Производство азотных удобрений

Из большого ассортимента простых азотных удобрений, вырабатываемых химической промышленностью, наибольшее распространение получили аммонийная селитра и мочевина (карбамид). К достоинствам аммиачной селитры относится относительно невысокая стоимость единицы азота, а также присутствие этого питательного элемента одновременно в нитратной (быстро усвояемой растениями) и аммонийной (адсорбируемой почвенными коллоидами) формах. К недостаткам этого удобрения относится его кислый характер (соль слабого основания и сильной кислоты) и способность слеживаться при хранении.

Производство аммонийной селитры

Аммонийная селитра содержит 35 % азота и получается как продукт нейтрализации разбавленной азотной кислоты аммиаком с последующим упариванием полученного раствора и выделением кристаллического удобрения в гранулированном состоянии:

HNO3 + NH3 = NH4NO3 (58)

Строгое соблюдение температурного режима на стадии подсушки гранул (120 °C) — важная особенность данного производства, поскольку аммонийная селитра при температуре выше 200 °C способна разлагаться со взрывом. В практике известны случаи, когда аммонийная селитра взрывалась даже в условиях хранения и транспортировки (перегрев происходил, вероятно, вследствие слеживания ее больших количеств и деятельности бактерий). В военное время на основе аммонийной селитры получали взрывчатое вещество аммотол - смесь тринитротолуола и нитрата аммония.

Производство карбамида

За последние десятилетия все возрастающее значение в качестве удобрения и подкормки для скота приобретает карбамид NH2CONH2 (мочевина). Это ценное, нейтральное концентрированное водорастворимое удобрение под действием микроорганизмов в почве превращается в карбонат аммония:

NH2CONH2 + 2Н2О = (NH4)2CO3 = СО2 + 2NH3 + Н2О (59)

На основе карбамида получают мочевинформальдегидные смолы, которые используют в качестве связующего вещества в производстве пластмасс и древесностружечных плит, а также для получения синтетических клеев и пропитки тканей.

Промышленный способ получения карбамида был предложен А. И. Базаровым в 1868 г. В качестве сырья используются аммиак и углекислый газ,

ХНз на производство NH4NO3

б

1 - получение карбамида, 2 -система разделения

Рисунок 16 - Функциональные схемы производства карбамида

поступающие с установи синтеза аммиака: 2NH3 + СО2 -> NH2CONH2+ Н2О (60)

Промышленные методы производства карбамида различаются способами использования непрореагировавших

исходных реагентов.

В процессах с открытой цепью (рисунок 16), так называемые, разомкнутые схемы (а), избыточный аммиак, после отделения от жидких продуктов, направляется на поглощение азотной кислотой, т. е производство карбамида комбинируется с получением аммонийной селитры.

В циркуляционных схемах (рисунок 16), схемах с рециклом (б), аммиак возвращаются на синтез карбамида. Мощность установок до 1000 - 1500 т / сут.

Химическая промышленность для нужд сельского хозяйства и других отраслей, кроме аммиачной селитры и карбамида, получает также различные соли азотной кислоты и сульфат аммония.

Натриевая селитра вырабатывается как побочный продукт в производстве азотной кислоты: содержащиеся в отходящих газах оксиды азота улавливаются в башнях, орошаемых раствором соды:

2NO2 + Na2CO3 = NaNO.3 + NaNO2 + CO2 (61)

Таким образом, если раньше природная натриевая селитра была основным источником получения соединений связанного азота, в том числе и азотной кислоты, то в настоящее время сама натриевая селитра производится на основе синтетического аммиака и азотной кислоты.

В настоящее время основные виды азотных удобрений - карбамид и аммиачная селитра, причем доля карбамида возросла примерно в 2 раза, а доля селитры за последние десятилетия снизилась. Общий объем поставок азотных удобрений сельскому хозяйству за это же время вырос более чем в 5 раз.

Перспективным считается использование азотных удобрений в жидком виде, в том числе и жидких комплексных удобрений, вырабатываемых на основе суперфосфорной кислоты. Однако применение ограничено из-за отсутствия специальной техники для внесения удобрений в почву. В перспективе применение жидких азотных удобрений может составить 5 млн.т азота в год.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >