ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Скорость взаимодействия жидких окислов азота с водой из "Технология азотной кислоты" Реакция взаимодействия четырехокиси азота с водой ускоряется с повышением содержания N2O4 в растворе разбавленной азотной кислоты. Этим определяется необходимость поддерживать в растворе большой избыток N2O4 для ускорения реакции образования концентрированной азотной кислоты. [c.329] Реакция разложения азотистой кислоты ускоряется с повышением температуры и при хорошем перемешивании раствора. [c.329] Обычно для получения концентрированной азотной кислоты ИЗ жидких окислов азота применяют не воду, а разбавленную 50—60%-ную азотную кислоту, образующуюся в холодильнике-конденсаторе и окислительных башнях. В случае использования нитрозных газов, полученных при инверсии нитритных щелоков, употребляют кислоту, полученную в цехе разбавленной азотной кислоты. Поступающая в автоклав смесь НЫОз, N204 и Н2О имеет температуру около 0°, поэтому в случае применения исходной 50— 60%-ной кислоты примерно с 40%-ным избытком четырехокиси азота по сравнению с ее количеством, необходимым для связывания воды, содержащейся в растворе, температура в автоклаве практически составляет около 80°. [c.330] Увеличение избытка четырехокиси азота в смеси, подвергаемой переработке в концентрированную азотную кислоту, приводит к смешению равновесия реакции вправо и увеличению скорости процесса. При большом избытке четырехокиси азота в смеси можно вести процесс в автоклавах под более низким давлением. Однако в этом случае уменьшается выработка концентрированной азотной кислоты за одну операцию и увеличиваются затраты на отгонку избыточной четырехокиси азота из продукционной кислоты, а также возрастает расход воды и холода на конденсацию избыточной N204. В табл. 65 приведены количества избыточной четырехокиси азота в смеси в зависимости от соотношения lN204 Н2О, в табл. 66—расход тепла на отбелку кислоты и холода на конденсацию четырехокиси азота. [c.331] Из приведенных данных следует, что оптимальное соотношение Мг04 к Н2О, соответствующее минимальным затратам, равно 6,8—7,5. [c.332] В современных установках сырая смесь, поступающая з автоклав, содержит 70— 57% N204, 18—32% НМОз и 12—8% Н2О. [c.332] Чем выше содержание НЫОз в продукционной кислоте, тем большее время необходимо затратить на проведение операций. Если вместо 90%-ной азотной кислоты получать 95%)-ную, время реакции увеличивается вдвое, при получении 98% - НОЙ кислоты — в четыре раза. [c.333] Кузнецов-Фетисов и Н. Н. Терпиловский предложил для ускорения процесса разложения азотистой кислоты применять ультразвуковые колебания. По их данным, скорость разложения 0,1 и. кислоты в ультраз1вуковом поле превышает скорость разложения кислоты в обычных условиях более чем в 10 раз. Частота ультразвуковых колебаний в опытах состав-..ляла до 22 0(Ю герц, удельная акустическая мощность достигала 6 ВТ на 1 см поверхности излучения. С повышением концентрации кислоты ускоряющее действие ультразвуковых коле--баний увеличивается. Кажущаяся энергия активации, подсчитанная для данного случая, была Меньше энергии активации процесса разложения кислоты в обычных условиях. Указанные авторы считают, что эффект ультразвуковых колебаний аналогичен каталитическому действию. [c.336] Большое значение для повышения скорости превращения смеси в концентрированную азотную кислоту имеет чистота применяемого кислорода. Накапливающийся в автоклаве инерт-шый газ (азот) понижает парциальное давление кислорода, что приводит к снижению скорости реакции. Необходимость удаления части газа из автоклава для отвода инертных газов связана с потерями большого количества окислов азота и азотной кислоты. По этой же причине в автоклавном процессе не применяют воздух. Повышение давления и снижение температуры будут способствовать уменьшению потерь парообразных окислов азота, уносимых из автоклава. [c.336] Основной статьей затрат при получении концентрированной азотной кислоты методом прямого синтеза является расход кислорода. Теоретический расход кислорода в производстве концентрированной азотной кислоты (на 1 т HNO3) составляет при окислении аммиака 712 ле , при окислении окиси азота 267 м , при окислении четырехокиси азота 89 м . Вследствие высокой стоимости кислорода прямое окисление аммиака кислородом применяется редко. [c.336] Таким образом, продолжительность собственно реакции составляет. 1 —1,5 часа при общей продолжительности всех операций около 4 час. Примерное изменение состава смеси жидкости, находящейся в автоклаве под давлением кислорода 50 ати, приведено на рис. 123. На нем отражено также изменение температуры в ходе процесса переработки смеси окислов азота с разбавленной азотной кислотой. [c.337] Из приведенных данных видно, что периодический автоклавный процесс малопроизводителен и неэкономичен. Переход на непрерывную схему, даже при использовании старой несовершенной конструкции автоклава, позволит, как показали опыты, значительно интенсифицировать процесс переработки окислов азота в концентрированную азотную кислоту. [c.337] Авторами совместно с iB. Т. Ефимовым изучался процесс взаимодействия жидкой N2O4 с азотной кислотой в автоклаве непрерывного действия. Принципиальной особенностью автоклава непрерывного действия является наличие в нем тарелок колпачкового или ситчатого типа, работающих по принципу противотока, с развитой окислительной поверхностью и наличие свободного объема между тарелками. [c.338] Расход кислорода в автоклаве в 1,5 раза превышал теоретический расход. [c.338] Степень превращения НгО в HNOз, т. е. величина а, определялась как разность между начальным и конечным количеством воды, отнесенная к ее начальному количеству. [c.339] Изменение концентрации азотной кислоты в автоклавной жидкости во времени и в зависимости от числа тарелок иллюстрируется графиком, изображенным на рис. 124. [c.339] Значения констант скорости реакции взаимодействия жидкой четырехок иси азота с водными растворами азотной ислоть и кислородом приведены а рис. 1Й5. [c.340] Вернуться к основной статье