ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Сода из "Курс технологии минеральных веществ Издание 2" В отсутствие катализатора окись азота из аммиака не образуется. Продуктами реакции являются элементарный азот и пары воды. [c.237] Как видно из последнего уравнения, при абсорбции высших окислов азота вновь выделяется окись азота, которую также окисляют в двуокись азота для перевода в азотную кислоту. Таким образом, при абсорбции чередуются реакция окисления окиси азота и реакция взаимодействия полученной двуокиси азота с водой. Так продолжается до тех пор, пока концентрация окиси азота в нитрозных газах не понизится настолько, что дальнейшее получение из них азотной кислоты становится экономически нецелесообразным. [c.237] По этому способу получается слабая 49—60%-ная азотная кислота. [c.238] В настоящее время слабую азотную кислоту получают несколькими способами, в основном различающимися давлением, под которым ведется технологический процесс. Первоначально процесс вели при атмосферном давлении. Такого типа установки широко распространены и сейчас. Кроме того, существуют способы, в которых применяется повышенное давление. Последние можно разделить на две группы. К первой группе относят способы, в которых обе стадии процесса — окисление аммиака и окисление окиси азота с последующей абсорбцией высших окислов азота — ведут под давлением 8 ата. Ко второй группе относят установки комбинированного типа, в которых окисление аммиака проводят при атмосферном давлении, а вторую стадию процесса — окисление N0 и абсорбцию высших окислов азота — под повышенным давлением. [c.238] Концентрированную азотную кислоту получают также несколькими способами. По одному из способов концентрированную азотную кислоту получают из слабой путем ее перегонки в смеси с серной кислотой. [c.238] Процесс ведут под давлением 50 ат и температуре 75°. [c.238] По этому способу, называемому прямым синтезом , сразу получается 98%-ная азотная кислота. [c.238] Процесс окисления аммиака — весьма сложный процесс и в зависимости от тех или иных условий может протекать в различных направлениях. Степень превращения аммиака в окись азота зависит от ряда условий состава катализатора, концентрации кислорода в воздушно-аммиачной смеси, времени соприкосновения газа с катализатором, температуры контактирования, давления в контактном аппарате и наличия вредных примесей (ядов). [c.238] В настоящее время сеткв делают из нитей диаметром 0,04—0,09 мм с числом петель от 1024 до 3600 на I см-. По мере работы катализатор стареет, разрушается и уносится с газовым потоком. Потери катализатора достигают 0,05—0,06 г на I т 100%-ной азотной кислоты, если окисление аммиака ведут при атмосферном давлении, и 0,15—0,20 г при окислении амм нака под давлением 8 ата. С повышением температуры расход платины увеличивается. Для уменьшения потерь сетки после определенного срока работы отправляют на переплавку. Потери снижают также тем, что часть уносимой с током газа платины улавливают в специальных фильтрах. [c.239] Для замены платиновых катализаторов неплатиновыми были испытаны окиси почти всех металлов. Наиболее активными оказались окиси железа, кобальта и серебра. Неплатиновые катализаторы дешевле, но выходы N0 на них ниже, чем на платине. Существенным недостатком неплатиновых катализаторов является также их сравнительная недолговечность и относительно быстрое падение производительности. [c.239] В СССР для окисления аммиака применяют специально разработанный катализатор. Этот катализатор обладает повышенной устойчивостью к действию ядов, дает более высокий процент контактирования, механически более прочен. [c.239] Реакция окисления аммиака является практически необратимой. Скорость ее зависит от температуры и с повышением последней растет. Аммиак, как уже указывалось выше, может окисляться до окиси азота или до элементарного азота. Влияние температуры на скорость этих реакций неодинаково. С изменением температуры степень превращения аммиака меняется. Для платино-родиевого катализатора при содержании 10% ЫНз в аммиачно-воздушной смеси оптимальная температура, при которой процент превращения будет максимальным, колеблется от 800° (при атмосферном давлении) до 900° (при 8 ата). Степень превращения при этом составляет 97—98%. [c.239] Существенное влияние на выход окиси азота оказывает время контакта. [c.239] Для интенсификации процесса окисления и абсорбции окислов азота иногда окисление аммиака ведут под давлением до 8 ата. Степень превращения аммиака в окись азота почти не зависит от давления, если при этом правильно выбраны условия процесса, производительность же платино-родиевого катализатора возрастает почти пропорционально давлению. [c.240] Окисление аммиака под давлением в основном имеет целью резко повысить скорость последующей реакции окисления N0 в N02, зависящей от давления, что позволяет во много раз сократить объемы реакционной аппаратуры. Серьезным недостатком работы под давлением является значительное увеличение потерь платины (в 3—4 раза больше, чем при атмосферном давлении). [c.240] Состав аммиачно-воздуишой смеси, т. е. отношение кислорода к аммиаку в газовой смеси, поступающей на окисление, оказывает большое влияние на выход окиси азота. Из приведенных выше уравнений (стр. 237) видно, что при окислении 1 моля аммиака до окиси азота необходимы 1,25 моля кислорода, а для окисления до азота — 0,75 моля кислорода. Опыт показал, что для получения высоких выходов окиси азота необходим избыток кислорода сверх стехиометрического, т. е. сверх 1,25 моля. Согласно лабораторным и заводским данным для получения хороших выходов N0 необходимо иметь в исходной аммиачно-воздушной смеси 1,7—2 объема кислорода на 1 объем аммиака. При этих условиях кислорода хватает и на дальнейшее окисление окиси азота до азотной кислоты и не приходится добавлять воздух или кислород в абсорбционную систему. [c.240] Для интенсификации процессов, идущих в абсорбционном отделении, необходимо, чтобы концентрация окиси азота в нитрозных газах была максимальной, что возможно при условии повышения содержания аммиака в исходной газовой смеси или при повышении общего давления. [c.240] Допустимое максимальное содержание аммиака в исходной смеси определяется пределами взрывчатости смесей аммиака с воздухом. Границы взрывчатости, т. е. верхний и нижний пределы допустимого содержания аммиака в аммиачно-воздушной смеси, равны 16,1 и 26,6% (при 18°). На практике обычно работают с аммиачно-воздушной смесью, содержащей не более 9,5—12,0% (объемн.) МНз. [c.240] Границы взрывчатости смесей аммиака с чистым кислородом значительно шире. Так, при начальной температуре 18° и атмосферном давлении взрываются смеси с содержанием от 13,5 до 82,0% МНз. Повышение давления расширяет границы взрывчатости. [c.240] Так как пыль также понижает активность катализатора, то для исключения вредного действия всех указанных примесей необходима предварительная тщательная очистка аммиака и воздуха. [c.241] Вернуться к основной статье