Ранее мы рассмотрели производство азотно-фосфорных и комплексных удобрений ФосАгро. Настал черёд третьего типа минеральных удобрений — азотных. Санитарно - эпидемиологическое заключение. Доклад по ИСМ. Производство. Удельные выбросы оксида азота (IV) могут составлять ,5 кг/т кислоты. Выбросы оксидов азота в зависимости от способа производства азотной кислоты представлены в табл. 3.
Технология производства азотных удобрений на основе природного газа: аммиачной селитры
Атмосферный воздух, содержащий 78 об. % азота, является прак-тически неисчерпаемым источником сырья для производства азотных удобрений. От того, насколько эффективно работают агрегаты по производству аммиака, зависит себестоимость выпускаемых азотных удобрений. Основные технологические комплексы, используемые для производства азотных удобрений — АС, АСМ, АС
Крупнейшие производители удобрений в России
Она практически необратима и сопровождается выделением большого количества тепла. Величина теплового эффекта реакции зависит от концентрации серной кислоты. При использовании водных растворов серной кислоты величина теплового эффекта уменьшается на теплоту разбавления серной кислоты и теплоту Глава 7 растворения сульфата аммония. Образуются водные растворы сульфата аммония, которые должны подвергаться выпарке, поэтому для уменьшения энергетических затрат теплота нейтрализации используется для испарения воды.
При высоких концентрациях серной кислоты количества выделяющегося тепла вполне достаточно для полного испарения воды, поэтому сульфат аммония может быть получен «сухим» безупарочным методом.
Аммиак и воздух, очищенные от примесей, смешиваются и направляются на стадию окисления аммиака. Разогретая за счет теплоты реакции, газовая смесь нитрозные газы охлаждается в котле-утилизаторе с выработкой технологического пара и холодильнике, где происходит частичное окисление оксида азота 2 до оксида азота 4. Дальнейшее окисление его осуществляется одновременно с образованием азотной кислоты в процессе абсорбции оксида азота 4 водой. Отходящие газы, содержащие остаток оксида азота 4 не вступившего в реакцию, очищают нейтрализацией раствором натрия, после чего выбрасывают в атмосферу. Производство азотных удобрений Важнейшим видом минеральных удобрений являются азотные: аммиачная селитра, карбамид, сульфат аммония, водные растворы аммиака и др. Азоту принадлежит исключительно важная роль в жизнедеятельности растений; он входит в состав хлорофилла, являющегося акцептором солнечной энергии, и белка, необходимого для построения живой клетки. Растения могут потреблять только связанный азот — в форме нитратов, солей аммония или амидов. Сравнительно небольшие количества связанного азота образуются из атмосферного за счет деятельности почвенных микроорганизмов.
Однако современное интенсивное земледелие уже не может существовать без дополнительного внесения в почву азотных удобрений, полученных в результате промышленного связывания атмосферного азота. Азотные удобрения отличаются друг от друга по содержанию в них азота, по форме соединений азота нитратные, аммонийные амидные , фазовому состоянию твердые и жидкие ; различают также физиологически кислые и физиологически щелочные удобрения. Гранулированную аммиачную селитру применяют в больших масштабах перед посевом и для всех видов подкормок. В меньших масштабах ее используют для производства взрывчатых веществ. Аммиачная селитра хорошо растворяется в воде и обладает большой гигроскопичностью способностью поглощать влагу из воздуха , что является причиной того, что гранулы удобрения расплываются, теряют свою кристаллическую форму, происходит слеживание удобрений — сыпучий материал превращается в твердую монолитную массу. Для получения практически неслеживающейся аммиачной селитры ее сплавляют с менее гигроскопичными солями, например с сульфатом аммония. В качестве аналогично действующих добавок применяют также фосфаты аммония, хлорид калия, нитрат магния. Для уменьшения диффузионного торможения большое значение имеет перемешивание реагентов. Нитрит натрия — ядовитое вещество — используют в производстве органических красителей, в пищевой, текстильной и резиновой промышленности и медицине.
Производство нитрата аммония основано на реакции нейтрализации азотной кислоты газообразным аммиаком с последующим упариванием полученного раствора нитрата аммония. В результате нейтрализации образуется водный раствор нитрата аммония. При этом за счет теплового эффекта реакции нейтрализации часть воды испаряется.
С ростом концентрации азотной кислоты возрастает концентрация раствора нитрата аммония и увеличивается масса выделяющегося пара. В соответствии с использованием тепла все существующие варианты технологического процесса производства нитрата аммония делятся на две группы: 1. Без упаривания раствора. С упариванием раствора.
Концентрирование раствора осуществляется как за счет использования теплоты нейтрализации, так и за счет подводимого извне тепла. Производство карбамида Карбамид мочевина — CO NH2 2 представляет твердое кристаллическое вещество с температурой плавления ,7 С, хорошо растворим в воде и жидком аммиаке, что используется для получения аммиакатов.
При этом воздух может загрязняться оксидами азота нитрогазы , образующими непостоянную смесь оксида азота II , оксида азота IV и других оксидов азота, а также туманом азотной кислоты. Для снижения и ликвидации выбросов азота «хвостовых газов», «лисьих хвостов» , которые могут достигать т в сутки, внедряется каталитическое восстановление на палладиевом или ванадиевом катализаторе. Созданы установки для селективного восстановления оксидов азота аммиаком на катализаторе из редкоземельных металлов. При получении концентрированной азотной кислоты выделяющиеся от конденсаторов оксиды азота улавливаются в абсорберах. Выбросы оксидов азота в зависимости от способа производства азотной кислоты представлены в табл. Минимальными удельными выбросами, как видно из табл.
Эти системы снабжены узлами каталитической очистки газов на палладиевом катализаторе. После доочистки в отходящих газах может быть 0, об.
Реферат: Производство азотных удобрений
А переработка мусора мало что давала. Мировая научная общественность пребывала в сильном затруднении в связи с грядущей проблемой отсутствия удобрений для нужд растениеводства, грозящей тотальным голодом. Но целый ряд проведённых крупнейшими европейскими учёными исследований, привёл в начале XX-го века к осуществлению синтеза аммиака, положенного в основу функционирования современной азотной промышленности. Роль азота в жизни растений В это же самое время крупнейший специалист в области агрохимии — российский академик Д. Прянишников проанализировав международный опыт земледелия, приходит к выводу о важности обеспечения культурных растений азотом.
В течение многих веков практически единственным источником азота была селитра. С г. Возникла конкуренция с производителями пороха. Стоимость селитры для широкого применения в сельском хозяйстве была слишком завышенной. Цианамидный способ был запатентован в г. Франком и Н. В начале 20 в. Наладить синтез аммиака из водорода и азота в промышленных масштабах впервые удалось в Германии благодаря работам химика Ф. В г. Наряду с этим продолжает развиваться теория биологической фиксации атмосферного азота, что позволяет в дальнейшем активировать процесс производства аммиака. Так, мировое производство азотных удобрений в г. В СССР первая установка по производству аммиака была построена в г. К г. Классификация азотных удобрений Азотные удобрения на мировом сырьевом рынке представлены растворимыми минеральными солями с высоким содержанием азота как основного действующего вещества д. Производство азотных удобрений Промышленное производство азотных удобрений практически полностью базируется на синтезе аммиака. В результате его окисления также получают азотную кислоту для производства нитратных удобрений. Технология производства азотных удобрений в химической промышленности не считается сложной. Детали процесса привязаны к конкретному виду удобрения : изготовление нитрата аммония аммиачной селитры основано на нейтрализации азотной кислоты аммиаком; производство карбамида мочевины подразумевает взаимодействие аммиака с углекислым газом при определённой температуре и давлении; сульфат аммония образуется при пропускании аммиачного газа через раствор серной кислоты. Влияние азотных удобрений на качество сельскохозяйственной продукции Азот — самый дефицитный элемент питания для растений из-за высокой мобильности своей минеральной формы, даже с учётом постоянного пополнения его запасов в почве с атмосферными осадками и за счёт азотофиксирующих бактерий. Все формы азота, представленные в минеральных азотных удобрениях, служат источником питания растений, однако в синтез аминокислот , белков и других азотсодержащих органических веществ он вовлекается только в восстановленной форме аммоний.
В отдельную группу выделяют медленнодействующие формы, такие как мочевино-формальдегидные и капсулированные удобрения. Классификация азотных удобрений Нитратные удобрения Нитратные удобрения — азотные удобрения, в которых азот содержится в виде нитратной группы NO3—. Натриевая селитра Натриевая селитра, или нитрат натрия, или азотнокислый натрий, или чилийская селитра, — NaNO3. Была первым минеральным азотным удобрением. Самое большое природное месторождение находилось в Чили. Значительные залежи обнаружены в Калифорнии, на юго-западе Африки. В настоящее время нитрат натрия получают как побочный продукт при производстве азотной кислоты из аммиака. Монооксид азота вновь возвращается в окислительную башню. Подкисленный раствор нитрата натрия нейтрализуют, выпаривают и отделяют осадок NaNO3 от маточного раствора. Нитрат натрия — мелкокристаллическая соль белого, серого или буровато-желтого цвета, хорошо растворима в воде, гигроскопична, при повышенной влажности способна перекристаллизовываться в более крупные кристаллы. В сухом состоянии и правильном хранении не слеживается, сохраняет сыпучесть. Кальциевая селитра Кальциевая селитра, или нитрат кальция, или азотнокислый кальций, или норвежская селитра, — Са NO3 2. В первые в промышленности была синтезирована в г. В настоящее время производят как побочный продукт при получении азотной кислоты из аммиака: при нейтрализации «хвостовых газов» оксидов азота NO и NO2 водным раствором гидроксида кальция Ca OH 2 известковым молоком , а также при производстве комплексных удобрений методом азотнокислого разложения фосфатного сырья. Кальциевая селитра сильногигроскопична 9,5 баллов из При обычных условиях хранения сильно отсыревает, расплывается и слеживается. Ее транспортируют и хранят во влагонепроницаемых мешках. Применение нитратных удобрений Нитратные удобрения возможно применять на разных почвах под все сельскохозяйственные культуры. Из-за низкого содержания азота их применение экономически более дорогое, их чаще используют в районах, расположенных вблизи производств. Кальциевая и натриевая селитры для большинства растений равноценны. Исключение составляет сахарная свекла и другие корнеплоды: натриевая селитра более эффективна вследствие положительного действия натрия на эти культуры. Последнее объясняется положительным действием натрия на отток углеводов из листьев в корни, и, следовательно, повышение урожая корней и содержание сахаров в них. Нитрат-ион NO3— образует с вытесненными из почвенного поглощающего комплекса катионами растворимые соли или азотную кислоту. При этом он не подвергается физико-химическому или химическому поглощению. Нитрат может связываться в почве только за счет биологического поглощения в теплый период года. В осенне-зимний период биологическое поглощение почти полностью отсутствует. По этой причине нитратные удобрения осенью вносить нецелесообразно, особенно в районах с промывным водным режимом. Натриевую и кальциевую селитры применяют весной под предпосевную культивацию и в виде подкормок во время вегетации. В летний период нитраты из-за высокой подвижности в условиях избыточного увлажнения, орошения и на легкодренируемых почвах могут вымываться.
Это удобрение можно использовать для любых сельскохозяйственных культур и почв. Однако нитрат аммония имеет и некоторые недостатки: его гранулы сильно гигроскопичны и поэтому расплываются на воздухе, слеживаются при хранении в крупные агломераты, трудно вносимые в почву. Кроме того, NН4NO3 огне- и взрывоопасен, что также осложняет его применение в качестве удобрения. Капли селитры, падая вниз, застывают в потоке подающегося снизу холодного воздуха и образуют гранулы, которые поступают на дополнительное охлаждение и затем рассеиваются на фракции. Частицы менее 1 и более 3 мм присоединяются к раствору, идущему на выпаривание. Его применяют также как азотную добавку в корм скоту. Высокая концентрация азота, ценные физико-химические свойства, малая слеживаемость, низкие расходы на хранение и транспортирование сделали карбамид основным азотным удобрением. Сырьем для производства карбамида являются аммиак и диоксид углерода СО2. В целях улучшения экономических показателей производства не вступившие во взаимодействие аммиак и СО2 используются повторно или для получения других продуктов. Полученный раствор карбамида упаривается в выпарном аппарате.
Технология производства азотной кислоты. Производство простых азотных удобрений
Производство минеральных удобрений в России и в других странах мира подразделяется на несколько видов. Азотные удобрения, лидером по выработке которых является Китай. Основным сырьем для производства азотных удобрений является природный газ, который поставляется предприятиям Компании по долгосрочным контрактам с ПАО «Газпром». К минеральным азотным удобрениям относят амидные, аммиачные и нитратные. Азотные удобрения получают главным образом из синтетического аммиака. Прочие азотные удобрения. Производство прочих азотных удобрений (не включая мочевину) составило 17 ,3 тыс. тонн.
Глава 5. Экологическая характеристика производств
Тонкомолотый гипс взбалтывают в аммиачной воде, через которую пропускают углекислый газ. Карбонат кальция нерастворимый в воде отфильтровывают, а раствор, содержащий NH4 2SO4 упаривают до кристаллизации, отделяют от маточного раствора и высушивают. Благодаря более дешевой стоимости аммиака, получаемого из отходящих коксовых газов, коксохимический сульфат аммония получается более дешевым. В сухом состоянии удобрение обладает небольшой гигроскопичностью, мало слеживается при хранении, не расплывается на воздухе, сохраняет сыпучесть и хорошо рассеивается туковыми агрегатами. Сульфат аммония представляет собой белое кристаллическое вещество с различными окрасками в зависимости от способа производства.
Этими примесями может быть обусловлена серая, синеватя или красноватая окраски. В результате нитрификации, часть аммиачного азота переходит в нитратную форму, что приводит к подкислению почвенного раствора. Подкисление вызывается также физиологической кислотностью удобрения. Систематическое внесение обычных доз сульфата аммония приводит к изменению реакции почвенной среды.
На кислых почвах отрицательное действие проявляется через несколько лет. На чернозёмных почвах его можно применять более длительное время. Согласно данным Мироновской опытной станции на Украине применение NH4 2SO4 в течение 14 лет приводило к изменению реакцию почвы: pH от 6,0 до 4,9; обменная кислотность возросла в 1,5, гидролитическая — в 2,5 раза. На урожайности это не повлияло благодаря высокому содержанию гумуса, большой буферности и ёмкости поглощения чернозема.
На каштановых почвах и сероземах подкисление карбонатных почв при внесении физиологически кислых удобрений не представляет опасности. На дерново-подзолистых почвах при сочетании с известкованием сульфат аммония не уступает другим азотным удобрениям. Однако длительное применение в высоких дозах без известкования на этих почвах ухудшает их свойства, рост и продуктивность растений. Такие культуры, как овес , озимая рожь , лен, картофель , брюква слабее реагируют на подкисляющее действие сульфата аммония, чем свекла, кукуруза , конопля, ячмень и яровая пшеница.
Из-за слабой миграции ионов аммония это удобрение эффективно на легких почвах и в районах достаточного увлажнения. При внесении в рядки и в качестве подкормки сульфат аммония менее эффективен, чем другие азотные удобрения. Представляет собой кристаллическую соль желтоватого цвета. Хорошее удобрение для сахарной свеклы и растений семейства крестоцветных, отзывчивых на натрий и серу.
Может применяться для подкормки сенокосов и пастбищ. Поэтому его вносят осенью, чтобы хлор вымылся из корнеобитаемого слоя атмосферными осадками. В почвах хлорид аммония вступает в обменные реакции с поглощающим комплексом: В почве частично подвергается нитрификации. Повысить эффективность хлористого аммония можно также, как и сульфата аммония: известкованием, предварительной нейтрализацией удобрения на 1 ц NH4Cl 1,4 ц СаСO3 , совместным внесением с физиологически щелочными удобрениями, сочетанием с органическими удобрениями.
Для зерновых культур при обычных дозах эффективность хлорида и сульфата равноценны. Под чувствительные к хлору культуры повышенные дозы не применяют, вносят заблаговременно как основное удобрение. Карбонат аммония, или углекислый аммоний — кристаллическое вещество белого цвета, получают пропусканием углекислого газа через водный раствор аммиака с последующим выпариванием образующейся соли. Карбонат нестоек, на открытом воздухе может разлагаться с выделением аммиака и образованием гидрокарбоната аммония.
Образовавшиеся гранулы нитрата аммония из нижней части башни поступают на транспортер 11 и в аппарат кипящего слоя 12 для охлаждения гранул, в который через подогреватель 13 подается сухой воздух. Из аппарата 12 готовый продукт направляется на упаковку. В этих же скрубберах очищаются от непрореагировавшего аммиака и азотной кислоты газы, выходящие из выпарного аппарата и нейтрализатора. Технологическая схема производства нитрата аммония Основными аппаратами в технологической схеме являются аппарат ИТН, грануляционная башня и комбинированный выпарной аппарат. Аппарат ИТНимеет общую высоту 10 м и состоит из двух частей: нижней реакционной и верхней сепарационной. В реакционной части находится перфорированный стакан, в который подают азотную кислоту и аммиак. При этом за счет хорошей теплоотдачи реакционной массы стенкам стакана, реакция нейтрализации протекает при температуре, более низкой, чем температура кипения кислоты. Образующийся раствор нитрата аммония закипает, и из него испаряется вода. За счет подъемной силы пара парожидкостная эмульсия выбрасывается из верхней части стакана и проходит через кольцевой зазор между корпусом и стаканом, продолжая упариваться. Затем она поступает в верхнюю сепарационную часть, где раствор, проходя ряд тарелок, отмывается от аммиака раствором нитрата аммония и конденсатом сокового пара.
Время пребывания реагентов в реакционной зоне не превышает одной секунды, благодаря чему не происходит термического разложения кислоты и нитрата аммония. Комбинированный выпарной аппарат высотой 16 м состоит из двух частей. В нижней кожухотрубной части диаметром 3 м происходит упаривание раствора, проходящего через трубки, обогреваемые сначала перегретым паром, нагретым до оС воздухом. Верхняя часть аппарата служит для очистки выходящей из аппарата паровоздушной смеси и частичного упаривания поступающего в аппарат раствора нитрата аммония. Из выпарного аппарата выходит плав нитрата аммония концентрацией Грануляционная башня имеет прямоугольное сечение 11х8 м2 и высоту около 61 м. Через отверстие в нижней части в башню поступает наружный воздух и воздух из охладителя гранул. Поступающий в верхнюю часть башни плав нитрата аммония диспергируется с помощью трех виброакустических грануляторов, в которых струя плава превращается в капли. При падении капель с высоты около 10 м они затвердевают и превращаются в гранулы. Принципиальными отличиями технологической схемы производства нитрата аммония безупарочным методом рис.
В этих условиях на стадии нейтрализации образуется парожидкостная эмульсия, после разделения которой получают плав концентрацией Технологическая схема безупарочного метода: 1 — подогреватель азотной кислоты; 2 — подогреватель аммиака; 3 — нейтрализатор; 4 — сепаратор эмульсии; 5 — барабанный кристаллизатор; 6 — нож; 7 — барабанная сушка. Нагретые в нагревателях 1 и 2, обогреваемые паром, выходящим из сепаратора эмульсии 4, азотная кислота и аммиак поступают в нейтрализатор 3, где в результате реакции образуется эмульсия из водного раствора нитрата аммония и водяного пара. Эмульсия разделяется в сепараторе 4 и плав нитрата аммония подается в барабанный кристаллизатор 5, в котором нитрат аммония кристаллизируется на поверхности металлического барабана, охлаждаемого изнутри водой. Образовавшийся на поверхности барабана слой твердого нитрата аммония толщиной около 1 мм срезается ножом 6 и в виде чешуек поступает для просушивания в барабанную сушилку 7. Подобный продукт в виде чешуек используется для технических целей. Карбамид мочевина — диамид угольной, или амид карбаминовой кислот CO NH2 2. Представляет собой твердое кристаллическое вещество с температурой плавления Хорошо растворим в воде, этаноле и жидком аммиаке, что используется для получения аммиакатов. Это исключает возможность длительного нагревания растворов карбамида при атмосферном давлении, например, в процессе выпаривания.
Для снижения и ликвидации выбросов азота «хвостовых газов», «лисьих хвостов» , которые могут достигать т в сутки, внедряется каталитическое восстановление на палладиевом или ванадиевом катализаторе. Созданы установки для селективного восстановления оксидов азота аммиаком на катализаторе из редкоземельных металлов. При получении концентрированной азотной кислоты выделяющиеся от конденсаторов оксиды азота улавливаются в абсорберах. Выбросы оксидов азота в зависимости от способа производства азотной кислоты представлены в табл. Минимальными удельными выбросами, как видно из табл. Эти системы снабжены узлами каталитической очистки газов на палладиевом катализаторе. После доочистки в отходящих газах может быть 0, об.
Таблица 3.
Недостатком сульфата аммония как удобрения является большая физиологическая кислотность, так как при внесении в почву ион аммония усваивается растениями, а ион SO24 превращается в серную кислоту и подкисляет почвенные растворы. В связи с этим при систематическом применении сульфата аммония необходимо осуществлять периодическое известкование почвы. Способы получения сульфата аммония. Эта реакция относится к числу реакций нейтрализации.
Она практически необратима и сопровождается выделением большого количества тепла.
Производство удобрений и азотных соединений
Что такое азотные удобрения. Способы внесения подкормок. Производство азотных удобрений. Промышленное производство минеральных азотных удобрений основано на получении синтетического аммиака из молекулярного азота и водорода. Ранее мы рассмотрели производство азотно-фосфорных и комплексных удобрений ФосАгро. Настал черёд третьего типа минеральных удобрений — азотных.
Рынок азотных удобрений в 2023 году: некоторые тенденции
Состав минеральных удобрений характеризуется содержанием в них активных веществ: в азотных ‑ азота (N), в фосфорных ‑ оксида фосфора (Р2O5), в калийных ‑ оксида калия (К2О). Производство простых азотных удобрений. Технология связанного азота. Газообразный азот представляет собой одно из самых устойчивых химических веществ. В Пермском крае рядом с одним из крупнейших месторождений калийных солей располагаются заводы по производству калийных удобрений — в Соликамске и Березниках. Прочие азотные удобрения. Производство прочих азотных удобрений (не включая мочевину) составило 17 ,3 тыс. тонн. Все азотные удобрения водорастворимы, азот из них хорошо усваивается растенимями, особенно из аниона NO3-, который отличается высокой подвижностью в почве.