硝酸铵的生产工艺与操作
硝酸铵生产工艺1

硝酸铵生产工艺一、硝酸铵产品及简介硝酸铵,简称硝铵,化学分子式NH4NO3,相对分子质量80.04。
硝铵是一种高效氮素固体化肥,其中氮素以硝态氮(NO3ˉ)和铵态氮(NH4+)两种形式存在,硝酸铵含氮量35%。
硝铵发挥对作物的有效作用比尿素或硫铵更快。
大多数的作物主要是以硝酸盐的形式摄取氮,这种铵态氮在发挥作用之前,必须在土壤中转化为硝酸盐。
硝铵适用于各种土壤,其中的氮素被作物吸收后,不会在土壤中残存有损土壤肥力的物质。
应用造粒技术制成粒状硝铵以后,其物理性能,尤其是吸湿性有明显改善,施用更为方便。
1、物理化学性质硝铵为无色无臭的透明结晶或呈白色的小颗粒,熔点为169.6 ℃,当含水量不同时,熔点会有所不同,即使含微量水,其熔点也会降低。
硝铵的结晶体,由于其结构不同,它的密度在1.44~1.49g/cm3之间,摩尔热容(20~28℃)为362.3J/(mol·℃)[1.68 J/(g·℃)],熔融热为67.78J/g。
当温度在20~100℃之间时,相对密度为0.68~0.78的固体硝铵平均热导率为0.858KJ/(m·h·℃), 硝铵的热导率随温度的不同而改变,当温度介于0~100℃之间时,其数值变动不超过5%~6% 。
硝铵易溶于水、乙醇、丙酮、氨水,不溶于乙醚。
硝铵还具有以下特殊性质:多晶性、吸湿性、结块性、爆炸性。
硝酸铵球棍模型硝酸铵颗粒2、生产原料及理化性质:(1)氨:无色气体,有刺激性气味。
分子式NH3。
分子量17.03。
相对密度0.7714g/l。
熔点-77.7℃。
沸点-33.35℃。
自燃点651.11℃。
蒸气密度0.6。
蒸气压1013.08kPa(25.7℃)。
蒸气与空气混合物爆炸极限16~25%(最易引燃浓度17%)。
氨在20℃水中溶解度34%,25℃时,在无水乙醇中溶解度10%,在甲醇中溶解度16%,溶于氯仿、乙醚,它是许多元素和化合物的良好溶剂。
硝酸氨的制作方法和原理

硝酸氨的制作方法和原理硝酸氨又称硝酸铵,是一种常见的无机化合物。
其化学式为NH4NO3,由氨和硝酸反应得到。
硝酸氨广泛应用于农业、医药、炸药等领域,是一种重要的化工原料。
下面将详细介绍硝酸氨的制作方法和原理。
硝酸氨的制作方法主要有氨与硝酸直接反应法,以及铵盐与硝酸中和反应法。
首先介绍氨与硝酸直接反应法。
该方法需要将氨气与硝酸相混合,并在适当的温度和压力下进行反应。
反应的化学方程式为:NH3(g) + HNO3(l) →NH4NO3(s)这种方法的制备过程通常是在紫外光下进行。
反应开始时,硝酸分子中的一个氧原子脱去一个氢原子,形成亚硝酸根离子(NO2-)。
随后,亚硝酸根离子与氨分子生成亚硝酸铵(NH4NO2)。
最后,亚硝酸铵分解生成硝酸氨和水。
此外,铵盐与硝酸中和反应法也是生产硝酸氨的常见方法。
在这种方法中,一般使用硫酸铵与硝酸反应。
反应的化学方程式为:(NH4)2SO4 + 2HNO3 →2NH4NO3 + H2SO4该方法的制备过程中,硫酸铵被硝酸中的硝根离子取代,生成硝酸氨和硫酸。
这个反应过程通常需要在适当的温度和搅拌下进行。
无论是氨与硝酸直接反应法还是铵盐与硝酸中和反应法,都需要在反应中提供适宜的温度、压力和反应时间。
通常情况下,反应温度在环境温度下进行,压力在大气压下。
反应时间根据具体的工艺条件而定。
硝酸氨的制备原理可以归纳为两方面。
首先,氨和硝酸反应是一种酸碱中和反应。
在反应中,硝酸中的氢离子被氨中的氨基取代,生成了硝酸氨。
其次,硫酸铵与硝酸反应是一种离子交换反应。
硝酸中的硝根离子与硫酸铵中的铵离子交换,形成硝酸氨和硫酸。
需要注意的是,硝酸氨的制备过程中需要注意安全措施。
硝酸和铵盐都是有毒且具有腐蚀性的,所以在操作过程中需要佩戴防护手套和护目镜,并确保在通风良好的条件下进行。
总的来说,硝酸氨的制作方法主要有氨与硝酸直接反应法,以及铵盐与硝酸中和反应法。
其中氨与硝酸直接反应法需要提供适宜的温度和压力;而铵盐与硝酸中和反应法是一种离子交换反应。
硝酸铵生产工艺

硝酸铵生产工艺硝酸铵生产工艺是指将硫酸和氨水进行反应得到硝酸铵的过程。
硝酸铵是一种重要的氮肥和工业原料,在农业、矿产、爆炸物等领域有广泛的应用。
下面将介绍硝酸铵的生产工艺。
硝酸铵生产工艺主要包括硫酸制备、氨水制备及硝酸铵合成三个步骤。
首先是硫酸制备。
硫酸是硝酸铵生产的主要原料之一,常用的硫酸制备方法为硫矿石氧化法。
在这个方法中,将硫矿石经过破碎、焙烧等过程得到二氧化硫,再通过氧化反应得到二氧化硫水溶液。
最后将二氧化硫水溶液与空气中的氧气反应生成二氧化硫,再与水反应生成硫酸。
其次是氨水制备。
氨水是硝酸铵生产的另一个主要原料。
常见的氨水制备方法是氮气与氢气在催化剂的作用下进行氨气合成反应得到氨水。
具体工艺为将氮气与氢气按一定比例通入反应器中,在催化剂的催化下,氮气和氢气进行反应生成氨气,再与水反应生成氨水。
最后是硝酸铵合成。
硝酸铵的合成通常使用连续流动法。
在这个方法中,将硫酸和氨水按一定比例混合进入反应器中,通过反应生成硝酸铵。
反应过程中需要控制反应温度、反应压力和反应时间等参数,以保证硝酸铵的产率和质量。
同时,还需要对产生的硝酸铵溶液进行蒸发浓缩,去除多余的水分,最终得到硝酸铵产品。
在硝酸铵生产工艺中,还需要注意环境保护和安全生产。
硝酸铵是一种强氧化剂,具有爆炸性,因此在生产过程中需要严格控制反应条件,防止意外事故发生。
同时,在生产过程中还需要采取措施,控制废气、废水、废渣的排放,减少对环境的污染。
综上所述,硝酸铵生产工艺主要包括硫酸制备、氨水制备及硝酸铵合成三个步骤。
在生产过程中需要控制反应条件,保证产品质量和产量,同时注重环境保护和安全生产。
这样才能实现硝酸铵的高效生产和应用。
硝酸铵工艺流程

硝酸铵工艺流程
《硝酸铵工艺流程》
硝酸铵是一种重要的化肥和工业原料,在农业生产和矿产爆破中有着广泛的应用。
其生产工艺流程经过多年的不断改进和优化,已经非常成熟。
硝酸铵的生产主要有两种方法,一种是氨法生产,另一种是硝石法生产。
氨法生产是目前主流的生产方法,其工艺流程主要包括氨气吸收、氨水浓缩、硝化、结晶、干燥和成品包装等环节。
硝石法生产则是通过硝石和硫酸的反应来制备硝酸铵,其工艺流程相对复杂。
在氨法生产中,首先是将氨气通过吸收塔吸收到水中,形成氨水。
然后,通过蒸发器将氨水浓缩,得到高浓度的氨水。
接着,将高浓度氨水与硝酸溶液进行反应,生成硝酸铵晶体。
硝酸铵晶体在结晶罐中继续生长,然后通过离心机分离出液体,得到湿态硝酸铵。
最后,通过干燥机将湿态硝酸铵干燥成颗粒状成品。
在硝石法生产中,主要是通过硝石和硫酸的反应,生成硝酸铵溶液。
随后,通过结晶、离心、干燥等步骤,得到成品的硝酸铵。
无论是哪种生产方法,都需要严格控制反应条件和生产参数,以确保产品的质量和工艺的稳定性。
现代化的生产流程通常会配备自动化控制系统和在线监测仪器,以提高生产效率和产品
质量。
总的来说,硝酸铵的生产工艺流程经过多年的发展,已经非常成熟和完善。
通过科学、安全、高效的生产工艺,可以满足不同领域对硝酸铵产品的需求,为社会和经济发展做出贡献。
硝酸铵工艺流程

硝酸铵工艺流程
硝酸铵是一种常用的氮肥,具有高氮含量、溶解性好、吸湿性强等特点,在农业生产中起着重要的作用。
下面是硝酸铵的工艺流程。
首先,原料准备。
硝酸铵的原料主要是氨气和硝酸。
氨气由天然气或煤气中获得,硝酸是通过引入氧气将氨气进行氧化得到。
原料准备阶段主要包括氨气的合成和硝酸的制备。
接下来是反应过程。
氨气和硝酸在反应罐中进行进料,进行反应生成硝酸铵。
该反应是一个放热反应,需要控制反应温度,以避免过高的热量积聚。
然后是结晶过程。
硝酸铵水溶液经过结晶器进行结晶,得到固体硝酸铵。
结晶过程需要控制温度和速度,以获得良好的产品质量。
接着是离心过程。
结晶后的硝酸铵与母液分离,离心机通过离心力将固体与液体分开。
这一过程可以提高产量,并获得较纯的硝酸铵。
最后是干燥过程。
离心后的固体通过干燥机进行烘干,去除水分,最终得到干燥的硝酸铵产品。
干燥过程需要控制温度和湿度,以确保产品的质量和稳定性。
整个硝酸铵的生产过程中,需要注意控制反应条件、结晶条件、离心条件和干燥条件,以保证产品的质量和安全性。
同时,废
水和废气的处理也是很重要的环节,确保生产过程的环保性。
以上就是硝酸铵的工艺流程,从原料准备到最终产品的干燥,每个环节都需要严格控制,以确保产品的质量和生产效率。
硝酸铵广泛应用于农业生产中,为提高作物产量和改善土壤质量提供了重要的支持。
硝酸铵工艺流程

硝酸铵工艺流程
《硝酸铵工艺流程》
硝酸铵是一种重要的氮肥,广泛应用于农业生产中。
其工艺流程主要包括原料准备、硝化反应、吸收提纯和结晶干燥等环节。
首先是原料准备。
硝酸铵的生产原料主要是铵硝化合物和氨气。
铵硝化合物经过挤压、研磨后,与氨气进行反应生成硝酸铵。
此外,生产过程中还需要使用一定量的蒸馏水和冷却水。
接着是硝化反应。
在反应釜内,铵硝化合物和氨气按一定比例混合,通过加热反应生成硝酸铵。
反应过程中要控制温度和压力,以确保反应的顺利进行,并避免产生不良反应物。
随后是吸收提纯。
硝酸铵溶液通入吸收塔内,进行进一步处理。
在吸收塔内,通过喷淋蒸馏水,将硝酸铵溶液中的杂质去除,使得产物的纯度提高。
最后是结晶干燥。
经过吸收提纯后的硝酸铵溶液,经过结晶器结晶成固体硝酸铵晶体,然后通过干燥设备进行脱水处理,使得硝酸铵晶体达到规定的水分含量。
通过以上工艺流程,硝酸铵得以高效生产,使得氮肥的制备更加简单和可控。
同时,在生产过程中,需要严格控制各个反应环节的温度、压力和物料比例,以保证生产过程的安全和稳定性。
硝酸铵生产工艺与操作

硝酸铵生产工艺与操作硝酸铵是一种重要的化学品和常用的氮肥,其生产工艺与操作需要谨慎和严谨。
下面是一个关于硝酸铵生产工艺与操作的详细介绍。
硝酸铵的生产工艺主要包括以下几个步骤:氨浸硝化、浓缩结晶、干燥、筛选、包装。
1.氨浸硝化:硝酸铵的生产首先需要将尿素或氨气通过反应器进入氨浸槽,并通过进料量控制器控制尿素或氨气的供应量。
然后,将硝酸注入氨浸槽中,并保持槽内温度在60-70摄氏度之间。
这个过程需要持续进行,并保持槽内混合物的pH值在7.5-8之间。
氨浸硝化反应的产物是硝酸铵溶液。
2.浓缩结晶:硝酸铵溶液需要通过浓缩结晶来提高浓度。
这一步骤通常使用多效蒸发器进行,将硝酸铵溶液加热并从多个效应器中连续蒸发,直到溶液浓缩至一定浓度。
通常,硝酸铵溶液的浓度控制在96-99%之间。
3.干燥:浓缩后的硝酸铵溶液需要进行干燥,以去除其中的水分。
通常,可以使用旋转圆床干燥器或干燥器来完成此过程。
在干燥器中,硝酸铵溶液在高温下进行蒸发,进而变为固体颗粒状的硝酸铵。
4.筛选:干燥后的硝酸铵颗粒需要经过筛选,以分离出不符合要求的颗粒。
常见的筛分设备有振动筛、气流筛等。
通过调整筛网的孔径,可以实现对不同粒径硝酸铵颗粒的筛分,从而得到满足要求的硝酸铵颗粒。
5.包装:最后,将筛分合格的硝酸铵颗粒进行包装。
通常使用装有内衬塑料袋的编织袋来包装硝酸铵。
在包装过程中,要注意防潮、防火和防爆,确保操作安全。
在硝酸铵的生产过程中,还需要注意以下几点操作事项:1.防爆安全:由于硝酸铵是易燃易爆品,操作人员需要严格控制各个操作环节的温度和压力,并采取相应的防爆措施,如使用防爆设备和耐爆工具。
2.防潮防湿:硝酸铵具有吸湿性,容易受潮受湿,因此在操作过程中要注意加强封闭和密封,避免与湿气接触,特别是在输入氨气和硝酸的过程中。
3.严格控制pH值:氨浸硝酸铵反应的过程中需要严格控制槽内混合物的pH值,以确保反应的顺利进行。
此外,在浓缩结晶过程中,也需要注意控制pH值,避免出现过高或过低的情况。
硝酸铵生产工艺与操作

硝酸铵生产工艺与操作工业上输送气氨时,常采用中压管道,且管外壁加有保温层,以减少外界温度差的影响。
氨与空气混合式,当氨的浓度达到17.1%-26.4%(体积)时,遇高温或明火即发生爆炸。
因此,氨通过的管道容器及设备等,动火前必须严格进行置换和分析。
液氨中含有少量的水和溶解在其中的氢、氮、甲烷及惰性气体等,当其蒸发时也进入气氨中,这些惰性气体的存在,会增加中和过程的固定氮损失和降低中和蒸发蒸汽的热焓,在利用中和蒸汽作为硝铵一段蒸发器加热时,中和蒸汽中惰性气体增加会降低蒸发器的传热效率,因此要求氨的纯度在99.5%以上。
氨气内不允许夹带液氨,气氨的输送压力一般为3个绝对压力左右,如果温度太低,管道内一部分气氨就会凝结成液氨,液氨进入中和器后,体积迅速膨胀,反应时产生的热量也急剧增加,这就会造成中和器内剧烈超压,有损于设备,同时还导致氨的损失增加,操作也很难稳定,因此,氨气中更不允许夹带大量液氨。
第二节硝酸硝酸中氮氧化物(折算成N2O4)含量应低于0.15%,氮氧化物含量过高,生成的亚硝酸盐会促进硝铵的分解,造成中和过程中固定氮损失增加。
硝酸中不允许含有氯离子和三价铁离子,因为有氯离子的存在会使不锈钢的腐蚀增强,同时氯离子对硝铵的稳定性也有不利的影响。
铁离子的存在会使硝酸成品的外观呈现棕红色。
为了使原料硝酸不致影响硝铵成品的纯度(或含氮量),要求硝酸灼烧后固体沉淀物含量不应超过0.07%第三节添加剂(防止结块)防水添加剂,一般为有机无二致,通常有石蜡、石蜡重油、凡士林等,它们都有防水性。
(除生产特殊抗水硝铵外,很少采用此类添加剂)惰性无机添加剂,这类添加剂具有不溶于水,不与硝铵反应及粉碎度高的特点。
无机盐添加剂在硝铵中加入少量的无机盐添加剂,可以大大改善硝铵的结块性。
目前我国工业上常用的无机盐添加剂有:石灰石硝酸溶液、白云石硝酸溶液、硼镁矿综合利用的副产品硝酸镁溶液。
但是实际上硝酸钙无机盐添加剂的存在,对改变硝铵的结块性影响是不大的。
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硝酸铵的生产工艺与操作:目录第一节硝酸铵的性质2一、多晶现象3二吸湿性3三、结块性3四、爆炸危险性和起火危险性4第二节硝酸铵生产的几种方法:7一、常压中和造粒法7二、加压中和一段蒸发造粒法8三、加压中和无蒸发沸腾造粒法8四、常压中和二段蒸发真空蒸发结晶生产硝酸铵9第三节氨和硝酸的中和过程10硝酸铵的生产可以分为下列几个主要过程10一、中和反应原理10二·中和过程流程11三·中和主要设备11四,正常操作管理12第四节硝酸銨溶液的蒸发16一蒸发过程原理16二、蒸发流程19三.蒸发主要设备21一.二段蒸发结构如图75所示。
21第五节硝酸銨溶液的结晶31二、结晶流程33三、主要设备维护33四、正常操作管理34第六节硝酸銨成品的包装、贮存及运输38第一节化学分析38第二节自控简介48临沂远博化工有限公司曹守印第一节硝酸铵的性质57安全文件H2O×二氧化硫SO2+ 纯硝酸铵(含35%的氮)为白色结晶。
其中的氮以铵基及硝酸基两种形态存在。
分子量为80.04,纯硝酸铵的熔点为169.1℃,即使含微量的水,其熔点也会降低。
比重介于1.4~1.79克/厘米3之间。
比热(在20~28℃)0.422卡/克、度或87.2千卡/克分子,熔融热16.2卡/克。
硝酸铵在水中的溶解度很大,并随温度的升高而急剧增加,见表32表32 NH4NO3在水中的溶解度硝酸铵溶液的沸点和比重,随浓度的增加而增大。
见表33 表33不同浓度下NH 3NO 3的沸点和比重硝酸铵还具有下列特殊性质。
一、多晶现象硝酸铵具有五种不同的结晶体,每一种晶体,都只有在一定的温度范围内才是稳定的。
硝酸铵的五种晶形如表34所示 表34 硝酸铵的晶体形态34将硝酸铵缓慢加热或冷却时,它可以连续地从一种晶形转化为另一种晶形,并伴随着表34所示的热效应。
如果突然从高温冷却至低温,即可以从一种晶形直接转化为另一种晶形,而不经过中间的晶形。
例如把处于125.2℃的硝酸铵迅速冷却至32.3℃,即可以从晶形Ⅱ直接转化为晶形Ⅲ。
在晶形转化的同时,晶体的结构、密度、比容也随之发生变化,并放出热量。
二吸湿性硝酸铵与其它含氨盐类不同的地方,是具有相当高的吸湿性,这是一个很大的缺点。
吸湿性是指物质由空气中吸收水分的能力。
在某一温度下,当周围大气中水蒸汽压力超过该物质饱和溶液面上的水蒸汽压力时,该物质即吸湿。
反之,则物质将减湿,两者相等时物质即不吸湿也不减湿,而成平衡状态。
由此可见,硝酸铵饱和溶液上面的水蒸汽压力越小,吸湿性就越强。
吸湿性的强弱用吸湿点来衡量。
所谓吸湿点,就是硝酸铵饱和溶液上面的水蒸汽压力与同温度下空气的饱和水蒸汽压力之比,用百分数表示。
空气的温度越高,相对湿度越大,硝酸铵愈易吸湿。
例如30℃时,吸湿点为59.4%,而在10℃时,则为75.3%。
可见,热和潮湿对硝酸铵的储存不利。
三、结块性硝酸铵的结块性,就是当成品硝酸铵储存时,会失去其疏散的性质,而成为固结的产品——硬块。
这使得在工业上及农业上使用硝酸铵时产生困难。
引起硝酸铵结块的主要原因为:(1)硝酸铵能以几种晶体形态存在。
当从一种晶形变成另一种晶形时,晶体形态及其密度和体积都会发生变化。
这样,在一定的条件下,就会使得硝酸铵颗粒间紧密结合,并促成结块。
将硝酸铵制成大颗粒,是减弱其结块的方法之一。
(2)硝酸铵在冷却、干燥条件下,会从它的饱和溶液中析出结晶。
一般在生产中,硝酸铵是在80~90℃和含水分0.2~1.5%时进行包装的。
硝酸铵的温度及水分愈高,溶解于此水分中的硝酸铵也就愈多。
当硝酸铵缓慢冷却时,其溶解度逐渐降低,并从饱和溶液中析出结晶,使硝酸铵颗粒互相结块。
(3)细粒硝酸铵受到很大压力时会由于颗粒互相挤压,引起结块。
(4)硝酸铵的吸湿性。
在储存期间就是没有结块的硝酸铵,也会由于本身具有吸湿性,逐渐吸收水分,而后在干燥或冷却时,也能结块。
因为在此情况下,从硝酸铵的饱和溶液中析出了新的结晶。
用造粒的方法可以减弱硝酸铵的结块性。
在包装之前冷却(至32.3℃以下)硝酸铵,并使成品水分含量尽量减少,也是减低结块的办法。
此外,在硝酸铵中加入添加剂或制成复合肥料,也可以减弱其结块。
成品硝铵经干燥的冷空气冷却,在15℃以下用塑料袋密封包装或造粒加填料都可避免结块。
图57包装时硝铵温度对其结晶性的影响1-含水分为1.3%;2-含水分1.1%;3-含水分0.5%;4-含水分0.9%。
四、爆炸危险性和起火危险性硝酸铵对于震动,冲击或摩擦是不敏感的,也没有自燃地性能。
因此,使用和生产硝酸铵时,只要遵守一定的安全规程,一般说来是比较安全的。
硝酸铵的爆炸主要是由下列原因引起的:(1)纯硝酸铵的热分解;(2)足够猛烈的引信作用;(3)有机物质存在时的热分解;(4)某些无机杂质和金属粉末的影响。
硝酸铵的热分解:在110℃时不断加热纯硝酸铵,则按下式分解:NH4NO3=HNO3+NH3-41300卡(1)此热效应是属于固体盐的。
熔融状硝酸铵的分解过程吸热37.0千卡。
在185~200℃下分解时,生成一氧化二氮和水:NH4NO3=N2O+2H2O+30300卡(2)自230℃或更高的温度开始,分解的速度加快,同时有弱的闪光发生。
此时按下式分解为氮及氧:2NH4NO3=2N2+O2+4H2O(气体)+30700卡(3)熔融状态的硝酸铵按此式分解时,放热量是35千卡。
如果此时分解是在定容下进行的,则温度和压力可达550℃和4500㎏/㎝2。
在快速加热的情况下,反应亦可按下式进行:2NH4NO3=2NO+N2+4H2O+9200卡(4)熔融状态的硝酸铵放热量为13.0千卡。
当温度高于400℃,按下列反应式分解并发生爆炸:4NH4NO3=3N2+2NO2+8H2O +29500卡(5)熔融态硝酸铵按此式分解时放热33.5千卡。
在此温度下也可能发生下列的反应:3NH4NO3=N2O3+2N2+ 6H2O (气体)+23300卡(6)熔融态硝酸铵分解时放热27.0千卡。
当有海棉状的铂存在时,反应进行如下:5NH4NO3=2HNO3+4H2+9H2O +33400 卡 (7)熔融态硝酸铵的反应放出热量37.5千卡。
当爆炸时,硝酸铵分解的总反应最可能是按下式进行的:8NH4NO3=2NO2+4NO +5N2+16H2O (8)总的来说,上述诸方程式在硝酸铵分解时都可能发生。
但实际上分解反应并非同时按照所有的方程式进行。
由于条件的不同,可能某一个反应是主要的,而其它几个反应是进行得较少的副反应。
燃着不含杂质的硝酸铵,会很快地停止燃烧,这是因为分解反应所需要的大量的热比燃烧所放出的热量要多(在温度低于260℃时,硝酸铵的分解总过程是吸热的),从而使得热量的供应不足的缘故。
当包装在袋内的硝酸铵燃烧时成品会熔融并有一部分烧掉。
当在足够的高温下,由有机可燃物引起的火灾因硝酸铵的存在而加剧。
值得提出的关于硝酸铵热分解的概念,人们常常把硝酸铵开始生成气体这个概念同开始分解这个概念混为一谈,这是不精确的,因为严格地说,硝酸铵在温度大大低于开始生成气体的温度时,就以相当的速度进行离解,而离解过程也就是分解过程。
如在生产过程中的一、二段蒸发器中的硝酸铵溶液,在负压下仅90 ~130℃,当蒸发之前的硝酸铵溶液呈中性时,经加热蒸发后,硝酸铵溶液即成酸性。
在蒸发过程中,在一定的温度下延长加热时间,或在一定的加热时间不变的情况下提高加热温度,则经蒸发加热后的硝酸铵溶液的酸度加大。
这是由于硝酸铵离解时氨的扩散速度大于硝酸蒸气的扩散速度。
硝酸铵的分解过程在反应初期,是自动催化反应。
在硝酸铵分解过程中生成的硝酸是起催化剂的作用,分解开始以后,催化作用很快便消失。
关于硝酸铵分解过程中的作用,下面还要讨论到。
引信的影响:干燥的硝酸铵仅在爆炸力强的引信作用下才发生爆炸,含水分高于3%的硝酸铵即使有明显的引爆物作用,有时也很难爆炸。
一般来说,硝酸铵爆炸所需的引暴力比现今一般爆炸物所需的引爆力要大。
文献中记载的硝酸铵爆炸,大多是由于其中含有爆炸物(如:三硝基甲苯等)或是促进硝酸铵分解爆炸的物质(有机物和无机物杂质及金属等)。
有机物质的影响:在一定的压力和温度范围内,硝酸铵含有有机杂质时,它的爆炸和起火危险性会增加。
如硝酸铵浸渍过的有机物,在常温下,遇到二氧化氮气体时,便很容易达到自燃。
在生产过程中,常有条帚、油毡、棉纱、破布等,因接触硝酸铵溶液而自燃。
了解这一点是很重要的。
生产过程中,经常碰到硝酸铵成品水分超过指标,包装后,湿硝酸铵又从牛皮纸内渗析出,而引起着火,很容易造成火灾,严重时产生爆炸。
硝酸铵的粉末中混有有机物质时,使硝酸铵的爆炸危险性增大。
一般认为,包装好的水分较高的硝酸铵,比干的硝酸铵安全。
使用含水分大于 1.0%的湿硝酸铵,比使用含水分0.1%或更低的干燥硝酸铵更安全。
但在实际情况下也常见湿度较大的硝酸铵着火,这里做如下解释,有待进一步研究。
(1)由于稀湿造成包装纸等有机物受到浸渍而自燃。
(2)由于水解热稳定降低产生亚硝酸铵类不稳定物比干燥时易燃烧爆炸。
(3)温度高加速分解放热。
(4)产生游离酸放出原子氧使助燃和自燃加剧。
(5)混入有机杂质。
(6)混入金属物质。
(7)流入易于引燃引爆的物质。
(8)有NO2'产生和存在。
因而单纯认为硝酸铵含水分大就安全也不符合事实。
而且从改善化肥的物理性质,亦即从降低结块性和提高松散性来看,硝酸铵的水分愈小愈有利。
从参考文献中报道的许多事例证明在中和蒸发及结晶过程中,近管水分含量很高,也还是发生过多次的爆炸事故。
近几年来,我国有些小型硝酸铵工厂发生的爆炸事故,大多数都是硝酸铵含量较少、水分较大的系统中产生的。
这些事故很可能与亚硝铵的存在和N2O4等不稳定物质的产生有关,需进一步研究。
无机杂质和金属的影响:熔融的硝酸铵不与铝、铁、水银和锡起反应;但与铋、镉、铜、鎂、铅、镍和锌相互作用,其中尤以镉和铜最活泼。
这些金属促使生成亚硝酸铵,而亚硝酸铵是不稳定的能增加爆炸性能的物质。
因此,在生产和贮存时要防止这些金属落入硝酸铵中。
此外,必须避免用锌制的容器来贮藏硝酸铵,要避免与镀锌的铁皮制成的仓库墙壁相接触,尤其是在长期贮藏硝酸铵时,铬酸盐。
高锰酸盐、硫化物、氯化物亦同样能促使硝酸铵分解。
硝酸铵与强酸(硫酸、盐酸、硝酸、)结合,发生氧化放热反应,从而促使硝酸铵温度升高至燃点引起着火,严重时产生爆炸的危险。
特别应当强调的是硝酸对硝酸铵作用。
前面谈到,在硝酸铵分解过程中生成的硝酸是对分解过程起催化作用的。
在硝酸铵中添加硝酸时,硝酸铵的分解速度急剧增大。
研究证明:在硝酸铵中加入5%的硝酸时,硝酸铵于200℃时的分解速度加大了99倍。
并且:硝酸铵于175~230℃时的分解速度与加入硝酸铵中的硝酸(或硝酸铵离解所生成的硝酸)的浓度成比例。