Công nghệ sản xuất các chất vô cơ (ThS. Nguyễn Văn Hòa) - Chương 3. Bài 2

Chia sẻ: Nguyen Uyen | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:19

Thêm vào BST

Báo xấu

121
lượt xem 14
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chương 3: Kỹ thuật sản xuất các hợp chất chứa Nitrơ - Bài 2. Sản xuất HNO3 - Lịch sử sản xuất axit HNO3: - Khoảng năm 800 bởi 1 nhà kim giả thuật người Ả rập Jabir ibn Hayyan. - Đầu thế kỷ 17, chế tạo HNO3 bằng cách phân hủy diêm tiêu bởi H2SO4. Thế kỷ 20, tổng hợp trực tiếp NO từ O2 và N2 trong KK.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Công nghệ sản xuất các chất vô cơ (ThS. Nguyễn Văn Hòa) - Chương 3. Bài 2

CHÖÔNG II – KYÕ THUAÄT SAÛN XUAÁT CAÙC HÔÏP CHAÁT CHÖÙA NITRÔ BÀI 2: SẢN XUẤT HNO3 1. Tính chất - Ứng dụng 2. Lịch sử sản xuất axit HNO3 3. Chế tạo HNO3 qua quá trình oxi hóa NH3 4. Qui trình sản xuất HNO3 loãng với áp suất thường 1 12/7/2010 604005 - Chuong 3 Bai 2
I. Tính chaát cuûa HNO3 (Tự học) II. Ứng dụng cuûa HNO3 (Tự học) 2 12/7/2010 604005 - Chuong 3 Bai 2
III. Lịch sử sản xuất axit HNO3 - Khoảng năm 800 bôûi 1 nhaø kim giaû thuaät ngöôøi AÛ raäp Jabir ibn Hayyan . - Ñaàu theá kyû 17, cheá taïo HNO3 baèng caùch phaân huûy dieâm tieâu bôûi H2SO4 - Theá kyû 20, toång hôïp tröïc tieáp NO töø O2 vaø N2 trong KK. - Ngaøy nay, HNO3 ñöôïc cheá taïo baèng caùch oxi hoùa NH3 treân xuùc taùc Pt. Coâng ngheä naøy ñöôïc phaùt trieån bôûi Ostwald. 3 12/7/2010 604005 - Chuong 3 Bai 2
4 12/7/2010 604005 - Chuong 3 Bai 2
CHEÁ TAÏO HNO3 LOAÕNG QUA QUAÙ TRÌNH OXI HOÙA NH3 Caùc phöông phaùp cheá taïo: - PP aùp suaát ñôn: PP aùp suaát thaáp (thöôøng) (0,3-0,5MPa) vaø PP aùp suaát cao (0,8- 1,5MPa) - PP aùp suaát keùp Caùc böôùc cô baûn trong quaù trình cheá taïo 5 12/7/2010 604005 - Chuong 3 Bai 2
Quaù trình oxi hoùa NH3 Haèng soá caân Nhieät ñoä (K) baèng Kp 300 900 1500 6,39.1041 3,8.1015 2,0.1010 Kp1 7,3.1047 7,36.1015 2,95.109 Kp2 7,33.1056 1,49.1020 6,19.1012 Kp3 6 12/7/2010 604005 - Chuong 3 Bai 2
Xuùc taùc cho quaù trình oxi hoùa NH3 Xuùc taùc loaïi 1: thaønh phaàn chuû yeáu laø Pt Hình dạng 7 12/7/2010 604005 - Chuong 3 Bai 2
Thaønh phaàn hoùa hoïc 8 12/7/2010 604005 - Chuong 3 Bai 2
Xuùc taùc loaïi 2: thaønh phaàn chuû yeáu laø caùc oxit kim loaïi Thaønh phaàn xuùc taùc Nhieät ñoä toái öu Hieäu xuaát, XA % Fe2O3 670 89,9 Fe2O3Bi2O3 600 94,6 Fe2O3ThO2 700 88,5 Fe2O3MnO2 700 79,0 Fe2O3CuO 700 92 Fe2O3CeO2 700 90 CoOCeO2 700 94,8 CoOBi2O3 720 96,0 CoONiO 720 91 CoOAl2O3 700 94,8 9 12/7/2010 604005 - Chuong 3 Bai 2
Chaát ñoäc ñoái vôùi xuùc taùc Pt Vaán ñeà choïn ñieàu kieän oxi hoùa NH3 • a. Ñieàu kieän nhieät ñoä: Laøm vieäc ôû aùp suaát thöôøng: 780 – 8400C Laøm vieäc ôû aùp suaát cao: 870 – 9000C 10 12/7/2010 604005 - Chuong 3 Bai 2
b. Ñieàu kieän aùp suaát 11 12/7/2010 604005 - Chuong 3 Bai 2
c. Noàng ñoä NH3 trong hoãn hôïp khí 12 12/7/2010 604005 - Chuong 3 Bai 2
d. Toác ñoä löu löôïng (W) Toác ñoä löu löôïng doøng khí quyeát ñònh thôøi gian phaûn öùng vaø qua toác ñoä lưu lượng quyeát ñònh hieäu suaát chuyeån hoùa ñaït tôùi. Sự tăng cao hay giảm thấp W so với tính từ toác ñoä phaûn öùng ñeàu daãn tôùi haäu quaû gaây toån thaát NH3. Nhöng taêng W seõ taêng cöôøng ñoä saûn xuaát. Heä laøm vieäc aùp suaát thöôøng: W = 600-650 kgNH3/m2ngaøy ñeâm Heä laøm vieäc aùp suaát cao: W = 3.000 kgNH3/m2ngaøy ñeâm II. Quaù trình oxi hoùa NO • Phaûn öùng oxi hoùa NO 2NO + O2 2NO2 + 26920 cal 13 12/7/2010 604005 - Chuong 3 Bai 2
a. Caân baèng phaûn öùng 2 5749 pNO 2 lg K = lg 2 = + 1, 751.lg T − 0, 0005T + 2,839 pNO .PO2 T 2 x (1−ax) f (x) 2 p Kp = Kp = 2 = NO2 pNO.pO2 (1− x) .(b−ax).P 2 P 14 12/7/2010 604005 - Chuong 3 Bai 2
b. Toác ñoä phaûn öùng NO + O2 = NO2 Thực chất P( NO )2 K1 = 2NO (NO)2 + Q 2 PNO (NO)2 + O2 2NO2 + Q 2 PNO2 K2 = PO2 .P( NO )2 dPNO2 dPNO2 = k ' ( K1 PNO ) PO2 = KPNO PO2 2 2 = k P( NO )2 PO2 ' dτ dτ 15 12/7/2010 604005 - Chuong 3 Bai 2
III. Quaù trình haáp thu oxit nitô ñeå cheá taïo axit nitric 2NO2 + H2O = HNO3 + HNO2 N2O4 + H2O = HNO3 + HNO2 N2O3 + H2O = 2HNO2 Phaûn öùng toång quaùt: 3NO2(khi) + H2O(long) = 2HNO3(long) + NO(khi) 16 12/7/2010 604005 - Chuong 3 Bai 2
IV. Qui trình saûn xuaát axit nitric loaõng vôùi aùp xuaát thöôøng • Tinh cheá khoâng khí vaø NH3 • Hoãn hôïp khoâng khí vaø NH3 (pp khoâ vaø pp öôùt) • Oxi hoùa NH3 • Haáp thu 17 12/7/2010 604005 - Chuong 3 Bai 2
18 12/7/2010 604005 - Chuong 3 Bai 2
19 12/7/2010 604005 - Chuong 3 Bai 2