Аммиак безводный сжиженный

Нет в наличии

Аммиак безводный сжиженный (CAS 7664-41-7) — сжатая собственным давлением жидкая фаза нитрида водорода NH₃, которую выпускают по ГОСТ 6221-90 марок А, Ак и Б, а массовую долю воды в партии подтверждают методом Фишера по ГОСТ 28326.2-89 либо по остатку после испарения по ГОСТ 28326.1-89. Молярная масса вещества около 17,03 г/моль, кипит оно при −33,3…−33,4 °C и затвердевает около −77,7 °C, плотность жидкости держится в районе 0,68 г/см³ (682,8 кг/м³ при 0 °C), пары почти вдвое легче воздуха и жадно поглощаются водой — порядка 700 объёмов газа на объём воды при 20 °C, то есть около 54 г на 100 мл, с образованием щелочного раствора. При обычной температуре склада продукт держат и перевозят только в герметичных стальных сосудах под давлением — резервуарах, цистернах и баллонах, которые заполняют не более чем на 85 % объёма, оставляя паровую подушку. Марка А (NH₃ ≥99,9 %) уходит в азотную кислоту, на азотирование и в холодильную технику, марки Ак и Б (NH₃ ≥99,6 %, азот ≥82 %, вода 0,2–0,4 %) — на экспорт, в магистральный аммиакопровод и в поле, где безводный аммиак остаётся самым концентрированным азотным удобрением прямого действия, а параллельно тот же продукт служит базовым сырьём азотной химии и хладагентом R717. По транспортной классификации это токсичный газ UN 1005 (подкласс 2.3) с дополнительной коррозионной опасностью 8, ПДК паров в воздухе рабочей зоны — 20 мг/м³, а оценки пределов взрываемости и классов опасности у разных источников расходятся, поэтому разобраны ниже отдельным блоком.

Основные применения

  • Сырьё для азотной кислоты, карбамида, селитр, аммофоса, солей аммония и кальцинированной соды
  • Концентрированное азотное удобрение прямого внесения с заделкой специальными агрегатами
  • Хладагент R717 в промышленных холодильных установках
  • Сырьё и неводный растворитель для специализированного химического синтеза, азотирование и защитные атмосферы

Стандарты и документы

ГОСТ 6221-90: марки А (≥99,9 % NH₃), Ак и Б (≥99,6 % NH₃, азот ≥82 %); для Ак дополнительно нормируют масло ≤2 мг/дм³, железо ≤1 мг/дм³, общий хлор ≤0,5 млн⁻¹ и оксид углерода ≤40 млн⁻¹. Массовую долю воды подтверждают методом Фишера по ГОСТ 28326.2-89 (марка А) или по остатку после испарения по ГОСТ 28326.1-89 (марки Ак и Б). Идентификаторы: CAS 7664-41-7, UN 1005.

Характеристики

CAS
7664-41-7
Формула
NH₃
Молярная масса
17,03 г/моль
Класс вещества
Сжиженный неорганический газ под давлением, нитрид водорода; в водном растворе — основание
Внешний вид
Бесцветная прозрачная жидкость под давлением с резким удушливым запахом; пары — бесцветный газ, легче воздуха
Растворимость
Чрезвычайно хорошо растворим в воде (около 700 объёмов газа на 1 объём воды при 20 °C, порядка 54 г на 100 мл) с образованием щелочного раствора
Плотность
жидкость около 0,62–0,68 г/см³ у точки кипения (например, 682,8 кг/м³ при 0 °C); пары легче воздуха (~0,6 относительно воздуха)
Температура хранения
В сосудах под давлением с клапанами безопасности; избегать нагрева ёмкостей
Класс опасности
Токсичный газ (2.3) с дополнительной опасностью коррозии (8); пары горючи в смеси с воздухом 16–25 об.%
ГОСТ / ТУ
ГОСТ 6221-90; ГОСТ 28326.1-89; ГОСТ 28326.2-89

Применение по отраслям

Сырьё и концентрированный азот для поля

Безводный сжиженный аммиак — исходный продукт для азотной кислоты, карбамида, аммиачной и кальциевой селитры, аммофоса, сульфата аммония и кальцинированной соды, получаемой аммиачным методом. В агрономии марки Ак и Б применяют как безбалластное удобрение с массовой долей азота не менее 82 % (пересчёт из паспортной доли NH₃ по коэффициенту 0,823): вносят специальными агрегатами на глубину 12–16 см на суглинках и 16–20 см на супесях, весной или осенью. Попав в почву, газ быстро связывается влагой и почвенными коллоидами и переходит в аммонийные формы, доступные растениям, поэтому потери определяются главным образом качеством заделки. На иссушенной глыбистой почве потери азота из-за неполной заделки резко растут даже при паспортно высокой чистоте продукта, а для нейтрализации временного подкисления зоны внесения ориентировочно требуется около 1,5 ц CaCO₃ на 1 ц внесённого аммиака.

Хладагент R717

Чистый безводный аммиак применяют как хладагент под обозначением R717 в крупных промышленных холодильных системах пищевой и других отраслей: R — код хладагента, первая цифра 7 указывает класс неорганических соединений, а 17 — молекулярную массу самого вещества. Высокая теплота парообразования и объёмная холодопроизводительность вместе с хорошей теплоотдачей позволяют проектировать компактные теплообменники; потенциал разрушения озона равен нулю. Современные схемы стремятся к малозаправочным блокам с дозированным количеством хладагента, чтобы уменьшить последствия возможной утечки.

Азотирование, науглероживание и защитные среды

Марку А по ГОСТ 6221-90 используют для азотирования металлов, науглероживающих и защитных атмосфер при термообработке стали, а также в синтезах, где нужна минимальная влажность (массовая доля воды по методу Фишера не более 0,1 %). Диссоциация аммиака даёт смесь азота и водорода стабильного состава, поэтому чистота исходного продукта прямо переносится на состав печной атмосферы.

Неводный растворитель, восстановитель и сырьё для соды

Помимо участия в производстве азотной кислоты и карбамида, жидкий безводный аммиак применяют как неводный растворитель и восстановитель в специализированном органическом синтезе, а также как сырьё в производстве кальцинированной соды аммиачным методом. Для тонких каталитических стадий важны не только массовая доля NH₃, но и нормируемые в марке Ак примеси: общий хлор до 0,5 млн⁻¹ и оксид углерода до 40 млн⁻¹, а также масло до 2 мг/дм³ и железо до 1 мг/дм³.

Практические нюансы

Физико-химические ориентиры NH₃

CAS 7664-41-7; M 17,03 г/моль; Tкип ≈ −33,4 °C; Tпл ≈ −77,7 °C; плотность жидкости ≈682,8 кг/м³ при 0 °C; растворимость в воде ≈700 объёмов на объём (около 54 г на 100 мл при 20 °C); критическая температура ≈132–133 °C при критическом давлении ≈11,4 МПа; давление насыщенных паров порядка 8 бар при 20 °C и около 20 бар при 50 °C; температура самовоспламенения ≈630 °C; ПДК 20 мг/м³; UN 1005.

Марки по ГОСТ 6221-90 и их нормы

А: NH₃ ≥99,9 %, вода по Фишеру ≤0,1 % — азотная кислота, азотирование, холод. Ак: NH₃ ≥99,6 %, азот ≥82 %, вода 0,2–0,4 % (остаток после испарения), масло ≤2 мг/дм³, железо ≤1 мг/дм³, общий хлор ≤0,5 млн⁻¹, оксид углерода ≤40 млн⁻¹ — экспорт и магистральный аммиакопровод. Б: те же ≥99,6 % NH₃ и ≥82 % азота без экспортных лимитов по хлору и оксиду углерода — удобрения и сельское хозяйство.

Контроль массовой доли аммиака и азота в паспорте

Массовую долю NH₃ в паспорте партии определяют вычитанием найденной массовой доли воды из 100 %: для марки А воду измеряют методом Фишера (ГОСТ 28326.2-89, норма ≤0,1 %), для марок Ак и Б — по остатку после испарения (ГОСТ 28326.1-89, обычно 0,2–0,4 %). Массовую долю азота получают умножением доли аммиака на коэффициент 0,823, что даёт ориентир не менее 82 % для агромарок.

Расхождения в оценке взрываемости и классов опасности

Источники по-разному указывают пределы взрываемости паров аммиака в воздухе: паспорт безопасности зарубежного производителя называет 16–25 об.%, ряд отечественных производственных данных — около 15–28 об.%, а карточка ICSC 0414 — 15–33,6 об.%; в структурированных данных сохранено консервативное значение 16–25 об.%, температура самовоспламенения оценивается примерно в 630 °C. Так же расходится и транспортная классификация: международные правила дают токсичный газ 2.3 с дополнительной опасностью коррозии 8, тогда как внутренние правила США для того же UN 1005 используют 2.2 (негорючий газ с ингаляционной опасностью). Отдельно от транспортной классификации по ГОСТ 12.1.007 аммиак отнесён к 4-му классу опасности при хроническом воздействии на организм — это ещё одно основание классификации, а не противоречие.

Заполнение сосудов и рабочее давление

По ГОСТ 6221-90 цистерны заполняют продуктом не более чем на 85 % объёма, люки герметично закрывают и пломбируют; баллоны заливают по ГОСТ 949. Переполнение опасно ростом давления при нагреве: насыщенные пары дают около 8 бар при 20 °C и порядка 20 бар при 50 °C. Для стационарных нерефрижерируемых резервуаров по зарубежным нормам расчётное давление типично не ниже 1,7 МПа (около 17 кгс/см²), а паровую подушку держат в районе 15 % объёма.

Хранение и безопасность

Условия хранения
Только в исправных сосудах под давлением с предохранительными клапанами; прохладная вентилируемая площадка, защита от перегрева и прямого солнца; контроль утечек по запаху и газоанализаторам; разделение с кислотами, окислителями, ртутью и галогенами.
Меры безопасности
Пары токсичны и раздражают дыхательные пути; контакт жидкости вызывает обморожение и химические ожоги. Работать в СИЗ с защитой кожи, глаз и органов дыхания, при ПДК 20 мг/м³, держать наготове аварийные души и фонтанчики для промывки глаз. Пары горючи в диапазоне примерно 16–25 об.%, температура самовоспламенения около 630 °C; избегать искр в зоне утечки. При поражении пострадавшего выводят на свежий воздух, поражённые кожу и глаза обильно промывают водой и вызывают медицинскую помощь; при вдыхании высоких концентраций требуется срочная госпитализация.
Перевозка
Опасный груз UN 1005 (2.3 + 8); только обученный персонал и допущенный транспорт, воздушная перевозка не применяется.
Вентиляция
Аварийная и приточная вентиляция машинных отделений, принудительная вытяжка в зонах возможного выброса; датчики NH₃. Струю воды не направляют на пролив жидкого аммиака — это ускоряет испарение.
Температурный режим
Давление насыщенных паров растёт с температурой (ориентир порядка 8,5 атм при ~20 °C и около 20 бар при 50 °C, критическая температура около 132,4 °C); не допускать нагрева баллонов и цистерн.
Тара
Стальные баллоны и цистерны по правилам сосудов под давлением, без медных деталей; для стационарных нерефрижерируемых резервуаров по зарубежным нормам хранения расчётное давление типично не ниже 1,7 МПа (около 17 кгс/см²) с паровой подушкой порядка 15 %. Степень заполнения ограничена, окраска и надписи — по правилам перевозки опасных грузов.

Частые вопросы

Какой CAS и формула у безводного аммиака?
Продукту отвечает CAS 7664-41-7 и формула NH₃ с молярной массой около 17,03 г/моль. Безводным сжиженным называют ту же молекулу, переведённую в жидкую фазу собственным давлением, без воды и любого другого растворителя.
Чем отличаются марки А, Ак и Б по ГОСТ 6221-90?
Марка А (NH₃ ≥99,9 %, вода по Фишеру ≤0,1 %) идёт на азотную кислоту, азотирование и холодильную технику. Марки Ак и Б нормируют NH₃ ≥99,6 % и азот ≥82 % при воде 0,2–0,4 %, причём для Ак дополнительно ограничивают общий хлор (≤0,5 млн⁻¹) и оксид углерода (≤40 млн⁻¹), потому что она предназначена для экспорта и магистрального аммиакопровода, а Б — прежде всего для удобрений. Внешне продукты неразличимы, марку подтверждает только паспорт партии.
Какой номер ООН при перевозке и что он означает?
UN 1005 — аммиак безводный. Международная классификация относит его к токсичным газам (подкласс 2.3) с дополнительной опасностью коррозии (8); группу упаковки газам не присваивают. Перевозка допускается только допущенным специализированным транспортом с соответствующей маркировкой, воздушным транспортом продукт не возят.
Почему температура кипения около −33 °C так важна?
При разгерметизации жидкость мгновенно вскипает и образует холодное облако паров, отсюда риск обморожения и требование держать продукт при обычной температуре склада только в сосудах под давлением. Величина этого давления заметна: при 20 °C насыщенные пары дают порядка 8,5–8,6 бар, а при 50 °C — около 20 бар.
На какую глубину вносят безводный аммиак как удобрение?
Специальными агрегатами его инжектируют на 12–16 см на суглинках и 16–20 см на супесях весной или осенью. Более мелкая заделка на сухой глыбистой почве резко увеличивает газообразные потери азота, а между внесением и посевом выдерживают паузу, чтобы не обжечь семена.
Чем безводный аммиак отличается от водного?
Безводный — это почти чистый NH₃ в сжиженном виде под собственным давлением, около 82 % азота, перевозка по UN 1005 в сосудах высокого давления. Водный аммиак 25 % — жидкость при атмосферном давлении, около 20,5 % азота, опасный груз UN 2672 класса 8: наливать и хранить его проще, но концентрация питательного элемента вчетверо ниже.
Как в паспорте партии получают массовую долю аммиака и азота?
Массовую долю NH₃ считают как 100 % минус найденная массовая доля воды: для марки А воду определяют методом Фишера (ГОСТ 28326.2-89, норма ≤0,1 %), для Ак и Б — по остатку после испарения (ГОСТ 28326.1-89). Долю азота получают умножением доли аммиака на коэффициент 0,823.
Зачем для марки Ак нормируют влагу именно 0,2–0,4 %?
Небольшое контролируемое количество воды снижает риск коррозионного растрескивания сталей в безводном аммиаке при попадании кислорода, поэтому нижняя граница коридора нужна для безопасной трубопроводной и цистерной логистики. Верхняя граница ограничивает балласт и остаток после испарения, по которому эту воду и измеряют.
Какой гарантийный срок хранения у сжиженного аммиака?
По данным производителей гарантийный срок хранения — ориентировочно 12 месяцев со дня изготовления при условии герметичности сосудов и защиты от нагрева.
С какими материалами несовместим аммиак и как оказывают первую помощь при поражении?
Аммиак разрушает медь, латунь, бронзу, цинк и алюминий с их сплавами, бурно реагирует с галогенами и сильными окислителями и образует опасные соединения со ртутью, поэтому трубопроводы и арматуру берут стальные или чугунные, в аммиачном исполнении. При поражении пострадавшего выводят на свежий воздух, поражённые кожу и глаза промывают большим количеством воды и обращаются за медицинской помощью.