Tiểu luận công nghệ hóa đại cương: Kỹ thuật sản xuất Axit Nitric

Chia sẻ: Hoang Linh | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:21

Thêm vào BST

Báo xấu

253
lượt xem 45
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tiểu luận công nghệ hóa đại cương "Kỹ thuật sản xuất Axit Nitric" được thực hiện với các nội dung: Tính chất hóa lý và ứng dụng chính, cơ sở hóa lý sản xuất Axit Nitric, phương pháp sản xuất Axit Nitric, phương hướng phát triển. Để nắm rõ nội dung kiến thức đề tài mời các bạn cùng tham khảo tài liệu.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Tiểu luận công nghệ hóa đại cương: Kỹ thuật sản xuất Axit Nitric

Khoa Hóa và Công nghệ Thực phẩm Tiểu luận công nghệ hóa đại cương Thực hiện: Nhóm 2 GVHD: Cô. Lê Thanh Thanh
Nội dung báo cáo: 1. Tính chất hóa lý và ứng dụng chính 2. Cơ sở hóa lý sản xuất axit nitric 3. Phương pháp sản xuất axit nitric 4. Phương hướng phát triển
1. Tính chất hóa lý và ứng dụng chính của axit nitric 1.1 Tính chất vật lý • HNO3 khan là chất lòng không màu có tỉ trọng d=1522 kg/m3. Bốc khói ngoài không khí. Đóng băng ở 410C và sôi ở 860C. • HNO3 tinh khiết kém bền, dễ bị phân hủy ở điều kiện thường khi có ánh sáng . • Tan trong nước với bất cứ tỷ lệ nào.
1. Tính chất hóa lý và ứng dụng chính của axit nitric 1.2 Tính chất hóa học • HNO3 phân ly hoàn toàn trong nước. Là một axit mạnh điển hình: làm quỳ tím hóa đỏ; tác dụng với bazơ, oxit bazơ, muối… • Là chất oxy hóa mạnh. • Phản ứng mãnh liệt với nhiều hợp chất hữu cơ và phản ứng có thể gây nổ.
1. Tính chất hóa học và ứng dụng chính của axit nitric 1.3 Những ứng dụng chính • Trong nông nghiệp: điều chế phân đạm. • Trong lĩnh vực quân sự: điều chế thuốc nổ, chất oxi hóa cho nhiên liệu lỏng tên lửa… • Trong y dược: thuốc thử phân biệt heroin và morphine. • Trong công nghệ thực phẩm: nguyên liệu dùng để sản xuất một số phụ gia…
2. Cơ sở hóa lý sản xuất axit nitric Quá trình điều chế HNO3 loãng từ NH3 dựa vào những phản ứng sau Oxy hóa NH3 đến oxyt nitơ 4 NH 3 + 5O2 4 NO + 6 H 2O + Q Oxy hóa NO đến NO2 2 NO + O2 2 NO2 Hấp thụ NO2 bằng nước 3 NO2 + H 2O 2 HNO3 + NO
2. Cơ sở hóa lý sản xuất axit nitric 2.1 Oxy hóa tiếp xúc NH3 Đây là quá trình thuận nghịch, tỏa nhiệt; phụ thuộc vào tỷ lệ giữa NH3 với oxy và có thể xảy ra các phản ứng: 4NH3 + 5O2  4NO + 6H2O + 907,3 kJ (1) 4NH3 + 4O2  2N2O + 6H2O +1104,9 kJ 4NH3 + 3O2  4N2 + 6H2O +1269,1 kJ 4NH3 + 6NO  4N2 + 6H2O +1810 kJ Quá trình (1) là quá trình chính để sản xuất axit HNO3
2. Cơ sở hóa lý sản xuất axit nitric 2.1 Oxy hóa tiếp xúc NH3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình : • Nhiệt độ. • Chất xúc tác. • Thời gian. • Tỷ lệ O2/NH3
2. Cơ sở hóa lý sản xuất axit nitric 2.2 Oxy hóa nitơ thành đioxyt nitơ Đây là giai đoạn thứ hai của quá trình sản xuất axit HNO3 2NO + O2 2NO2 + 112,3 KJ Dưới 150oC phản ứng này trong thực tế xảy ra hoàn toàn về phía thu NO2. Ở nhiệt độ cao hơn, cân bằng sẽ chuyển về phía trái và tại t0 > 8000C phản ứng oxy hóa NO thành NO2 thực tế
2. Cơ sở hóa lý sản xuất axit nitric 2.3 Hấp thụ đioxit nitơ bằng nước Đioxit nitơ và dimer của nó tác dụng với nước theo phương trình sau: 2NO2 +H2O → HNO3 +HNO2 + 116,0kJ N2O4 +H2O → HNO3 + HNO2 + 59,0kJ Acid nitơ không bền vững và phân rã theo phương trình: HNO2→ HNO3 + 2NO + H2O 75.8kJ Vậy phương trình hấp thụ dioxit nitơ là:
Phương pháp sản xuất Axit Nitric
3. Phương pháp sản xuất axit nitric 3.1 Sản xuất axit nitric loãng Sơ đồ sản xuất HNO3 dưới áp suất thường Sơ đồ sản xuất HNO3 dưới áp suất cao 3.2 Sản xuất axit nitric đặc Cô đặc axit nitric loãng Tổng hợp trực tiếp axit nitric đặc
Cô đặc axit nitric loãng Nguyên tắc: Cô đặc axit nitric loãng có mặt axit sufuric đặc. Axit sunfuric đặc đóng vai trò là chất hút nước. Phương pháp tiến hành: Chưng cất axit nitric loãng với axit sunfuric đặc trong những tháp có đệm hay trong những tháp đệm vòng.
Tổng hợp trực tiếp axit nitric đặc Nguyên tắc: 2N2O4 (L) + 2 H2O (L) + O2 (K)  4HNO3 (L) + 59,5 kJ Quá trình tiến hành trong thiết bị cao áp ở 750C và áp suất 5.106N/m2. Để chuyển cân bằng về phía tạo thành axit HNO3 và để tăng tốc độ phản ứng, hỗn hợp vào thiết bị cao áp phải có đủ đioxyt nitơ lỏng (tetra oxyt).
Tổng hợp trực tiếp axit nitric đặc Điều chế đioxyt nitơ lỏng bằng 2 phương pháp: Cách 1: Cách 1: Ngưng tụ trực tiếp từ khí NO và làm lạnh ở P thấp. Quá trình này đỏi hỏi NO phải ôxi hoá hoàn toàn  NO2 và hàm lượng NO ban đầu cao, nhiệt độ làm lạnh không bé hơn – 800C vì N2O4 kết tinh. 2NO2 = N2O4
Tổng hợp trực tiếp axit nitric đặc Cách 2: Cách 2: NO + 2HNO3 => 3NO2 + H2O nNO2 + HNO3 => HNO3 . n NO2 Hấp thụ khí NO bằng dung dịch HNO3 đậm đặc ở nhiệt độ thấp do NO2 tạo thành tan tốt trong dd HNO3đđ (97 – 98%) gọi là niterobum HNO3.nNO2  Dung chứa 30% NO2 đun nóng dung dịch tới 800C  NO2 tách ra khỏi dung dịch ở trạng thái khí sau đó làm lạnh và ngưng tụ ở –80C  NO
4. Phương hướng phát triển • Sử dụng thiết bị có công suất cao hơn. • Sử dụng xúc tác nhằm giảm áp suất phản ứng và tăng hiệu suất chuyển hóa.