肥料生产的基本原理

《肥料生产的基本原理》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、肥料生产的基本原理　　第五、第六和第七章讨论了各种含氮、磷、钾肥料物质的特性及应用。本书目的不是详细阐述这些肥料的生产工艺，因其是肥料技术课程上讨论的内容。然而，了解肥料生产中的基本反应，有助于更好地认识其对土壤肥力的重要作用及在农业中的地位。　　本章将讨论氮肥、磷肥和钾肥生产所涉及的各种反应及工艺。只有几种化合物的生产对第五、第六和第七章中论述的许多产品是必不可少的，因此本章叙述了生产这些基础材料的化学反应。　　另外，本章还将介绍用基础肥料物质配制多养分固体和液体肥料产品的工艺，讨论掺混固体和液体肥料中各方面的问题，考察肥料-农药混成品，还介绍了有关肥料法规和管理的内容

2、及消费者利益的保护等有关知识。　　第一节氮肥　　在这一节，我们主要讨论氮肥合成的基本过程。所有合成氮肥的生产都必须固定大气中的氮。就此目的而言，占大气成分近80%的氮可谓取之不尽。　　实际上，直到19世纪末，这一无限丰富的氮资源才以化合物态为人类所利用。当然，共生细菌、非共生细菌以及大气放电也固定了一部分氮，但大规模的商业性固氮还仅是近些年的事。　　固定单质氮有三种基本方法：①合成氨法，由氮和氢合成氨气；②氰氨法，氮与碳化钙反应；③氮的直接氧化法。　　一、合成氨法　　目前，所用合成氨法几乎都是1910年德国发明的哈伯-勃赤法（Haber-Boschprocess）的改良工

3、艺。氮与氢于1200℃在以加有钾、氧化铝和钙的磁铁矿（Fe3O4）为催化剂的作用下反应合成氨。因采用的改进方法不同，反应所需压力介于200~1000大气压之间。该反应化学方程式如下：　　3H2+N2→2NH3　　一般这两种反应底物的17%~28%可转化为氨。　　反应所用氢可由数种来源获得，其主要来源列于表10-1。在讨论蒸汽转化问题之后，还将谈到其他含氢原料。另外，如果能使用成本低廉的水力电能，也可用电解水法制取氢。值得注意的是，1971年前的40年间，加拿大不列颠哥伦比亚省特雷尔生产氨用的都是电解氢。合成氨所需氮全部取自空气。　　目前，世界70%以上的氨生产是用天然气。

4、天然气的化学组成如表10-2所示。　　甲烷及其他常用原料必须经裂解释放出氢来，才能与氮化合。世界氨产量的80%以上都是采用蒸汽转化法获得氢。图10-1示出了典型的蒸汽转化工艺中主要的反应和反应所需压力。制氨分3个主要步骤：原料气的制备、提纯及氨的合成。(表：表10-11971-1975年世界用于氨生产的主要原料及对未来的预测)原料占氨产量的百分数(%)197119751980198519902000天然气606271.571.069.568.0石脑油201915.013.08.56.5肥料生产的基本原理　　第五、第六和第七章讨论了各种含氮、磷、钾肥料物质的特性及应用。本书

5、目的不是详细阐述这些肥料的生产工艺，因其是肥料技术课程上讨论的内容。然而，了解肥料生产中的基本反应，有助于更好地认识其对土壤肥力的重要作用及在农业中的地位。　　本章将讨论氮肥、磷肥和钾肥生产所涉及的各种反应及工艺。只有几种化合物的生产对第五、第六和第七章中论述的许多产品是必不可少的，因此本章叙述了生产这些基础材料的化学反应。　　另外，本章还将介绍用基础肥料物质配制多养分固体和液体肥料产品的工艺，讨论掺混固体和液体肥料中各方面的问题，考察肥料-农药混成品，还介绍了有关肥料法规和管理的内容及消费者利益的保护等有关知识。　　第一节氮肥　　在这一节，我们主要讨论氮肥合成的基本过程

6、。所有合成氮肥的生产都必须固定大气中的氮。就此目的而言，占大气成分近80%的氮可谓取之不尽。　　实际上，直到19世纪末，这一无限丰富的氮资源才以化合物态为人类所利用。当然，共生细菌、非共生细菌以及大气放电也固定了一部分氮，但大规模的商业性固氮还仅是近些年的事。　　固定单质氮有三种基本方法：①合成氨法，由氮和氢合成氨气；②氰氨法，氮与碳化钙反应；③氮的直接氧化法。　　一、合成氨法　　目前，所用合成氨法几乎都是1910年德国发明的哈伯-勃赤法（Haber-Boschprocess）的改良工艺。氮与氢于1200℃在以加有钾、氧化铝和钙的磁铁矿（Fe3O4）为催化剂的作用下反应合

7、成氨。因采用的改进方法不同，反应所需压力介于200~1000大气压之间。该反应化学方程式如下：　　3H2+N2→2NH3　　一般这两种反应底物的17%~28%可转化为氨。　　反应所用氢可由数种来源获得，其主要来源列于表10-1。在讨论蒸汽转化问题之后，还将谈到其他含氢原料。另外，如果能使用成本低廉的水力电能，也可用电解水法制取氢。值得注意的是，1971年前的40年间，加拿大不列颠哥伦比亚省特雷尔生产氨用的都是电解氢。合成氨所需氮全部取自空气。　　目前，世界70%以上的氨生产是用天然气。天然气的化学组成如表10-2所示。　　甲烷