Công nghệ sản xuất axitnitric

Chia sẻ: Cao Van Huy | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Thêm vào BST

Báo xấu

263
lượt xem 46
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo tài liệu 'công nghệ sản xuất axitnitric', kỹ thuật - công nghệ phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Công nghệ sản xuất axitnitric

34 CHÆÅNG V CÄNG NGHÃÛ SAÍN XUÁÚT AXIT NITRIC I. Khaïi niãûm chung: - Axit nitric åí nhiãût âäü thæåìng laì cháút loíng khäng maìu, bäúc khoïi. - Tuyì thuäüc vaìo näöng âäü maì axit nitric coï nhiãût âäü säi vaì kãút tinh khaïc nhau: dung dëch axit HNO3 68.4% coï nhiãût âäü säi cao nháút bàòng 121.9oC. Âáy laì âiãøm âàóng phê cuía dung dëch. - Khi säi axit HNO3 bë phán huyí theo phaín æïng: 4HNO3 = 2H2O + 4NO2 + O2 NO2 hoaì tan laûi vaìo axit laìm cho axit coï maìu vaìng hoàûc âoí. - Axit HNO3 laì cháút oxy hoaï maûnh. Axit HNO3 âáûm âàûc hoaì tan táút caí caïc kim loaûi taûo thaình caïc oxyt (træì caïc kim loaûi quê: Au, Pt, Rh, ...) - Caïc oxyt kim loaûi coï khaí nàng tan trong axit HNO3 taûo caïc muäúi nitrat. Riãng âäúi våïi Fe, Al, Cr khi taïc duûng våïi axit HNO3 âáûm âàûc, nguäüi coï låïp oxyt bãön væîng taûo thaình trãn bãö màût chëu âæåüc taïc duûng cuía axit. - Caïc tãú baìo âäüng, thæûc váût bë axit HNO3 phaï huyí. Âäúi våïi håüp cháút hæîu cå maûch voìng coï nhán thç gäúc NO2 thay thãú gäúc H. - Trong cäng nghiãûp coï hai loaûi axit HNO3 : loaîng (50-60%); âáûm âàûc (96-98%) - Axit HNO3 âæåüc duìng âãø saín xuáút phán âaûm, thuäúc näø, cháút deío, såüi täøng håüp, ... II. Cäng nghãû saín xuáút axit HNO3 loaîng: 1/ Nguyãn lê chung: Hiãûn nay trong cäng nghiãûp, ngæåìi ta âiãöu chãú axit HNO3 chè bàòng mäüt phæång phaïp duy nháút, âoï laì oxy hoaï NH3. Quïa trçnh naìy âæåüc tiãún haình theo hai giai âoaûn: - Oxy hoaï NH3 thaình NO - Háúp thuû NO2 âãø âiãöu chãú HNO3 a/ Oxy hoaï amoniac thaình oxyt nitå: 4NH3 + 5O2 ⎯Pt − Rh ( 750 −850⎯→ 4NO + 6H2O + Q ⎯⎯⎯⎯ C 0 Ngoaìi ra coìn coï phaín æïng phuû taûo thaình N2: 4NH3 + 3O2 ⎯ → 2N2 + 6H2O + Q ⎯ ÅÍ âáy ngæåìi ta sæí duûng häùn håüp NH3 trong khäng khê coï näöng âäü 10-11% (theo thãø têch), trong âiãöu kiãûn phaín æïng nhæ váûy hiãûu suáút taûo thaình NO âaût âãún 96-98%. Häùn håüp khê taûo thaình goüi laì nitroza. Phaín æïng oxy hoaï amoniac âæåüc tiãún haình trong thiãút bë tiãúp xuïc. Hiãûn nay, ngæåìi ta sæí duûng thiãút bë tiãúp xuïc laì mäüt täø håüp gäöm ba thiãút bë (Hçnh 5.1.) • Trãn cuìng laì thiãút bë loüc catäng • Tiãúp âãún laì thiãút bë oxy hoaï • Cuäúi laì näöi håi thu häöi
35 - Häùn håüp khê âi vaìo thiãút bë loüc (1) qua mäüt loaût caïc ngàn loüc, räöi theo caïc cæía trãn truû dáùn khê (2) åí tám thiãút bë vaì âi xuäúng pháön thiãút bë oxy hoaï. Taûi âáy, khê âi qua læåïi phán phäúi (3) coï taïc duûng phán phäúi âãöu häùn håüp khê âãø âi xuäúng læåïi xuïc taïc (4). Phêa dæåïi læåïi âàût mäüt låïp voìng kim loaûi (5) daìy 250mm âãø nháûn nhiãût cuía khê, coï taïc duûng nhæ mäüt bäü têch nhiãût phoìng khi thiãút bë ngæìng hoaût âäüng trong mäüt thåìi gian ngàõn seî âäút loì laûi âæåüc dãù daìng. Låïp voìng naìy coìn coï taïc duûng giæî laûi caïc haût xuïc taïc Pt bay theo khê, sau mäüt thåìi gian coï thãø thu häöi laûi âæåüc. - Pháön thiãút bi dæåïi læåïi xuïc taïc laìm viãûc åí nhiãût âäü cao. Do âoï, âæåüc loït mäüt låïp gaûch chëu nhiãût. b/ Âiãöu chãú axit HNO3: Giai âoaûn naìy gäöm hai quaï trçnh: - Oxy hoaï tiãúp NO thaình NO2: NO + O2 NO2 + Q - Háúp thuû NO2 bàòng H2O âãø taûo thaình HNO3: 3NO2(k) + H2O(l) 2HNO3(l) + NO(k) + Q Caí hai phaín æïng trãn âãöu toaí nhiãût vaì xaíy ra theo chiãöu giaím thãø têch. Do âoï, phaín æïng dëch chuyãøn theo chiãöu thuáûn khi giaím nhiãût âäü vaì tàng aïp suáút. Tuyì theo aïp suáút cuía hãû thäúng thiãút bë maì ngæåìi ta chia ra 3 loaûi cäng nghãû saín xuáút axit HNO3 loaîng: • Hãû thäúng laìm viãûc åí aïp suáút thæåìng: âiãöu chãú HNO3 50% (hiãûu suáút chuyãøn hoaï NO2 laì 92%) • Hãû thäúng laìm viãûc åí aïp suáút cao (6-8 atm): âiãöu chãú HNO3 > 60% (hiãûu suáút chuyãøn hoaï NO2 laì 98%) • Hãû thäúng häùn håüp aïp suáút thæåìng âãún aïp suáút cao 2/ Hãû thäúng âiãöu chãú axit HNO3 åí aïp suáút thæåìng: (Hiãûn nay váùn coìn sæí duûng räüng raîi) * Så âäö læu trçnh cäng nghãû âiãöu chãú axit nitric åí aïp suáút thæåìng (Hçnh 5.2.) - Khäng khê âæåüc âæa qua thiãút bë laìm saûch khê bàòng næåïc hay bàòng xä âa loaîng (1) âãø khæí khê coï tênh axit vaì qua thiãút bë loüc bàòng daû (2) âãø loaûi taûp cháút cå hoüc. - Sau âoï khäng khê âæåüc quaût (3) âæa qua thiãút bë loüc catäng (4) cuìng våïi khê NH3 saûch dæåïi daûng häùn håüp khê amoniac coï näöng âäü 10-12% NH3. Tæì thiãút bë loüc (4) khê âi vaìo thiãút bë tiãúp xuïc (5) âãø oxy hoaï NH3 thaình NO. ra khoíi (5) häùn håüp khê nitroza coï nhiãût âäü lãn âãún 750-850oC âæa qua näöi håi thu häöi (6) âãø giaím nhiãût âäü, âäöng thåìi táûn duûng nhiãût thæìa âãø saín xuáút håi quaï nhiãût (coï aïp suáút 40 atm vaì nhiãût âäü 450oC). - Sau âoï häùn håüp khê coï nhiãût âäü 160oC âæa vaìo hãû thäúng thiãút bë laìm laûnh kiãøu äúng chuìm (7) vaì (8) laìm laûnh bàòng næåïc. Nhiãût âäü khê giaím xuäúng coìn 40oC. Taûi hai thiãút bë naìy, NO bë oxy hoaï thaình NO2 vaì trong thiãút bë taûo thaình axit HNO3 âæåüc láúy ra åí âaïy thaïp våïi caïc näöng âäü tæång æïng laì 2-3% åí thaïp (7) vaì 30% åí thaïp (8) (såí dé åí thaïp (8) coï
36 näöng âäü axit cao hån åí thaïp (7) vç taûi thaïp (8) sæû oxy hoaï NO thaình NO2 låïn hån vç nhiãût âäü täúi æu cho phaín æïng naìy khoaíng 40oC). - Tæì thaïp (8) ra khê âæåüc quaût (9) âæa vaìo hãû thäúng saïu thaïp háúp thuû tæì (10) âãún (15) kiãøu thaïp âãûm, âæåüc tæåïi bàòng axit nitric våïi caïc näöng âäü thêch håüp. Taûi caïc thaïp væìa xaíy ra phaín æïng háúp thuû NO2 væìa xaíy ra phaín æïng oxy hoaï NO væìa âæåüc taûo thaình. Axit cuía thaïp sau coï näöng âäü háúp hån âæåüc chuyãøn dáön lãn thaïp træåïc âãø taûo thaình axit coï näöng âäü cao hån. Axit thaình pháøm âæåüc láúy ra åí thaïp háúp thuû (11) chæï khäng láúy ra åí thaïp (10) vç thaïp naìy âæåüc sæí duûng nhæ mäüt thiãút bë chuyãøn hoaï tiãúp tuûc NO thaình NO2. Caïc axit tuáön hoaìn âãöu âæåüc laìm laûnh træåïc khi båm tråí laûi thaïp háúp thuû. - Ra khoíi thaïp (15) häùn håüp khê coìn khoaíng 0.6-0.8% oxyt nitå. Khê âæåüc âæa vaìo thaïp háúp thuû xä âa (16), (17) âãø thu häöi caïc oxyt nitå dæåïi daûng caïc muäúi Na2NO3 vaì NaNO2 theo phaín æïng: Na2CO3 + NO2 + NO = 2NaNO2 + CO2 Na2CO3 + 2NO2 = NaNO2 + NaNO3 + CO2 Dung dëch NaCO3 våïi näöng âäü 200-250 g/l âæåüc âæa vaìo thaïp (17) vaì saín pháøm âæåüc láúy ra åí thaïp (16). - Âäúi våïi quaï trçnh háúp thuû bàòng kiãöm, thç quaï trçnh háúp thuû seî täúi æu nãúu näöng âäü NO2 vaì NO trong häùn håüp khê bàòng nhau. Do âoï, phia sdæåïi caïc thaïp háúp thuû bàòng kiãöm ngæåìi ta thæåìng bäú trê thaïp oxy hoaï (18) khäng tæåïi dung dëch háúp thuû. Taûi âáy, seî xaíy ra phaín æïng oxy hoaï NO thaình NO2 laìm cho tyí lãû hai khê naìy bàòng âån vë. - Khê ra khoíi thaïp (17) chè coìn 0.1% oxyt nitå. Dung dëch nitrit-nitrat âæåüc duìng âãø âiãöu chãú NaNO3.