1.1 AMMIAK HAQIDA UMUMIY TUSHUNCHA
Azotli oʻg’itlar ishlab chiqarish yoʻlga qoʻyilguncha faqatgina Chili selitrasi — NaNO3 qishloq xoʻjaligida oʻsimliklar uchun mineral ozuqa sifatida ishlatib kelingan.
Xozirgi paytda kimyo sanoati korxonalarida turli xildagi azotli oʻg’itlar ishlab chiqarilmokda.
Azotli oʻg’itlarning asosiy turlari: ammiakli (ammiak), ammoniyli (ammoniy tuzlari — fosfat, sulfat, xlorid va boshqalar), ammoniy nitratli, nitratli (nitrat kislotaning kalsiyli, kaliyli, natriyli selitralari) va amidli (karbamid — (NH2)2CO, kalsiy sianamid — Ca(CN)2 va boshqalar) oʻg’itlar xisoblanadi.
Bundan tashqari bu tuzlar asosida aralash va murakkab oʻg’itlar, suyuq azotli oʻg’itlar — ammiak va ammiakli suv, aminlar va boshqa tuzlarning suvli eritmalari ishlatiladi.
Ushbu bobda ozuqa sifatida faqatgina bir komionentli — azotli oʻg’itlar xaqida soʻz yuritiladi.
Ammmoniyli va nitratli tuzlarning koʻpchiligi hamda karbamid suvda yaxshi eriydi. Ulardagi azot oʻsimliklarga yaxshi oʻzlashadi (ayniqsa, NO3- ning tuproqda xarakatchanligi yuqori boʻladi).
Ammoniyli oʻg’itlar uchun xom ashyo sifatida ammiak, nitratli oʻg’itlar uchun esa nitrat kislotasidan foydalaniladi. Ular esa atmosferadagi bexisob miqdordagi azotdan olinadi.
Ammoniy nitrat (NH4)2NO3 ni ammiakli selitra deb ham yuritiladi. Ma’lumki, ammoniy nitrat — ammiak va nitrat kislotasining oʻzaro ta’sirlashuv jarayonida hosil boʻladi. Shuning uchun avvalo nitrat kislota hosil boʻlish jarayoni bilan tanishishimiz zarur. Azotning vodorod bilan ta’siri natijasida ammiak sintez qilinadi:
N2+3H2 2NH3
Ammiak sintezi issiqlik effekti, xarorat va bosimga bog’liq, boʻladi.
Odatda past bosimli (10-15 MPa), oʻrta bosimli (25-30 MPa) va yuqori bosimli (60-100 MPa) jarayonlar ma’lum. Xarorat esa 400-500°C oralig’ida boʻladi. Bu jarayon katalizatorsiz juda sust kechadi. Amaliy ishlab chiqarishda oʻrta bosimli jarayon temir katalizator (promotorlari: A12O3, K2O va CaO) lar ishtirokida olib boriladi. Kontakt jixozidan chiqayotgan gaz tarkibida 14-20% ammiak boʻladi. U sovutilishi natijasida ammiak kondensatsiyalanadi, azot-vodorodli aralashma siklga qaytariladi. Xozirgi vaqtda quvvati 150 dan 1500 t/kunli sintez qolonnalari ishlatilmoqda.
Nitrat kislotasi esa ammiakning oksidlanishi natijasida hosil boʻladi. Bu jarayon azotning oksidlanish darajasi oʻzgarishi bilan sodir boʻladi:
Sanoat korxonalarida suyultirilgan nitrat kislota olinadi. Bunda quyidagi jarayonlar sodir boʻladi:
1. Ammiakning azot oksidigacha kontaktli oksidlanishi:
4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O + 907,3 kj
2. Azot oksidining dioksidgacha oksidlanishi:
2NO+O2=2NO2+124kj
3. Azot dioksidning suv bilan absorbsiyasi:
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO + 136,0 kj
Bu jarayonda platina va uning temir, marganets, kobalt va oʻz guruxidagi metallar oksidlari bilan kotishmalari ishlatiladi.
Agar katalizator ishlatilmasa (xarorat 900°C dan yuqorida), ammiak erkin holatdagi azotgacha oksidlanadi holos:
4 NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O + 1269,1 kj
Ammiakni katalitik oksidlash natijasida azot oksidining hosil boʻlish unumini 98% gacha etkazish mumkin.
Jarayonni ishlab chiqarish korxonalarida atmosfera bosimida 700-800°C xaroratda, yuqori bosim esa 800-900°C xaroratda olib boriladi. Xavo — ammiak aralashmasida 1,25 mol O2 ga 1 mol NH3 berilishi kerak. Reaksiya tezligini va azot oksidining miqdorini oshirish uchun amalda O2;NH3 miqdoriy nisbati 1,7-2,0 oralig’ida olinadi.
Odatda suyultirilgan nitrat kislotasi (47-50% li) olish quyidagi turlicha sistemalarda olib borilishi mumkin: 1) atmosfera bosimida; 2) yuqori bosimda; 3) kombinatsiyalashgan, ya’ni ammiakni oksidlash jarayoni (3-4)·10 Pa bosimda, NO ni oksidlash va NO2 ni suv bilan absorbillash jarayonlari esa (8-12)· 10 Pa bosimda va odatdagi xaroratda olib boriladi. Bosimni 1 MPa ga koʻtarish orqali 60-62% li nitrat kislotasi olish mumkin.
Ammiakli selitra ishlab chiqarish texnologiyasini bayon etishdan avval bu modda xaqida batafsil ma’lumotga ega boʻlish zarur.
Ammiakli selitra (NH4NO3) asosan oʻsimliklar uchun mineral ozuqa sifatida ishlatiladi. U atmosfera bosimida va —50°C dan 169,60C gacha xarorat oralig’ida besh xil kristallik shaklida boʻladi. NH4NO3— N2O izotermik diagrammasida (2.1-rasm) ammoniy nitratning I-1U turli kristall shakli uchun xarorat oraliqlari koʻrsatilgan. U 169,6°C da suyuqlanadi va U-shakli esa-16,9°C; dan quyi xaroratdagina toʻg’ri boʻladi. Kristall shakllarining oʻzgarish chegarasi hamda xarorati ammiakli selitraning namligi va tarkibidagi qoʻshimchalar miqdoriga bog’liq boʻladi. Ammoniy nitrat suvda yaxshi eriydi. Uning 100°C xaroratdagi eruvchanlik koeffitsienti 1000 kg N2O da 10000 kg dan ortiqroq NH4NO3 ga tengdir. Ammoniy nitratning suvli eritmasini kristallanish xaroratidan yuqorirokda bug’latilsa, tamoman suvsiz suyulgan tuzga aylanadi. U oʻta gigroskopik modda xisoblanadi 30°C xaroratda toʻyingan eritmasi (70,2% li) ning yuzasidagi bug’ bosimi -2,46 KPa (yoki 18,5 mm.sim.ust.) atrofida, gigroskoiik nuqtasi esa 60% atrofida boʻladi. Bunda xavoning nisbiy namligi 60% dan yuqori boʻlganda u namlanib qoladi. Ammoniy nitrat gigroskopikligi va uni xavodan nam tortish tezligi unga eruvchan noorganik tuzlar qoʻshilganda ortib boradi. Masalan, 1,2% magniy nitrat qoʻshilsa, ammoniy nitratning gigroskopik nuqtasi 8-12% gacha pasayadi, nam tortish tezligi esa oshadi.
Suvda yaxshi eruvchanligi, eruvchanlik koeffitsenti yuqoriligi, gigroskopikligi va polimorf oʻzgaruvchanligi sababli ammoniy nitrat kristallari oʻzaro yopishib, qattiqlashib qoladi. Sepiluvchanligi yoʻqolib, uni ishlatish qiyinlashadi.
|
