Производство азотных удобрений: Производство азотных удобрений — АО «Фертика»

Производство азотных удобрений — АО «Фертика»

Производство азотных удобрений – одна из ведущих отраслей сельского хозяйства и химической промышленности России. Это обусловлено не только востребованностью подкормок данного вида, но и относительной дешевизной процесса. Кроме того, азот является приоритетным макроэлементом, обеспечивающим нормальный рост и развитие растительного организма, то есть, внесение азотных удобрений (как и их производство) можно считать первостепенной фермерской задачей.

Роль азота в жизни растений

Азот считается одним из важнейших элементов растительной клетки. Входя в состав нуклеиновых кислот, азот частично отвечает за передачу наследственной информации, выполняя тем самым репродуктивную функцию. Также азот входит в состав хлорофилла, принимая непосредственное участие в процессе обмена веществ.

В случае недостатка азота можно наблюдать следующие симптомы:

  • замедление роста – вплоть до полной остановки;
  • бледность листьев;
  • появление светлых пятен;
  • пожелтение листьев;
  • мелкоплодие и осыпание плодов.

Острое азотное голодание способно привести к:

      непереносимости низкой температуры в зимний период и, как следствие, отсутствию урожая в последующие сезоны;
      угнетению иммунной системы растений;
      наиболее ослабленных побегов и культуры в целом. Именно поэтому не стоит затягивать с внесением подкормки в случае проявления признаков недостаточного содержания азота в почве.

    Азотные удобрения, наиболее часто применяемые в сельском хозяйстве

    Аммиачная селитра – характеризуется высоким содержанием азота (до 36%), может использоваться не только для основного внесения, но и в качестве разовых подкормок, эффективна на слабоувлажненных почвах и практически бесполезна на песчаных грунтах, требует безоговорочного соблюдения правил хранения.

    Сульфат аммония – удобрение со средним содержанием азота (до 20%), идеально подходит для основного внесения, поскольку хорошо закрепляется в почве, к условиям хранения не требовательно.

    Карбамид (мочевина) – содержание азота достигает 48%, обеспечивает качественные результаты в сочетании с органическими удобрениями, подходит для внекорневой подкормки.

    Кальциевая селитра – щелочное удобрение, хорошо подходящее для нечерноземной почвы.

    Органические азотные удобрения (навоз, птичий помет, торф, компост) применяются весьма активно, однако низкий процент содержания азота и необходимость большого количества времени для его минерализации – существенно снижают эффективность данных удобрений. Плюсом же является низкая себестоимость.

    Технология производства азотных удобрений

    Производство азотных удобрений базируется на исходном сырье, коим является аммиак. До недавнего времени аммиак получали из кокса (коксового газа), поэтому многие предприятия, специализирующиеся на изготовлении удобрений, располагались в непосредственной близости от металлургических заводов. Более того, крупные металлургические комбинаты практикуют производство азотных удобрений в качестве «попутной» продукции.

    На сегодняшний день приоритеты несколько изменились и основным сырьем для удобрений все больше выступает не коксовый, а природный газ. Так что современные производители удобрений дислоцируются вблизи магистральных газопроводов. Также производство азотных удобрений было успешно налажено на основе использования отходов нефтепереработки.

    Технология производства азотных удобрений в химической промышленности не считается сложной, однако для обывателя ее нюансы понятны далеко не всегда. Если максимально упростить детали процесса, то выглядеть все будет примерно так: через генератор с горящим коксом пропускается поток воздуха, полученный в результате азот смешивается с водородом в определенной пропорции (при этом крайне важны значения давления и температуры), что дает на выходе необходимый в производстве удобрений аммиак.

    Дальнейшие детали процесса привязаны к конкретному виду удобрения: изготовление нитрата аммония (аммиачной селитры) основано на нейтрализации азотной кислоты аммиаком, производство карбамида (мочевины) подразумевает взаимодействие аммиака с углекислым газом при определенной температуре и давлении, сульфат аммония образуется при пропускании аммиачного газа через раствор серной кислоты.

    Дочка Orlen приостанавливает производство азотных удобрений, ссылаясь на цены на газ

    1 мин

    …

    Компания постоянно следит за ситуацией на рынке сырья, и, как только рынок газа стабилизируется, возобновит производство.

    Москва, 24 авг — ИА Neftegaz. RU. Дочерняя компания польского нефтеперерабатывающего завода PKN WA Anwil (входит в группу Orlen) сообщила, что приостановит производство азотных удобрений из-за резкого роста цен на природный газ в Европе.

    Компания постоянно следит за ситуацией на рынке сырья, и, как только рынок газа стабилизируется, возобновит производство.

    Тезисы компании:

    • Многие европейские предприятия химической промышленности, в тч сегмента удобрений, такие как Yara, OCI, Nitrogenmuvek или Fertiberia, решили ввести производственные ограничения намного раньше.


    • ANWIL одна из немногих до сих пор сохраняла непрерывность производства и обеспечивала доступность продукта на рынке несмотря на очень сложные макроэкономические условия.


    • Компания выполнила все свои текущие договорные обязательства перед клиентами на польском рынке.


    • Во время остановки производственных линий ANWIL проведет ремонтно-инвестиционные работы.


    За последнюю неделю цены на природный газ (основное сырье для производства азотных удобрений) выросли на 41%, с 200,4 евро за МВтч (по состоянию на 15 августа) до 282,8 евро за МВтч (23 августа).

    С момента начала военной операции РФ на Украине цены выросли в 3,2 раза, с 88,9 евро за МВтч (по состоянию на 24 февраля).

    По данным сайта ANWIL, за год предприятие производит 30 млн т/год удобрений.

    Принадлежащие к азотной группе азотные заводы ограничили производство аммиака примерно на 10%.

    Приостановлено производство в сегменте пластика и в сегменте агро-азотных удобрений, капролактама и полиамида 6, за исключением производства сульфата аммония из установок обессеривания выхлопных газов, а также каталитических растворов с мочевиной и аммиаком.

    Более того, дальнейшие перспективы на газовым рынке мрачные: в период с 31 августа по 2 сентября поставки газа по МГП Северный поток будут полностью остановлены в связи с техобслуживанием единственного оставшегося в работе ГПА.

    После перезагрузки транспортировка газа должна вернуться к уровню 33 млн м3/сутки, т.е. 1/5 от максимальной мощности.

    Автор:

    Е. Свинцова

    Источник : Neftegaz.RU

    #anwil
    #orlen
    #польша
    #удобрения
    #цены на газ

    Синтетические азотные удобрения в США

    Рекомендуемый формат цитирования:

    Селларс, С. и В. Нуньес. «Синтетические азотные удобрения в США». farmdoc daily (11):24, факультет экономики сельского хозяйства и потребительской экономики, Университет Иллинойса, ул.
    Урбана-Шампейн, 17 февраля 2021 г. Постоянная ссылка

    Введение

    Мы предоставляем справочную информацию о производстве азотных удобрений в Соединенных Штатах, тем самым помогая понять проблемы сохранения при производстве азота. Азот является самым распространенным газом в атмосфере и составляет примерно 78% атмосферы. Одно из важнейших научных открытий 20 -й -й век — это процесс Габера-Боша, который превращает атмосферный азот в синтетический азот для удобрения сельскохозяйственных культур. Открытие процесса Габера-Боша позволило широко использовать удобрения для сельскохозяйственных культур и вместе с другими достижениями в области сельскохозяйственных технологий помогло произвести революцию в производстве продуктов питания для растущего населения мира. В этой статье исследуется история использования азотных удобрений в США, кратко объясняется наука о производстве синтетического азота и проводится обсуждение азотной промышленности в США сегодня.

    История удобрений в США

    Согласно Нельсону (1990), первое задокументированное использование удобрений в США было индейцами, которые жили вдоль определенных ручьев в Новой Англии и Нью-Йорке и использовали рыбу, пойманную в этих ручьях, для удобрения кукуруза. Первые колонисты в США в основном полагались на эксплуататорское сельское хозяйство, которое заключалось в том, что год за годом выращивали урожай на одном и том же поле, пока почва не становилась непродуктивной, а затем переезжали на новое поле. Однако это было неустойчивым и привело к попыткам повысить производительность сельского хозяйства в США. Первые продажи коммерческого материала для добавления питательных веществ в почву начались с гуано, импортированного из Перу, которое было основным удобрением, используемым в США с 1840 по 1870 год. Гуано состоит из птичьего помета, который накапливался в отложениях на островах у побережья Перу, но его использование было неустойчивым, поскольку эти залежи были быстро выработаны и истощены, когда оно стало популярным удобрением во всем мире. Другие первые коммерческие удобрения, использовавшиеся в США, включали кости, рыбные отходы, отходы скотобоен, древесную золу, нитрат натрия, поставляемый из Перу и Чили, сульфат аммония с угольных электростанций, хлопковую муку и пудретте (отходы жизнедеятельности человека). Использование удобрений увеличилось с 1870 по 1919 год.20, а разработка и распространение информации о методах азотных удобрений через сельскохозяйственные учреждения, государственные службы распространения знаний, полевые эксперименты и Министерство сельского хозяйства США привели к улучшению практики плодородия и улучшению использования удобрений на фермах. Однако урожайность оставалась относительно стабильной на протяжении всего этого периода, поскольку фактическое среднее использование питательных веществ растениями на акр оставалось относительно низким, особенно по сравнению с сегодняшним днем ​​(Нельсон, 1990).

    Производство синтетических азотных удобрений

    Во время 68 го ежегодного собрания Британской ассоциации содействия развитию науки в 1898 году химик по имени сэр Уильям Крукс в своем президентском послании выразил обеспокоенность тем, что население мира скоро превысит глобальные запасы продовольствия. , а в связи с тем, что запасы нитратов в Чили быстро истощаются, он призвал химиков и инженеров-химиков всего мира разработать процесс фиксации азота для использования атмосферного азота (Нельсон, 1990). Хотя многие ученые заложили основу, два немецких химика из BASF, Фриц Габер и Карл Бош, открыли, как превращать атмосферный азот в аммиак. Габер открыл метод, который сделал возможным производство аммиака в 1909, а Бош стандартизировал процесс Габера в 1913 году (Melillo 2012).

    Процесс Габера-Боша использует водород и атмосферный азот при чрезвычайно высоком давлении и температуре в сочетании с металлическим катализатором, таким как железо, для получения газообразного аммиака, который конденсируется с помощью холодной воды с образованием жидкого аммиака, также известного как безводный аммиак. (Рисунок 1А). В этом процессе природный газ обычно используется в качестве водородного сырья и в качестве источника энергии для получения высокого давления и температуры, необходимых для реакции, и по этой причине цены на природный газ и азотные удобрения тесно связаны (Sawyer et al. 2010).

    Основной продукт процесса Габера-Боша, безводный аммиак, широко используется для производства кукурузы путем прямого внесения на Среднем Западе США (Министерство сельского хозяйства штата Иллинойс, 2019 г.). Это можно объяснить: (i) непревзойденным содержанием азота (82%), что снижает затраты на транспортировку, хранение и распределение по сравнению с другими источниками азота, (ii) возможностью осеннего внесения, которое соответствует оптимальным погодным условиям для полевых работ, и также потому, что цена на это удобрение осенью, как правило, ниже, чем весной (Schnitkey 2018). Безводный аммиак также имеет недостатки, особенно его токсичность, что требует специально сконструированного и исправного оборудования для хранения и обращения с ним под высоким давлением. Проблема хранения и обращения с безводным аммиаком является одной из причин, по которой аммиак является основой для многих других азотных удобрений, таких как мочевина, растворы карбамидо-аммиачной селитры (КАС), сульфат аммония и нитрат кальция, как показано на рисунке 1B. Обсуждение в этой статье будет сосредоточено на основных источниках азотных удобрений, применяемых в США, таких как безводный аммиак, КАС и мочевина.

    Среди синтетических азотных удобрений, производимых из безводного аммиака, мочевина лидирует на рынке удобрений в мировом сельском хозяйстве с 1960-х годов, что можно объяснить неопасными свойствами органического соединения, которое легко вносится в почву или смешивается с другими удобрениями для приготовления составов NPK. Основным недостатком мочевины является улетучивание аммиака, что может привести к серьезным потерям азота, когда мочевина вносится на грубозернистые почвы или растворяется на поверхности почвы (например, Bremner 19).95; Нуньес и др. 2020). Альтернативным азотным удобрением является нитрат аммония, который синтезируется в результате реакции азотной кислоты с безводным аммиаком (рис. 1Б). Хотя различные исследования показали потенциал этого источника азота для роста растений, нитрат аммония дороже других азотных удобрений и может быть чрезвычайно опасен, поскольку может взорваться при контакте с высокими температурами (Laboureur et al. 2016).

    Более безопасный вариант возникает из смеси аммиачной селитры, мочевины и воды, образующих растворы КАС (рис. 1Б). Эти жидкие удобрения привлекают все большее внимание на рынках удобрений, потому что они безопасны в обращении, их удобно смешивать с другими питательными веществами и химическими веществами, а также их легко наносить. Дополнительные химические процессы, необходимые для производства растворов КАС, делают их более дорогими на единицу азота, чем другие азотные удобрения, такие как безводный аммиак и мочевина. Многие другие азотные удобрения могут быть получены из безводного аммиака, и некоторые из них, такие как нитрат кальция и сульфат аммония, получили больше внимания в других регионах, таких как Европа и Латинская Америка, однако их низкое содержание азота является недостатком, отражающим более высокие логистические затраты. этих удобрений. Также уместно отметить, что некоторые фосфатные удобрения, такие как моно- и диаммонийфосфат (МАФ и ДАФ), могут косвенно поставлять азот для растениеводства, хотя эти удобрения в основном используются для получения фосфора.

    Производители азотных удобрений в США

    США являются четвертым по величине производителем азотных удобрений в мире (The Fertilizer Institute 2019). В 2019 году аммиак в США производили 16 компаний на 35 заводах в 16 штатах (Apodaca 2020a). В отличие от элементов, добываемых из земли, таких как калий и фосфор, где место добычи определяется наличием горных пород, содержащих значительное количество этих элементов, аммиак производится из атмосферы, поэтому теоретически производственные мощности могут располагаться где угодно. Большая часть производства аммиака в США происходит рядом с большими запасами природного газа в Луизиане, Оклахоме и Техасе из-за использования природного газа в качестве водородного сырья, а также для подпитки высокой температуры и давления, необходимых для производства аммиака (Apodaca 2020a). Большая часть аммиака в США производится международными компаниями и используется для внутреннего потребления, а часть импортируется с производственных предприятий, расположенных в Тринидаде и Тобаго и Канаде. Небольшое количество аммиака, произведенного в США, экспортируется. Хотя импорт и экспорт аммиака в США кажутся небольшими по сравнению с внутренним производством и потреблением, цифры значительны по сравнению с другими странами, импортирующими и экспортирующими аммиак. В 2019 году, США были 9 крупнейшим экспортером аммиака и 2 крупнейшим импортером аммиака в мире. США также импортируют мочевину, и в 2019 году они были 2 и крупнейшими импортерами мочевины в мире (Nutrien 2020). На рис. 2 показано общее производство, импорт, экспорт и видимое потребление аммиака с 2015 по 2019 год.

    Крупнейшими компаниями-производителями аммиака в Северной Америке являются CF Industries, Nutrien, Mosaic и Yara (Nutrien 2020). Производство азотных удобрений работает каждый день, но имеет ограниченные возможности хранения, поэтому удобрения необходимо транспортировать на склады и терминалы для хранения. Виды транспорта, используемые для перевозки аммиака, включают рефрижераторные баржи, железнодорожные вагоны, трубопроводы и автоцистерны (Apodaca 2020b). Летом и зимой производители удобрений заполняют склады и терминалы, а весной и осенью склады пустеют, поскольку фермеры вносят азот на свои поля.

    Резюме и заключение

    Многие люди ежедневно потребляют растения, удобренные азотом, или животных, которых кормят удобренными азотом культурами, но не знают, откуда берется азот. Открытие синтетических азотных удобрений произвело революцию в производстве продуктов питания для растущего населения, и история разработки азотных удобрений актуальна для тех, кто использует и изучает азот. Большая часть аммиака, используемого в США, производится внутри страны вблизи месторождений природного газа крупными международными компаниями и транспортируется по стране с использованием сложной транспортной сети, которая сильно зависит от сезонности и географии использования удобрений. На производственных предприятиях компании используют реакцию высокого давления и температуры с катализатором для производства аммиака. Для производства мочевины или КАС из аммиака требуются дополнительные химические процессы, поэтому КАС и мочевина стоят дороже, чем безводный аммиак на единицу азота.

    Разработка синтетических азотных удобрений приносит пользу населению за счет увеличения производства продуктов питания, но использование и производство синтетических удобрений сопряжено с трудностями. Значительная потеря азота происходит в результате выщелачивания, улетучивания и денитрификации, что, помимо прочего, вызывает озабоченность по поводу качества воды, выбросов парниковых газов и здоровья почвы. Еще одной проблемой является энергоемкость процесса Габера-Боша, в котором используются значительные ресурсы для создания среды с высоким давлением и температурой для производства аммиака. Дальнейшая переработка аммиака в КАС или мочевину требует дополнительных затрат энергии, помимо затрат на транспортировку, перевалку и хранение азотных удобрений. Хотя производство аммиака намного эффективнее, чем при первоначальном коммерциализации, производство аммиака для товарного сельского хозяйства по-прежнему требует большого количества энергии и ресурсов. Рекомендуемые университетом нормы внесения азота, внесение азотных удобрений является самым большим источником энергии при производстве кукурузы (Sawyer et al. 2010). Использование и производство азотных удобрений в США резко изменились с момента их создания, и постоянно разрабатываются новые технологии и методы повышения эффективности для улучшения производства и применения удобрений для поддержания глобального производства продуктов питания, необходимых для растущего населения мира.

    Ссылки

    Аподака, Лори Э. 2020a. «Азот (фиксированный) — аммиак». Сводка полезных ископаемых. Геологическая служба США.

    Аподака, Лори Э. 2020b. «Азот». Ежегодник полезных ископаемых за 2017 год, Геологическая служба США, Министерство внутренних дел США.

    Бремнер, Дж. М. 1995. Недавние исследования проблем использования мочевины в качестве азотного удобрения.  В Экономии азота в тропических почвах. изд.: Н. Ахмад, 321–29. Дордрехт, Нидерланды: Kluwer Academic Publishers. https://doi.org/10.1007/978-94-009-1706-4_30.

    Институт удобрений. 2019. «Состояние отрасли удобрений в 2019 году». Вашингтон, округ Колумбия https://www. fertilizerreport.org/

    Департамент сельского хозяйства штата Иллинойс. 2019. «Отчет о тоннаже коммерческих удобрений в Иллинойсе». Иллинойс Деп. сельского хозяйства, Спрингфилд. https://www2.illinois.gov/sites/agr/Plants/Fertilizer/Pages/Fertilizer-Reports.aspx

    Laboureur, D.M., Han, Z., Harding, B.Z., Pineda, A., Pittman, W.C., Rosas , C., & Mannan, M.S. 2016. «Пример из практики и уроки, извлеченные из взрыва аммиачной селитры на Западном заводе по производству удобрений». Журнал опасных материалов , 308 , 164-172. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2016.01.039

    Мелилло, Эдвард Д. 2012. «Первая зеленая революция: долговое рабство и создание торговли азотными удобрениями, 1840–1930». The American Historical Review  117, вып. 4: 1028-1060. https://doi.org/10.1093/ahr/117.4.1028

    Нельсон, Льюис Б. 1990. История индустрии удобрений США. Muscle Shoals, Алабама: Администрация долины Теннесси.

    Нуньес, В.Л.Н., Малвани, Р. Л., Тронто, Дж., и Кантарутти, Р.Б. 2020. «Потенциал альгината и мезопористого углерода для повышения ценности мочевины в качестве удобрения» Сообщения в области почвоведения и анализа растений , 51 , 2257–2269. https://doi.org/10.1080/00103624.2020.1822378

    Нутриен. 2020. «Книга фактов о питательных веществах 2020». Саскатун, Словакия. https://www.nutrien.com/sites/default/files/uploads/2020-10/Nutrien%20Fact%20Book%202020.pdf

    Сойер, Джон Э., Марк Ханна и Дана Петерсон. 2010. «Энергосбережение при азотном удобрении кукурузы», Расширение Университета штата Айова, PM 2089.я, Университет штата Айова.

    Schnitkey, G. «Цены на удобрения выше для урожая 2019 года». farmdoc daily  (8):178, Департамент сельского хозяйства и экономики потребления, Иллинойсский университет в Урбана-Шампейн, 25 сентября 2018 г.

    Факты: азотные удобрения | Mosaic Crop Nutrition

    Азот (N) является одним из наиболее широко распространенных элементов в природе, так как это самый распространенный газ в атмосфере. Хотя N не содержится в минеральных формах, таких как фосфор (P) или калий (K), он в основном присутствует в органических соединениях. Почвенный азот претерпевает множество сложных биологических преобразований, что затрудняет управление им.

    Многие метаболические процессы в растениях и животных зависят от азота. Возможно, наиболее известная роль N связана с образованием аминокислот, которые составляют строительные блоки белка. Суточная потребность человека в белке колеблется от 40 до 70 граммов в зависимости от пола, возраста и размера.

    С тех пор, как в начале 20-го века был разработан процесс Габера-Боша для синтеза азотных удобрений, его значение для обеспечения глобального снабжения продовольствием быстро возросло. Приблизительно половина продовольствия, производимого в настоящее время в мире, поддерживается за счет использования азотных удобрений. Другой способ взглянуть на это так: внутри каждой клетки, белка или молекулы ДНК в среднем половина азота является продуктом процесса Габера-Боша на заводе по производству азотных удобрений.

    Все азотные удобрения начинаются с источника газообразного водорода и атмосферного азота, которые вступают в реакцию с образованием аммиака. Наиболее часто используемым источником водорода является природный газ (метан). В некоторых регионах используются другие источники водорода, такие как уголь. После объединения водорода и азота в условиях высокой температуры и давления с образованием аммиака можно получить многие другие важные азотсодержащие удобрения. Мочевина является наиболее распространенным азотным удобрением, но многие другие превосходные азотные удобрения получают из аммиака. Например, некоторое количество аммиака окисляется для получения нитратного удобрения. Такое же превращение аммиака в нитраты происходит в сельскохозяйственных почвах посредством микробного процесса нитрификации.

    Поскольку производство газообразного водорода, необходимого для синтеза аммиака, в основном происходит из природного газа, цена на это первичное сырье является основным фактором, влияющим на стоимость производства аммиака. Заводы по производству аммиака иногда закрываются или открываются в различных частях мира в связи с колебаниями цен на газ. Более высокие затраты на энергию всегда приводят к более высоким ценам на все азотные удобрения. Существует ряд органических источников азота, которые обычно используются для удобрения сельскохозяйственных культур. Но помните, что большая часть азота в навозе, компостах и ​​твердых биологических веществах поступает из культур, которые получали азотные удобрения. Следовательно, азот во многих органических удобрениях возник как неорганическое азотное удобрение.

    Азотные удобрения, несомненно, вносят существенный вклад в поддержание достаточного количества питательных веществ.