évente közel 20 millió tonna ammónium-nitrátot állítanak elő világszerte. Ez eddig a leghatékonyabb, gazdaságos és kényelmes műtrágya a piacon, támogatja a gazdálkodók etetés milliárdokat. A bejrúti robbanás azonban emlékeztet a gyakori vegyi anyag helytelen tárolásával és szállításával járó veszélyekre., Hogyan tudjuk kihasználni az ammónium-nitrát erejét, miközben biztosítjuk, hogy a jövőben elkerülhetők legyenek a Bejrúthoz hasonló tragédiák?
a bejrúti katasztrófa
2020. augusztus 4-én nagy mennyiségű ammónium-nitrát robbant fel Bejrút kikötőjének raktárában, több mint 300 halálesetet és 6000 sérülést okozva, valamint hatalmas anyagi károkat okozva, mintegy 300 000 embert hajléktalanná téve., A katasztrofális robbanás Bejrútban volt egy pár nagy-skála által okozott balesetek ammónium-nitrát, hasonló csak a robbanások, a Texas City, Egyesült Államok (1947); Toulouse, Franciaország (2001); valamint Tianjin, Kína (2015).
a 20. század eleje óta közel 40 nagy baleset történt, ezek több mint fele az elmúlt 20 évben történt. Tizenegy ilyen baleset több mint 1000 tonna ammónium-nitrátot érintett, vagy több mint 30 halálesetet okozott (1.ábra). Ezen balesetek több mint 80% – a az ammónium-nitrát tárolása vagy szállítása során történt (2.ábra)., E balesetek elemzése azt mutatja, hogy az ammónium-nitrát robbanásokat szinte mindig tüzek vagy más gyújtóforrások előzik meg.
az ammónium-nitrát kémiai tulajdonságaira, veszélyeire és biztonsági szabályaira vonatkozó további betekintés érdekében töltse le ezt a részletes CAS-jelentést.
lehet-e megszelídíteni az ammónium-nitrátot?
mit lehet tenni annak érdekében, hogy a jövőben elkerülhető legyen a Bejrúthoz hasonló tragédiák? A jövő innovációjának kulcsa ebben a térben az, hogy megértsük a molekuláris struktúrát és reakciókat, amelyek ezeket az erős robbanásokat okozzák., Az ammónium-nitrátot ammónia salétromsavval vízben történő reakciójával, majd a víz gondos elpárologtatásával állítják elő.
az ammóniát leggyakrabban légköri nitrogénből állítják elő, míg a salétromsavat ammónia elégetéséből állítják elő, így az ammónium-nitrátot leginkább ott gyártják, ahol ammóniát állítanak elő. Az ammónium-nitrát képződése jelentős mennyiségű hőt bocsát ki, így vizes oldatban készül, hogy jobban eloszlassa a hőt., A vizet ezután el kell távolítani az oldatból, hogy szilárd ammónium-nitrátot kapjon, leggyakrabban párolgással. Míg az ammónium-nitrát a gyártás és tisztítás szokásos hőmérsékletén stabil, az adalékanyagokat gyakran használják a veszélyek csökkentésére. Például olyan káliumvegyületeket használtak, mint a nitrogén-kálium és a nitrogén-foszfor-kálium műtrágyák, hogy növeljék az ammónium-nitrát stabilitását a fázisátmenethez, és csökkentsék a robbanásra való érzékenységét., Az ammónium-nitráthoz kis mennyiségben kalcium-és magnézium-nitrátokat is hozzáadtak fizikai stabilitásának javítása érdekében, de a keverékek könnyebben felszívják a vizet a légkörből. Az ammónium-nitrátból és kalcium-karbonátból előállított kalcium-ammónium-nitrátot (CAN) bizonyos esetekben az ammónium-nitrát alternatívájaként alkalmazzák. Az ammónium-nitrát szárító adalékanyagaként alumínium-szulfátot is használtak. Bár ezek az alternatívák segítettek, fontos megjegyezni, hogy a gyártási folyamat nem szándékos szennyeződései csökkenthetik stabilitását vagy megkönnyíthetik a robbanást.,
Ammónium-nitrát innováció középpontjában biztonsági
a részletes elemzés a CAS tartalom gyűjtemény kiderül, néhány kulcsfontosságú területeken, hogy elkezdődött kialakulni a Szellemi tulajdon táj, tagolás érdekében, hogy megakadályozza a véletlen robbanás, vagy helytelen. Ezek közé tartoznak a keverékek, bevonatok, lassú felszabadulású készítmények, részecskeméret-szabályozás, valamint a higroszkóposság megközelítések, amelyek minimalizálják a helytelen használat lehetőségét, és növelik a stabilitást a biztonságosabb tárolás érdekében., Például egy műtrágya bevonatát találták ki, amely megakadályozza a szénhidrogének, például a fűtőolaj beszivárgását a műtrágya pórusaiba, ezáltal csökkentve annak oxidálószerként való hatékonyságát (WO2003106377). Alternatív megoldásként a higroszkópos megközelítéseket egy kulcsfontosságú összetevő, például egy karbamid-kettős só hozzáadásával is megvizsgálták, amely stabil műtrágyát képez ammónium-nitráttal (US20150218058)., Tehát olyan alternatívák merültek fel, amelyek biztonságos, költséghatékony lehetőségeket biztosítanak a felhasználók számára, de még mindig jelentős kompromisszumok vannak a biztonság vagy a nitrogéntartalom terén, így még több innovációra van szükség.
alternatív nitrogéntartalmú műtrágyák keresése
bár az ammónium-nitrát magas nitrogéntartalma miatt fontos műtrágya, robbanásveszélyes veszélyei korlátozzák annak alkalmazását, sőt egyes területeken betiltották., Az ammónium-nitrát koncentrációjának csökkentése, az alternatív vegyületek megtalálása és a biztonságosabb formák kifejlesztése olyan stratégiák, amelyek segíthetnek a nitrogén műtrágyák biztonságának növelésében. Az 1. táblázat az alternatív nitrogéntartalmú műtrágyákat sorolja fel, amelyek biztonságosabb lehetőségekként jelentek meg, amelyek helyettesíthetik az ammónium-nitrátot. Sajnos a legmagasabb nitrogéntartalmú alternatíva a vízmentes ammónia, amely környezeti hőmérsékleten mérgező gáz., Más, magas nitrogéntartalmú alternatívák, mint például az ammónium-hidroxid-oldatok és a karbamid, alacsony költségük és hatékonyságuk miatt vonzóak, azonban illékonyak. A karbamid lassú felszabadulású formuláit, valamint módosított lignineket és hidrogéleket fejlesztettek ki ennek a kihívásnak a leküzdésére.
1. táblázat., 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., Válaszul számos, az ammónium-nitrát tárolására és kezelésére vonatkozó szabályozás, szabály és iránymutatás jelent meg különböző területeken a biztonság javítása érdekében. Az elsődleges amerikai előírások ammónium-nitrát “OSHA 29 CFR 1910.109(i) – tárolása ammónium-nitrát”, valamint a Memorandum “útmutató az ammónium-nitrát tárolási követelmények 29 CFR 1910.109 (i)” után közzétett Adair Grain Inc., DBA West műtrágya cég robbanás 2013., Figyelemre méltó azonban, hogy a biztonsági szabályok és előírások szorgalmas végrehajtása kulcsfontosságú a jövőbeli balesetek, például a bejrúti katasztrófa elkerüléséhez., a következőképpen foglalhatók össze
(3. Ábra):
- Szellőzés: képes a megfelelő szellőzést tűz esetén
- Elszigetelten égésű: éghetetlen, valamint EGY-ellenálló anyagok szükségesek
- Hőmérséklet-szabályozás: tárolási hőmérséklet alatt kell, hogy legyen 130℉
- Mennyiség: tárolási korlátokat kell kevesebb, mint 2270 tonna
- tűzvédelem/megelőzés: szigorú védelem tűz van szükség
- Elkerülése éghető szennyeződésektől: elosztjuk tárolás egyéb termékek
a biztonsági aggályok ellenére az ammónium-nitrát továbbra is fontos műtrágya világszerte, mivel hatékony, olcsó és könnyen előállítható. Amint azonban a bejrúti incidens ismételten rámutatott, az ammónium-nitrát érzékenysége a rossz tárolási gyakorlat vagy a szennyeződés miatt jelentős kockázatot jelent a tűzre és robbanásra., A következetlen szabályozások, valamint az ammónium-nitrát biztonságos kezelésének és tárolásának a globális ellátási láncon belüli folyamatos tudatosságának hiánya kulcsfontosságú kihívások, amelyeket az oktatás és az érdekképviselet révén meg kell oldani egy másik globális tragédia megelőzése érdekében.
nézze meg, hogyan teszik biztonságosabbá a tudósok az ammónium-nitrátot az ammónium-nitrát legújabb fehér könyvéből.