ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Получение синтетической азотной кислоты из "Азот" Уже этого краткого перечня отраслей промышленности, нуждающихся в азотной кислоте, достаточно, чтобы понять, почему вопросы получения синтетической азотной кислоты привлекли к себе внимание многих мировых ученых и почему одновременно с разработкой методов получения синтетического аммиака разрабатывались способы его окисления до азотной кислоты. [c.98] Пионерами контактного способа окисления аммиака до азотной кислоты являются русские инженеры И. И. Андреев и Н. М. Кулепетосз. Разработав в лаборатории метод окисления аммиака и испытав его на опытной аппаратуре, они составили проект промышленной установки по производству азотной кислоты из аммиака, получаемого в коксовых печах металлургических заводов. [c.98] По их проекту в 1916 году был построен азотный завод в Макеевке, а в 1917 году — более мощный завод в Юзовке (ныне гор. Сталино). [c.98] Одновременно вопросами производства азотной кислоты из аммиака, получаемого при коксовании углей, занимались и за границей. Когда проект установки Андреева и Кулепетова был готов, иностранные специалисты предложили России разработанный ими метод окисления аммиака, однако предложение это было отклонено, ибо отечествеиный способ оказался более совершенным -и экономически более выгодным. [c.98] Из первых же лабораторных исследований стало ясно, что окисление аммиака представляет собой довольно сложный химический процесс, который в зависимости от условий может протекать в различных направлениях. [c.98] Окись азота легко окисляется до двуокиси азота (2N0 + + 02 = 2М02), последняя при взаимодействии с водой, дает азотную кислоту. Такое направление процесса является наиболее желательным и чем больше аммиака окислится до окиси азота, тем рациональнее считается производство синтетической азотной кислоты. [c.99] Перед учеными встала задача направить реакцию окисления аммиака в сторону образования окиси азота, а реакцию окисления его до молекулярного азота и воды довести до минимума. Решение этой задачи потребовало много времени и упорного труда. Выяснилось, что образование окиси азота возможно только в присутствии специальных катализаторов и в сильной степени зависит от температуры и скорости прохождения газовой смеои через катализатор. [c.99] Окисление аммиака до окиси азота идет с большим выделением теплоты. Если это тепло не отводить, температура В контактном аппарате сильно повысится. При температуре выше 900° часть ам миака еще до подхода к катализатору ра спадется на азот и водород, часть его окислится до молекулярного азота и воды и лишь незначительное количество З ммиака окислится до окиси азота. Но даже то небольшое количество окиси азота, которое образуется при такой высокой температуфе, пройдя катализатор, частично рз спадается а азот и кислород. Рост температуры приводит, та Ким О бразО М, к снижению выхода окиси азота. [c.99] В производстве синтетической азотной кислоты применяются различные катализаторы, но наибольший выход окиси азота дают катализаторы из сплава платины с родием или иридием. Содержание примеси родия или иридия колеблется у различных катализаторов от 1 до 10 процентов. [c.99] К недостаткам платиновых катализаторов относится их дороговизна если бы они не изнашивались, их высокая стоимость могла бы окупиться продолжительностью работы. Однако в процессе работы платиновый сплав становится хрупким и медленно разрушается. [c.100] Наименьшие потери платины на одну тонну ЮО-процентной азотной кислоты составляют 65 тысячных грамма, или 65 миллиграммов. При менее благоприятных условиях потери платины могут достичь 450 миллиграммов ца тонну азотной кислоты. [c.100] Разрушение платинового катализатора наступает не сразу, а лишь спустя некоторое время после начала его работы. Чтобы не допустить больших потерь платины, катализатор заблаговременно переплавляют. Вое же часть платины уносится из контактного аппарата и осаждается а стенках газопровода, откуда ее периодически извлекают. [c.100] Платиновые катализаторы изготовляются в виде волнистой или мятой тонкой пластинки, тампона из тонких Нитей диаметром около 0,02 миллиметра или сетки из нитей диам тр0(м от 0,025 до 0,075 миллиметра с числом петель от 1000 до 3600 на один квадратный сантиметр. Чаще всего применяют несколько плоских сеток, расположенных параллельно на небольшом расстоянии друг от друга. [c.100] Количество получаемой окиси азота зависит не только от 10ВОЙСТВ катализатора, температуры скорости прохождения газо В через коигактный аппарат. Существенную роль играет исходный состав газовой смеси. [c.101] Из уравнения реакции образования окиси азота из аммиака и кислорода (4NH3-f 502 = 4N0-f6H20) видно, что на окисление одной грамм-молекулы аммиака до окиси азота требуется 1,25 грамм-молекулы кислорода. Поэтому соотношение объемов аммиака к кислороду должно быть 1 1,25. [c.101] Но опыт показал, что при таком соотношении объемов исходных газов окиси азота образуется мало. С увеличением содержания кислорода в смеси выход окиси азота увеличивается и достигает оптимального значения при исходной смеси, состоящей из двух объемов кислорода и одного объема аммиака. Дальнейшее увеличение процентного содержания кислорода мало улучшает выход окиси азота, поэтому на практике обычно пользуются смесью, в которой отношение объемов аммиака к кислороду равно 1 2. [c.101] Окислением аммиака до окиси азота заканчивается первая стадия получения синтетической азотной кислоты. Дальнейшее окисление азота и взаимодействие высших его окислов с водой относится ко второй стадии. [c.102] Вернуться к основной статье