Введение. Факультет технологический

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

АТЫРАУСКИЙ ИНСТИТУТ НЕФТИ И ГАЗА

Факультет технологический

Кафедра «Химия и химическая технология»

РЕФЕРАТ

Тема: Получение концентрированной азотной кислоты из окислов азота

Проверила: Ст.пр. Кайрлиева Ф.Б

Выполняли: Болаткалиулы А., Губашева С.

Атырау-2015 г

План:

I.Введение……………………………………………………………………...…..3

II.Основная часть:

1. Выделение из нитрозных газов избыточной воды……………………………….5

2. Скорость взаимодействия жидких окислов азота с водой…………………....7

3. Поглощение окислов азота концентрированной азотной кислотой при повышенном давлении……………………………………………………………..9

4. Общие условия получения концентрированной азотной кислоты из окислов азот…………………………………………………………………………………11

5.Сравнительная оценка различных методов получения концентрированной азотной кислоты…………………………………………………………………12

III.Заключение………………………………………………………...................14

Список литературы..............................................................................................15

Введение

Азотная кислота по объему производства занимает среди других кислот второе место после серной кислоты. Все возрастающий объем производства HNO₃ объясняется огромным значением азотной кислоты и ее солей для народного хозяйства.

Основное количество товарной азотной кислоты расходуется в производстве азотнокислых солей (нитратов) и сложных минеральных удобрений. Необходимо отметить, что нитратный азот хорошо усваивается растениями и дает большой эффект при использовании в сельском хозяйстве. Значительное количество азотной кислоты поступает на производство технических нитратов. Азотная кислота и жидкая четырехокись азота используются как окислители в ракетной технике.

Концентрированная азотная кислота применяется в производстве взрывчатых веществ — тротила, мелинита, гексогена, ксилила, тетрила и тэна; нитроглицерина и др.

В качестве взрывчатых веществ находят также значительное применение аммониты — смеси аммиачной селитры с нитропроизводными ароматических соединений.

Значительное количество концентрированной азотной кислоты применяется для получения нитропроизводных бензола, нафталина, антрацена и других соединений ароматического ряда, используемых в качестве полупродуктов в производстве синтетических красителей, а также в фармацевтической промышленности. Азотистая кислота применяется для получения азокрасителей. Азотная кислота и окислы азота используются для окисления двуокиси серы в производстве серной кислоты по нитрозному способу. Двуокись азота находит применение для стерилизации семян перед внесением их в почву.

В настоящее время 75—80% производимой азотной кислоты используется для получения нитратов и сложных минеральных удобрений, 10—15% —для получения взрывчатых веществ и синтетических красителей.

Получение азотной кислоты, содержащей более 65% HNO₃, из нитрозных газов обычной малой концентрации очень затруднительно.

Достаточно незначительного количества окиси азота в нитрозных газах, чтобы в соответствии с уравнением равновесия реакции

3NO₃+H₂O→2HNO₃+NO

Практически прекратилось поглощение двуокиси азота и, следовательно, образование азотной кислоты. Однако окись азота всегда содержится как в газовой, так и в жидкой фазе (в смеси N₂O₄, H₂O, HNO₃) вследствие разложения азотистой кислоты, образующейся при поглощении окислов азота. Главным препятствием для получения концентрированной азотной кислоты (выше 65% HNO₃) является малая скорость окисления окиси азота низкой концентрации.

Способы преодоления этих трудностей при получении концентрированной азотной кислоты непосредственно из окислов азота заключаются в применении высококонцентрированной жидкой четырехокиси азота, создании высокого давления кислорода при взаимодействии окислов азота с водой и проведении этого процесса при повышенной температуре.

Технологический режим процесса получения концентрированной азотной кислоты должен быть построен так, чтобы достигалась высокая степень превращения компонентов реакции и большая скорость реакции. Присутствие небольшого количества окиси азота, образующейся при частичном разложения азотистой кислоты, сильно тормозит скорость образования азотной кислоты. Поэтому прежде всего надо максимально ускорить процесс окисления NO. Это вызывает необходимость создания высокого парциального давления кислорода и проведения процесса под давлением до 50 атм. Одновременно с применением высокого давления для синтеза концентрированной кислоты требуется разрешение температуры, так как при низких температурах общая скорость процесса определяется скоростью реакции разложения или окисления азотистой кислоты. С повышением температуры увеличивается степень превращении четырехокиси азота NO₂ и возрастает скорость гидролиза двуокиси азота водой. Кроме того, для смещения равновесия и повышения скорости реакции необходим значительный избыток четырехокиси азота по сравнению с теоретическим количеством. В этих условиях возможно образование 98-99%-ной азотной кислоты с относительно большой скоростью.

Для получения жидкой четырехокиси азота и взаимодействия ее с водой (свободной или содержащейся в разбавленной азотной кислоте) требуется осуществление новых операций, значительно изменяющих общую схему производства азотной кислоты. Эта схема изменяется также в зависимости от того, какие нитрозные газы применяется для получения жидкой четырехокиси азота: газы, полученные окислением аммиака воздухом (или кислородом) или же газы, образовавшиеся при инверсии азотистокислых солей.

В случае применения нитрозных газов, образовавшихся при окислении аммиака воздухом, непосредственно получение концентрированной азотной кислоты состоит из следующих стадий:

1. Охлаждение нитрозных газов и отделение избытка воды.

2. Окисление окиси азота до двуокиси.

3. Поглощение двуокиси азота концентрированной азотной кислотой.

4. Разложение полученного раствора и выделение из него чистой двуокиси азота; на этой же стадии производится отбелка полученной концентрированной азотной кислоты от окислов азота

5. Конденсация четырехокиси азота.

6. Переработка смеси четырехокиси азота и разбавленной азотной кислоты под давлением в присутствии кислорода.

Первая стадия – охлаждение нитрозных газов – проводится обычно в две приема: вначале в скоростном холодильнике, за тем в обычном холодильнике-конденсаторе. Этот метод охлаждения связан с необходимостью отвода из нитрозных газов части ненужной для процесса реакционной воды.

При использовании нитрозных газов инверсионных установок для получения концентрированной азотной кислоты необходимо, наоборот, вводить воду извне.

В случае применения концентрированных окислов азота меняется последовательность проведения операций процесса получения концентрированной азотной кислоты. При этом процесс производства концентрированной азотной кислоты будет состоять из следующих стадий:

1. Охлаждения нитрозных газов и отделение избытка воды.

2. Окисление окиси азота, полимеризация лвуокиси азота и конденсация четырехокиси азота.

3. Поглощение остатков окислов азота концентрированной азотной кислотой.

4. Переработка под давлением смеси жидкой четырехокиси азота, конденсата и продуктов поглощения окислов азота в концентрированную азотную кислоту.

5. Отбелка полученной азотной кислоты и конденсация отогнанных окислов азота.