Страница: 2/9
Получение слабой азотной кислоты имеет две стадии;
а) окисление аммиака до окиси азота N0;
б) переработка N0 в азотную кислоту.
Окисление аммиака проводятся при температуре 800—900°С в присутствии катализатора, изготовленного из сплава платины н родия (5—10%) в виде сеток, сплетённых из тонкой проволоки. Кроме платины, могут применяться менее активные катализаторы на основе окиси кобальта или железа с активирующими добавками. Аммиак может окисляться при 900°С и безкатализатора, но в этом случае получаетсяне окись азота, а азот:
4NH3 + 3О2 =2N3 + 6Н20 + Q.
Катализаторы очень чувствительны к примесям сероводорода, пыли и т, д., поэтому воздух перед смешением с аммиаком тщательно очищается. На рис. 2 показана схема контактного аппарата для окисления аммиака под атмосферным давлением. Аппарат имеет корпус цилиндрической формы в ней закреплены платино-радиовые сотки (3—4 шт.) и поролитовые трубки (из пористой керамики) для очистки воздушко-амиачной смеси от пыли. Для получения окиси азота в контактный аппарат подают смесь, содержащую 10—11%. Повышать содержание амиака нельзя, так как при 20° С смесь с содержанием 15—28% NH3 становится взрывоопасной. При прохождении cmcеcи через платиновые сетки аммиак окисляется с образованием N0. Степень окисления аммиака составляет 98%.
Контактные аппараты, работающие под давлением 1,5—10 am (9,81•104 н/м2), мало отличаются от описанных выше, но в них имеется 16—20 сеток и аппаратура более толстостенная.
Переработка окиси азота в разбавленную азотную кислоту осуществляется следующим образом. Выходящие из контактного аппарата нитрозные газы охлаждаются, и окись азота N0 окисляется самопроизвольно кислородом:
2NO +О2 - > 2NO2 + Q.
Окисление NO в NO2 происходит очень медленно. Для увеличения скорости окисления необходимо понижать температуру (реакция аномальная, скорость растет при снижении температуры в отличие от других реакции) и испытать дарение (при увеличении давления с 1 до 10 am скорость возрастает в 100U раз). Поэтому окисление N0 в N02 и абсорбцию NO2 часто происходит в установках, работающих под давлением 1,5—10 am (0,15—1 Мн/м2), что резко сокращает объемы окислительно-абсорбционных башен.
Абсорбция двуокиси азота осуществляетсяводой по суммарному уравнению
3NO2+ Н2О - > 2НNО3 + NO + Q.
 |
На рис. 3 показана принципиальная схема получения азотной кислоты при атмосферном давлении. Воздух и аммиак после очистки от примесей подаются в смеситель1, а затем в контактный аппарат 2. Для окисления амиака. Образовавшиеся нитрозные газы при температуре 800°С выходят из аппарата и, пройдя котел-утилизатор 3, oхлаждаются до 250°С и поступают в кожухотрубный холодильник4, где дополнительно охлаждаются до 30° С, В холодильнике начитаются окисление N0 до NO2 и конденсация пapoв, воды, при этом частично образуется HNO3
Из холодильника нитрозные газы направляются в абсорбционные насадочные башни 5, в которых окислы азота поглощаются водой; таких башен в системе б—8 шт. Прейдя последовательно через эти башни, газы поступают в окислительную башню б, где оставшаяся часть N0 окисляется в NO2 и затем а башни щелочной абсорбции 7. Для поглощения N0 последняя башня орошается водой. Образовавшаяся слабая кислота охлаждается в холодильниках 8 и с помощью насосов 9 проходит последовательно противотоком газу все поглотительные башни. Кислота (50% HNO3) выводится из первой по ходу газа башни. Степень переработки окислов азота в азотную кислоту составляет 92%, а остальные окислы азота улавливаются в башнях щелочной абсорбции.
В установках, работающих под давлением 1,5—10 am (0,15— 1 Мн/м2} и по комбинированной схеме, степень поглощения окислов азота водой составляет 99%, а получаемая кислота более крепкая — 60—62%.
3. Производство серной кислоты
Моногидрат— серная кислота (100% H2SO4) представляет собой бесцветную маслянистую жидкость плотностью 1830,3 кг/м3, кипящую при 296,2s С и атмосферном давлении и замерзающуюпри+10,45° С.
В технике серной кислотой называют не только моногидрат, но и растворы его в воде различной концентрации H2SO4 +Н20. Раствор серного ангидрида SO4 в моногидрате называют олеумом H2SO4 + SO3.При применении, транспортировке и производстве необходимо знать температуры плавления и кипения серной кислоты. При повышении концентрации серной кислоты от 0 до 64,35° до 100% образуются шесть индивидуальных химических соединений (гидратов), которые в твердом виде взаимно нерастворимы, а образуют эвтектические смеси.
Реферат опубликован: 12/12/2007