Пост опубликован: 14.08.2012

Производство азотной кислоты

Техническая азотная кислота, представляющая собой смесь HNO3 и воды с очень малым количеством примесей, выпускается разбавленной (слабой) с содержанием 50-60% HN03 и концентрированной с содержанием 94-98% HNO3.
Прежде (до начала XX в.) азотную кислоту получали из чилийской селитры действием серной кислоты при нагревании.
Пары азотной кислоты конденсировались, давая кислоту высокой концентрации (95% и более). С 1904 г. азотную кислоту (50%-ную) начали получать дуговым методом. С конца первого десятилетия XX века распространился метод получения HNO3 с использованием аммиака. В России этот метод был самостоятельно разработан И. И. Андреевым. На основании материалов, которые были им получены в результате большой исследовательской работы, проведенной совместно с Н. М. Кулепетовым и А. К. Колосовым, в 1916 г. в г. Юзовке (теперь Донецк) построили первый завод получения азотной кислоты контактным окислением аммиака. Такой завод состоит из двух отделений: в первом происходит окисление аммиака кислородом воздуха по реакции
Свойства катализатора улучшаются, если применяют сплав платины с родием (3%) и палладием (4%) или только с родием (до 10%). При использовании такого катализатора степень превращения NH3 в N0 достигает 97-99%.
Платинородиевый катализатор отравляется фосфористым водородом; опытами установлено, что содержание его в количестве даже 0,00002% уже отравляет платину и снижает степень контактирования с 95 до 80%; ядом для катализатора являются также сероводород, пары масла, пыль и др. Поэтому при окислении NH3 применяют чистые газы.
Более дешевые неплатиновые катализаторы дают выход до 90%. Процесс при использовании их протекает значительно медленнее.
На платине процесс протекает быстро: время контакта всего 0,001-0,0001 сек. Поэтому требуется сравнительно небольшое ее количество. Этим объясняется и своеобразная форма катализатора- он применяется в виде сетки из проволоки диаметром
Большая скорость процесса достигается при температурах 700-900° С; в условиях более низких температур снижается скорость процесса и выход окиси азота, высокие температуры могут быть достигнуты за счет тепла реакции. Каждому проценту NH3, окисленной в газовой смеси, соответствует повышение температуры па 70° С. Если к воздуху добавить аммиак из расчета стехиометрического соотношения 02: NH3 = 1,25 моля 02 моль NH3, то концентрация его составит 14,4%; однако для того чтобы степень окисления была высокой (97-98%), необходим избыток кислорода: указанное выше соотношение должно составить 1,7- 2,0. При таком соотношении концентрация NH3 в аммиачно-воздушной смеси достигает 9,5-11,5%; чтобы получить достаточно высокую температуру при концентрации 9,5% NH3, приходится подогревать газовую смесь перед поступлением в контактный аппарат за счет тепла горячих газов, вышедших из контактного аппарата.
Окисление аммиака ведут обычно при атмосферном давлении, так как реакция сопровождается увеличением объема. Но в некоторых системах окисление ведут и в условиях повышенного (до 7-9 ата) давления. При этом увеличиваются скорости окисления окиси азота и образования HN03, упрощается схема и ее обслуживание; концентрация HNO3 также повышается, но унос платины увеличивается.
Важной проблемой является частичная или полная замена воздуха кислородом. Такая замена дала бы возможность увеличить концентрацию аммиака, а затем значительно ускорить и удешевить стадию процесса — окисление и абсорбцию окислов азота. Осуществлению этого препятствует опасность взрыва смеси. Предложено несколько методов устранения указанной опасности. Один из них заключается в том, что процесс ведется в присутствии большого количества водяных паров, снижающих концентрацию аммиака ниже границы взрываемое.

/> />

Читайте так же:

    Комментарии запрещены.