Joka vuosi lähes 20 miljoonaa tonnia ammoniumnitraattia tuotetaan maailmanlaajuisesti. Se on toistaiseksi markkinoiden tehokkain, taloudellisin ja kätevin lannoite, joka tukee viljelijöitä miljardien ruokinnassa. Kuitenkin, viime katastrofaalinen räjähdys Beirutissa on muistutus liittyvät vaarat virheellinen varastointi ja kuljetus tämän yhteisen kemian., Miten voimme hyödyntää ammoniumnitraatin voimaa ja samalla varmistaa, että Beirutin kaltaiset tragediat vältetään tulevaisuudessa?
Beirutin katastrofi
4. elokuuta 2020, suuri määrä ammoniumnitraatin varastointi hallissa Satamassa Beirutissa räjähti, aiheuttaen yli 300 kuolemantapausta ja 6000 vammoja, sekä valtavia omaisuusvahinkoja, jättäen arviolta 300 000 ihmistä kodittomaksi., Katastrofaalinen räjähdys Beirutissa oli yksi harvoista laajamittainen aiheuttamat onnettomuudet ammoniumnitraattia, verrattavissa vain räjähdyksiä, Texas City, yhdysvallat (1947), Toulouse, Ranska (2001); ja Tianjin, Kiina (2015).
Koska alussa 20. vuosisadan, on ollut lähes 40 suuria onnettomuuksia, yli puolet näistä tapahtuu viimeisten 20 vuoden aikana. Yksitoista näistä onnettomuuksista koski yli 1 000 tonnia ammoniumnitraattia tai aiheutti yli 30 kuolemaa (Kuva 1). Yli 80 prosenttia näistä onnettomuuksista tapahtui ammoniumnitraatin varastoinnin tai kuljetuksen aikana (kuva 2)., Onnettomuuksien analysointi osoittaa, että ammoniumnitraattiräjähdyksiä edeltävät lähes aina tulipalot tai muut syttymislähteet.
vielä enemmän oivalluksia kemialliset ominaisuudet ammoniumnitraattia, sen vaarat ja turvallisuutta koskevat säännöt ladata tämän syvällistä CAS-raportti.
voiko ammoniumnitraattia kesyttää?
Mitä voidaan tehdä Beirutin kaltaisten tragedioiden välttämiseksi tulevaisuudessa? Avain tulevaisuuden innovaatioiden edistämiseen tässä tilassa on molekyylirakenteen ja reaktioiden ymmärtäminen, jotka aiheuttavat näitä voimakkaita räjähdyksiä., Ammoniumnitraattia valmistetaan ammoniakin reaktiolla typpihapon kanssa vedessä, minkä jälkeen vesi haihtuu varovasti.
Ammoniakki on useimmiten valmistettu ilmakehän typpeä, kun taas typpihappoa valmistetaan polttamalla ammoniakkia, ja niin ammoniumnitraatti on erittäin helposti valmistettava, jossa ammoniakki on tehty. Ammoniumnitraatin muodostuminen tuottaa huomattavia määriä lämpöä, joten se tehdään vesiliuoksessa, jotta lämpö saadaan paremmin haihtumaan., Vesi on sitten poistettava liuoksesta, jotta saadaan kiinteää ammoniumnitraattia, useimmiten haihduttamalla. Vaikka ammoniumnitraatti on stabiili sen valmistuksen ja puhdistuksen tavanomaisissa lämpötiloissa, lisäaineita käytetään usein vähentämään vaaroja. Esimerkiksi, kalium yhdisteitä, kuten typpi-kalium-ja typpi-fosfori-kalium-lannoitteita on käytetty lisäämään vakautta ammoniumnitraattia vaiheeseen siirtymistä ja vähentää sen herkkyyttä räjähdys., Kalsiumia ja magnesiumia nitraattien on myös lisätty ammoniumnitraattia pieniä määriä parantaa sen fyysistä vakautta, mutta seokset enemmän helposti imeä vettä ilmakehästä. Ammoniumnitraatista ja kalsiumkarbonaatista valmistettua kalsiumammoniumnitraattia (CAN) käytetään joissakin tapauksissa vaihtoehtona ammoniumnitraatille. Alumiinisulfaattia on käytetty myös ammoniumnitraatin kuivausaineena. Vaikka nämä vaihtoehdot ovat auttaneet, on tärkeää huomata, että valmistusprosessin tahattomat epäpuhtaudet voivat heikentää sen vakautta tai helpottaa räjähdystä.,
ammoniumnitraattia innovaatioihin keskittynyt turvallisuutta
perusteellinen analyysi CAS-sisällön kokoelma paljastaa muutamia keskeisiä aloja, jotka ovat alkaneet syntyä Teollis-ja tekijänoikeuksien maisema, jossa hahmotellaan pyrkimyksiä estää vahingossa räjähdys tai väärinkäytöstä. Näitä ovat kehitysten noin seokset, pinnoitteet, hitaasti vapauttavia formulaatioita, hiukkaskoko ohjaus, ja hygroskooppisuus lähestymistapoja, jotka minimoivat mahdollisen väärinkäytön ja lisätä vakautta turvallisempi varastointi., Esimerkiksi pinnoite lannoite on keksitty, joka estää tunkeutumisen hiilivetyjä, kuten polttoaine, öljy, huokoset lannoitetta, mikä vähentää sen tehoa hapetin (WO2003106377). Vaihtoehtoisesti, hygroskooppinen lähestymistapoja on myös tutkittu lisäämällä tärkein ainesosa, kuten urea kaksinkertainen suola, joka muodostaa vakaan lannoite ammoniumnitraatti (US20150218058)., Niin, joitakin vaihtoehtoja on syntynyt, että tarjota käyttäjille turvallisia, kustannustehokkaita vaihtoehtoja, mutta on edelleen merkittäviä kompromisseja joko turvallisuus-tai typpipitoisuus, joten enemmän innovaatioita tarvitaan edelleen.
Etsien vaihtoehtoisia typpipitoiset lannoitteet
Vaikka ammoniumnitraatti on tärkeä lannoite, koska sen korkea typpipitoisuus, sen räjähdysvaaraa rajoittaa sen soveltamista, ja se on jopa kielletty joissakin tiloissa., Ammoniumnitraatin pitoisuuden vähentäminen, vaihtoehtoisten yhdisteiden löytäminen ja turvallisempien muotojen kehittäminen ovat strategioita, jotka voivat auttaa lisäämään typpilannoitteiden turvallisuutta. Taulukossa 1 luetellaan vaihtoehtoiset typpipitoiset lannoitteet, jotka ovat osoittautuneet turvallisemmiksi vaihtoehdoiksi, jotka voisivat tarjota korvaavia aineita ammoniumnitraatille. Valitettavasti vaihtoehto, jossa korkein typpipitoisuus on vedetön ammoniakki, joka on myrkyllistä kaasua huoneenlämmössä., Muita vaihtoehtoja, joilla on korkea typpipitoisuus, kuten ammoniumhydroksidia ratkaisuja ja urea, ovat houkuttelevia, koska niiden alhaiset kustannukset ja tehokkuus; kuitenkin, ne ovat haihtuvia. Hitaasti vapautuvien valmisteiden ureaa, sekä muutettu ligniinien ja hydrogeelien kanssa, on kehitetty tämän haasteen voittamiseksi.
Taulukko 1., List of alternative nitrogenous fertilizers
|
Fertilizer |
Comment |
|
|---|---|---|
|
Anhydrous ammonia |
Pressurized gas, Risk Management Plan (RMP)-regulated substance with a threshold of 10,000 lbs, regulated as Dangerous Goods for transportation.,div id=”8648a5f2f4″> Sodium nitrate |
Stable |
|
Calcium cyanamide |
Contains calcium |
|
|
Calcium nitrate |
Contains calcium |
Handling ammonium nitrate safely
Previous disasters have heightened public awareness of the explosive nature of ammonium nitrate, and the consequences of its unsafe storage and use., Ammoniumnitraattia, erityisesti sen varastointia ja käsittelyä, koskevia säännöksiä, sääntöjä ja ohjeita on syntynyt eri aloilla turvallisuuden parantamiseksi. Ensisijainen YHDYSVALTAIN määräyksiä ammoniumnitraatti ovat ”OSHA 29 CFR 1910.109(i) – Varastointi ammoniumnitraattia”, ja Muistion ”Ohjeita Ammoniumnitraatin Varastointia koskevat Vaatimukset 29 CFR 1910.109(i)” julkaistiin vuonna 2014, kun Adair Grain Inc., DBA West lannoiteyhtiö explosion vuonna 2013., On kuitenkin huomionarvoista, että turvallisuussääntöjen ja-määräysten huolellinen täytäntöönpano on avain tulevien onnettomuuksien, kuten Beirutin onnettomuuden, välttämiseen., voidaan tiivistää seuraavasti
(Kuva 3):
- Ilmanvaihto: pystyy riittävä ilmanvaihto tulipalossa
- Eristäminen poltosta: palamattomia ja kestäviä materiaaleja tarvitaan
- Lämpötila: varastointi-lämpötilan tulisi olla alle 130℉
- Tilavuus: varastointi rajoituksia, pitäisi olla vähemmän kuin 2270 tonnia
- palontorjunta/ehkäisy: tiukat palo-suojaukset ovat välttämättömiä
- Välttäminen palavia epäpuhtauksia: jakamalla varastointi muista tuotteista
Vaikka turvallisuus koskee, ammoniumnitraatti on edelleen tärkeä lannoite ympäri maailmaa, koska se on tehokas, halpa ja helppo valmistaa. Kuitenkin, kuten on jo korostettu, kun enemmän Beirut tapaus, ammoniumnitraatti on alttius palo-ja räjähdysvaaran takia huono varastointi käytäntöjä tai saastuminen aiheuttaa merkittäviä riskejä., Epäjohdonmukaista ja puute jatkuva tietoisuus siitä, miten turvallisesti käsitellä ja varastoida ammoniumnitraattia globaalissa toimitusketjussa ovat keskeisiä haasteita, jotka on voitettava koulutuksen ja asianajo estää toinen maailmanlaajuinen tragedia.
katso, miten tutkijat tekevät ammoniumnitraatista turvallisempaa tuoreimmassa valkoisessa kirjassa ammoniumnitraatista saadut kokemukset.