Производство удобрений вещество химия

Азотная промышленность и производство удобрений в России

Основными сферами деятельности современной азотной промышленности России, основы которой были заложены в 1927 году с запуском Чернореченского химического завода, являются:

• получение водорода методом паровой конверсии (риформинга) метана и природного газа,
• производство аммиака и азотной кислоты,
• выпуск на их основе комплекса азотных удобрений.

К числу последних из перечисленных продуктов азотной отрасли относятся органические и неорганические соединения, имеющие в своём составе азот, а именно:

• мочевина (карбамид) и цианамид кальция – амидные удобрения;
• аммофос и диаммофос, хлористый аммоний, сульфат, сульфид и карбонат аммония – удобрения аммиачные;
• калиевая, кальциевая и натриевая селитры – нитратные удобрения;
• аммиачная и известково-аммиачная селитры – аммиачно-натриевые удобрения.

Кроме того, аммиак, являющийся важнейшим сырьём для химической промышленности (общемировая выработка его составляет свыше 180 млн т в год) и получаемая из него азотная кислота являются главными компонентами в деле производства взрывчатых веществ, серной кислоты, соды, растворителей.

История технологий

Продолжительное время источником получения селитры (комплекса минералов, имеющих в своём составе аммоний и нитраты группы щелочных и щелочноземельных металлов), служащей в качестве сырья для получения аммиака, а из него – азотной кислоты; являлись месторождения в Чили и Индии. А также простейшие технологии на основе использования органических отходов флоры и фауны, с добавлением ряда горных пород и строительного мусора. Интереснейший исторический факт: Видный французский учёный Гаспар Монж сумел-таки в момент блокады и вызванного ею экономического кризиса, обеспечить революционные силы Французской республики порохом. А произошло это посредством переработки отбросов и навоза под воздействием бактерий.

Долго так продолжаться не могло. Залежи селитры быстро истощались. А переработка мусора мало что давала. Мировая научная общественность пребывала в сильном затруднении в связи с грядущей проблемой отсутствия удобрений для нужд растениеводства, грозящей тотальным голодом. Но целый ряд проведённых крупнейшими европейскими учёными исследований, привёл в начале XX-го века к осуществлению синтеза аммиака, положенного в основу функционирования современной азотной промышленности.

Роль азота в жизни растений

В это же самое время крупнейший специалист в области агрохимии – российский академик Д. Н. Прянишников проанализировав международный опыт земледелия, приходит к выводу о важности обеспечения культурных растений азотом. Впоследствии жизнь подтвердила его умозаключения.

Сейчас из 214 млн т производимых в мире удобрений 57% падает на долю азотных. 24% – на фосфорные, остальное – на калийные. Развивающиеся страны мира: Китай, Индия, Индонезия, Бразилия быстрыми темпами наращивают их выпуск. Ситуация такова, что лидирующие позиции по выпуску азотных удобрений удерживают:

Список крупнейших экспортёров возглавляют:

• Россия – 9,1 млн т,
• Китай – 7,2 млн т,
• Нидерланды – 2,6 млн т.

А всё потому, что азот является важнейшим химическим элементом живой клетки. Входя в состав белков, хлорофилла, нуклеиновых кислот, ферментов, фосфатидов, витаминов, алкалоидов, он активно воздействует на процессы фотосинтеза и обмена веществ, запуская, регулируя и ускоряя рост и развитие самих растений. Его недостаток или отсутствие приводит к замедлению процесса созревания плодов, подверженности болезням, вплоть до полного прекращения роста и гибели самих растений.

Производство удобрений

Две третьих изготавливаемых и употребляемых азотных удобрений (в 2019 году их было выпущено 23,95 млн т) в нашей стране составляют аммиачная селитра и мочевина. Раннее для их производства применялся коксовый газ, что обуславливало привязку предприятий к объектам металлургической отрасли. Сегодня активнее используется газ природный, обеспечивая тем самым взаимодействие с нефтегазовой промышленностью.

Процесс получения аммиака заключается в синтезе его молекул из азота и водорода при повышенном давлении и температуре, проходящем при участии железного катализатора. Азот извлекают из воздуха, а водород является результатом восстановления воды из природного газа, имеющего в своём составе значительное количество метана.

В зависимости от необходимости получения того или иного продукта, последующая технология будет выглядеть следующим образом:

• Аммиачная селитра – реакция нейтрализации азотной кислоты под воздействием аммиака.
• Мочевина – процесс взаимодействия аммиака и углекислого газа.
• Сульфат аммония – итог протекания аммиачного газа сквозь раствор серной кислоты.

И это лишь малая часть технологических особенностей производства, предназначенного для удовлетворения потребностей агропромышленного комплекса. Структуры призванной обеспечить сельскохозяйственной продукцией жителей страны в необходимом объёме – выполнить продовольственную программу. Для осуществления столь важной задачи требуется дальнейшее развитие азотной промышленности, нацеленное на значительное увеличение выпуска азотных удобрений (снижающее импортную зависимость), как одного из приоритетных направлений российской экономики.

Источник

Производство удобрений вещество химия

Установите соответствие между веществом и областью его применения: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:

A) Аммиак широко используется как исходное азотсодержащее вещество в производстве удобрений (4).

Б) Одно из основных применений метана — в качестве топлива (2).

В) Изопрен — исходный мономер при получении каучука (3).

Г) Этилен может использоваться для различных целей, но из представленных вариантов наиболее подходящий — получение пластмасс (5).

Установите соответствие между процессом и его целью: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:

А) Перегонка (фракционирование) сжиженного воздуха используется для получения легких газов (азот, кислород) (5).

Б) Прокаливание фосфатов кальция с углем и диоксидом кремния — получение белого фосфора (4).

В) Крекинг нефтепродуктов — получение бензина (1).

Г) Каталитическое окисление диоксида серы в триоксид — одна из стадий получения серной кислоты (2).

Источник

Удобрения

Удобрения – вещества, предназначенные для улучшения питания растений и повышения плодородия почв с целью увеличения урожая сельскохозяйственных культур и улучшения качества получаемой продукции. [6]

Содержание:

Классификация удобрений

Удобрения – вещества, предназначенные для улучшения питания растений и повышения плодородия почв. Целью внесения удобрений является увеличение урожая сельскохозяйственных культур и улучшение качества получаемой продукции.

По характеру воздействия

• Прямые удобрения улучшают питание растений питательными элементами (азотом, фосфором, калием, микроэлементами). К этой группе относятся многие минеральные удобрения и органические удобрения.
• Косвенные удобрения улучшают свойства почвы, мобилизуют имеющиеся в ней питательные вещества. К этой группе относятся средства химической мелиорации почв (известь, гипс и пр.), бактериальные удобрения, способствующие усилению биологических процессов в почве. (фото)

Гипс – косвенное удобрение

По способу производства

• Промышленные – это минеральные удобрения, получаемые в результате химического или механического процесса на специальных заводах по производству удобрений (туковых заводах).
• Местные – это удобрения, получаемые в местах использования, непосредственно в хозяйствах или недалеко от них. К этой группе относятся навоз, навозная жижа, птичий помет, компосты, торф, зола, известковое удобрение и пр.

По химическому составу

Цистерны с азотным удобрением (за рубежом)

Минеральные удобрения

Минеральные удобрения представляют собой промышленные или ископаемые продукты, содержащие питательные элементы в виде солей, чаще минеральных, но иногда и органических (карбамид). [4]

По содержанию элементов питания различают однокомпонентные (односоставные) удобрения, содержащие только один основной элемент питания (азот, фосфор, калий, магний, бор и пр.).

По агрегатному состоянию они бывают твердые, жидкие или суспензированные.

По строению – порошковидные, кристаллические, гранулированные.

Азотные удобрения

• аммиачные – удобрения, содержащие азот в виде аммиачной группы;
• нитратные – удобрения, содержащие азот в виде нитратной группы;
• аммиачно-нитратные – удобрения, содержащие азот и в нитратной, и в аммиачной форме одновременно;
• амидная – удобрения, содержащие азот в амидной форме органического соединения мочевины (мочевина или карбамид);
• жидкие азотные удобрения – удобрения, содержащие азот и находящиеся в жидком агрегатном состоянии (аммиачная вода, безводный аммиак, КАС). [6](фото)

До начала прошлого века снабжение мирового рынка азотными удобрениями шло за счет природных залежей чилийской селитры на побережье Южной Америки, а также за счет аммиака отходящих газов коксовых печей металлургической промышленности. Однако эти источники были ограничены и не могли удовлетворить возрастающий спрос на азотные удобрения. [6]

Современное производство различных азотных удобрений основано на образовании синтетического аммиака из молекулярного азота и воздуха. [4]

Схема классификации основных видов удобрений

Фосфорные удобрения

• Содержащие фосфор в водорастворимой форме – фосфор хорошо доступен растениям. К этой группе относятся простой суперфосфат, двойной суперфосфат, суперфос.
• Содержащие фосфор, не растворимый в воде, но растворимый в слабых кислотах (2 % лимонной кислоты) – фосфор этих удобрений доступен растениям в несколько меньшей степени. К этой группе удобрений относятся преципитат, томасшлак, мартеновский фосфатшлак, обесфторенный фосфат.
• Содержащие фосфор, не растворимый в воде, плохо растворимый в слабых кислотах и полностью растворимый в сильных кислотах (серной, азотной) – фосфор этих удобрений труднодоступен для большинства растений. К этой группе относятся фосфоритная мука, костяная мука. [3]

Фосфор не имеет естественных источников пополнения запасов в почве, как азот, однако естественные запасы фосфора в почве довольно значительны. Тем не менее, большинство почвенных соединений фосфора труднодоступны для растений. Кроме того, сельскохозяйственные культуры осуществляют вынос некоторой части фосфора с урожаем, что и обуславливает необходимость применения фосфорных удобрений. [6]

Сырьем для производства фосфорных удобрений служат апатиты и фосфориты – природные фосфорсодержащие руды, и отходы металлургии. [6]

Калийные удобрения

Сырые калийные соли

Концентрированные калийные удобрения

Обеспечение пахотных почв калием в России лучше, чем фосфором. Однако более трети площадей имеют низкий и средний уровень его содержания и нуждаются во внесении калийных удобрений. [3]

Комплексные удобрения

Комплексные удобрения в зависимости от количества питательных компонентов бывают двойные и тройные. По способам производства – сложные, сложно-смешанные и смешанные. По форме выпуска – жидкие, суспензированные, гранулированные.

Все технологии получения сложных удобрений сводятся к азотнокислому разложению фосфатного сырья или использованию фосфорных кислот.

Сложные удобрения хорошо растворимы и отличаются высокой эффективностью на всех типах почв. [1]

Серосодержащие удобрения

Микроудобрения

• Борные удобрения (борная кислота, боросуперфосфат, бормагниевые удобрения, натриевая соль (бура)). В борных удобрениях нуждаются дерново-глеевые и темноцветные заболоченные почвы, а также известкованные дерново-подзолистые, насыщенные основаниями, песчаные и супесчаные почвы. [4]
• Молибденовые удобрения (молибдат аммония). Максимальный эффект показывает применение молибдена под зерновые бобовые и овощные культуры, многолетние и однолетние бобовые травы на лугах и пастбища с присутствием бобовых в травостое на кислых дерново-подзолистых, серых лесных почвах и выщелоченных черноземах. [4]
• Марганцевые удобрения (марганец сернокислый пятиводный). Особенно нуждаются в этом элементе растения на песчаных, супесчаных почвах и карбонатных торфяниках. [4]
• Медные удобрения (пиритные огарки, медный купорос). Особенно страдают от недостатка меди культуры на вновь освоенных низинных торфяниках и заболоченных почвах с нейтральной или щелочной реакцией, а также дерново-глеевые почвы. [4]
• Цинковые удобрения (сульфат цинка). От недостатка цинка чаще всего страдают плодовые и цитрусовые культуры на карбонатных почвах с нейтральной и слабощелочной реакцией. [4]

Микроэлементы необходимы растениям в небольших количествах. При этом каждый из них выполняет строго определенные функции в обмене веществ, питании растений и другим элементом заменен быть не может. [4]

Источник