工业生产氮肥的方法
工业大生产最关键的就是合成NH3(N2和H2在高压下反应)。然后用NH3生产相应的氮肥。
比如:硝酸铵(NH3氧化制得硝酸,再与NH3的水溶液反应得硝酸铵)
氮肥生产流程可概括为以下四个步骤:
化肥的生产过程:
1,工业上采用较多的是加压中和工艺,加压中和在0.4~0.5MPa和175~180°C下操作,硝酸浓度为50%~60%;
2,先用氨中和至pH为3~4,以减少氨损失;
3,再加氨调整到pH约为7,得到的硝酸铵溶液浓度为80%~87%;
4,回收的蒸汽用来蒸发液氨或作为真空蒸发硝酸铵溶液的热源。中和得到的稀硝酸铵溶液,用真空蒸发或降膜蒸发的方法浓缩到95~99%;
5,然后用不同方法造粒。塔式喷淋造粒是应用最广泛的硝酸铵造粒方法,完成化肥;(1)造气—将原料制备成主要含有氢、氮气体的原料气。
(2)精制—将原料气中氢、氮以外的杂质去除,使原料气得到精纯。
(3)压缩与合成—将较为纯净的氮、氢比例为1:3的氮氢混合气体压缩到高压状态,在催化剂和高温的作用下合成为氨。
(4)氨加工—将氨经进一步加工得氮肥。
前三步常称为氨的合成。经进一步加工制得的成品如硝酸铵、尿素等都是化肥
在工业上以氮气作为原料生产产品的有:
1、汽车轮胎。氮气化学性质极不活泼,不易热胀冷缩,变形幅度小,可作汽车轮胎填充气,提高轮胎行驶的稳定性和舒适性。
2、食品保护气。可防止某些气体暴露于空气时被氧化,延长食品保质期。
3、灯泡填充气。可防止钨丝的氧化和减慢钨丝的挥发速度,延长灯泡的使用寿命。
4、金属冶炼。用来代替惰性气体作焊接金属时的保护气。
5、化肥。用作生产化肥,提高化肥作用效果
。
化学氮肥的发展历程
含有作物营养元素氮的化肥。氮是作物营养元素中(除碳、氢、氧以外)需要量最大的元素。现代氮肥生产主要是氨加工过程。氮肥生产是化肥工业中规模最大的部分。1982—1983肥料年度,世界氮肥产量(以N计)达到62.033Mt,大于磷肥加钾肥的总和。中国1983年氮肥产量为11.094Mt,约占化肥总产量的80%。
功能 元素氮在植物体内是氨基酸的组成部分,是构成蛋白质的成分,也是植物叶绿素的组成部分(它和镁是叶绿素分子中仅有的两种来自土壤的元素)。氮又是作物细胞分殖的关键,细胞分殖缓慢或停止,就意味着作物减产。施用氮肥除提高农业产量外,还可提高农产品的质量,例如提高谷物、牧草和花生等作物中的蛋白质含量。
氮肥可以三种形式的氮进入土壤,即铵态氮 (NH )、硝态氮(NO )和酰胺态氮(—CO—NH2)。第三种形式的氮进入土壤后,在尿素酶的作用下,水解为铵态氮。除水稻等少数作物能在土壤灌水条件下吸收利用铵态氮以外,多数作物吸收硝态氮。土壤中铵态氮在硝化细菌作用下,转化成硝态氮。
原料 氮肥生产的主要原料是合成氨,少量来自煤气工业和其他工业回收的副产氨。因此,氮肥生产一般需要与合成氨生产配套。在合成氨和氮肥配套的工厂中,合成氨装置的投资占总投资中的很大比例。
品种 氮肥除了是复合肥料中的氮素来源以外,其主要品种(表1 主要氮肥品种)是无机酸的铵盐、硝酸盐、尿素、液氨和氰氨化钙等。20世纪40~50年代,硫酸铵是最主要的氮肥;60年代,硝酸铵代替了硫酸铵;进入70年代以来,尿素成为领先的氮肥品种。碳酸氢铵在中国大量生产,80年代仍然是中国的主要氮肥品种之一。液氨或含氨溶液是最廉价的氮肥,在美国和西欧一些国家用得很普遍(见流体肥料)。由于氮肥在土壤中的淋失和挥发,其利用率只有30%~60%。除了农业化学家研究改进施肥方法外,化肥工业发展了缓释肥料和硝化抑制剂。
生产方法 氮肥的生产是氨的加工过程:用无机酸与氨反应制成铵盐;二氧化碳与氨合成尿素及尿素与醛类缩合制成缓释氮肥;联合制碱联产氯化铵;氨加工为硝酸,再进一步加工制成硝酸盐,液氨、氨水(经二氧化碳处理的碳化氨水)和含氮溶液直接施肥等。
氮肥在土壤中的转化
化肥中的氮肥在我国无论是生产量,还是施用量都是最多的,占了60%以上,因而谈及化肥,最重要的就是谈及氮肥。氮肥按所含的氮素形态分为铵态氮肥、硝态氮肥、酰胺态氮肥、氰氨态氮肥。土壤中可供农作物吸收的氮肥绝大部分是铵态氮和硝态氮,故施用的氮肥在土壤中须转化为铵态氮和硝态氮,而在转化过程中有很大一部分进入了环境,这就使氮肥利用率很低,如用15N示踪法测定,碳铵的利用率最低,表施于水稻田只有22.3%±6.0%;尿素较高,也只有39.1%;最高是硫铵,可达44.1%。氮肥在土壤中的转化进入环境如图7-1所示。
氮气是怎样转变成植物可以直接吸收利用的氮肥的?
原理就是雷雨发庄稼,方程式主要是
1、N2+O2==放电或高温(这个是条件)2NO
2、2NO+O2=2NO2
3、3NO2+H2O=2HNO3+NO
硝酸浸入土壤中转化为植物所需的氮肥这种转化我不清楚可能是楼上那位老兄所说的根瘤菌固氮吧。希望对你有帮助
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