Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ІЗДН ч2.doc
Скачиваний:
43
Добавлен:
13.11.2019
Размер:
2.81 Mб
Скачать

6. Технологія аміаку і нітратної кислоти

6.1. Методи фіксації атмосферного азоту. Азот – елемент №7 таблиці Д.І. Менделєєва, один з чотирьох елементів, без яких неможливе існування живої клітини. Під зв'язаним азотом розуміють азот, що знаходиться у вигляді хімічних сполук, – аміаку і його солей, нітратної кислоти і її солей, карбаміду, амінів, амінокислот, білків.

У промисловості азот необхідний для виробництва азотних добрив, барвників, пластичних мас, хімічних волокон, вибухових речовин, пороху і інших продуктів. Природних сполук азоту надзвичайно мало, практично єдиним джерелом азоту на Землі являється повітря, що містить 79% цього елементу.

Азот хімічно стійкий, енергія зв'язку в його молекулі складає 945 кДж/моль. Азот має одну з найвищих энтропій з розрахун-ку на атом, у результаті атом атмосферного азоту практично не реакционноздатний.

Поповнення запасів азоту у ґрунті у засвоєному рослинами вигляді необхідно, оскільки окрім деяких бобових рослин, в яких поселяються бактерії, здатні засвоювати атмосферний азот, рослини його не засвоюють.

Нижче наведений короткий огляд відомих методів фіксації атмосферного азоту.

Електродуговий метод. Сполука азоту з киснем за високої тем-пературі утворюється у полум'ї електричної дуги. Хімічна взаємо-дія азоту з киснем – це зворотна ендотермічна реакція, що відбу-вається без зміни об'єму:

N2+O2=2NO + ΔH; ΔН=+180 кДж (6.1)

Дуговий метод. Ілюстрацією високої інертності азоту являється те, що перебіг реакції починає відбуватися лише за дуже високих температур. Реакція розпочинається за температури –3000°С, проте вихід досягає лише 1–2%. Витрата електроенергії на 1 т одержаного аміаку становить 60 тис. кВт∙год (вміст азоту в аміаку 82,35%). Тому дуговий метод знайшов застосування там, де електроенергія недорога (наприклад, у Норвегії).

Широкого поширення він не набув, але у даний час відроджується на основі використання плазмових процесів.

Ціанамідний метод. Аміак одержують азотуванням карбіду

кальцію за температури 1000°С:

CaC2+N2=CaCN2+C−∆H, ∆H=300кДж, (6.2)

з подальшим перетворенням кальцій ціанаміду в аміак:

CaCN2+3H2O=2NH3+CaCO3 (6.3)

Витрата електроенергії на 1 т азоту становить 10 – 12 тис. кВт∙год.

Контактний метод. Синтез аміаку з елементів із застосуванням каталізатора:

N2+3H2↔2NH3−∆H ∆Н=111,6кДж. (6.4)

Витрата електроенергії 5 − 7 кВт год. на 1 т азоту.

6.2. Синтез аміаку

Єдиним реагентним джерелом азоту на Землі є аміак, практично синтетичний. Аміак являється найважливішим і практично єдиною сполукою азоту, що виробляється у промисловому масштабі з азоту атмосфери. При переробці твердого вугілля на кокс одержують гази, що містять аміак. Аміачну воду одержують також як відхід виробництва карбаміду. Цей продукт застосовують у виробництві дубильних препаратів, але, очевидно, може бути використаний як рідке добриво.

Аміак зберігають і перевозять в закритих ємкостях і цистернах щоб уникнути втрат і забруднення атмосфери.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]