Детская энциклопедия

Меню сайта











Сырье-вода и воздух

Большинство современных химических заво­дов — это царство высоких давлений и темпе­ратур. Следить за технологическим процессом на таком заводе могут только приборы. Они наблюдают за химическими реакциями, проте­кающими в закрытых аппаратах, вовремя по­правляют процесс, предупреждают аварии, сигнализируют человеку о нарушениях в ходе производства. Химический завод наших дней —высокоавтоматизированное предприятие.

Примером такого завода может служить завод по производству аммиакa (NH3), азотной кислоты (HNO3) и азотных минеральных удобрений. Сырье самое распро­страненное: воздух и вода. Воздух поставляет азот, а вода (или метан) — водород. Оба газа необходимы для производства аммиака. Этот способ был разработан немецким химиком Габером в 1913 г.

Как известно, воздух состоит из смеси раз­ных газов — кислорода, азота и др. Полу­чение из него чистого азота начинается с того, что воздух сильным охлаждением превращают в жидкость. А температуры кипения газов раз­личны. Азот кипит при температуре -195,7°, кислород — при 183-градусном морозе.

Сжиженный воздух поступает в специальные аппараты, в которых сначала кипит и испа­ряется азот, а затем кислород. Полученные в чистом виде азот и водород хранятся по отдельности в газохранилищах. А в третьем приготовляют их смесь в той пропорции, в ко­торой они входят в молекулу аммиака,— на три части водорода одна часть азота.

Теперь нужно добиться, чтобы оба газа химически соединились. Это осуществляется в контактных аппаратах. На помощь здесь приходят высокое давление, высокая температу­ра и ускоритель химической реакции — катализатор. Для этой цели здесь используется железо, обработанное особым образом.

Аппараты, где происходит эта химическая реакция, напоминают артиллерийские орудия большого калибра. И не удивительно. Ведь они должны выдерживать огромное давление, достигающее 1000 атм и температуру свыше 500°.

Следующий важный процесс — получение азотной кислоты. Она получается окислением аммиака кислородом воздуха. Нагретая до 500° смесь аммиака с воздухом сначала окисляется в конвертере до окиси азота (эта реакция про­текает в присутствии катализатора — платины):

4NH3+5O2=4NO+6H2O

Затем в окислительной башне окись азота окисляется в двуокись:

2NO+O2=2NO2,

а последняя в поглотительной башне завода, растворяясь в воде, дает азотную кислоту.

Так получают два главных продукта, необ­ходимых для производства минеральных азот­ных удобрений.

Всем известное удобрение — аммиачную селитру (NH4NO3) — получают путем взаимодействия азотной кислоты с аммиаком. Кислота и щелочь, объединяясь, рождают нейтральную соль. Схема производства этого удобрения в упрощенном виде показана на рисунке.

Газообразный аммиак и азотная кислота (водный раствор) поступают в нейтрали­затор. Происходит бурная реакция с выде­лением большого количества тепла. Раствор полученного азотнокислого аммония поступает в следующий аппарат — донейтрализатор, где после добавления водного раствора аммиака заканчивается процесс нейтрализации азотной кислоты. Затем раствор перекачивает­ся в выпарной аппарат. Сушат ам­миачную селитру горячим воздухом при темпе­ратуре 120° во вращающихся сушильных барабанах.

Практика применения минеральных удобре­ний показывает, что гораздо выгоднее выпус­кать их не порошком, а в виде зерен (гранул). Гранулирование аммиачной селитры чаще про­изводится в особых башнях. Здесь упаренный раствор поступает во вращающийся барабан с небольшими отверстиями — гранулятор. Вылетая через них, брызги раствора па­дают вниз и, застывая на лету, превращаются в гранулы.

Из аммиака и углекислого газа получают другое очень ценное концентрированное азот­ное удобрение — карбамид (его называют так­же мочевиной). В нем почти половина азота, который легко усваивается растениями. Кроме того, карбамид — очень питательная добавка к кормам. Она заменяет у жвачных животных белковую пищу. В же­лудке у коров и овец всегда есть особые мик­роорганизмы, которые помогают животному создавать из карбамида белки. Килограмм скорм­ленной синтетической мочевины прибавляет 8—10 кг молока.

 




 
Календарь
«  Декабрь 2016  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
   1234
567891011
12131415161718
19202122232425
262728293031

Новые статьи
Каталог статей
Как подготовить ребенка к школе
Освоение навыков чтения
Природные материалы на уроках труда

Статистика




 
Адрес почты Вопросы по рекомендациям, размещению рекламы и обратных ссылок обращайтесь pochta@enciklopediya1.ru
2013 © 2016