Физико-химические основы производства разбавленной азотной кислоты. Стадия абсорбции диоксида азота водой

Разбавленная азотная кислота получается окислением газообразного синтетического аммиака. В основе получения разбавленной азотной кислоты лежат следующие реакции:

1. Контактное окисление HNO₃ до оксида азота: 4NH₃ + 5O₂ = 4NO + 6H₂O + Q.

2. Окисление оксида азота до диоксида: 2NO + O₂ = 2NO₂ + Q

3. Адсорбция диоксида водой: 3NO₂ + H₂O = 2HNO₃ + NO + Q.

Абсорбция диоксида азота водой протекает по уравнениям: 2NO₂ + H₂O = HNO₃ + HNO₂ + Q; N₂O₄ + H₂O = HNO₃ + HNO₂ + Q. Азотистая кислота неустойчивая и распадается: 3HNO₂ = HNO₃ + 2NO + H₂O – Q. Суммарное уравнение абсорбции: 3NO₂ + H₂O = 2HNO₃ + NO + Q. В зависимости от условий общую скорость процесса могут определять химические реакции или диффузия диоксида азота из газовой фазы. Диффузионный этап обычно лимитирует в конце процесса абсорбции при малых концентрация NO₂ в газовой фазе. Концентрация кислоты определяется условиями равновесия NO₂ над азотной кислотой. Положительное влияние на абсорбцию оказывает понижение температуры и повышение давления. В итоге в системах, работающих под атмосферным давлением, наиболее медленной стадией всего процесса является окисление оксида азота до диоксида. Поэтому требуются большие объёмы окислительно-абсорбционных башен. Применение в процессе воздуха, обогащенного кислородом, или чистого O₂ позволяет увеличить концентрацию NO в нитрозных газах и увеличить скорость окисления NO и NO₂.

Вопрос № 19