Азотные удобрения

Известно более 20 наименований азотных удобрений. Они подразделяются на аммиачные, нитратные, аммиачно-нитратные и амидные. Все азотные удобрения водорастворимы. В больших масштабах выпускается аммиачная селитра и карбамид. Аммиачную селитру полу­чают нейтрализацией 50—58% азотной кислоты газообразным аммиаком:

HNO₃+NH₃ = NH₄NO₃+Q.

Теплота реакции используется на испарение влаги из образовавшегося нитра­та аммония в реакторах ИТН 1 (реактор использования теплоты нейтрализации, рис. 47).

Рис. 47. Технологическая схема производства аммиачной селитры:

1-реактор ИТН, 2-внутренний цилиндр, 3-нейтрализатор, 4-вакуум-выпарные аппараты, 5-грануляционная башня, 6-конвейер

Стенки внутреннего цилиндра 2, где происходит процесс, разогреваясь до 110° С, передают теплоту раствору аммиачной селитры, повышая содержание в нем NH₄NO₃ до 82%. Остатки кислоты нейтрализуют аммиачной водой в донейтрализаторе 3. По­лученный слабощелочной раствор после упаривания в вакуум-выпарных аппаратах 4 до содержания 98—99% NH₄NO₃ направляют в грануляционную башню 5, затем конвейером 6 — на склад или на фасовочно-затаровочные автоматы. Производительность современных установок, составляющая 1500 т/сут, обеспе­чивает снижение себестоимости аммиачной селитры на 25 — 40%, капитальных вло­жений — на 10 —25% и затрат живого труда — на 15%. Создаются агрегаты мощностью 3000 т/сут, в которых перспективно использование азотной кислоты более высокой концен­трации (60 — 70%), что позволяет снизить капитальные вложения, ликвидировав ста­дию упаривания, и эксплуатационные расходы на функционирование вакуум-выпарных аппаратов. С целью устранения основных недостатков аммиачной селит­ры (гигроскопичности, слеживаемости и взрывоопасности) производство ее совер­шенствуется в следующих направлениях: улучшается гранулометрический состав (изменением режимов упаривания, грануляции и сушки с применением более совер­шенных аппаратов); вводятся в продукт добавки, ликвидирующие гигроскопичность; изготовляются комплексные и жидкие удобрения на основе аммиачной селитры. Из аммиачной селитры получают комплексные удобрения, например, известково-аммиачную селитру, сульфат-нитрат аммония, нитрофоску и взрывчатые вещества.

Карбамид более эффективен по сравнению с другими азотными удобре­ниями, так как он ме­нее гигроскопичен, взрыво- и огнебезопасен. Он может широко применяться в ка­честве компонента комплексных удобрений, как добавка в корма, сырье для производства синтетических смол (клеев, волокон), пласт­масс и лекарственных препаратов. Его синтезируют по суммарной реакции

2NH₃+CO₂<=> (NH₂)₂CO+H₂O +Q

идущей во внутреннем стакане 4 колонны синтеза 3 (рис. 48) при температуре до 200° С. Степень превращения оксида углерода, нагнетаемого в колонну компрессором 2, не превышает 70%. Непрореагировавшие NНз и С02 отгоняют в дистилляционной колонне 5, возвращая после разделения на синтез. Аммиак закачивается в колонну 3 насосом 1. Сплав, содержащий около 35% карбамида, подается в вакуум-выпарные аппараты 6, 7 и далее через сборник 8 на грануляцию в башню 9. Из нее конвейером 10 карбамид направляется на склад или на фасовочно-затаровочные автоматы.

Мощность действующих установок составляет 450—600 т/сут, а вновь вводимых в эксплуатацию агрегатов — 1500 т/сут В последних утилизируется теплота реакции и весь оксид углерода.

Рис. 48. Технологическая схема получения карбамида:

1-насос, 2-компрессор, 3-колонна синтеза, 4-внутренний стакан, 5-дистиляционная колонна, 6,7- вакуум-выпарные аппараты, 8-сборник, 9-башня, 10-конвейер