ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Переработка нитрозных газов в разбавленную азотную кислоту из "Общая химическая технология неорганических веществ 1965" Нитрозные газы, полученные при окислении аммиака кислородом воздуха, содержат около 10—И объемн. % окиси азота, кислород, азот и водяные пары. [c.270] Для получения азотной кислоты требуется окислить окись азота N0 до двуокиси азота N02, которая при взаимодействии с водой образует азотную кислоту. Окись азота с водой не реагирует. [c.270] Из приведенных данных видно, что, например, при 800— 900°С (Кр велика) равновесие реакции сдвинуто в сторону образования окиси азота, а при температурах до 100°С (ТСр мала) окись азота может практически полностью окислиться до двуокиси азота, которая в этих условиях не диссоциирует. Из сказанного ясно, что в горячих нитрозных газах, выходящих из контактного аппарата при 750—850°С, двуокись азота отсутствует. Чтобы получить двуокись азота, необходимую для образования азотной кислоты, нитрозные газы приходится охлаждать ниже 100°С. [c.271] Скорость реакции окисления N0 в N02- Скорость этой реакции зависит от концентрации N0 при низких концентрациях N0 в газе она очень мала. Так как при производстве азотной кислоты приходится перерабатывать нитрозные газы с относительно небольшим содержанием N0, то для окисления N0 в N02 нужны огромные реакционные объемы. [c.271] Реакция окисления N0 в N02 является одной из немногих известных тримолекулярных реакций, т. е. таких реакций, для осуществления которых необходимо одновременное столкновение трех молекул — в данном случае двух молекул N0 и одной молекулы О2. Другой особенностью этой реакции является то, что скорость ее с повышением температуры уменьшается. При 0°С реакция протекает в 12 раз медленнее, а при 300 °С в 30 раз медленнее, чем при —130 °С. Следовательно, для увеличения скорости окисления N0 в N02, иными словами, для уменьшения реакционного объема аппаратуры, необходимо вести реакцию при возможно более низких температурах. Поэтому реакционные аппараты усиленно охлаждают водой. [c.271] Этими соотношениями и определяется выгодность окисления N0 3 NO9 под давлением. [c.272] Можно считать, что в интервале температур от О до 100 °С всегда имеется равновесная смесь NO2 и N2O4. [c.272] Азотистый ангидрид — очень неустойчивое соединение и может присутствовать в нитрозных газах при обычных условиях лишь в ничтожных количествах. Поэтому в производстве азотной кислоты эта реакция не имеет существенного значения. [c.272] Азотный ангидрид N2O5 в условиях процесса производства азотной кислоты не образуется он может быть получен путем окисления четырехокиси азота озоном. [c.272] Реакция (9) обратима состояние равновесия зависит от концентрации образующейся азотной кислоты, давления и температуры. Если образуется очень разбавленная азотная кислота, то она полностью поглощает КОг с одновременным выделением окиси азота, в то время как при образовании 60%-ной азотнс кислоты связывается только небольшая часть двуокиси азота. 3 производственных условиях обычно не стремятся достигнуть состояния равновесия реакции (9), так как скорость ее по мере приближения системы к равновесному состоянию быстро понижается. Скорость образования азотной кислоты увеличивается с повышением температуры, но при этом равновесие реакции (9) сдвигается в левую сторону. Поэтому повышение температуры для ускорения реакции допустимо только при одновременном применении давления, способствующего смещению равновесия ракции (9) слева направо. При повышенном давлении (6—8 ат) и температуре 50—80 °С получается 58— 60%-ная азотная кислота (в таких условиях равновесие полностью смещено слева направо), тогда как при атмосферном давлении и обычной температуре можно получить только 50%-ную азотную кислоту. [c.273] В промышленных установках степень превращения окислов азота 3 азотную кислоту составляет при атмосферном давлении примерно 92% от исходного количества окиси азота, а при 6—8 ат достигает 98%. Это объясняется тем, что с повышением давлекля скорость реакции окисления N0 в N02 возрастает в десятки раз. Понижение температуры до О—5°С также приводит к значительному увеличению интенсивности процесса. Скорость реакции (9) можно также повысить путем увеличения поверхности соприкосновения газовой и жидкой фаз, что достигается заполнением абсорбционных колонн насадками. [c.273] Окислительный объем в поглотительной системе рассчитывают на окисление не только количества N0, которое содержится в газах, поступающих из контактного аппарата, но и того количества N0, которое образуется по реакции (9). Из 1 моль исходной окиси азота после ее окисления до двуокиси азота и последующего поглощения образуется еще 7з моль окиси азота, из которой после повторного окисления и поглощения получается, в свою очередь, еще 7з 7з моль окиси азота и т. д. [c.273] Следовательно, абсорбционная зона должна быть рассчитана На окисление полуторного количества поступающей окисн азота. [c.273] В щелочных башнях улавливается б—7% окислов азота от общего их содержания в нитрозных газах, поступающих на переработку, вследствие чего степень использования окиси азота повышается приблизительно до 98—99%. Газы, уходящие из щелочных башен, должны содержать около 0,1% окиси азота. [c.274] Для более полной очистки отходящих (хвостовых) газов от окислов азота в последнее время стали применять каталитическое расщепление окислов при температуре 600—700 °С на катализаторе. Отходящие газы смешивают с природным газом и сжигают. При сжигании метан окисляется кислородом, присутствующим в газах и связанным с азотом в виде N0 и НОз-В результате сжигания метана окислы азота расщепляются с выделением свободного азота, а кислород образует с водородом и углеродом соотвественно воду и двуокись углерода. Возможно также образование небольшого количества окиси углерода. [c.274] На некоторых заводах для более полной очистки отходящих газов применяют промывку их купоросным маслом, которое значительно лучше поглощает N0 и МОг, чем растворы щелочей. Получаемая при этом нитрозилсерная кислота используется в производстве серной кислоты башенным способом. [c.274] Выхлопные газы, состоящие в основном из азота, после соответствующей очистки от окислов азота и кислорода можно-использовать, например, для производства цианамида кальция. (стр. 606) и др. [c.274] Полученные растворы, содер -кащие небольшое количество НМОз, нейтрализуют щелочью и упаривают. [c.274] образующийся при окислении МаМОг, является источником получения концентрированной окиси азота. Прн добавлении к этому газу кислорода с одновременным охлаждением можно получить жидкую двуокись азота. [c.274] Получаемая при этом кальциевая селитра использ ется в качестве азотного удобрения (стр. 564). [c.275] Вернуться к основной статье