АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Получение концентрированной азотной кислоты из оксидов азота

Читайте также:
  1. A) Самопроизвольный перенос вещества через мембрану за счет энергии сконцентрированной в каком-либо градиенте.
  2. II. Порядок обращения за получением социального обслуживания
  3. Абсорбция оксидов азота концентрированной азотной кислотой
  4. Азотной кислоты методом прямого синтеза
  5. Азотной кислоты с помощью серной кислоты
  6. Аминокислоты
  7. В чем состоит круговорот азота?
  8. Выбор темы и получение задания на курсовую.
  9. Вывод борной кислоты с помощью ионообменных фильтров.
  10. Выделение оксидов азота
  11. Гидроксикислоты - это гетерофункциональные соединение, содержащие в своем составе?
  12. Жирные кислоты

Получение жидких оксидов азота

 

Выделившиеся после отбеливания оксиды азота конденсируются в водяном и рассольном конденсаторах и используются для приготовления сырой смеси. Поскольку температура кипения N2O4 составляет 20,6 °С при давлении 0,1 МПа, в этих условиях газообразный NO2 может быть полностью сконденсирован (давление насыщенных паров N2O4 при 21,5 °С над жидким N2O4 равно 0,098 МПа, т.е. меньше атмосферного).

Другим способом получения жидких оксидов азота является конденсация их под давлением и при пониженной температуре.

Если вспомнить, что при контактном окислении NH3 при атмосферном давлении концентрация оксидов азота составляет не более 11 % об., их парциальное давление соответствует 83,5 мм рт.ст. Давление же оксидов азота над жидкостью (упругость паров) при температуре конденсации (–10 °С) равно 152 мм рт.ст. Это означает, что без повышения давления конденсации жидкие оксиды азота получить из этих газов нельзя, следовательно, конденсация оксидов азота из такого нитрозного газа при температуре –10 °С начинается при давлении 0,327 МПа. Степень конденсации резко возрастает с увеличением давления до 1,96 МПа, при дальнейшем росте давления степень конденсации изменяется незначительно.

Переработка нитрозного газа (т.е. после конверсии NH3) в жидкие оксиды азота малоэффективна, т.к. даже при Р=2,94 МПа степень конденсации составляет 68,3 %.

В условиях конденсации чистого N2O4, охлаждение не следует вести ниже температуры –10 °С, т.к. при –10,8 °С N2O4 кристаллизуется. Наличие примесей NO, NO2, Н2О снижает температуру кристаллизации. Так смесь, имеющая состав N2O4+5 % N2O3, кристаллизуется при –15,8 °С.

Полученные жидкие оксиды азота хранят в стальных резервуарах.

 

Получение концентрированной азотной кислоты из оксидов азота

 

Для осуществления этого процесса смешиваются в определенной пропорции жидкий N2O4, Н2О и обрабатываются чистым кислородом в автоклаве. Вместо воды можно использовать разбавленную НNO3. Сама азотная кислота в реакции не участвует, а присутствующая вода реагирует с жидким N2O4 по уравнению:

2N2O4+2Н2О+О2=4НNO3+78,8 кДж. (40)

 

Синтез кислоты проводится в автоклаве при давлении 4,9 МПа и температуре 80 °С. Реакция (40) ускоряется с повышением содержания N2O4 в сырой смеси, поэтому в технологии всегда поддерживается его избыток примерно равный 10–15 %. Практически пользуются массовым соотношением N2O42О=6,8÷7,5:1, тогда как стехиометрия нам дает соотношение 5,11:1. Причем, для получения НNO3 с содержанием 98–99 % мас. можно использовать и меньшие (чем 4,9 МПа) давления, но в этом случае необходимо увеличивать соотношение N2O42О.

Сказанное можно проследить по данным табл. 20.

 

Таблица 20

Зависимость соотношения N2O42О от давления

Р, МПа 3,92 2,94 2,45
Соотношение N2O42О, не ниже 7,5:1 7,7:1 9:1

Увеличение давление выше 4,9 МПа малоэффективно. Увеличение же температуры более 80 °С может интенсифицировать процесс, однако, развивается интенсивная коррозия аппаратуры.

На скорость кислотообразования влияют:

· расход и концентрация кислорода. Скорость кислотообразования линейно возрастает с увеличением расхода кислорода;

· поверхность контакта фаз в гетерогенной системе раствор–кислород;

· интенсивность перемешивания смеси.

Два последних фактора влияют на конструкцию автоклава, на тип и наличие насадки. Применяют автоклавы с ситчатыми и колпачковыми тарелками, а также пленочного типа. Чем меньше соотношение N2O42О, тем больше нужно тарелок для получения НNO3 с концентрацией не менее 98 % мас. Аппарат пленочного типа более эффективен (на 26–30 %), скорость образования НNO3 в нем в 2 раза выше, расход кислорода близок к теоретическому.

Эти же два фактора влияют и на одну из медленных стадий процесса – разложение азотистой кислоты. Т.е. интенсифицировать процесс разложения НNO2 в жидкой фазе можно лишь, повысив интенсивность перемешивания (ускорение реакции В), и увеличив поверхность контакта фаз (раствора с кислородом), что влияет на скорость реакций (Г) и (Д).

Одной из основных статей затрат в производстве концентрированной НNO3 является расход кислорода. Теоретический расход кислорода на 1т НNO3 составляет: при окислении NH3 – 712 м3; при окислении NO – 267 м3; при окислении N2O4 – 89 м3. Вследствие высокой стоимости кислорода конверсию аммиака проводят воздухом и очень редко – кислородом.

 

9.8. Промышленные схемы производства концентрированной


1 | 2 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.003 сек.)