Термічний розклад нітрату амонію, його вогні - і вибухонебезпечність
Тривалий досвід виробництва і застосування аміачної се-літри показав, що при дотриманні встановлених правил аміачна-ва селітра безпечна 57
66. Чистий аміачна селітра не відчуває-тельна до поштовхів, ударів або тертя. Однак за певних умов нітрат амонію має вибуховими властивостями. На цій підставі його використовують і як сировину у виробництві аммі - ачно-селітрених вибухових речовин. Вони підривають тільки від детонатора. Вибухи чистої аміачної селітри можуть бути ви-кликані в основному або впливом детонаторів, або термічним розкладанням солі в замкнутому просторі.
Вибухонебезпечність нітрату амонію зростає в присутності мінеральних кислот л легко окислюються матеріалів, таких як органічні речовини і деякі метали, особливо в порошко-образному стані (наприклад, алюміній, цинк, свинець, сурма, вісмут, нікель, мідь, кадмій). У більшості випадків у присутності-наслідком цих металів (особливо кадмію і міді) утворюється неустой-чівий, легко розкладається нітрит амонію.
При збільшенні розміру частинок і підвищенні вологості вибухо-воопасность аміачної селітри значно зменшується. Вологість-ва сіль, яка містить більше 3% води, не підриває навіть під час вибуху детонатора 58'5Е.
При нагріванні нітрат амонію починає розкладатися відповідно до рівняння:
Це розкладання стає помітним вище 150 °, але, навіть при 165 °, втрата у вазі аміачної селітри не перевищує 6% за добу. При більш високих температурах нітрат амонію розкладається ін-тенсивно за таких реакцій 67: при 200-270 '
(Теплоти цих реакцій дані для 18 ° і для газоподібного стану продуктів реакції.) Останнє рівняння відповідає вибухового розкладання NH4N03. Термічний розклад NH4N03 може про-виходити одночасно за кількома реакцій, причому одна з них може домінувати над іншими. Термічний розпад азотної кислоти зумовлює появу в газоподібних продуктах розкладання аміачної селітри N0 і NO2. Мабуть, виділяю-щіеся в результаті термічного розпаду азотної кислоти N02 і Н20 є каталізаторами подальшого розкладання NH4NO368. Термічний розклад розплавленої аміачної селітри уско-ряется також в присутності сполук Сг6 +, Сг3 +, СГ2 + і ін. 69. Та-ким чином, чисту аміачну селітру слід безумовно від-нести до класу потенційно вибухових речовин.
Нітрат амонію, що зберігається у відкритих складах, що не підриває-ся навіть в разі сильної пожежі. Пожежі ж аміачної селить-ри, які мали місце в закритих приміщеннях, наприклад, в ко-рабельних трюмах, контейнерах і т. П. Кінчалися, як правило, сильним вибухом. Припускають, що термічний розклад ні-трата амонію при атмосферному тиску протікає інакше, ніж під підвищеним тиском, при якому швидкість розкладання мо-же бути більшою і швидко утворюються великі обсяги газооб-різних продуктів. Було показано 64 існування «граничного» тиску (близько 6 ат) після досягнення якого при відпо-відної температурі настає вибуховий розкладання аміачної селітри.
З іншого боку, легку займистість і вибуховості аміачної селітри, що знаходиться в непровітрюваних закритих приміщеннях, можна пояснити не підвищенням загального тиску, що є вторинною причиною, а накопиченням продуктів мед-ленного розкладання селітри. Мимовільне розкладання ам-міачной селітри в присутності здатних окислюватися, наприклад, органічних речовин є автокаталітіческнм. Таке розлив-ються може стати причиною пожежі і вибуху. Автокаталіз ви-ни опиняються головним чином утворюється при розкладанні NH4N03 двоокисом азоту, а також, але в меншій мірі, водяною парою. Як і останньої обставина вказує на неприпустимість гасіння вос-полум'ям селітри водяною парою.
Стабілізаторами, що запобігають мимовільному розлив-ються аміачної селітри, можуть бути речовини, що зв'язують утворюються при її розкладанні азотну кислоту і NO2, або ви-ділячи при взаємодії з NH4N03 аміак. Останній ній-трализующие азотну кислоту і відновлює оксиди азоту до елементарного азоту. Стабілізаторами є, наприклад, карб-амід (0,05-0,1% від ваги селітри) 70-73, карбонат кальцію або маг-ня (5%), хлориди, уротропін і др.67.
TOC o "1-3" h z В аміачну селітру. 1
сульфате амонію. 1,3
кальцієвої селітри. 1,5
Аміачна селітра має потенційну (фізіологічної) кислотністю. Фізіологічно нейтралізовану аміачну се-літру отримують сплавом її з вапняком, доломітом і дру-шими матеріаламі76. Вибухонебезпечність і злежуваність аміачної селітри стримували її виробництво в капіталістичних країнах. Лише в післявоєнний період, на основі успішного досвіду СРСР, спочатку в США, а потім і в інших країнах використання аміачна-ної селітри як азотне добриво набуло широкого раз-витие.
Аміачну селітру застосовують для виготовлення вибухових речовин - амонітів (сумішей аміачної селітри з органічними матеріалами - деревна, макухове і інша мука з добавкою нн - тропродуктов), амоналів (сумішей, що містять алюмінієвий по-рошок) і ін. Для цих цілей випускають водостійку се- літру 77
Склад аміачної селітри наведено в табл. 89.
Склад аміачної селітри (в%)
При упаковці селітри температура повинна бути не вище 50 °.
Її упаковують в бітумірованние паперові мішки (трьох ----------------
Пятнслойние), а також і в поліетиленові мешкі80. Аміачна селітра марки Б, яка використовується в сільському господарстві і промисло-вості, повинна бути розсипчастою. Розсипчастість визначають шляхом одноразового скидання будь-яких п'яти мішків з селітрою на підлогу долілиць з висоти 1 ж з наступного розсіву на ситі 5 мм.
За час розсіву селітра повинна повністю пройти через сито; допускається залишок на ситі окремих грудок легко подрібнюється-мих рукою.
Сировина і методи виробництва
Виробництво аміачної селітри складається з нейтралізації азотної кислоти газоподібним амміаком81-84 і кристалізації продукту. Аміак не повинен містити більше 1% вологи; в ньому не допускається присутність масла.
Теплота нейтралізації кнал / г-мол nh ^ Nos
Мал. 341. Теплота нейтралізації азотної кислоти газоподібним ам-Міаком (при 1 ат н 18 °).
Азотну кислоту беруть концентрацією більше 45% HN0385; со-тримання окислів азоту в ній не повинно перевищувати 0,1%. Для по-одержанні аміачної селітри мо-гут бути використані також від-ходи аміачного виробництва-наприклад, аміачна вода і танкові і продувні гази, від-водять зі сховищ рідкого аміаку і одержувані при про-дувках систем синтезу аміаку. Склад танкових газів: 45-70% 27 NH3, 55-30% H2 + N2 (зі сліду -
Ми метану і аргону); склад про- дувочних газів: 7,5-9% NH3, 92,5-91% H2 + N2 (зі слідами метану і аргону). s
Крім того, для виробництва аміачної селітри використовуються також гази дистиляції з виробництва карбаміду; їх приблизний склад: 55-57% NH3, 18-24% С02, 15-20% Н20 86.
Тепловий ефект реакції NH3 (r.) + НК03 (ж.) -> NH4N03 со-ставлять 35,46 ккал / г-мол. При виробництві аміачної селітри зазвичай застосовують 45-58% -ву кислоту. В цьому випадку тепловий ефект реакцій нейтралізації відповідно зменшується на величину теплоти розведення азотної кислоти водою і на величину теплоти розчинення аміачної селітри (рис. 341). При ра-національному використань тепла, що виділяється нейтралізації можна отримати за рахунок випаровування води концентровані рас-творити і навіть плав аміачної селітри (рис. 342) 87.
Відповідно до цього розрізняють схеми з отриманням розчину аміачної селітри з подальшим випаровуванням його (так називаються ваемий багатостадійний процес) і з отриманням плаву (односто-дійний або безупарочний процес).
Для вибору раціональної схеми нейтралізації в СРСР були перевірені чотири принципово різні схеми отримання аміачна-ної селітри з використанням теп-ла нейтралізаціі88 "101:
установки, що працюють при атмосферному тиску (надлишковий тиск сокового пара 0,15 0,2ат);
установки з вакуум-випарник-лем;
установки, що працюють під тиском, з одноразовим викорис-танням тепла сокового пара;
установки, що працюють під тиском, з дворазовим вико-ристанням тепла сокового пара (по-лучение концентрованого плаву).
У промисловій практиці на-йшли широке застосування як най-більш ефективні установки, рабо-тануть при атмосферному тиску, з використанням тепла ній-централізації і частково установки з вакуум-випарником.
При взаємодії хлорита натрію з хлором відбувається обра-тання хлористого натрію і виділяється двоокис хлору: 2NaC102 + С12 = 2NaCl + 2 СЮ2 Цей спосіб раніше був основним для отримання двоокису ...
На рис. 404 представлена схема виробництва діаммонітро - Фоскі (типу TVA). Фосфорна кислота концентрацією 40-42,5% Р2О5 зі збірки 1 насосом 2 подається в напірний бак 3, з кото-рого вона безперервно ...
Фізико-хімічні властивості Сульфат амонію (NH4) 2S04 - безбарвні кристали ромбіче-ської форми з щільністю 1,769 г / см3. Технічний сульфат аммо-ня має сірувато-жовтуватий відтінок. При нагріванні сульфат амонію розкладається з втратою аміаку, перетворюючись в ...