ваються вають абсорбційної, або поглотительной.
При охолодженні обжигового газу та освіті сірчаної кислоти виділяється велика кількість тепла, тому в денітраціонной і продукційних вежах орошающая кислота нагрівається і перед поверненням на зрошення її доводиться охолоджувати. Для цього встановлені холодильники 5 . При про изводстве баштової кислоти неминучі втрати оксидів азоту з газами, з продукційної кислотою та ін. Для вос полнения цих втрат в денітраціонную вежу 1 і продук ционную вежу 2 подається азотна кислота. Вода, необхід травня для освіти сірчаної кислоти, також вводиться в ці вежі.
Фізико-хімічні основи нитрозного процесу
У нітрозному процесі окислення ЗО 2 відбувається за допомогою оксидів азоту, розчинених в сірчаної кислоти, тому насамперед необхідно розглянути властивості оксидів азоту і аб сорбцію їх сірчаною кислотою.
Оксид азоту являє собою безбарвний газ, сжи жающая в безбарвну рідину при атмосферному тиску і температурі - 151,8 ° С. Кисень окислює в газовій фазі
кДж (1)
Ця реакція відрізняється від більшості гомогенних реак ций тим, що її швидкість знижується з підвищенням темпера тури.
У залежності від температури і концентрації і в газовій фазі встановлюється певна рівновага між компонентами реакційної маси. Залежність константи рав ги реакції (1)
(2)
від абсолютної температури Т виражається рівнянням
(3)
де - парціальні тиску в газовій фазі, МПа.
Слід вважати, що окислення киснем протікає також і в рідкій фазі
(4)
Діоксид азоту - темно-бурий газ, Зріджують при атмосферному тиску вже в умовах кімнатної температури (20,7 ° С). Діоксид азоту перетворюється на тетраксід (безбарвний ний газ) по реакції
кДж (5)
Залежність константи рівноваги цієї реакції
(6)
від температури виражається рівнянням
(7)
де, -Парціальний тиску і в газовій фазі, МПа.
У нітрозних газах загальне вміст оксидів азоту мен ше 15%, а ступінь окислення рідко перевищує 0,5, тому з рівняння (7) випливає, що можливий зміст в газах нитрозного процесу дуже мало.
З сірчаною кислотою діоксид азоту утворює нітрозілсерную і азотну кислоти
кДж (8)
Оксид азоту (азотистий ангідрид) при кімнатній тим пературі являє собою газ; це з'єднання стійке тільки при високому тиску. При 25 ° С і тиску 0,1 МПа лише 10,5% еквімолекулярной суміші оксидів азоту знаходиться у вигляді; решта кількості азотистого ангід рида розкладається на і . При температурі 3,5 ° С азоту Стий ангідрид знижується з утворенням рідини синьо-блакитного кольору, яка також швидко розкладається.
Рівновага реакції утворення азотистого ангідриду
кДж (9)
зсувається вправо при зниженні температури і підвищенні тиску, причому стан рівноваги встановлюється дуже швидко. Константа рівноваги цієї реакції
(10)
визначається при різній температурі наступними урав нениями
при (11)
при (12)
де М - умовна мольная концентрація всіх оксидів азоту.
У перерахунку на (в моль/л) умовна мольная концент рація становить
(13)
У умовах нитрозного процесу зміст азотистого ан гідриду в газі в порівнянні з сумарним вмістом вельми незначно.
З сірчаною кислотою утворює нітрозілсерную кислоту
кДж (14)
Властивості нітроза
У техніці нітроза називають розчини оксидів азоту () у водних розчинах сірчаної кислоти. Оксиди азоту в залежності від ступеня їх окислення утворюють нітрозілсерную кислоту у відповідності з рівнянням (14) або нітрозілсерную і азотну кислоти - з рівнянням (8).
Нітрозілсерная кислота являє собою безбарвні гігроскопічні кристали (т. пл.), що розпливаються при зіткненні з вологим атмосферним повітрям. Нітрозілсерная кислота, отримана при розчиненні оксидів азоту в безводній сірчаної кислоті, цілком стійка, у водних же розчинах сірчаної кислоти вона гідролізується
(15)
Ступінь гідролізу нітрозілсерной кислоти збільшується з підвищенням температури і пониженням конденсації сірчаної кислоти. Залежно від вмісту у вихідній киць лоті ступінь гідролізу нітрозілсерной кислоти при кімнатній температурі змінюється наступним чином:
Зміст, % 98 95 92 90 87 80 70 57
Ступінь гідролізу
, %. ... 1,1 4,0 7,3 12,4 19,4 27,7 49,8 100
У нітроза, що містить менше 73%, азотистая кисло та, що утворюється при гідролізі, розпадається
(16)
Розчинність у водних розчинах сірчаної кислоти дуже мала; в нітроза вона дещо більше, розчинність підвищує фізичну ється при збільшенні концентрації нітрозілсерной кислоти і вихідної сірчаної кислоти і знижується з ростом температури. Нижче наведені дані про розчи...
