Технология неконцентрированной азотной кислоты — страница 4

  • Просмотров 2785
  • Скачиваний 217
  • Размер файла 22
    Кб

азота в нитриты и в нитраты был получен Лефебр в 1859 г. В 1901 г. Было положено начало фиксации азота воздуха в пламени электрической дуги (дуговой метод). В 1902 г. В США сооружен завод по фиксации атмосферного азота с помощью электрической дуги, возникающей при пропускании между электродами тока силой 0,75 а и напряжением 8000 в печи конструкции Брэдлея и Ловджоя. Из-за несовершенства конструкции печи и большого расхода электроэнергии

завод был закрыт в 1904 г. Производство азотной кислоты дуговым методом интересно тем, что в нем использовали дешевое исходное сырье - воздух. Аппаратурное оформление процесса довольно несложно. Однако для его осуществления требовалось огромное количество электроэнергии, достигающее 70000 квт*ч на 1 т N2 (это соответствует 64 т условного топлива) Наконец, в 1913 г. на основе многочисленных работ был освоен промышленный метод синтеза

аммиака из простых веществ, который получил широкое развитие и в настоящее время занял главное место в производстве связанного азота. Вскоре после этого удалось решить проблему получения азотной кислоты из аммиака. В настоящее время промышленное производство азотной кислоты осуществляется на основе контактного окисления синтетического синтетического аммиака. Процесс складывается из двух основных стадий: получение окиси

азота и переработка ее в азотную кислоту. Стадия окисления аммиака в окись азота в общем виде выражается уравнением 4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O Стадия окисления окиси азота в высшие окислы азота и переработки их в азотную кислоту может быть представлена уравнениями 2NO + O2 = 2NO2 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO Суммарную реакцию без учета побочных реакций, проходящих с образованием элементарного азота и других соединений, можно выразить уравнением NH3 + 2O2 = HNO3 + H2O

+421,2 кдж В соответствии с последовательностью этих стадий рассмотрим технологию производства азотной кислоты. Исследования показывают, что при окислении аммиака на различных катализаторах и в зависимости от условий ведения процесса можно получить окись азота, элементарный азот и закись азота: 4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O +907,3 кдж 4NH3 + 4O2 = 2N2O + 6H2O +1104,9 кдж 4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O +1269,1 кдж Кроме того, возможны и другие побочные реакции, протекающие с

образованием азота без участия катализатора. К таким реакциям относятся разложение окиси азота и взаимодействие аммиака с окисью азота. В газах после окисления аммиака может находиться также непрореагированный аммиак. Термодинамические расчеты изменения свободной энергии показывают, что приведенные выше основные реакции могут идти практически до конца. Таким образом, при окислении аммиака как в процессе, могущем протекать