Производство азотной кислоты

Авторы:
Сорокина Ольга
Трофимова Ирина
Семенова Олеся
Григорьева Инесса
Руководитель:
Кириллова З. В.
Цель
Изучить научные принципы
производства азотной кислоты
из аммиака.
Задачи
1) Рассмотреть химизм процесса и
разработать оптимальные условия
реакций.
2) Составить технологическую схему
производства.
3) Изучить перспективы развития
производства.
Химизм процесса
1
N2
NH3
2
3
NO
NO2
HNO3
1) Окисление аммиака
2) Окисление оксида азота (II)
3) Растворение оксида азота (IV) в
воде
Окисление аммиака
0
t
4N
4N
_ -3H3 + 5O20
_ +2O-2 + 6H2O + Q
= k
=
_
N-3 – 5e N+2
4 восстановитель
_
O20 + 2 . 2e 2O-2 5 окислитель
Необратимая, экзотермическая, каталитическая,
гетерогенная, окислительно-восстановительная.
Катализатор Pt или сплав Pt и Rh
t0 = 500 - 8000С.
В отходящих нитрозных газах содержится 10-11%
NO и избыток O2. Проводят в контактном аппарате.
Окисление оксида азота (II)
2NO + O2
2NO2 + Q
Обратимая, экзотермическая, некаталитическая,
гомогенная, окислительно-восстановительная.
Скорость реакции увеличивается, если понизить
температуру, тогда равновесие сместится вправо.
Для этого нитрозные газы пропускают через
холодильники, тепло их используется для
получения пара. Проводят в окислительной
башне.
Растворение оксида азота (IV)
в воде
+4
0
4N
O
2
+
2H
2
O
+
O
2
_
_
N – 1e N+5
_
0
.
O2 + 2 2e 2O-2
+4
+5
-2
4HN
O
3
+Q
_
=
4
восстановитель
1
окислитель
Эта реакция обратимая, экзотермическая,
некаталитическая, гетерогенная, окислительновосстановительная. Используется давление 5 Мпа,
проводится в поглотительной башне.
Принципы применяемые в
данном производстве
1) Принцип
2) Принцип
3) Принцип
4) Принцип
оптимальных условий
противотока
теплообмена
автоматизации и
механизации
Схема производства
Перспективы развития
производства
1) Прямое окисление азота в плазменных
реакторах. При этом воздействуют на
вещество электрической энергией. Эти
установки компактные, нужен небольшой штат
обслуживания, но пока велики затраты
энергии.
2) Получение оксида азота путем облучения
воздуха и кислорода в ядерных реакторах, но
пока себестоимость продукта высока
(требуется очистка от радиоактивных
примесей).