Свойства, промышленное значение и классификационные характеристики аммиака

Таким образом, максимальное количество работающих: в дневное время – 345 человек, в ночное время – 61 человек.

Характеристика веществ, применяемых и обращаемых на ОАО «Уфамолзавод»

Предметом рассмотрения данной дипломной работы является АХУ на ОАО «Уфамолзавод», в качестве хладагента на которой используется аммиак. В данном разделе приведены структурная формула аммиака, получение и использование его в промышленности, основные физико-химические и токсические свойства.

Получение аммиака

Аммиак (NH3) – простейшее соединение азота с водородом, бесцветный газ с удушливым резким запахом. Относится к азотсодержащим неорганическим соединениям. Молекула аммиака представлена на рисунке 3.1.

Молекула NH3 имеет форму трехгранной пирамиды с атомом азота в вершине. В молекуле аммиака атомы Н могут иметь два равновесных положения в параллельных плоскостях (по обе стороны от атома N). Соответствующий переход – это, так называемая, инверсия молекулы NH3 [11].

Рисунок 3.1 – Молекула аммиака

Между молекулами аммиака существуют водородные связи. В твердом аммиаке каждый атом азота связан с шестью атомами водорода тремя ковалентными и тремя водородными связями. При плавлении аммиака рвутся только 26% всех водородных связей, еще 7% разрываются при нагреве жидкости до температуры кипения. И лишь выше этой температуры исчезают почти все оставшиеся между молекулами связи.

В природе аммиак образуется при разложении азотсодержащих органических соединений.Впервые аммиак был получен в чистом виде в 1774 году английским химиком Джозефом Пристли. Он нагревал нашатырь (хлорид аммония) с гашеной известью (гидроксид кальция).

Эту реакцию до сих пор используют в лабораториях, если требуется получить небольшие количества этого газа. Другой удобный способ получения аммиака – гидролиз нитрида магния:

В начале XIX века аммиак получали с помощью синтеза, например из цианамида кальция: или из цианида натрия:

В наше время в промышленности аммиак получают синтезом из азота и водорода:

Процесс протекает при повышенных значениях температуры и давления, в присутствии катализатора [11].

Физико-химические свойства аммиака

Аммиак при нормальной температуре и атмосферном давлении находится в газообразном состоянии. С понижением температуры до –33,3 °С или при комнатной температуре при повышении давления примерно до 10 атм аммиак сжижается. А при охлаждении до –77,7° С – замерзает [5].

Аммиак отличается хорошей растворимостью в воде: при нормальных условиях 1 мл воды способен поглотить больше литра газообразного аммиака (точнее, 1170 мл) с образованием 42,8%-ного водного раствора. Водные растворы аммиака обладают уникальным среди всех щелочей свойством: их плотность снижается с увеличением концентрации раствора (от 0,99 г./см3 для 1%-ного раствора до 0,73 г./см3 для 70%-ного).

Аммиак вступает в реакции присоединения, замещения и окисления. Не разрушает углеродистые стали, но взаимодействует с медью, алюминием, цинком и их сплавами.

Таблица 3.1 – Физико-химические свойства аммиака [4]

Свойства, определяющие пожаровзрывоопасность аммиака

Жидкий аммиак не горюч и не взрывоопасен. Газообразный аммиак относится к горючим газам. В соответствии с ГОСТ 12.1.011 – 78 (1991) «ССБТ. Смеси взрывоопасные. Классификация и методы испытаний» аммиачно-воздушная смесь относится к категории взрывоопасности IIА и группе Т1 [25]. В чистом кислороде аммиак сгорает бледно-желтым пламенем, превращаясь, в основном, в азот и воду.

Аммиак горит при наличии постоянного источника огня. Наличие масел и другого горючего увеличивает пожаровзрывоопасность этого вещества [5]. Емкости с аммиаком при нагревании могут взрываться.

Водный раствор аммиака обладает свойствами слабого основания. Контакт с ртутью, хлором, йодом, бромом, кальцием и окисью серебра может привести к образованию взрывчатых соединений.

Таблица 3.2 – Параметры, характеризующие пожаровзрывоопасность аммиака