Atmosfera azotini bog‘lash muammosi va uning hal etilishi

Yuklangan vaqt:

20.11.2024

Ko'chirishlar soni:

0

Hajmi:

14183.169921875 KB

Ko'chirib olish

13-Mavzu: Atmosfera azotini bog‘lash muammosi va
uning hal etilishi.
Reja:
1. Azotning tabiyatda aylanishi.
2. Azot birikmalarining ishlatilishi.
3. Atmosfera azotini biriktirib olishning uch usuli.
4. Ammiak sintezi uchun azot vodorodli aralashmaning
olinishi va tozalash usullari

•
Tayanch iboralar: ko‘mir, neft, torf, slanes, Konversiya usuli, Ammiakli
usulda, Elektr vov (plazma) usuli.
Azot tabiatda erkin holda va birikmalar shaklida bo'ladi. Azotning asosiy qismi
atmosferada (massa bo'yicha 75,6%) erkin holda bo‘ladi. Birikmalar shaklida
esa yer po‘stlog‘ining 0,4 % ini (massa bo‘yicha) azot tashkil etadi. U turli
organik moddalar tarkibida, odam, hayvonlar va o‘simliklar organizmida,
qazilma boyliklar, ko‘mir, neft, torf, slanes tarkibida uchraydi.
Anorganik birikmalar shaklida azot kam uchraydi. Uning natriy nitrat tuzi
(Chili selitrasi) Chilida va janubiy Afrikada, kaliy nitrat (Hind selitrasi) esa
Hindistonda topilgan.
Ma’lum miqdor ammoniy sulfat tuzi ko‘mirni kokslashdan olinadi. Azot tirik
tabiatda odamlar, hayvonlar va o‘simliklar hayotida benihoyat muhim rol
o‘ynaydi, muhim ozuqa mahsuloti hisoblanadi. U oqsil tarkibiga kiradi.

Organizmda muhim biokimyoviy jarayonlarda ishtirok etadi. Ammo
odam va hayvonlar, o‘simliklar, mikrorganizmlar tanasida oqsillar yoki
boshqa organik moddalar (fermentlar, vitaminlar, garmonlar, nuklein
kislotalar va boshqalar ) sintezida elementar holdagi azot emas (u juda
inert elementdir, uning disotsiyalanish energiyasi 945 kJ/mol ‘ bo‘lib,
atomlari orasidagi bog‘lar juda mustahkamdir, taqqoslash uchun xlor
molekulasining dissotsiyalanish energiyasini 243 kJ/mol olish mumkin),
balki uning birikmalari ishtirok etadi.
Azot birikmalari bo‘yoqlar, plastmassalar (aminoplastlar) kimyoviy
tolalar (kapron, neylon, enant, poliamid tolalar) suratkashlik preparatlari,
dori-darmonlar, portlovchi moddalar, azotli o‘g‘itlar, ammiak va nitrat
kislotasi va boshqa o‘nlab xalq xo‘jaligi uchun muhim bo'lgan qator
mahsulotlar ishlab chiqarishda ishlatiladi.

XX asming boshlarida atmosfera azotini
biriktirib olishning uch usuli topildi:
1 ) sianamidli usul;
2 ) elektr yoy usuli;
3) ammiak sintezi usuli.
Sianamidli usulda ( 1904-vilda A. Frak
va N. Karolar bu usulni kashf etishgan)
yuqori haroratda ohakka ko‘mir qo‘shib
maxsus pechlarda qizdiriladi.
So‘ngra hosil bolgan kalsiy karbid
sianamidga aylanadi.
CaO + 3C = CO + CaC2
CaC2 + N2 = Ca(CN)2 + С+301/uE

Kalsiy sianamid, sianamid NH2CN ning hosilasi bo‘lib, kukunsimon
kulrang modda (sianamidning tuzilishi quyidagicha H2N-C=N).
Unga suv bug‘i ta’sir ettirilganda, osonlikcha parchalanib, ammiak va
kalsiy karbonatga aylanadi
Ca(CN)2 +3H2O=CaCO3+2NH3+75 kJ
Shu usulga asoslangan birinchi ammiak zavodi 1905-yilda Italiyada
qurilib ishga tushirildi. Uning mahsuldorligi 4 ming t/yilga teng bo'lgan.
Bu usulda ishlab chiqarilgan ammiak qimmatga tushar edi, 1t
sianamidga 12000 kVt elektr energiyasi sarflanadi.
Kaltsiy siyanidi Ca(CN)2 noorganik kimyoviy birikma, ishqoriy yer
metalli kaltsiy va gidrosiyan kislotasining tuzi.
Oddiy sharoitda u oq kukun yoki kristalldir. U sianidlarga xos achchiq
bodom hidiga ega.Suvli eritmalarda va nam havoda gidrolizlanadi,
vodorod siyanidi ajralib chiqadi. Boshqa siyanidlar kabi u juda zaharli
hisoblanadi.

•
Elektr yoy (plazma) usuli (1905-yilda kashf etilgan).
•
Atmosfera azotini past haroratli plazmada (2200 К dan yuqori haroratda)
to‘g‘ridan to‘g‘ri kislorod bilan oksidlashga asoslangan (elektr uchqunida
azot yonishini 1785-yilda Kavendish va Pristl i topgan edi).
•
Past haroratli havo plazmasi bu ionlashgan havo bo‘lib, gaz ionlari va erkin
elektronlardan iborat bo‘ladi.
•
Plazma holati yuqori chastotali elektr yoyida gazlaming zaryadsizlanishidir,
yadro peaksiyalarida kuzatiladi.
•
Plazma usuliga asoslangan birinchi zavod 1905-yilda Norvegiyada X.
Birkelanda va S. Eyde usuli asosida qurilib ishga tushirildi . Bu usulda ko‘p
energiya sarflanadi. (1t NO olish uchun 60 000 kVt/s elektr energiyasi
sarflanadi.) NO ning unumi past (5%) bo‘ladi. NO ning tannarxi qimmatga
tushadi.

Ammiakli usulda N2 to‘g‘ridan to‘g‘ri H2 bilan biriktiriladi.
Bu haroratda , bosim va katal izator ishtirokida boradi. Bu usulda olingan
ammiakning tannarxi ancha arzonga tushadi. Hozirgi vaqtda bu usul
ammiakni sanoatda ishlab chiqarishning birdan bir usulidir. Bu usulni
ancha vaqtgacha qo‘llashning iloji bo‘lmadi.
Chunki bunda yuqori bosim (1000 atm. gacha) talab qilinardi. Yuqori
bosimni faqatgina XX asrning 10-yillarida hosil qilish mumkin bo‘ldi.
Bu usulni birinchi bo‘lib 1908-yilda nemis olimi Gaber kashf etdi, 1913-
yilda uni ishlab chiqarishga tatbiq etdi. Bu kashfiyot uchun 1920- yilda
Nobel mukofotiga sazovor bo‘ldi.
Bu usulga asoslanib birinchi zavod Germaniyada qurildi, uning
mahsuldorligi 20—25 t/sutkaga teng bo‘lib, reaksiya 200—225 atm.
bosim va 550° С haroratda, katalizator ishtirokida olib boriladi.
Unumi 8—9 % ga teng.

Hozirgi paytda (ammiak) atmosfera
azotini biriktirib olishning
mikrobiologik usuli kashf etilgan.
Hech qanday yuqori haroratsiz,
bosim va katalizatorsiz laboratoriya
sharoitida atmosfera azotini biriktirib
olish mumkinligi aniqlandi.
Kelajakda ushbu usul bilan juda
arzon azot birikmalari ishlab
chiqarish yo'lga qo'yiladi.
Hozirgi vaqtda O‘zbekiston
Respublikasida kontakt usuli bilan 2
mln t ga yaqin ammiak ishlab
chiqariladi.

Ammiak sintezi uchun azot vodorodli aralashmaning olinishi va tozalash
usullari:
•
Ammiak sintezi uchun 1:3 nisbatda azot vodorodli aralashma kerak bo'ladi.
Azot sanoatda suyuq havodan ajratish yo‘li bilan olinadi.
•
Havo tarkibi hajm jihatdan o'lchanganda 78% azot, 21% kislorod va 0,94%
argondan iboratdir. Yana havo tarkibida oz miqdorda CO2 , H2, Ne, He, Kr, Xe
lar uchraydi.
•
Havo avval katta bosimda siqilib sovitiladi, suyultiriladi, so'ngra suyuq havo
tarkibidagi komponentlarning qaynash haroratlarining har xilligidan foydalanib
(Q. t: N2= -195,80; O2= -183,0; Ar = -185,7°C) rektifikatsiya minoralarida
fraksiyalarga ajratlib toza holda N2, O2 va Ar olinadi.

•
Vodorod sanoatda turli yo'llar bilan olinadi:
1) metan va uni gomologlarining konversiyasi;
2) qattiq yoqilg'ini gazga aylantirganda hosil bo‘lgan SO ning konversiyasi;
3) koks gazlarini ajratish;
4) suvni yoki NaCl eritmasini elektroliz qilish orqali olinadi.
•
Iqtisodiy ko‘rsatkichlari jihatidan eng arzon va asosiy sanoat usuli birinchi
usuldir.
•
Metan konversiyasining (konversiya lotincha conversion so‘zidan olingan
bo‘lib, o‘zgarish, aylanish ma’nosini anglatadi) birinchi mahsuloti sintez
gaz (mCO+nH2) deb ataladi.
•
U vodorod olishdan tashqari metanol sintezi, yuqori molekular og'irlikka
ega bo‘lgan spirtlar sintezi, sintetik benzin sintezi va boshqalar (so‘nggi
paytlarda CO gazi temir rudalaridan, temimi qayta ishlab toza temir
olishda ham ishlatila boshlandi). sintezida ham ko‘p ishlatiladi.

•
Konversiya usuli metanni suv bug‘i yoki kislorod bilan oksidlanishiga
asoslangan:
CH4 + H2O = CO + 3H2
С H4 , + 0,5 O 2 = CO + 2H2
•
Keyin hosil bo‘lgan CO ni suv bug‘i bilan konversiya qilinadi.
CO + H2О = СО 2 + H2
Metanning suv bug'i bilan konversiyasi reaksiyasini umumiy holda
quyidagicha yozish mumkin:
С H4 + 2H2O = CO + 4H2 (endotermik reaksiya)
Metan va CO konversiyalari katalizator ishtirokida (CH4 uchun nikel, CO
uchun temir, xrom, rux-xrom-misli katalizatorlar qo‘llaniladi) boradi.
Rux-xrom-misli katalizator qo‘llanganda CO konversiyasi past haroratda
(250 — 300°C) boradi.

•
Konversiyalangan gaz tarkibida qolgan CO ning miqdori 0,2 - 0,4 % dan (hajm
bo‘yicha) oshmaydi.
•
Bunday hollarda ko‘pincha CO dan tozalash uchun absorbsion usul o‘rniga faqat
metanlash-gidrogenlashdan foydalanish mumkin.
•
Yuqorida keltirilgan reaksiyalardan ma’lumki, olingan vodorod gazi toza emas,
tarkibida 30 % gacha CO2, 0,5—4 % gacha CO saqlaydi.
•
Ozroq miqdor O2 birikmalari bilan ifloslangan bo‘ladi. Bu aralashmalar ammiak
sintezida ishlatiladigan katalizatomi zaharlaydi. Shuning uchun ularni tozalash kerak
bo'ladi.
•
AMMIAK SINTEZI KATALIZATORI
•
Ts 00203068-31:2015 (TIF TN kodi 381 590 9000)
•
Ammiak sintezi katalizatori 15 dan 55 MPa gacha bo’lgan bosimda, 400
o
C dan
600
o
C gacha bo’lgan haroratda ishlash uchun mo’ljallangan. Ikki markada :
(oksidlangan)
«CA-C» va (qayta tiklangan) «CA-CB» Markalarida chiqariladi.
•
«CA-CB»
katalizatori «CA-C» katalizatorini azotli vodorod aralashmasi orqali qayta
tiklash yo’li bilan ishlab chiqariladi.

Ko’rsatkichlarning nomlari Markalar
«CA-C» «CA-CB»
Maydalangan katalizator uchun tashqi ko’rinish
Notekis shakldagi qora donachalar
Fraksiyalarning granulometrik o’lchami: 5÷7
7÷10
10÷15
78
3 5÷7
7÷10
10÷15
78
3
a) fraksiyalar va donalar o’lchami , mm
2,7÷0,2 2,1÷0,2
b) me'yorlashtiriladigan fraksiyaning massa ulushi %, kam emas
31÷40 me'yorlanmaydi
v) o’lchami 0,5 mm gacha bo’lgan fraksiyaning massa ulushi %, kam
emas me'yorlanmaydi 72
Hajmiy zichlik, kg/dm 3
0,8÷1,2 1,0÷1,5
Temir (FeO) (II)oksidining massa ulushi, %
2,4÷3,8 3,1÷4,9
Metalli temirning massa ulushi, %
1,9÷3,1 2,4÷4,0
Kaliyning massa ulushi kaliy oksid (K
2 O) ga qayta hisoblanganda, %
0,7 0,9
Alyuminiyning massa ulushi alyuminiy (Al
2 O
3 )(III) oksidga qayta
hisoblanganda, % 0,015 0,019
Kalsiyning massa ulushi kalsiy oksid SaOga qayta hisoblanganda, %
20 20

Vodorodni begona aralashmalardan tozalashning turli usullari
qo‘llaniladi:
a) qattiq sorbentlar bilan aralashmalami adsorbsiyasi;
Bu usul bilan begona qo‘shimchalar kam bo‘lganda (C saqlovchi
birikmalarda) qo‘llaniladi;
b) suyuq sorbentlar bilan absorbsiyalanish;
b) usul CO2 va CO lardan tozalashda ishlatiladi;
d) chuqur sovitish bilan aralashtirmalami kondensatlash;
d) usul qimmatga tushganligi uchun hozirgi paytlarda ammiak ishlab
chiqarishda qo‘llanilmaydi (azotning boshqa birikmalari sanoatida
qo‘llanilmoqda);
e) kattalik gidrogenlash va boshqalar.
e) usul CO2, CO va O2 ning miqdori kam bo'lganda qo‘llaniladi.

Farg ona Azot ʻ - O‘zbekistonda mineral azotli o‘g‘itlar, defoliantlar
va
sellyuloza atsetatlar ishlab chiqaruvchi yirik korxonalardan biri. To liq ʻ
nomlanishi "FARG‘ONAAZOT" aksiyadorlik jamiyati bo lib, bosh ofisi
ʻ
Farg ona shahrida joylashgan.
ʻ
•
1962-yil sentabr oyida birinchi mahsulot - ammiakli selitra ishlab
chiqarildi. Ayni sanada birinchi marta ammoniy nitrat olindi.
•
Ammiak ishlab chiqarishning birinchi bosqichi 1964-yilda, ikkinchi navbati
esa 1968-yilda Moskvadagi Ammiak ishlab chiqarish davlat instituti
loyihasi asosida ishga tushirildi.
•
1965-yildan ammiak suvi, texnik kislorod, magniy xlorat,
•
1967-yildan kuchsiz azot kislotasi ishlab chiqarila boshlandi.
•
1985-yilda karbamid ishga tushirildi

https://youtu.be/kgLYir9S1y4
•
SUYUQ AZOTLI FAKTLAR
•
Suyuq azot - bu suyuq havoni fraksiyonel distillash bilan tijorat maqsadida
ishlab chiqariladigan azot elementining suyultirilgan shakli.
•
Azot gazi singari, u kovalent bog'lanishlarni taqsimlovchi ikkita azot atomidan
iborat (N
2 ).
•
Ba'zida suyuq azot LN deb belgilanadi, LN yoki LIN.
•
Birlashgan Millatlar Tashkilotining raqami (UN yoki UNID) - bu yonuvchan
va zararli kimyoviy moddalarni aniqlash uchun ishlatiladigan to'rt xonali kod.
•
Suyuq azot BMTning 777 raqami sifatida aniqlanadi.
•
Oddiy bosimda suyuq azot 77 K (-195,8 ° C yoki -320,4 ° F) da qaynaydi.
•
Azotning suyuqlikni gazga kengayish koeffitsienti 1:694 ni tashkil etadi, ya'ni
suyuq azot qaynab, hajmni azotli gaz bilan tezda to'ldiradi.

•
Azot toksik emas, hidsiz va rangsizdir. Bu nisbatan inert va yonuvchan emas.
•
Azot gazi xona haroratiga yetganda havodan biroz engilroq bo'ladi. U suvda
ozgina eriydi.
•
Azot birinchi marta 1883 yil 15 aprelda polshalik fiziklar Zigmunt
Vroblevskiy va Karol Olszevski tomonidan suyultirilgan.
•
Suyuq azot bosimni oshirib yubormaslik uchun shamollatiladigan maxsus
izolyatsiya qilingan idishlarda saqlanadi.
•
Dewar kolbasining dizayniga qarab, uni soatlab yoki bir necha haftagacha
saqlash mumkin.
•
LN2 Leidenfrost effektini namoyish etadi, ya'ni u shunchalik tez qaynab
chiqadiki, u azot gazining izolyatsion qatlami bilan sirtini o'rab oladi.
Shuning uchun polga to'kilgan azot tomchi.

Suyuq azot bug’lanib turadi,
20 ° C gacha qizdirilganda
bir litridan taxminan 700 litr
gaz hosil qiladi. Shu sababli
suyuq azot bosim ostida
maxsus ochiq vakuumli
izolyatsiyalangan Dewars
yoki kriyogenli idishlarda
saqlanadi

13-Mavzu: Atmosfera azotini bog‘lash muammosi va uning hal etilishi. Reja: 1. Azotning tabiyatda aylanishi. 2. Azot birikmalarining ishlatilishi. 3. Atmosfera azotini biriktirib olishning uch usuli. 4. Ammiak sintezi uchun azot vodorodli aralashmaning olinishi va tozalash usullari

• Tayanch iboralar: ko‘mir, neft, torf, slanes, Konversiya usuli, Ammiakli usulda, Elektr vov (plazma) usuli. Azot tabiatda erkin holda va birikmalar shaklida bo'ladi. Azotning asosiy qismi atmosferada (massa bo'yicha 75,6%) erkin holda bo‘ladi. Birikmalar shaklida esa yer po‘stlog‘ining 0,4 % ini (massa bo‘yicha) azot tashkil etadi. U turli organik moddalar tarkibida, odam, hayvonlar va o‘simliklar organizmida, qazilma boyliklar, ko‘mir, neft, torf, slanes tarkibida uchraydi. Anorganik birikmalar shaklida azot kam uchraydi. Uning natriy nitrat tuzi (Chili selitrasi) Chilida va janubiy Afrikada, kaliy nitrat (Hind selitrasi) esa Hindistonda topilgan. Ma’lum miqdor ammoniy sulfat tuzi ko‘mirni kokslashdan olinadi. Azot tirik tabiatda odamlar, hayvonlar va o‘simliklar hayotida benihoyat muhim rol o‘ynaydi, muhim ozuqa mahsuloti hisoblanadi. U oqsil tarkibiga kiradi.

Organizmda muhim biokimyoviy jarayonlarda ishtirok etadi. Ammo odam va hayvonlar, o‘simliklar, mikrorganizmlar tanasida oqsillar yoki boshqa organik moddalar (fermentlar, vitaminlar, garmonlar, nuklein kislotalar va boshqalar ) sintezida elementar holdagi azot emas (u juda inert elementdir, uning disotsiyalanish energiyasi 945 kJ/mol ‘ bo‘lib, atomlari orasidagi bog‘lar juda mustahkamdir, taqqoslash uchun xlor molekulasining dissotsiyalanish energiyasini 243 kJ/mol olish mumkin), balki uning birikmalari ishtirok etadi. Azot birikmalari bo‘yoqlar, plastmassalar (aminoplastlar) kimyoviy tolalar (kapron, neylon, enant, poliamid tolalar) suratkashlik preparatlari, dori-darmonlar, portlovchi moddalar, azotli o‘g‘itlar, ammiak va nitrat kislotasi va boshqa o‘nlab xalq xo‘jaligi uchun muhim bo'lgan qator mahsulotlar ishlab chiqarishda ishlatiladi.

XX asming boshlarida atmosfera azotini biriktirib olishning uch usuli topildi: 1 ) sianamidli usul; 2 ) elektr yoy usuli; 3) ammiak sintezi usuli. Sianamidli usulda ( 1904-vilda A. Frak va N. Karolar bu usulni kashf etishgan) yuqori haroratda ohakka ko‘mir qo‘shib maxsus pechlarda qizdiriladi. So‘ngra hosil bolgan kalsiy karbid sianamidga aylanadi. CaO + 3C = CO + CaC2 CaC2 + N2 = Ca(CN)2 + С+301/uE

O'xshashlar

Borliq muammosi

ONG MUAMMOSI

Stess muammosi

Chiqindi muammosi va yechimlari

Amerikaning kashf etilishi