Как получить азотные удобрения из аммиака? - коротко
Азотные удобрения получают из аммиака путём его окисления до азотной кислоты, которая затем используется для производства нитратных соединений, таких как аммиачная селитра или карбамид. Также аммиак может напрямую применяться в жидких удобрениях или для синтеза сульфата аммония.
Как получить азотные удобрения из аммиака? - развернуто
Аммиак служит основным сырьем для производства азотных удобрений благодаря высокому содержанию азота и химической активности. Его переработка позволяет получать различные формы удобрений, применяемых в сельском хозяйстве.
Один из наиболее распространенных методов — окисление аммиака до азотной кислоты, которая затем используется для синтеза нитратных удобрений. Процесс начинается с каталитического окисления аммиака на платино-родиевом катализаторе при температуре около 900 °C, в результате образуется оксид азота (NO). Далее NO окисляется до диоксида азота (NO₂), который растворяется в воде с образованием азотной кислоты (HNO₃).
Азотная кислота служит основой для производства аммиачной селитры (NH₄NO₃) — одного из самых эффективных азотных удобрений. Для этого кислоту нейтрализуют газообразным аммиаком. Реакция протекает с выделением тепла, поэтому процесс требует охлаждения. Полученный раствор выпаривают, кристаллизуют и гранулируют для удобства применения.
Еще один важный продукт — карбамид (мочевина, CO(NH₂)₂), который синтезируют из аммиака и углекислого газа при высоком давлении (150–250 атм) и температуре (180–200 °C). Мочевина содержит около 46% азота, что делает ее концентрированным удобрением. После синтеза раствор концентрируют, гранулируют и стабилизируют для предотвращения слеживания.
Сульфат аммония ((NH₄)₂SO₄) получают путем взаимодействия аммиака с серной кислотой. Это удобрение особенно эффективно на почвах, бедных серой. Процесс включает нейтрализацию кислоты аммиаком с последующей кристаллизацией и сушкой продукта.
Жидкие азотные удобрения, такие как аммиачная вода (NH₄OH) и безводный аммиак (NH₃), также производятся из аммиака. Они применяются для непосредственного внесения в почву, но требуют специального оборудования из-за высокой летучести.
Таким образом, аммиак является универсальным сырьем для производства широкого спектра азотных удобрений, обеспечивающих потребности современного сельского хозяйства.