آمونیاک – آمونیوم

معرفی آمونیاک

آمونیاک مهمترین محصول پایه در صنعت جهانی نیتـروژن بـه شـمارمـی رود. تقریبـا تمـام آمونیـاک تولیدی در جهان به صورت بی‌آب و از واکـنش کاتـالیزوری نیتـروژن (از هـوا) و هیـدروژن (از یـک منبـع هیدروکربنی که معمولا گاز طبیعی می‌باشد)، تحت دما و فشار تولید می‌گـردد. آمونیـاک در دمـا و فـشار نرمال بصورت گاز می باشد که به لحاظ فراریت و اتلاف (در طی فرآیندهای تبدیل به مـواد دیگـر، حمـل ونقل و نگهداری)، تقریبا۱۰% از این ماده تولیدی، هیچگاه به بازار مـصرف  نمـی‌رسـد. کودهـا ی شـیمیایی نیتروژنی تقریبا  ۸۵% از کل مصرف نهایی آمونیاک را به خود اختصاص می دهند. بعد از شناخت مقادیر و چگونگی خصوصیات و طبیعت باروری معدنی توسـط  لیبیـگ در سـال۱۸۴۰، ترکیبات نیتروژن با مقادیر زیاد به عنوان جزیی از کودهای معدنی مورد استفاده قرار گرفتند. در اواخر قـرن گذشته آمونیاک به عنوان یک محصول جانبی از تقطیر تخریبـی زغـال سـنگ در واحـدهای پخـت کـک، بازیابی شده است .سولفات آمونیوم تولید شده به عنوان یـک  کـود  مـورد  اسـتفاده  قـرار گرفتـه اسـت.کـود نیتروژنی دیگر کلسیم سیانامید می باشد که از ۱۸۹۸ به بعد با فرآیند” فرانک کارو” تولید  می گردد .هر دو منبع نیتروژنی فوق از نظر مقدار محدود هستند و برای عمل بارور سازی کافی نمـی‌باشـند. از ایـن رو لازم بود که نیترات پتاسیم حاصل از ته نشینی های طبیعی در شیلی مورد استفاده قـرار گیرنـد. در سـال ۱۹۱۳  فرآیند هابر- بوش که اولین سنتز اقتصادی آمونیاک از اجزایش بود، مورد استفاده قـرار گرفـت. پـس از آن واحدهای دیگر آمونیاک تاسیس شد و آمونیاک سـنتزی و مـشتقات آن در کوتـاه مـدت جـایگزین  نیتـرات پتاسیم شدند.

معرفی آمونیاک و مشخصات فیزیکی و شیمیایی

امروزه آمونیاک یک کالای تجاری صنایع شیمیایی بوده و ظرفیت جهـانی آن در سـال ۲۰۰۳ بـالغ  بـر ۱۶۰ میلیون تن بوده است. در کاربردهای غیرکشاورزی آمونیاک استفاده از گرید تجـاری  ایـن مـاده کفایـت مـی‌کند. این کاربردها عبارتند از: تولید اسید نیتریک و مواد واسطه شیمیایی دیگر برای مـواد منفجـر شـونده، الیاف، پلاستیک ها، رزین ها و الاستومرها، همچنین تولید آمین ها و نیتریـلهـا، اسـتخراج سـنگ معـدن فلزات، شناورسازی سنگ معدن فسفات، تصفی پساب و تهیه خمیر کاغذ سـولفیت از گریـد  بـسیار  خـالص آمونیاک عمدتا در عملیات حرارتی بر روی فلزات، تبرید و کاربردهای صـنعتی  کوچـک دیگـر اسـتفاده  مـی‌گردد. از نقطه نظر خواص فیزیکی و شیمیایی، آمونیاک یک گاز بی رنگ، تند و اشتعال ناپـذیر  در دمـا  و فـشار نرمال می باشد .این گاز سبک تر از هوا بوده، سمی نمی باشد .اما یک قلیای قوی است که بر روی بافتهای انسان تاثیر خورندگی قوی دارد .در سطح دریا و فشار اتمسفریک، دمای نگهـداری  آمونیـاک،  بایـد ^oC33- باشد، حال آن که در ارتفاعات بالاتر به دماهای کمتـری  نیـز  نیـاز  اسـت  .در دمـای  اتمـسفریک  ^oC ۴۰-۰ محدوده فشار بخار این ماده بین۴ تا ۱۵ اتمسفر است .آمونیاک حلال معدنی خوبی می باشد .قدرت یـونیزه کردن آن مشابه آب بوده و یک حلال الکترولیتی عالی است .در بین تمام حلال ها، خواص آمونیاک بـیش  از همه به خواص آب نزدیک است و بعد از آب، دومین حلال قوی برای نمک هاست .به لحـاظ  قابلیـت یـونیزه کردن بسیار بالای این ماده، هدایت الکتریکی برخی نمک ها در این حلال حتی بهتـر از هـدایت الکتریکـی آنها در آب می باشد .گرمای تبخیر آن، به جز آب از دیگر مایعات، بیشتر است .دمای بحرانی، فشار بحرانی و حتی نقطه جوش نرمال آن، بالا و تقریباﹰ در حد آب می‌باشد. جدول زیر خواص فیزیکی آمونیاک را ارائه می دهد :

خواص فیزیکی و شیمیایی آمونیاک

آمونیاک برای انحلال چندین فلز قلیایی خاکی و بسیاری از ترکیبات آلی و معدنی، حلال خـوبی اسـت. از این ماده در استخراج مس از سنگ معدن آن، به عنوان یک عامل لیچینگ استفاده می گـردد. آمونیـاک همچنین بهترین حلال ترکیبات نیتروژنی است. از نظر تولید، توزیع و فروش آمونیاک، دما و فشار نگهداری این ماده از اهمیت بسزایی برخوردار است .همانگونه که در جدول فوق اشاره گردید، برای نگهداری این ماده در سطح دریا در فشار اتمسفریک ، این ماده را باید تا oC۳۳ – سرد کرد. در ارتفاعات بالاتر، سرد سازی تـا دماهای کمتر نیز ضروری است. در دمای محیط  oC ۴۰-۰، متوسط فشار بخار این مـاده ۴ الـی ۱۵ atm است. در کل، حمل و نقل و نگهداری آمونیاک به تجهیزات خاص و افراد آموزش دیـده  نیـاز  دارد. در مـورد ایمنی کاربرد آمونیاک، نگرانی های موجود از مقدار نیترات آب هـای زیرزمینـی، کـاربرد آمونیـاک در تهیـه کودهای شیمیایی نیتروژنه را تحت تأثیر قرار می دهد.

موارد کاربرد آمونیاک

کودهای شیمیایی نیتروژنی تقریباً ۸۵% از کل مصرف نهایی آمونیاک را به خود اختصاص می‌دهند.کاربردهای نهایی این ماده پر ارزش، در زیر آمده است:

الف) محصولات پایین‌دستی: اوره، اسید نیتریک، نیترات آمونیوم، سولفات آمونیوم، فسفات آمونیوم، محلول و دیگر کودهای شیمیایی

ب) کاربردهای مستقیم آمونیاک به صورت بی‌آب و محلول بعنوان کود شیمیایی.

ج) مصارف شیمیایی: آکریلونیتریل، کاپرولاکتام، آمین‌ها و نیتریل‌ها

د) مصارف جزئی دیگر: متالورژی، کاغذ و خمیر کاغذ، تبرید، کنترل آلودگی هوا، شوینده‌های خانگی وغیره.

 معرفی کاربردهای محصول

انواع گریدهای آمونیاک

آمونیاک دارای گرید نمی باشد و بصورت گاز تولید می شود .

استانداردهای محصول و حمل و نقل

برای نگهداری، انتقال و کار با آمونیاک استانداردها و قوانین مشخصی توسط کشورهای مختلف وضع شده اند. استانداردهایی چون TRG، TRB استانداردهای تخصصی استانداردهای GSVE, GGVS, RID, ADR, ADMR نیز قوانین مربوط به حمل و نقل آمونیاک را مشخص می‌کنند. استاندارد DIN نیز قوانین مشخصاتی را درباره طراحی دستگاه ها ارائه می‌دهد.در جدول زیر برخی از استانداردهای ملی آمونیاک به عنوان نمونه ارائه شده است.

 استاندارد ملی آمونیاک

در جدول زیر برخی از استانداردهای ملی اوره به عنوان نمونه ارائه شده است.

استاندارد ملی اوره

بررسی مسائل ایمنی و زیست محیطی آمونیاک

آمونیاک، گازیست قابل اشتعال و حدود اشتعالش ۱۶ تا ۲۵ درصد حجمی گاز آمونیاک در هوا می‌باشد. حضور مواد نفتی و دیگر مواد قابل اشتعال، خطر حریق را افزایش می‌دهند. محلول غلیظ اکسید نقره از محلول آمونیاک حل شده و تولید فولمینات نقره به فرمول  CNOAg می‌نماید که ماده ای شدیدا قابل انفجار است همچنین گاز آمونیاک در اثر حرارت از ۴۰۰ درجه به بالا تجزیه شده و تولید هیدروژن می‌نماید.

 بررسی مسائل زیست محیطی آمونیاک

در بخش مقالات به معرفی دسته ای از محصولات  شیمیایی پرداخته شده است.شایان ذکر است محصولات نام برده شده شامل مطالعات امکانسنجی می باشد. در گزارشات امکانسجی به وضعیت بازار،فرایندهای تولید و اطلاعات سرمایه‌گذاری مورد نیاز پرداخته شده  که تمامی این اطلاعات قابل ارائه به مشتریان می باشد.

این مقالات توسط شرکت آلما شیمی پاسارگاد برای شما تهیه شده است.