ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Химико-технологические системы производства кислоты из "Основы химической технологии" Окисление N0 является обратимой реакцией, сопровождающейся выделением теплоты и уменьшением числа молей (газового объема). В соответствии с принципом Ле Шателье для смещения химического равновесия в правую сторону необходимо снижение температуры и повышение давления. [c.210] До 100°С реакция практически полностью протекает в сторону образования ЫОг. При более высокой температуре равновесие смещается в левую сторону, и при температуре выше 700 °С окисления N0 до ЫОг практически не происходит. Следовательно, горячие нитрозные газы, выходящие нз контактного аппарата, необходимо охладить до температуры ниже 100 °С. [c.210] Образование димера оксида азота — процесс обратимый, протекающий с выделением теплоты. С повышением температуры равновесная концентрация димера в газовой смеси будет понижаться. Скорость же дальнейшего окисления димера в N02 зависит от концентрации димера. Таким образом, с повышением температуры скорость окисления N0 в N02 уменьшается. [c.210] Степень окисления N0 в значительной степени возрастает при повышении давления (что эквивалентно повышению концентрации), а одновременно увеличивается и скорость реакции. На установках, работающих при повышенном давлении, N0 практически полностью окисляется до ЫО . При этом объем аппаратуры в сотни раз меньше по сравнению с процессом окисления при атмосферном давлении. Степень окисления при атмосферном давлении составляет лишь 92—93 %, что требует установки дополнительной громоздкой аппаратуры для очистки оставшихся нитрозных газов. [c.210] Скорость этой реакции очень велика. С повышением давления и понижением температуры равновесие смещается в правую сторону. [c.210] Таким образом, в нитрозных газах, поступающих на абсорбцию, могут содержаться ЫОг, N204, ЫгОз, N0, ЫгО, N2, пары воды и др. Соотношение этих веществ изменяется в зависимости от условий, однако основным компонентом является КОг. [c.211] Окисление N0 и абсорбция N02 водой осуществляются практически одновременно в одной и той же аппаратуре. Однако закономерность этих процессов целесообразно рассмотреть раздельно. [c.211] Поглощение оксида азота (IV) водой представляет собой типичный хемосорбционный процесс в системе газ — жидкость. [c.211] Для смещения равновесия в сторону образования НЫОз необходимо снижать температуру и повышать давление. Процесс целесообразно проводить при пониженной температуре (20—30 °С), но вследствие экзотермичности реакции абсорбция в большинстве азотнокислотных производств идет в интервале температур 50—70 °С. Большое количество кислоты, выделяющееся в процессе (9-10 кДж на 1 т НЫОз), расходуется на нагревание орошающих растворов кислот. В связи с этим для создания оптимальных температур в зоне абсорбции орошающие кислоты охлаждают в холодильниках. [c.211] Абсорбцию нитрозных газов под давлением осуществляют в барботажной колонне с тарелками колпачкового или ситчатого типа по принципу противотока — снизу поступает газ, а сверху — вода или конденсат. К колонне применима модель смешения по жидкой фазе и вытеснения по газу. [c.212] Процесс абсорбции при атмосферном давлении проводят в 6—8-ми абсорбционных башнях насадочного типа, заполненных кислотоупорными кольцами Рашига, также пс принципу противотока. Режим движения газовой и жидкой фаз в башне соответствует вытеснению. [c.212] Явные преимущества имеют абсорбционные системы, работающие под повышенным давлением высокая степень превращения нитрозных газов (98—99 %), небольшое число абсорбционных аппаратов (1—2 шт.), отсутствие громоздкой установки для очистки нитрозных газов. [c.212] Производство разбавленной азотной кислоты из аммиака можно осуществить по одной из трех систем 1) при атмосферном давлении 2) при повышенном давлении 3) при комбинировании атмосферного и повышенного давлений. В основе всех ХТС лежит схема с открытой цепью и последовательными технологическими связями аппаратов. [c.212] Схема производства разбавленной азотной кислоты при атмосферном давлении представлена на рис. 11.4. [c.212] Атмосферный воздух поступает в систему через -заборную трубу, установленную вне территории завода. Для очистки от газообразных примесей и пыли воздух пропускаю г через пениый промыватель / и картонный фильтр 2. Аммиак также очищают от примесей в картонном фильтре 3. [c.212] Смешение воздуха с аммиаком до содержания 10—12 % КНз и дальнейшая их транспортировка осуществляется аммиачно-воздушным компрессором 4. Далее газовая смесь проходит в контактный аппарат 5. Образующиеся при контактном окислении нитрозные газы выходят с температурой около 800°С. Утилизация теплоты отходящих газов происходит в котле-утилизаторе 6 где вырабатывается водяной пар. В результате температура газов снижается до 250°С. Затем газы охлаждаются водой до 30 °С в кожухотрубных теплообменниках 7 (на схеме показан один из двух). При этом происходит частичная конденсання водяных паров и в небольшой степени окисление N0 до ЫОг, который, поглощаясь конденсатом, дает разбавленную азотную кислоту (до 30 % ННОз). [c.212] Образующиеся растворы нитрита и нитрата натрия выводят для дальнейшей переработки НаНОг в NaNOз. Нитрат натрия используют в сельском хозяйстве в качестве азотного удобрения. [c.213] Достоинством данного метода является небольщой унос платины и невысокий расход электроэнергии. [c.214] К недостатка.м метода сле,/1ует отнести увеличение потерь платины и расхода энергии с повышением давления. [c.214] Комбинированный способ производства разбавленной азотной кислоты получил распространение в последние годы. Контактное окисление аммиака проводят при атмосферном давлении, а окисление N0 и абсорбцию НОг водой — при повышенном давлении. [c.214] Вернуться к основной статье