mise à part, l'ammonitrate est l'engrais azoté simple utilisé le plus fréquemment dans le monde. La production repose essentiellement sur la neutralisation d'acide nitrique à 45 - 65% par de l'ammoniac.

Par ailleurs, l'ammonitrate constitue un sous-produit du procédé employé pour la fabrication d'engrais NP ou NPK, consistant à attaquer du phosphate brut au moyen d'acide nitrique. La neutralisation permet d'obtenir des solutions titrant 95 à 97% d'ammonitrate.

L'étape de transformation suivante, qui fournit finalement un produit commercialisable, est la granulation ou alors le prillage, qui requiert quant à lui une solution concentrée à 99,5%.

· Traitement/élimination des polluants

Dans la partie sèche de l'installation, de sérieux problèmes d'émissions peuvent surgir au niveau de la tour de prillage, le procédé de prillage nécessitant des volumes d'air relativement importants. L'épuration de cet air implique le recours à d'importants moyens techniques supplémentaires. Avec le temps, la poussière d'ammonitrate provoque le dépérissement de la végétation aux alentours de l'usine. Ces problèmes se maîtrisent bien plus facilement dans le cas des installations de granulation. Il est donc vivement recommandé de bien considérer cet aspect avant tout nouvel investissement pour pouvoir choisir en toute connaissance de cause le procédé à mettre en oeuvre.

Dans le cas de la granulation, les flux de gaz de procédé doivent être épurés dans des laveurs à voie humide efficaces avant d'être émis dans l'atmosphère. Pour la protection du personnel servant, on prévoira un système de dépoussiérage au sein de l'installation.

Les vapeurs émises aux postes de neutralisation et d'écaillage nécessitent également un lavage s'il est prévu de les rejeter à l'atmosphère. Il existe toutefois une meilleure solution, consistant en une condensation des vapeurs épurées au préalable. A l'issue de cette opération, on obtient des condensats chargés d'ammonitrate et d'ammoniac. Une partie du condensat peut servir comme eau de procédé pour une installation de production d'acide nitrique adjacente. La partie du condensat qui n'est que faiblement chargée en impuretés peut être envoyée vers un échangeur d'ions où elle est traitée de façon à pouvoir servir ensuite d'eau d'alimentation des chaudières.

2.4 Production du mélange d'ammonitrate et de calcaire

Tandis que l'ammonitrate dont il a été question au point 2.3 présente une teneur en N de 33,5 à 34,5%, la teneur en azote du mélange ammonitrate-calcaire oscille entre 20,5 et 28%. La réglementation européenne autorise une teneur en azote maximum de 28%. On obtient une réduction de la proportion en azote par addition de calcaire moulu. Hormis cet ajout de calcaire et le mélange avec de l'ammonitrate fondu avant le prillage ou la granulation, la production rejoint celle de l'ammonitrate. Les observations à propos des polluants et de leur inhibition seront donc les mêmes qu'au paragraphe 2.3. Il faudra néanmoins s'attendre à des nuisances sonores plus élevées, dues à la mouture du calcaire. Cette opération de mouture nécessite par ailleurs de puissantes installations de dépoussiérage, qui devraient permettre de limiter les émissions de poussière à moins de 50 mg/m³ à condition de disposer d'énergie électrique sans interruption et d'entretenir les installations conformément aux normes occidentales.

2.5 Sulfate d'ammonium

Du fait de la concurrence des engrais azotés à plus forte concentration, la consommation de sulfate d'ammonium, dont la teneur en N n'est que de 20,5%, est en constante régression. A l'échelle mondiale, il ne représente plus qu'environ 6% des engrais azotés employés. Le recul du sulfate d'ammonium est également dû à son effet d'acidification des sols, très prononcé.

Les principales méthodes de fabrication à grande échelle de cet engrais se basent sur:

- le gaz de cokerie ou le gaz de ville ;
- l'ammoniac et l'acide sulfurique ;
- la réalisation de synthèses organiques, par ex. celle permettant d'obtenir le caprolactame, qui fournissent le sulfate d'ammonium comme sous-produit de la réaction
- le gypse, en provenance de gisements naturels ou obtenu comme sous-produit d'autres procédés, par réaction avec de l'ammoniac et du gaz carbonique.

2.5.1 Obtention de sulfate d'ammonium à partir de gaz de cokerie ou de gaz de ville.

Lors de la distillation sèche tout comme de la gazéification sous pression, une partie de l'azote contenu dans le charbon est transformé en ammoniac. Cet ammoniac se retrouve par la suite dans le condensat aqueux à forte teneur en hydrocarbures produit lors du refroidissement du gaz. Le condensat contient par ailleurs du goudron, des phénols, de la pyridine, de l'hydrogène sulfuré, de l'acide cyanhydrique, etc., substances qui posent de sérieux problèmes lors de la récupération de l'ammoniac et de l'épuration des eaux usées. Après la séparation du goudron et l'élimination des phénols, les composants volatils du condensat gazeux sont évacués dans une colonne par soufflage de vapeur. Les vapeurs sortant du système d'évacuation sont lavées à l'acide sulfurique dans des cokeries. Le sulfate d'ammonium qui se forme par la neutralisation à l'ammoniac est séparé par centrifugation, lavé et séché. Les gaz acides restant après le lavage à l'acide sulfurique sont soit transformés en soufre dans une installation Claus, soit directement en acide sulfurique dans une installation de catalyse par voie humide. La combustion des vapeurs que l'on pourrait envisager pour des quantités limitées doit répondre aux prescriptions relatives à l'émission de soufre.

Les eaux usées, qui sont chargées de différents composés sulfurés, de phénol et d'autres composés organiques, doivent faire l'objet d'un traitement biologique.

· Traitement/élimination des polluants

Les problèmes qui surgissent au cours de la production d'ammoniac ont déjà été décrits au paragraphe précédent. Ils devraient faire l'objet d'une étude distincte dans le cadre des questions se rapportant au charbon. Les effluents gazeux libérés lors du séchage du sulfate d'ammonium doivent être dépoussiérés avant leur rejet dans l'atmosphère, à défaut de quoi ils peuvent entraîner une fertilisation excessive qui aurait des répercussions négatives sur la qualité des sols et de l'eau.

2.5.2 Obtention à partir d'ammoniac et d'acide sulfurique

La neutralisation et la cristallisation s'effectuent sous vide ou sous pression atmosphérique. Les cristaux de sulfate d'ammonium sont récupérés par centrifugation puis séchés.

· Traitement/élimination des polluants

Les vapeurs émises au cours de la réaction exothermique de l'acide sulfurique avec l'ammoniac et notamment l'ammoniac contenu dans les effluents gazeux (qui peut d'ailleurs provoquer des brûlures tant chez les personnes ayant été en contact avec le produit que parmi la faune et la flore) peuvent contenir des impuretés et devraient passer par un laveur avant d'être émises dans l'atmosphère.

Les gaz extraits de l'installation de séchage doivent subir un dépoussiérage avant d'être rejetés dans l'atmosphère.

2.5.3 Obtention comme sous-produit d'un autre procédé

A partir des effluents liquides de certains procédés organiques, par ex. la fabrication de caprolactame ou d'acrylonitrile, qui produisent une solution diluée de sulfate d'ammonium, il est possible de récupérer du sulfate d'ammonium sous forme de sels par écaillage, cristallisation, centrifugeage et séchage.

En ce qui concerne le traitement/l'élimination des polluants produits, voir point 2.5.2.

2.5.4 Obtention à partir de gypse, d'ammoniac et de CO₂

Ici, les matières premières utilisées sont le gypse finement moulu ou l'anhydrite, ou encore le sulfate de calcium obtenu comme sous-produit par ex. de la production d'acide phosphorique. La conversion se fait sur la base d'ammoniac et de gaz carbonique. Le carbonate de calcium produit en cours de réaction est éliminé par filtration et la solution de sulfate d'ammonium est écaillée, cristallisée et finalement traitée comme décrit au paragraphe 2.5.3.

· Traitement/élimination des polluants

En principe, il faudra prendre les mêmes précautions que celles mentionnées sous 2.5.2. En cas de recours au gypse, il faut s'attendre en outre à des nuisances sonores engendrées par les installations de mouture. En ce qui concerne les poussières dégagées lors de la mouture, on interviendra de la même façon qu'au paragraphe 2.4.

2.6 Production de nitrate de chaux

Le nitrate de chaux s'obtient soit directement en faisant réagir de l'acide nitrique avec du calcaire, soit comme sous-produit du procédé de production de nitrophosphate.

Dans le cas de la méthode directe, le calcaire est mis en solution dans de l'acide nitrique dilué, puis granulé ou prillé après écaillage de la solution de nitrate de calcium diluée.

Dans le cas de la production de nitrophosphate, procédé basé sur l'attaque du phosphate brut par de l'acide nitrique, le nitrate de calcium est cristallisé par refroidissement, séparé, puis finalement soit granulé, soit prillé après un traitement adéquat.

· Traitement/élimination des polluants

Avec la méthode directe, le processus de dissolution dégage des gaz contenant des oxydes d'azote, qui doivent être captés et absorbés, en particulier pour la protection du personnel servant. Ces gaz provoquent en outre la corrosion des appareillages et des bâtiments.

Afin de limiter la charge polluante des vapeurs dégagées au cours de l'écaillage, on prendra toutes les mesures nécessaires lors de la conception des installations ou alors on prévoira un système de lavage approprié. Un étage d'épuration éventuel monté en aval de la mise en solution produit des effluents liquides pouvant servir dans d'autres installations (selon leur composition) ou devant être mis en décharge.

Les gaz chargés de poussière qui se dégagent au cours du processus de granulation ou de prillage doivent subir un dépoussiérage avant d'être émis dans l'atmosphère. Les solutions de lavage produites éventuellement par ces nettoyages doivent être concentrées et recirculées.

2.7 Production de solutions azotées

On emploie comme engrais azotés liquides:

- l'ammoniac anhydre,
- des solutions aqueuses d'ammoniac (par ex. à 25%),
- des solutions contenant de l'ammoniac libre en plus de l'ammonitrate ou de l'urée ou bien des deux,
- des solutions d'ammonitrate ou d'urée ou les deux.

C'est surtout aux Etats-Unis que l'on emploie directement l'ammoniac anhydre comme engrais. Le produit est introduit dans le sol par 15 à 25 cm de profondeur au moyen de dents injectrices.

Pour ce type d'application, il faut prévoir principalement des moyens de stockage, de transport et des dispositifs de transvasement. Pour toutes ces opérations, on se reportera aux mesures de sécurité mentionnées dans la première partie se rapportant à l'ammoniac.

Ces mesures de précaution s'appliquent également, sous une forme moins sévère, aux autres solutions azotées contenant de l'ammoniac libre.

Avant d'utiliser de l'ammoniac anhydre ou des solutions azotées contenant de l'ammoniac libre, il faudrait examiner l'effet à long terme de ces produits sur les micro-organismes du sol et sur la couche d'humus.

2.8 Production de chlorure d'ammonium

Ce sel, qui présente un dosage d'azote légèrement plus élevé que le sulfate d'ammonium, à savoir 26%, n'est pas employé en Allemagne comme engrais azoté simple. Les principaux pays utilisateurs sont la Chine, le Japon, l'Inde où ce sel est utilisé dans les rizières, car il permet d'éviter l'inconvénient du sulfate d'ammonium, qui se décompose en sulfures toxiques en cas de prolifération de moisissures sur le riz. Entre-temps, l'emploi du chlorure d'ammonium a connu une régression, car il mène à un excès de chlorures dans les sols en cas d'utilisation permanente.

La majeure partie du chlorure d'ammonium employé à la fertilisation du sol est produite dans des installations Solvay modifiées prévues pour la fabrication de carbonate de sodium (soude Solvay). A partir de la solution restant après séparation du bicarbonate de soude, on fait cristalliser le chlorure d'ammonium en plusieurs étapes consécutives. On renonce donc ici à la récupération habituelle de l'ammoniac avec production superflue de chlorure de calcium en obtenant à la place le chlorure d'ammonium comme sous-produit d'une autre fabrication.

· Effets sur l'environnement et mesures de protection

Dans la mesure où ces installations produisent le chlorure d'ammonium comme sous-produit du carbonate de sodium, on appliquera avant tout les mesures prévues pour ce type d'usine. En ce qui concerne les équipements supplémentaires requis pour la fabrication du chlorure d'ammonium, on prévoira des systèmes de dépoussiérage efficaces, surtout pour le traitement des gaz extraits des séchoirs.

2.9 Bicarbonate d'ammonium

Pour que la liste soit complète, il faut citer également le bicarbonate d'ammonium, un engrais azoté qui est toutefois exclusivement produit et utilisé en Chine. D'après les statistiques, sur les 11,1 millions de tonnes d'engrais produites en 1983 en Chine, 6,4 millions de tonnes sont arrivées sur le marché sous forme de bicarbonate d'ammonium. Cette évolution spécifique au marché chinois s'explique par la mise en place rapide de la production d'engrais azotés à partir des années 60, où sont apparues un grand nombre de petites unités produisant de l'ammoniac sur la base de la gazéification de charbon. Le sous-produit CO est employé directement à la neutralisation de l'ammoniac obtenu.

Pour les effets sur l'environnement et les mesures de protection requises, on se reportera au paragraphe traitant de la synthèse de l'ammoniac sur la base de la gazéification du charbon.

2.10 Transport, stockage et ensachage d'engrais sous forme solide

Les engrais étant hydrosolubles et présentant en partie une hygroscopicité élevée, ils doivent être stockés dans des magasins couverts et fermés de toutes parts, pour être expédiés à partir d'un poste d'ensachage et de chargement adjacent. Afin de limiter au maximum les dégagements de poussière, les postes de chargement, de déchargement et de transbordement devront être conçus de façon à assurer la meilleure étanchéité aux poussières possible. A l'instar des installations de production, il faudra prévoir aux points critiques ne pouvant faire l'objet d'un encoffrage un captage des effluents gazeux chargés de poussière, qui seront envoyés vers une installation de dépoussiérage.

3. Aspects à inclure dans l'analyse et l'évaluation des effets sur l'environnement

La réglementation générale applicable au domaine traité dans le présent dossier figure pour l'Allemagne dans le règlement administratif relatif à l'application de la loi fédérale de protection contre les nuisances (Bundes-Immissionsschutzgesetz - Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft TA-Luft (Instructions Techniques pour le maintien de la pureté de l'air).du 27/02/1986.

Pour la planification des centres de production d'engrais, ces textes sont souvent repris par les pays ne disposant pas d'une réglementation propre bien définie.

Dans les nouvelles installations de production d'acide nitrique, les émissions de NO_x sont dorénavant limitées à 0,45 mg/m³, données en anhydride sulfureux. Par ailleurs, les rejets à l'atmosphère ne sont autorisés qu'à condition que les panaches soient incolores. La détermination de l'oxyde d'azote en présence s'effectue par titrimétrie ou photométrie.

Pour les installations produisant de l'acide sulfurique, les émissions d'anhydride sulfurique dans les gaz extraits en continu sont limitées à 60 mg/m³. En ce qui concerne la teneur en anhydride sulfureux du gaz résiduaire, la réglementation impose des taux de conversion minimum. Dans le cas du procédé à contact double, ce taux doit atteindre au moins 99,6% pour un volume d'anhydride sulfureux d'au moins 8% dans le gaz non épuré et pour des conditions invariables. Les émissions peuvent en outre être réduites par application du procédé "Peracidox", par installation d'un cinquième étage d'épuration ou par des mesures analogues. La détermination des émissions d'anhydride sulfureux se fait par iodométrie, titrimétrie, gravimétrie ou colorimétrie. Pour les mesures en continu, il existe des analyseurs enregistreurs à principe optique exploitant l'absorption du rayonnement dans le domaine spectral de l'infrarouge ou de l'ultraviolet ou encore de la conductibilité électrique de l'anhydride sulfureux.

Pour la production d'engrais, l'émission de poussières due aux installations de granulation et de séchage d'engrais composés comportant plus de 50% d'ammonitrate ou plus de 10% de sulfates est limitée à 75 mg/m³ maximum. Dans cette catégorie figurent donc les engrais suivants: les ammonitrates, le mélange d'ammonitrate et de calcaire, le sulfate d'ammonium. Dans le cas d'autres engrais, les émissions de poussière sont limitées à 50 mg/m³. En ce qui concerne la teneur maximale en ammoniac libre dans les effluents gazeux, les prescriptions relatives à la mise en place de nouvelles installations prévoient 35 mg/m³. La détermination des quantités de poussière émises s'obtient par gravimétrie à l'aide d'appareils à tête filtrante. Pour la fiabilité des mesures et donc le respect des prescriptions réglementaires, il est essentiel de bien maîtriser la technique de prélèvement d'échantillons et d'en appliquer rigoureusement les principes. La détermination des quantités d'ammoniac libre s'effectue par titrimétrie.

4. Interactions avec d'autres domaines d'intervention

Parmi les usines d'engrais qui sont construites de nos jours, nombreuses sont celles qui ne se contentent plus de fabriquer des produits basés uniquement sur le complexe azoté, mais qui produisent également des engrais de type NP et NPK. L'acide sulfurique produit dans ces installations est mis à profit pour la production d'acide phosphorique. L'acide phosphorique est ensuite neutralisé par de l'ammoniac pour donner des phosphates d'ammonium, qui sont transformés en DAP ou engrais NPK granulés, ces derniers après ajout de sels de calcium ou d'oligo-éléments en cas de besoin. Cette association de différentes filières se traduit par une plus grande flexibilité quant aux types d'engrais à produire. Par ailleurs, on peut ainsi prévoir de plus grandes capacités pour les différentes installations, comprenant également la synthèse de l'ammoniac en amont, ce qui permet de produire de façon plus rentable. Finalement, un tel complexe peut fonctionner plus ou moins en autarcie, puisque l'approvisionnement en électricité est assuré par l'excédent d'énergie fourni par l'installation de production d'acide sulfurique. On a en outre la possibilité de retransformer en acide sulfurique le gypse recueilli dans l'installation d'acide phosphorique, en appliquant le procédé Müller-Kühne ou une de ses variantes plus modernes, ce qui permet de contourner le problème sérieux de la mise en décharge qui se pose sur bien des sites.

Les résidus de combustion provenant des installations de grillage peuvent être réutilisés par des usines métallurgiques (métaux non ferreux et/ou sidérurgie).

En cas de recours au processus de fabrication de nitrophosphates, l'acide sulfurique est superflu. Comme sous-produit, on obtient du nitrate de calcium, que l'on pourra transformer en ammonitrate et en chaux, ou en un mélange des deux, à condition de disposer de dioxyde de carbone bon marché, provenant par exemple d'une installation de synthèse d'ammoniac située à proximité.

Nous avons déjà fait mention d'une variante spéciale du procédé Solvay, appliquée en extrême Orient pour la fabrication du carbonate de sodium, et qui fournit en même temps du chlorure d'ammonium.

Dans le cas d'installations de production d'engrais azotés à grande capacité, il est toujours avantageux de prévoir une unité de synthèse de l'ammoniac à proximité, à moins que l'usine ne soit implantée sur un site privilégié en ce qui concerne les voies de communication (par ex. port maritime, cf. dossier correspondant) et puisse en outre obtenir des contrats de livraisons avantageux à long terme.

Les liens avec d'autres dossiers relatifs à l'environnement ont déjà été signalés à l'occasion tout au long du texte.

5. Appréciation récapitulative de l'impact sur l'environnement

Dans les installations de production d'engrais azotés, les effets sur l'environnement sont dus avant tout aux effluents gazeux (poussières, ammoniac, gaz nitreux, anhydride sulfureux) ainsi qu'au bruit et aux sous-produits et résidus des installations de grillage.

Les installations de production d'acide nitrique dont les émissions de NO_x dépassent les seuils limites fixés peuvent être complétées par un poste de traitement catalytique des gaz résiduaires leur permettant de fonctionner sans dégagement de NO_x, c'est-à-dire que les panaches seront incolores.

Pour les installations produisant l'acide sulfurique, les émissions (seuils réglementaires indiqués au point 3) peuvent encore être réduites par intégration d'un cinquième étage d'extraction, par recours au procédé Peracidox ou des mesures analogues.Dans le cas d'installations de grillage en amont, les résidus de combustion sont à mettre en décharge lorsqu'ils ne se prêtent pas à une réutilisation. Par ailleurs, les lessives acides liées au processus de grillage sont à neutraliser et les résidus à mettre en décharge dans la mesure où elles sont chargées d'impuretés ne permettant pas leur réutilisation.

Dans le cas des installations produisant des engrais sous forme de sels, sous forme prillée ou granulée, on veillera avant tout à disposer d'un système de dépoussiérage efficace, permettant notamment de traiter séparément les effluents gazeux selon leur nature. Comme déjà signalé précédemment, les effluents liquides en provenance des laveurs de gaz sont réintroduits dans le processus.En appliquant des technologies modernes aux divers procédés décrits ici, il est possible de limiter à un minimum les répercussions sur l'environnement.

En ce qui concerne la conduite des équipements, toutes les installations d'épuration des gaz extraits doivent faire l'objet d'une surveillance et d'un entretien systématique. En effet, l'entretien régulier des systèmes, comprenant également le nettoyage des machines, des moteurs et installations permet de garantir en grande partie le bon fonctionnement de tels systèmes. Il faudra naturellement veiller aussi à ce que les pièces de rechange nécessaires soient disponibles en temps voulu. La surveillance comprend également des travaux d'analyse dans un laboratoire parfaitement équipé, afin de pouvoir prendre à temps les mesures nécessaires en cas de dépassement des seuils prescrits. On prévoira à cet effet la désignation au sein de l'entreprise d'un délégué aux problèmes d'environnement, qui jouira des compétences requises et qui sera chargé de la formation et du perfectionnement des effectifs en matière d'environnement ainsi que de leur sensibilisation aux problèmes s'y rattachant.

Il faudra prévoir des bassins de retenue évitant de devoir interrompre immédiatement la marche des installations dans le cas d'un incident s'accompagnant d'une production inattendue d'eaux usées.

Même si à priori les poussières et gaz dégagés devraient plutôt avoir des effets fertilisants sur la végétation, on veillera à respecter les seuils limites d'émission fixés, pour éviter la dégradation des cultures et des arbres au voisinage immédiat de l'usine, qu'une fertilisation excessive ne manquerait pas d'entraîner à long terme.

Dans la phase de planification, on s'efforcera d'obtenir la participation de la population concernée. On lui garantira par ailleurs l'accès à des soins médicaux.

6. Bibliographie

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31. Abwasser VwV Wasseraufbereitung, Kühlsysteme, 13/09/1983.

American National Standard Institute Safety requirements for storage and handling of anhydrous ammonia ANSI 61.1., 1972.

Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft - TA-Luft), 27/02/1986.

Vierundvierzigste Allgemeine Verwaltungsvorschrift über Mindestanforderungen an das Einleiten von Abwasser in Gewässer, Herstellung von mineralischen Düngemitteln außer Kali, 44. Abwasser VwV, 05/09/1984.

Arbeitsstätten-Richtlinien (ASR)

Die einschlägigen Unfallverhütungsvorschriften der gewerblichen Berufsgenossenschaften, den Umgang mit gefährlichen Arbeitsstoffen betreffend.

Gesetz zur Ordnung des Wasserhaushaltes, Wasserhaushaltsgesetz, 16/10/1976.

Gesetz zum Schutz vor schädlichen Umwelteinwirkungen durch Luftverunreinigungen, Geräusche, Erschütterungen und ähnliche Vorgänge, Bundesimmissionsschutzgesetz BImSchG, 04/10/85, und die hierzu gehörenden Durchführungsverordnungen und Allgemeinen Verwaltungsvorschriften.

Katalog wassergefährdender Stoffe, Bekanntmachung des BMI, 01/03/1985.

Merkblätter Gefährliche Arbeitsstoffe, z.B.:

Blatt S 24 Stickstoffdioxyd
Blatt S 33 Stickstoff
Blatt S 03 Salpetersäure
Blatt A 64 Ammoniumnitrat
Blatt A 59 Ammoniaklösung und andere.

Technische Anleitung zum Schutz gegen Lärm (TA-Lärm), 16/07/1968

Technische Regeln zur Arbeitsstoffverordnung TRgA 511, Ammoniumnitrat, septembre 1983.

TRgA 951 Ausnahmeempfehlung nach 12 Abs. 2 in Verbindung mit Anhang II Nr. 11 der ArbStoffV für die Lagerung von Ammoniumnitrat und ammoniumnitrathaltigen Zubereitungen, octobre 1982.

Ullmanns Enzyklopädie der technischen Chemie, 4. éd.

Directives de l'Association des Ingénieurs allemands - VDI, par ex.

VDI-2066 Staubmessungen in strömenden Gasen, Blätter 1 (10.75), 2(6.81), 4 (5.80).

VDI-2456 Messung gasförmiger Emissionen: Messen der Summe von Stickstoffmonoxyd und Stickstoffdioxyd, Blatt 1 + 2 (12.73)

Messen von Stickstoffmonoxyd, Infrarotabsorptionsgeräte URAS, UNOR, BECKMANN, Modèle 315, Blatt 3 (4.75)

Messen von Stickstoffdioxydgehalten, Ultraviolettabsorptionsgerät - LIMAS G, Blatt 4 (5.76)

Analytische Bestimmung der Summe von Stickstoffmonoxyd und Stickstoffdioxyd, Natriumsalicylatverfahren, Blatt 8 (11.83)

VDI-2298 Emmissionsminderung in Schwefelsäureanlagen.

Verordnung über gefährliche Arbeitsstoffe, Arbeitsstoffverordnung - ArbstoffV., 11/02/1982.

Verordnung über Arbeitsstätten, Arbeitsstättenverordnung, ArbStättV, 01/08/1983.

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