Розділ 2 Технологія азотної кислоти
2.1 Фізико-Хімічні основи процеса
Виробництво розведеної азотної кислоти з аміаку Складається з Наступний стадій:
1) Контактна окісення аміаку до оксиду азоту (ІІ):
4NH 3 + 5О 2 в†’ 4NO + 6Н 2 О,? Н = - 907 кДж (а)
2) окислення NО до NO 2 :
2NO + O 2 ↔ 2NO 2 ,? Н =-112кДж (б)
3) абсорбція діоксиду азоту водою з Утворення розбавленої азотної кислоти:
3NO 2 + H 2 O ↔ 2HNO 3 + NO,? Н = - 136 кДж (в)
оксиду азоту, что віділяється при цьом, (ІІ) окіслюється до діоксиду І знову абсорбується.
Контактна окиснення аміаку.
При окісленні аміаку крім ОСНОВНОЇ Реакції (а) могут протікаті ї Другие процес:
4NH 3 + 4О 2 в†’ 2N 2 O + 6Н 2 Про? Н = -1105 КДж (г)
4NH 3 + 3О 2 в†’ 2N 2 + 6Н 2 О,? Н = -1270 КДж (д)
4NH 3 + 6NO в†’ 5N 2 + 6H 2 O, ? Н = -1810 кДж (е)
Які призводять до непродуктівної витрати аміаку.
Рівновага реакцій окислюваності аміаку (а), (г), (д) ​​у умів виробництва Повністю зміщена вправо. Обчіслені для реакцій (а) і (д) Константі рівновагі при 750 В° С мают однозначно Малі значення:
В
Отже, Перетворення аміаку в кінцеві продукти при 750 В° С может досягаті почти 100%. Загальна ШВИДКІСТЬ процеса візначається співвідношенням швидкостей реакцій (а) - (е). Во время відсутності каталізатора найбільш швидкої є Реакція окислюваності до елементного азоту. Природно, что в азотнокіслотному ВИРОБНИЦТВІ процес окислених проводять на каталізаторах, Які мают властівість вібіркової Дії, тоб на таких каталізаторах, Які різко пріскорюють реакцію одержании NO в порівнянні з іншімі реакціямі окислюваності аміаку.
У азотнокіслотній промісловості в основному застосовують платінові каталізатори. Процес окислюваності аміаку на платиновому каталізаторі відносіться до числа найбільш швидких каталітічніх реакцій, відоміх у Данії годину. У виробничих умів практично повне окислюваності аміаку досягається за (1-2) 10-4 с.
ШВИДКІСТЬ каталітічного окислюваності аміаку.
ШВИДКІСТЬ процеса окислюваності поклади від технологічного режиму процеса и конструкції контактного апарату. На вісокоактівніх платіноїдніх каталізаторах процес протікає в діфузійній области. На Менш активні (оксидний) каталізаторах при зниженя температурах окислюваності аміаку візначається швідкістю каталітічніх АКТІВ, тоб протікає в кінетічній области.
Підвищення температурами спріяє збільшенню НЕ Тільки Швидкості хімічної Реакції, альо и коефіцієнта діфузії аміаку в Суміші. Тому Підвищення Температура - Ефективний засіб Збільшення Швидкості процеса окислюваності, что протікає як у кінетічної, так и в діфузійній области. Однак Підвищення Температуру каталізу Вище ~ 850 В° С зніжує вихід NO и підвіщує вихід елементного азоту (мал. 1) за рахунок Реакції (д), а такоже термічної дісоціації NH 3 и других шкідливих побічніх реакцій. На платиновому каталізаторі підтрімують температуру від 800 В° С при атмосферному Тиску и до 900 В° С при підвіщеному лещата, при якому годину контакту сильно зменшуються и побічні Реакції практично НЕ встігають протікаті. На нізькоактівніх неплатинового оксидного каталізаторах годину Зіткнення звітність, збільшуваті в десятки разів у порівнянні з платиновим. Оптимальна температура зніжується до 700-750 В° С.
Підвищення Тиску пріскорює процес окислюваності NН 3 , тому что збільшуються концентрації реагуючіх компонентів у реакційному обсязі, зменшується ОБСЯГИ газової Суміші.
Однак при підвіщеному Тиску істотно зростає віднесення дрібніх часточок платини з газами, что здорожує товарну кислоту, оскількі платина має скроню ВАРТІСТЬ, а процес уловлювання мікроскопічніх часточок платини з нітрозніх газів после контактного апарата й достатньо Складний І НЕ Забезпечує полного Усунення ВТРАТИ платіні. При підвіщенні Тиску звітність, збільшуваті Товщина стінок апаратури, у результаті чого зростає ее ВАРТІСТЬ. Тому застосовують надлишково ТИСК 0,2-1 МПа. br/>В
Рис. 1. За лежні сть ст у пен я Перетворення ам и ак у від температур і (П„ == const , катав и затор Pt - Pd - Rh )
В
Рис. 2. Залежність виходе оксиду азоту від відношення концентрацій кисни ї аміаку
Склад газової Суміші впліває на температурний режи...
