Аміачна селітра - хімічне товариство Франції

Відкритий у 1659 році Гансом Рудольфом Глаубером, який прозвав його " nitrum flammans ", Аміачна селітра, з формулою NH4NO3, в основному використовується як азотне добриво під назвою амонітрат, але вона також наділена великою окисною силою і використовується в складі деяких вибухових речовин.

хімічне

Аміачна селітра - це сіль азотної кислоти (див. Азотна кислота) та аміаку (див. Аміак) з формулою NH4NO3. Це одна з найважливіших сполук азоту. Його підготовка порівняно проста:
NH3 + NO3H ------> NH4NO3

Молекулярна маса M = 80, кристалізована, вона має щільність близько d = 1,72 і температуру плавлення F = 169 ° C. Однак аміачна селітра нестійка вище 170 ° C, а при 300 ° C вона іноді вибухово розкладається, виділяючи багато газу та тепла:
NH4NO3 ------> N2 + 2H2O + 0,5 O2 (V = 981 см3/г та ΔQ = –1 465 Дж/г

Розчинення у воді супроводжується сильним поглинанням тепла, що використовує нітрат для охолодження сумішей, температура може досягати -17 ° С, теплота розчинення оцінюється в 26000 Дж/м.

Це тверда речовина, яка кристалізується в декількох алотропних формах. Орторомбічний при звичайній температурі стає квадратичним вище 32 ° C, а потім кубічним вище 120 ° C. Структурний перехід при 32 ° C супроводжується сильним коливанням обсягу на 3%, що розриває сітку і утворює близнюки, послаблюючи зерна, які можуть перетворитися на пил.

  • Це також дуже гігроскопічна сіль: при 18 ° C 180 г можна розчинити в 100 г води. Він також розчинний у безводному аміаку під тиском.
  • Виробництво відбувається за різними процесами, які, проте, мають спільне:
    • нейтралізація азотної кислоти,
    • концентрація розчинів азоту,
    • грануляція кристалізованого нітрату.

Нейтралізація відбувається в реакторах з нержавіючої сталі з системою для відновлення тепла, що виділяється в результаті екзотермічної реакції. Потім розчин концентрують до 95% солі, а потім розпорошують на вежу " прилінг Там, де краплі гарячого розчину стикаються із висхідним потоком холодного повітря. Круглі гранули, охолоджені до 100 ° C, просівають і покривають продуктом, що запобігає злежуванню, для запобігання злежуванню та відправляють на зберігання. Іноді до розчинів додають трохи сірчаної кислоти (пор. Сірчана кислота), який утворює сульфат амонію, служачи насінням для кристалізації, даючи гранулу з розміром частинок від 1,5 до 2,5 мм.

В інших процесах використовують розплавлений нітрат у спінінговому грануляторі для досягнення середнього розміру частинок 3 мм, що є більш комерційним. Для стабілізації зерна додають різні солі: сульфат кальцію, нітрат магнію, сульфат алюмінію, а для запобігання злежуванню (злежуванню) зерна покривають поверхнево-активною речовиною, такою як алкиламин або віск.

Процес BASF відрізняється використанням побічного продукту виробництва фосфатних добрив, нітрату кальцію після реакції:
Ca (NO3) 2,4 H2O + 2 NH3 + CO2 ------> 2 NH4NO3 + CaCO3 + 3 H2O

Аміачна селітра - сильний окислювач. Розплавлений нітрат окислює такі метали, як цинк і свинець, які під його дією розчиняються. Такі металеві домішки, як мідь, прискорюють її розкладання. Аміачна селітра частково випаровується перед плавленням і розкладається при 185 ° C:
NH4NO3 ------> N2O + H2O

Реакція дещо відрізняється при детонації:
NH4NO3 ------> 2N2 + 4H2O + O2

Похідні хлору, такі як NH4Cl, прискорюють його розкладання. Реакцію вибуху вивчав Марцеллін Бертело в 1870 р. Під час облоги Парижа (пор. Марцеллін Бертело). Він розвиває 1500 кДж/кг; Не зазнаючи удару та тертя, аміачна селітра є "поганою" вибуховою речовиною, якщо вона не змішується з паливом, таким як вуглеводні, або якщо вона не розплавляється та не обмежується, наприклад, сильним пожежею. Іноді проблемою може бути формула поверхнево-активних речовин та протизлежуючих речовин, таких як додецилсульфат натрію (див. [Петрушка та миючі засоби-> 472]), пов'язані з мінеральними маслами або воском, які, очевидно, складають горючі органічні речовини.

В основному використовується як азотне добриво для листових зернобобових культур. Аммонітрати, що продаються, повинні містити менше 0,02% хлору та менше 0,2% горючих сполук. Ми додаємо глини, мергелі або доломіти, щоб вміст азоту становив близько 33% у Франції (менше 28% у Німеччині).
Споживання у Франції становить близько 1 млн т/рік, а ціна - близько 200 євро за тонну.

Як вибухова речовина, змішана з тротилом (тринітротолуолом) або пентритом, використовується в будівництві, гірничодобувній промисловості та кар’єрних роботах. У ANFO (мазут з нітратною амонієм), що складається з 94% аміачної селітри та 6% олії, він не дуже чутливий і підходить для будівельних робіт, оскільки має низьку швидкість розповсюдження близько 3000 мс-1 порівняно з динаміту, 6000 мс-1.

Аміачна селітра токсична для людини. Вдихаючи його пил, він подразнює дихальні шляхи; при тривалому впливі він викликає слабкість, головні болі та при контакті, подразнення шкіри.

Деякі катастрофи, спричинені аміачною селітрою

  • 21 вересня 1921 року, Оппау (Німеччина). На заводі BASF вибухнуло 4500 тонн аміачної селітри та сульфату, внаслідок чого загинуло від 530 до 590 людей та пошкоджено коло діаметром 90 км. Вибух був викликаний динамітовим патроном, який мав створити грань у твердому нітраті - процес, який зазвичай використовувався до тих пір.
  • 26 квітня 1947 року, Місто Техас (Сполучені Штати). Під час пожежі французького вантажного судна "Грандкемп СС", який містив кілька сотень тонн нітрату, для задушення вогню люки були закриті і надіслана гаряча пара. В результаті вибуху загинув 561, а 3000 поранено, оскільки він зруйнував нафтохімічну зону: експерти порівняли вибух із потужністю атомної бомби над Нагасакі.
  • 28 липня 1947 року, Брест. 3000 тонн аміачної селітри в норвезькому судні "Ocean Liberty" потрапляє в пожежу, яка розливає парафін на розплавлену аміачну селітру. Палаючий вантажний корабель буксирують у гавань; вона сіла на мілину на піщаній коси і вибухнула, перш ніж флот зміг її потопити; кількість жертв - 22 загиблі та 500 поранених.
  • 28 листопада 1988 р, Канзас-Сіті (Сполучені Штати). Вибух на будівельному майданчику з аміачною селітрою, змішаною з бензином та алюмінієвими гранулами.
  • 13 грудня 1994 р, Місто Сіу (Сполучені Штати). На виробничому майданчику вибух 75 т нітрату в реакторі та сусідньому резерві; мито - 4 загиблих та 18 поранених.
  • 21 вересня 2001 р, Тулуза. На заводі AZF вибух сховища 300-400 т аміачної селітри, виведеної з експлуатації через невідповідний розмір частинок або композиції, призвів до 30 смертей, 2500 поранень та значної шкоди за кілька кілометрів навколо.

Ці випадкові вибухи призвели до посилення норм щодо зберігання, стану чистоти, природи ПАР та протоколів поводження з метою обмеження ризиків.

Думка дня
" Посилення для рослин, любов з першого погляду для чоловіків, нітрати універсальні. "