Технология карбамида - Горловский Д.М.
Скачать (прямая ссылка):
Мы искренне признательны всем, кто совместно с нами участвовал в исследованиях и разработках, результаты которых приведены в книге, и помогал в работе над ней: проф. Б. Н. Басаргину, Т. М. Богдановой, В. А. Бордукову, Е. А. Гирбе, В. А. Горбу-шенкову, А. И. Гусеву, Ю. И. Гущину, Г. Н. Зиновьеву, Л. К. Зиновьевой, А. Б. Карлик, П. Е. Коршунову, В. В. Лебедеву, Б. П. Мельникову, Ю. К- Мельникову, А. В. Орехво, А. П. Померанцеву, Л. Н. Расинон, Ю. А. Сергееву, Н. В. Сима-гину, С. М. Симонову, К- Н. Синевой, Я. С. Теплицкому, а также С. М. Арефичевой, X. П. Зельцбург, А. К- Ипатовой, Н. Н. Ka-линиченко, О. А. Потрясаевой, Т. Г. Финкельштейн, Н. В. Аля-евой, Г. В. Семиной, Т. И. Головковой.
Замечания и предложения читателей, направленные на улучшение содержания книги, будут встречены с вниманием и учтены в дальнейшей работе.
Авторы
ВВЕДЕНИЕ
В течение столетия после исторического синтеза мочевины1 из цианата аммония, осуществленного Велером в 1828 г., было открыто свыше пятидесяти способов получения этого продукта [1 ], например, из фосгена и аммиака, окиси углерода и аммиака, путем гидролиза цианамида и др. Знаменательным фактом является то, что обладающий бесспорными преимуществами единственный способ, применяющийся в мировой промышленной практике, был открыт видным русским химиком и плодоводом А. И. Базаровым.
Учитывая широкий размах, который приобрело использование реакции Базарова в промышленности, можно считать, что его имя достойно быть в ряду имен других крупных ученых, прославивших русскую науку [2].
Базаров ставил опыты по длительному нагреванию в запаянных трубках карбаминовокислого и углекислого аммония и получил карбамид. Открытая русским химиком реакция
2NH3 + CO2 = NH2COONH4 = СО (NH2)2 + H2O
по праву должна именоваться реакцией Базарова. Карбамид в продукционной смеси был идентифицирован исследователем как в свободном состоянии, так., и в виде типичных для него двойных соединений с азотной и щавелевой, кислотами. » Естественно, сто лет назад Базаров не имел возможностей для реальной оценки значения своего открытия и перспектив практического его использования. Для него упомянутые опыты были лишь одним из этапов проводившегося систематического исследования строения различных соединений азота. Тем не менее, с целью проверки возможности сдвига равновесия реакции в сторону целевого продукта, Базаров предпринял попытку введения в смесь исходных веществ ряда водоотнимающих агентов, в частности, абсолютного C2H5OH. Однако, в этих опытах карбамид получить вообще не удалось. Карбамид был зафиксирован лишь в тех опытах, где нагревался чистый карбамат аммония без всяких добавок. В свете современных представлений очевидно, что неудача Базарова в опытах с добавками была обусловлена столь малой степенью заполнения трубки карбаматом аммония, когда конверсия ничтожно мала.
Особенно большое влияние на творческую судьбу ученого оказала работа под руководством А. М. Бутлерова (Петербург, 1869—1870 гг).
При жизни Базарова открытый им способ получения карбамида практически не использовался. Первая в мире промышленная установка по производству карбамида из аммиака и диоксида углерода была пущена в 1922 г. в Германии. За истекшие с того момента полвека реакция Базарова была тщательно и всесторонне
1 В отечественных изданиях все чаще используют другой термин — карбамид, который отражает природу и строение этого вещества.
изучена [3]. Среди проведенных исследований видное место занимают работы советских ученых Г. А. Яковкина, А. И. Красиль-щикова, Б. А. Болотова, Г. Д. Ефремовой, Н. А. Гольдберга и др. Пионерами промышленного освоения производства карбамида в нашей стране являются инженеры В. В. Святухин, Н. М. Павлов, И. П. Белоусов.
Сейчас производство карбамида, получившего в последние годы всеобщее признание в качестве наиболее эффективной формы азотных удобрений [4], по сравнению с производствами других продуктов азотной промышленности развивается наиболее интенсивно (табл. 1—3).
Таблица 1. Мировые мощности по производству связанного азота и карбамида [4]
Мощность (млн. т азота) на начало года
1971
1976
1981 (оценка)
Азот, всего............
46,9
72,1
117,2
в том числе
карбамид ...........
12,1
20,8
44,2
25,7
28,8
37,5
Таблица 2. Мировое производство азота и доля в ассортименте основных форм азотных удобрений [4] (млн. т азота)
Производство и удельный вес удобрений
Годы
I960 — 1961
1965 — 1966
1971 —
1972
1974 — 1975
1980 — 1981 (оценка)
Общее производство азотных
удобрений (млн. т азота)
11,2
19,7
33,9
45,6
72,0
В том числе доля (в %):
25
сульфата аммония. . .
19
9
8
—
нитрата аммония 1 . .
28
29
26,2
24
—
карбамида ......
8
12,3
21,4
28
37,5
Включая известково-аммиачную селитру и сульфат-нитрат аммония.
Таблица 3. Мощность производства карбамида (тыс. т) в зарубежных странах — крупнейших производителях [4]
