§ 39. Азотные удобрения

Из аммиака и азотной кислоты получают на химических заводах разнообразные азотные и комплексные, содержащие азот, удобрения. Из твердых азотных удобрений наиболее концентрированными является мочевина, или карбамид CO(NH₂)₂. При умеренной влажности воздуха она не поглощает воду, поэтому при хранении мало слеживается. В почве мочевина превращается в карбонат аммония:

Мочевина употребляется и как кормовое средство. В химической промышленности она служит одним из важнейших видов сырья для производства пластмасс и многих других продуктов. Планом развития химической промышленности в нашей стране предусмотрено значительное увеличение объема ее производства.

В данное время наиболее широко из азотных удобрений применяется нитрат аммония под названием "аммиачная селитра". Содержание азота в ней выше, чем в остальных твердых азотных удобрениях, кроме мочевины. Большим ее недостатком является слеживаемость. Она устраняется посредством гранулирования и добавки веществ, препятствующих поглощению влаги. Хранить аммиачную селитру нужно в мешках, не пропускающих влагу, например полиэтиленовых.

Получают аммиачную селитру, нейтрализуя азотную кислоту аммиаком. Эта реакция экзотермическая, необратимая. Исходные вещества полностью вступают в реакцию, если они подаются в количествах, соответствующих химическому уравнению.

Рис. 27. Промышленный аппарат для получения нитрата аммония

Промышленный аппарат-нейтрализатор изображен на рисунке 27. В аппарат непрерывно поступают разбавленная азотная кислота и газообразный аммиак, и из аппарата непрерывно удаляется раствор аммиачной селитры. За счет теплоты реакции температура раствора повышается, вследствие чего вода частично испаряется и раствор концентрируется. Его дополнительно нагревают для получения высококонцентрированного раствора - плава. Плав гранулируют. Его подают на верх высоких башен (рис. 28) во вращающийся разбрызгиватель. Снизу в башню навстречу падающим каплям плава движется воздух. При соприкосновении с ним капли охлаждаются и затвердевают. Получаются зерна - гранулы диаметром 1-3 мм.

Рис. 28. Грануляционная башня слева - в разрезе, справа - общий вид

В нашей стране быстро растет также производство жидких азотных удобрений. Из них особый интерес представляет жидкий аммиак - высококонцентрированное азотное удобрение.

1. Объясните процесс усвоения растениями азота, входящего в состав мочевины.
2. Сульфат аммония получают на коксохимических заводах, нейтрализуя содержащийся в коксовом газе аммиак разбавленной серной кислотой. Какое количество серной кислоты, считая на 100-процентную, необходимо для получения 1 т сульфата аммония (потери не учитывайте)?
3. Сопоставьте виды сырья, необходимые для получения на заводах: а) аммиачной селитры, б) сульфата аммония, в) натриевой селитры. Какие из этих производств требуют более доступного сырья?
4. Почему гранулированная аммиачная селитра поглощает водяной пар из воздуха медленнее, чем порошкообразная?
5. Составьте на основании имеющихся у вас данных список производственных операций (последовательно по ходу производства), необходимых для получения: а) твердой аммиачной селитры, б) жидких азотных удобрений. Какой вывод можно сделать: а) о капиталовложениях, необходимых для строительства заводов, б) об эксплуатационных расходах, в) о себестоимости 1 кг азота в каждом из этих удобрений?