ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Значение и методы производства азотной кислоты из "Технология связанного азота Издание 2" По объему производства азотная кислота стоит сразу же после серной кислоты. Основными потребителями азотной кислоты и ее солей (нитратов) является сельское хозяйство, производство синтетических красителей и взрывчатых веществ. [c.339] Сельское хозяйство применяет соли азотной кислоты в качестве удобрений главным образом в виде нитрата аммония — аммиачной селитры, получаемой путем нейтрализации азотной кислоты аммиаком. В некоторых странах Западной Европы к аммиачной селитре перед ее гранулированием добавляют молотый известняк и выпускают так называемую известково-аммиачную селитру. [c.339] Азотная кислота используется также в производстве ковшлексных (сложных) удобрений, изготовляемых путем разложения природных фосфатов азотной кислотой. При введении солей калия в продукты азотнокислого разложения фосфатного сырья образуются тройные удобрения, содержащие азот, фосфор и калий. Такие удобрения называют нитрофоской. [c.339] При получении удобрительных туков расходуется разбавленная азотная кислота, содержащая от 45 до 60% НКОд. [c.339] В производстве взрывчатых веществ при нитровании толуола, уротропина, ксилола, нафталина и других органических продуктов применяют концентрированную азотную кислоту (96—98% НКОз). Для нитрования употребляют смери азотной кислоты с концентрированной серной кислотой, которая связывает воду, выделяющуюся в процессе нитрования и замедляющую эту реакцию. [c.339] В качестве взрывчатых веществ применяют также аммониты — смеси аммиачной селитры с нитропроизводными ароматических соединений и некоторыми другими веществами. [c.339] Путем нитрования бензола, антрацена и других ароматических соединений получают полупродукты для производства синтетических красителей и ряда важных химикатов. [c.339] Некоторые свойства азотной кислоты и ее растворов. Чистая безводная азотная кислота малоустойчива, разлагается при обычной температуре с выделением окислов азота, воды и кислорода. Температуры замерзания водных растворов азотной кислоты различной концентрации приведены на рис. VII- . Температура кипения и теплоемкость водных растворов кислоты изменяются в зависимости от содержания воды, что видно из рис. УП-2 и УП-З. Другие данные о свойствах азотной кислоты приведены в Приложении II. [c.340] Проведение этого процесса с меньшим количеством серной кислоты до образования сульфата натрия вместо кислой соли нецелесообразно, так как для этого потребовалось бы повышение температуры, приводящее к значительным потерям азотной кислоты. [c.341] Разложение природной селитры серной кислотой проводили в чугунных ретортах, обогреваемых топочными газами. Выделяющиеся пары азотной кислоты далее конденсировали в холодильниках. При использовании 95—97%-ной серной кислоты и 96%-ной натриевой селитры удавалось получать концентрированную азотную кислоту (до 96—98% HNO3). Газообразные продукты разложения селитры пропускали через сосуды с водой (в этом случае образовывался водный раствор кислоты) или с известковым молоком для связывания окислов азота в кальциевую селитру Са(КОз)2. После отгонки азотной кислоты расплав бисульфата натрия сливали из реторты. [c.341] Позднее Валентинер усовершенствовал этот способ получения азотной кислоты, проводя разложение нитрата натрия в вакууме (разрежение до 650 мм вод. ст.). При этом температура разложения селитры снизилась до 80—160 °С, а продолжительность отгонки сократилась до 6 ч, выход азотной кислоты в этих условиях приблизился к теоретическому. Расход топлива составил около 120 кг/т HNO3. [c.341] В начале XX в. был предложен метод фиксации атмосферного азота в пламени электрической дуги. В 1906 г. в заводском масштабе осуществлен цианамидный метод связывания атмосферного азота (азотирование карбида кальция). [c.341] Производство азотной кислоты дуговым методом интересно тем, что для ее получения не требуются искусственное сырье и сложное аппаратурное оформление процесса. Однако этот метод невыгоден в связи с большим расходом электроэнергии. [c.342] Согласно приведенным выше данным, реакцию получения N0 следует проводить при высоких температурах и содержании в исходном газе 50% азота и 50% кислорода. В этих условиях достигается наибольший выход окиси азота, и процесс идет с наиболее высокой скоростью. Однако вследствие незначительной степени превращения азота и кислорода в N0 не применяли воздух, обогащенный кислородом, а работали с обычным воздухом. Исследования показывают, что скорость окисления азота быстро увеличивается с повышением температуры. [c.342] Скорость реакции разложения N0 при низких температурах незначительна, поэтому, хотя окись азота при таких температурных условиях термодинамически неустойчива, заметного разложения N0 не происходит. Так, для разложения чистой окиси азота на 50% нри 1230 °С требуется 197 с, а при 2630 °С — всего 2 10 с. Теоретический выход азотной кислоты на 1 кВт ч затраченной энергии соответствует получению 2500 г НКОд, в действительности на 1 кВт ч получается 55—80 г кислоты. [c.343] Для окисления азота применялись печи Биркелянда и Эйде, в которых электрическая дуга под действием электромагнита принимала форму диска и растягивалась в направлении электродов. Диаметр диска достигал 3 м, мощность печи до 1000 кВт при напряжении 500 В. Полученная окись азота поглощалась водой с образованием азотной кислоты либо известковым молоком до образования кальциевой селитры. [c.343] В 1913 г. был освоен промышленный синтез аммиака из элементарных веществ, быстро получивший широкое распространение и в настоящее время имеющий исключительное значение в производстве связанного азота. Вскоре после этого был разработан способ получения азотной кислоты из аммиака. [c.343] На основании исследований И. И. Андреева, Н. М. Кулепетова и А. К. Колосова в России был запроектирован и в 1916 г. построен в Юзовке (ныне г. Донецк) первый цех производства азотной кислоты из аммиака с переработкой НКОд в аммиачную селитру. Годовая мощность цеха составляла 10 тыс. т селитры. [c.343] В качестве катализатора процесса окисления аммиака применяются платина и ее сплавы. [c.344] В результате взрывного окисления метана, водорода, окиси углерода в присутствии воздуха H.H. Семенов получил окись азота. При температуре процесса 2000 °С газовая смесь содержит до 1,5-1,6% N0. [c.344] Вернуться к основной статье