Технология неконцентрированной азотной кислоты
Технология неконцентрированной азотной кислоты
Страница 7

3. ОБОСНОВАНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ОСНОВНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Все промышленные способы получения азотной кислоты основаны на контактном окислении аммиака кислородом воздуха с последующей переработкой оксидов азота в кислоту путем поглощения их водой. Главными стадиями производства неконцентрированной азотной кислоты являются очистка сырья, каталитическое окисление аммиака, утилизация тепла, вывод из нитрозного газа реакционной воды, доокисление окиси азота в высшие окислы , абсорбция их водой или разбавленной азотной кислотой, очистка газовых выбросов.

Оптимальные условия окисления аммиака:

1. Температура. Реакция аммиака на платине начинается при 1450С, но протекает с малым выходом NO и образованием преимущественно элементарного азота. Повышение температуры приводит к увеличению выхода окиси азота и росту скорости реакции. В интервале 700-10000С выход NO может быть доведен до 95-98%. Время контактирования при повышении температуры от 650-до 9000С сокращается примерно в пять раз (от 5*10-4 до 1,1*10-4сек).

Необходимый температурный режим процесса может поддерживаться за счет тепла реакций окисления. Для сухой аммиачно-воздушной смеси, содержащей 10% NH3, при степени конверсии 96% теоретическое повышение температуры газа составляет примерно 7050С или около 700С на каждый процент аммиака в исходной смеси. Применяя аммиачно-воздушную смесь, содержащую 9,5% аммиака, можно за счет теплового эффекта реакции достигнуть температуры порядка 6000С, для еще большего повышения температуры конверсии необходим предварительный подогрев воздуха или аммиачно-воздушной смеси. Следует учитывать, что подогревать аммиачно-воздушную смесь можно только до температуры не выше 150-2000С при температуре греющего газа не более 4000С. В противном случае возможна диссоциация аммиака или его гомогенное окисление с образованием элементарного азота.

Верхний предел повышения температуры контактного окисления аммиака определяется потерями платинового катализатора. Если до 9200С потери платины в какой-то мере компенсируются ростом активности катализатора, то выше этой температуры рост потерь катализатора значительно опережает увеличение скорости реакции.

Согласно заводским данным, оптимальная температура конверсии аммиака под атмосферным давлением составляет около 8000С; на установках, работающих под давлением 9 ат, она равна 870-9000С.

2. Давление. Применение повышенного давления при получении разбавленной азотной кислоты в основном связано со стремлением увеличить скорость окисления окиси азота и переработки образующейся двуокиси азота в азотную кислоту.

Термодинамические расчеты показывают, что и при повышенном давлении равновесный выход NO близок к 100%. Однако высокая степень контактирования в этом случае достигается лишь при большом количестве катализаторных сеток и более высокой температуре.

За последнее время в промышленных условиях на многослойных катализаторах при тщательной очистке газов и температуре 9000С удалось довести степень конверсии аммиака до 96%. При выборе оптимального давления следует иметь в виду, что повышение давления приводит к росту потерь платины. Это объясняется увеличением температуры катализа, применением многослойных сеток и усилением их механического разрушения под действием большой скорости газа.

3. Содержание аммиака в смеси. Для окисления аммиака обычно применяют воздух, поэтому содержание аммиака в смеси определяется содержанием кислорода в воздухе. При стехиометрическом отношении О2:NH3=1,25 (содержание аммиака в смеси с воздухом составляет 14,4%) выход окиси азота не значителен. Для увеличения выхода NO требуется некоторый избыток кислорода, следовательно содержание аммиака в смеси должно быть меньше 14,4%. В заводской практике содержание аммиака в смеси поддерживают в пределах 9,5-11,5%, что соответствует отношению O2:NH3=2¸1,7.

Страницы: 3 4 5 6 7 8 9 10 11

СЕВЕРОДВИНСК , город (с 1938; до 1957 Молотовск) в Российской Федерации, Архангельская обл., на берегу Белого м., в дельте Сев. Двины. Железнодорожная станция. 239 тыс. жителей (1987). Деревообрабатывающая, пищевая промышленность. Театр.

ТУРГЕНЕВ Иван Сергеевич (1818-83) , русский писатель, член-корреспондент Петербургской АН (1860). В цикле рассказов "Записки охотника" (1847-52) показал высокие духовные качества и одаренность русского крестьянина, поэзию природы. В социально-психологических романах "Рудин" (1856), "Дворянское гнездо" (1859), "Накануне" (1860), "Отцы и дети" (1862), повестях "Ася" (1858), "Вешние воды" (1872) созданы образы уходящей дворянской культуры и новых героев эпохи - разночинцев и демократов, образы самоотверженных русских женщин. В романах "Дым" (1867) и "Новь" (1877) изобразил жизнь русских за границей, народническое движение в России. На склоне жизни создал лирико-философские "Стихотворения в прозе" (1882). Мастер языка и психологического анализа, Тургенев оказал существенное влияние на развитие русской и мировой литератур.

ЯМПОЛЬСКИЙ Абрам Ильич (1890-1956) , российский скрипач, заслуженный деятель искусств России (1937), доктор искусствоведения (1940). Создатель одной из крупнейших скрипичных школ. Профессор Московской консерватории (с 1926).