Phân đạm được Sản Xuất Như Thế Nào?

1. Nguyên liệu sản xuất phân đạm

Bạn có bất ngờ không khi nguồn nguyên liệu sản xuất phân đạm ở nước ta là từ không khí. Người ta hay nói vui là tổng hợp khí trời làm phân bón. Nhưng sự thật là vậy! Tận dụng nguồn N có sẵn trong không khí (78% thể tích) người ta đã tìm ra phương pháp sản xuất tổng hợp phân bón gốc N bằng việc sử dụng khí tự nhiên và không khí.

Bắt đầu bằng cách trộn nitơ từ không khí với hydro từ khí tự nhiên ở nhiệt độ và áp suất cao để tạo ra amoniac. Amoniac này là nguyên liệu thứ cấp trong quá trình sản xuất phân đạm. Ở các nước phương Tây, với diện tích sản xuất lớn và công cụ bảo hộ an toàn lao động, người ta cũng sử dụng amoniac trực tiếp như một loại phân bón cung cấp đạm cho cây trồng.

Amoniac được bón trực tiếp vào đất như một dạng phân đạm

Khoảng 60% khí tự nhiên được sử dụng làm nguyên liệu thô, phần còn lại được sử dụng để cung cấp năng lượng cho quá trình tổng hợp phân bón.

2. Các phản ứng trong quá trình sản xuất phân đạm

- Amoniac được sản xuất bằng cách cho phản ứng giữa nitơ từ không khí với hydro từ khí tự nhiên ở áp suất và nhiệt độ cao bằng quy trình Haber (200-300 bar và khoảng 450°C).

N2 + H2 (xúc tác, nhiệt độ, áp suất) ↔ NH3

- Amoniac khan được bảo quản dưới dạng chất lỏng dưới áp suất hoặc trong điều kiện lạnh. Để dễ xử lý, người ta thường chuyển amoniac sang thành các loại phân khác (xem sơ đồ sau).

- Bước đầu tiên, axit nitric được sản xuất bằng cách trộn amoniac và không khí trong một bể chứa, sau đó là sự hấp thụ khí oxit nitric trong nước. Tiếp theo, axit nitric đậm đặc (50 đến 70%) và khí amoniac được trộn với nhau trong một bể chứa và phản ứng trung hòa xảy ra ở 100-180oC, tạo ra amoni nitrat.

HNO3 + NH3 (nhiệt độ) → NH4NO3 (phân amoni nitrate)

- Một loại phân bón quan trọng khác dựa trên nguồn nitơ là urê, được sản xuất bằng phản ứng giữa amoniac với carbon dioxide ở áp suất cao. Cả amoni nitrat và urê đều có thể được cô đặc hơn nữa và chuyển thành dạng rắn (dạng hạt).

NH3 + CO2 (xúc tác, nhiệt độ, áp suất) ↔ (NH2)2CO (phân urê)

- Một bước quy trình khác là có thể kết hợp urê với dung dịch amoni nitrat để tạo ra urê amoni nitrat lỏng.

Như vậy, phần lớn các dạng phân đạm đang được dùng hiện nay như phân đạm urê, amoni nitrate đều được tổng hợp từ không khí và nguồn khí tự nhiên có sẵn.

Nguồn: Công ty TNHH Funo dịch và tổng hợp.