Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АрхитектураБиологияГеографияДругоеИностранные языки
ИнформатикаИсторияКультураЛитератураМатематика
МедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогика
ПолитикаПравоПрограммированиеПсихологияРелигия
СоциологияСпортСтроительствоФизикаФилософия
ФинансыХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника

Технологія виробництва нітратної (азотної) кислоти

Антикорозійна обробка металевих виробів | Термічна обробка металевих виробів | Технологічний процес складання машин | Структура хімічної промисловості та фрагменти історії хімічних виробництв | Поняття про хіміко-технологічні процеси, їх апаратурне оформлення та параметри роботи | Основні типи хімічних реакторів | Узагальнена типова схема ХТП | Технологічні критерії ефективності ХТП | Поняття про матеріальний і енергетичний баланси виробництва та їх роль у технологічних і економічних розрахунках | Загальні принципи інтенсифікації хімічних процесів, основні напрями їх вдосконалення і розвитку |


Читайте также:
  1. B. Прискорює реакцію утворення вугільної кислоти в еритроцитах
  2. Resources (які використовуються підприємствами як запроваджені фактори виробництва) as inputs to produce goods and services (називаються) factors of production.
  3. Resources (які використовуються підприємствами) as inputs to produce goods and services are called (факторами виробництва).
  4. Біотехнологія і майбутнє
  5. Визначення зв‘язаних форм вугільної кислоти у лужній воді.
  6. Визначення розрахункового обсягу виробництва продукції
  7. Використання соціального впливу в сучасних маніпулятивних технологіях.

Безводна нітратна кислота (ΗΝО3) — важка безбарвна рідина щільністю 1520 кг/м3 при 15 °С, що димиться на повітрі і замерзає при —41 °С. Нітратна кислота змішується з водою, утворюючи гідрати ΗΝО3 ∙ Η2О і ΗΝ03 ∙ 2Η2О. Безводна ΗΝО3 кипить при 86 °С, а максимальну температуру кипіння 121,9 °С має 68,4 % водний розчин ΗΝ03, що представляє собою азеотропну суміш, у якої склад рідини і пари однаковий, тому така суміш кипить без зміни концентрації.

Під дією світла при збереженні або при нагріванні нітратна кислота частково розкладається з виділенням оксиду Нітрогену (IV) NО2, що, розчиняючись у кислоті, забарвлює її в жовтий або бурий колір.

Обсяг виробництва нітратної кислоти трохи менший, ніж сульфатної, по тоннажу вона є другою кислотою після сульфатної. В основному, нітратна кислота, витрачається для одержання мінеральних добрив, а також у виробництві барвників, вибухових речовин, у промисловості органічного синтезу, у якості окислювача ракетного палива, у виробництві нітролаків, кіноплівки і т.п.

Сучасне виробництво нітратної кислоти засновано на процесах окиснення аміаку з наступною переробкою оксидів Нітрогену.

В основі процесу одержання розведеної нітратної кислоти з аміаку лежать наступні реакції:

• контактне окиснення аміаку киснем повітря до оксиду Нітрогену (II) 4NH3 + 5О2 =4NO + 6H2О + Q

• окиснення оксиду Нітрогену (II) до оксиду азоту (IV) 2NO + О2 = 2ΝО2 + Q

• абсорбція оксиду Нітрогену (IV) водою 3NО2 + Н2О = 2HNО3 + NO + Q.

Оксид Нітрогену (II), що виділяється, повертається в процес, окиснюється до NО2, що знову поглинається водою, і далі процеси повторюються.

Без каталізатора процес окиснення NH3 йде з утворенням N2, і, щоб основним продуктом окиснення NH3 був оксид Нітрогену (II), використовують каталізатор — платину і її сплави з металами платинової групи. Платинові каталізатори застосовують у вигляді сіток з тонкого дроту. Оскільки платинові каталізатори чутливі до домішок у аміачно-повітряному середовищі, активність каталізатора з часом постійно знижується. Без заміни каталізатор може служити 1—1,5 року.

Аміачно-повітряна суміш при вмісті в ній аміаку 16—28 % стає вибухонебезпечною, тому у виробничих умовах вміст аміаку в ній складає 9,5—11,5 %. Процес окиснення аміаку залежить від початкової температури реакції, при атмосферному тиску температуру газу підтримують 700—800 °С, при підвищеному тиску — 800— 900 °С.

Окиснення NО при температурах нижче 100 °С практично цілком протікає у бік утворення NО2, бо зниження температури і підвищення тиску сприяють рівноважному виходові NО2.

Абсорбція НО2 водою є кінцевою стадією виробництва нітратної кислоти. Вона прискорюється при зниженні температури і підвищенні тиску. Практично процес переробки нітрозних газів в азотну кислоту проводять при 20—30 °С. В міру протікання реакції концентрація одержуваної нітратної кислоти зростає і реакція сповільнюється.

Розрізняють установки виробництва розведеної нітратної кислоти при атмосферному тиску, підвищеному тиску і комбіновані.

Системи, що працюють при атмосферному тиску, характеризуються низьким ступенем переробки оксидів Нітрогену в нітратну кислоту, невисокою концентрацією отриманої кислоти, великими реакційними об'ємами.

Установки підвищеного тиску відрізняються більш високим ступенем переробки оксидів Нітрогену в нітратну кислоту, у десятки разів меншим об'ємом абсорбційних колон, відсутністю абсорбції залишкових оксидів Нітрогену. Але при цьому збільшуються витрати електроенергії і платини.

Показники комбінованих систем близькі до оптимальних. У комбінованих установках окиснення аміаку здійснюється під атмосферним тиском, а процеси окиснення NО і поглинання NО2 водою— під підвищеним тиском (0,3...0,9 МПа).

Виробництво нітратної кислоти в установці комбінованої системи представлене на рис 2.

Повітря надходить в установку через забірну трубу, встановлену поза територією заводу. Для його очищення від механічних і хімічних домішок застосовується промивник (скрубер) 1і фільтри 2. Подача повітря, аміаку (іноді і додаткового кисню) здійснюється за допомогою аміачно-повітряного вентилятора З за таким розрахунком, щоб вміст NH3 у газовій суміші складав 10...12 %. Вентилятором 3 суміш подається в підігрівник теплообмінного типу 5, нагрівається до 100 °С і далі надходить у контактний апарат 6. У ньому аміачно-повітряна суміш проходить картонні фільтри і контактує з каталізаторною сіткою, де при 820 °С відбувається окиснення аміаку в оксид азоту (II). Внаслідок цього утворюються нітрозні гази, температура яких на виході з контактного апарату складає близько 800 °С.

Рис 2. Схема виробництва розведеної нітратної кислоти в установках комбінованої системи

У нижній частині контактного апарату розташований казан-утилізатор 4, в якому нітрозні гази охолоджуються до 170 °С і утворюється перегріта до 450 °С водяна пара (тиск 4 МПа). Далі нітрозні гази охолоджуються в підігрівнику 6, потім до 40 °С — у холодильнику — промивнику 7. Утворений на тарілках промивника конденсат перекачується зі збірника 13 відцентровим насосом 14 в абсорбційну колону 11. Охолоджені нітрозні гази надходять у турбокомпресор 8 і, стиснуті до 0,3...0,4 МПа при температурі 120 °С, направляються в окисник 9. У ньому NO окиснюється в N02 і за рахунок теплоти реакції гази підігріваються до 220 °С. Потім нітрозні гази охолоджуються в апараті 10 газами, що відходять, і надходять в абсорбційну колону.

50%-а нітратна кислота, яка витікає з нижньої частини колони, надходить у вибільну колону 12, де видаляються розчинені в ній оксиди Нітрогену, за допомогою турбокомпресора 8. Освітлена нітратна кислота з вибільної колони направляється в сховище, а потім споживачам.

Промисловість випускає розведену, слабку і концентровану нітратну кислоту. Слабка ΗΝО3 (45—60 %) зберігається в резервуарах з нержавіючої сталі, невеликі партії в скляних суліях. Концентровану кислоту зберігають у резервуарах, а перевозять у залізничних цистернах з алюмінію.


Дата добавления: 2015-11-16; просмотров: 127 | Нарушение авторских прав


<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Технологія виробництва сульфатної (сірчаної) кислоти контактним способом| Способи одержання хлоридної (соляної) кислоти

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.006 сек.)