.
Меню сайта
|
Сырье-вода и воздухСырье-вода и воздухБольшинство 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.
|
ПОИСК
Block title
|