ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Методы синтеза соединений азота из "Общая химическая технология Том 1" Ограниченность сырьевых ресурсов связанного азота, быстрый рост потребности промышленности и сельского хозяйства в соединениях азота и, в особенности, усиленная подготовка империалистических стран к первой мировой войне, вызвали в начале XX в. значительный интерес к проблеме использования свободного азота атмосферы. [c.315] В первом десятилетии XX в. были осуществлены три метода синтеза азотных соединений из элементарного азота дуговой, цианамидный и аммиачный. [c.315] Дуговой метод связывания азота представляет собой воспроизведение в промышленных условиях процесса, протекающего в природе при грозовых разрядах. [c.315] Из этих данных видно, что окись азота образуется лишь при очень высоких температурах и притом с малыми выходами. [c.315] Выход окиси азота достигает максимума при 3500—4000° (под атмосферным давлением), уменьшаясь при дальнейшем повышении температуры вследствие диссоциации окиси азота с образованием атомарных кислорода и азота. Скорость синтеза окиси азота при температуре выше 2000 велика, и равновесие устанавливается почти Мгновенно. Обратная реакция — диссоциация окиси азота — протекает с большой скоростью при температуре выше 1500°. [c.315] Из приведенных данных видно, что как с термодинамической, так и с кинетической стороны условия для технического осуществления этого процесса неблагоприятны. Для получения газа с содержанием 2—3% N0 необходимо проводить реакцию при 3000—4000°, а во избежаиие диссоциации окиси азота газ должен быть быстро охлажден после реакции. [c.315] Дуговой процесс осуществлялся в промышленности посредством продувания воздуха через пламя электрической дуги. [c.315] Вследствие неизбежных значительных потерь тепла расход энергии на промышленных установках достигал 60 тыс. квт-ч на 1 т связанного азота. Получение азотной кислоты и селитры из газа с малым содержанием окиси азота требовало очень больших реакционных объемов, а следовательно, больших капитальных вложений. Построенные и работавшие по этому способу заводы не смогли выдержать конкуренции заводов синтетического аммиака и были закрыты. [c.315] Однако, так как для связывания азота путем окисления не требуется другого сырья, кроме воздуха, и получается сразу окись азота, кото-рую легко переработать в азотную кислоту и ее соли, этот метод представляет интерес. Основной задачей является снижение расхода энергии. [c.315] Расход энергии на связывание одной тонны азота в форме цианамида кальция (включая производство соответствующего количества карбида кальция) составляет 10—12 тыс. квт-ч. [c.316] Аммиачный метод связывания атмосферного азота имеет огромные преимущества по сравнению с дуговым способом и связыванием азота в виде цианамида кальция. В отличие от цианамида кальция аммиак можно легко перерабатывать в азотную кислоту и ее соли. Расход энергии на его производство гораздо ниже — на 1 т связанного азота в форме аммиака потребляется до 5 тыс. квт-ч (считая и топливо, расходуемое на производство водорода). [c.316] Экономические преимущества способа связывания азота в форме аммиака, по сравнению с другими способами, настолько велики, что этот способ в короткий срок (в течение 15—20 лет после первой мировой войны) вытеснил все остальные и получил широчайшее распространение. Аммиак применяется для производства азотной кислоты (которая получается в настоящее время почти исключительно путем окисления синтетического аммиака), для производства аммонийных солей и мочевины, а также непосредственно как удобрение, холодильный агент и для азотирования сталей. [c.316] Первый завод для синтеза аммиака был построен в Германии в 1913 г. в связи с подготовкой к империалистической войне. [c.316] В СССР в годы сталинских пятилеток создана мощная азотная промышленность, продолжающая быстро развиваться, в особенности в связи с подъемом сельского хозяйства и возрастающей потребностью в азотных удобрениях. Довоенный уровень производства азотных удобрений превышен в 1950 г. в 2,2 раза. [c.316] Директивами XIX съезда партии по пятому пятилетнему плану развития СССР на 1951—1955 гг. предусмотрены высокие темпы роста производства минеральных удобрений и увеличение производственных мощностей по аммиаку. [c.316] В советских исследовательских институтах, в заводских лабораториях и в вузах проведены обширные работы в области исследования термодинамики и кинетики процесса синтеза аммиака. Большой вклад в усовершенствование технологии синтеза аммиака внесли инженеры азотно-туковых заводов и рабочие—новаторы производства. На основе этих работ значительно интенсифицирован технологический процесс и созданы новые конструкции аппаратов. Советские системы синтеза аммиака характеризуются высокой производительностью и экономичностью. [c.316] Создание и развитие метода производства синтетического аммиака оказало очень большое влияние на развитие химической технологии. Синтез аммиака — пример нового подхода к решению химико-техниче-ских проблем. Осуществление его стало возможным только на основе глубокого изучения теории процесса. Именно в этом случае впервые в истории химической промышленности для создания нового технологического процесса была всесторонне использована физичес1бая химия. В свою очередь исследование процесса синтеза аммиака в значительной мере повлияло на развитие важнейших разделов физической химии термодинамики и кинетики каталитических процессов. [c.316] Вернуться к основной статье