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 вслед­ствие 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, форме соединений азота (нитратные, аммонийные, амидные), фазовому состоянию (твердые и жидкие), различают так­же физиологически кислые и физиологически щелочные удобрения.

Производство аммиачной селитры. Аммиачная селитра, или нитрат аммония, МН₄МО₃ — кристаллическое вещество белого цве­та, содержащее 35% азота в аммонийной и нитратной формах, обе формы азота легко усваиваются растениями. 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). Это является причиной распыления гранул удобрения, потери своей кристаллической формы, происходит слеживание удобрений — сыпучий материал превращается в твердую монолит­ную массу.

Для получения неслеживающейся аммиачной селитры приме­няют ряд технологических приемов. Эффективным средством уменьшения скорости поглощения влаги гигроскопичными солями является их гранулирование. Суммарная поверхность однородных гранул меньше поверхности такого же количества мелкокрис­таллической соли, поэтому гранулированные удобрения медлен­нее поглощают влагу из воздуха. Иногда аммиачную селитру сплав­ляют с менее гигроскопичными солями, например с сульфатом аммония. В качестве аналогично действующих добавок применя­ют также фосфаты аммония, хлорид калия, нитрат магния. В ос­нове процесса производства аммиачной селитры лежит гетероген­ная реакция взаимодействия газообразного аммиака с раствором азотной кислоты.

(VIII)

Химическая реакция протекает с большой скоростью. В про­мышленном реакторе она лимитируется растворением газа в жид­кости. Для уменьшения диффузионного торможения большое зна­чение имеет перемешивание реагентов.

Интенсивные условия проведения процесса в значительной мере могут быть обеспечены при разработке конструкции аппарата.