ự ự
ệ ệ
ẩ ẩ
Khoa Hóa và Công ngh Th c ph m Khoa Hóa và Công ngh Th c ph m
ạ ươ ạ ươ ể ể ệ ệ ậ ậ Ti u lu n công ngh hóa đ i c Ti u lu n công ngh hóa đ i c ng ng
ự ự
ệ ệ Th c hi n: Nhóm 2 Th c hi n: Nhóm 2 GVHD: Cô. Lê Thanh Thanh GVHD: Cô. Lê Thanh Thanh
ộ
ộN i dung báo cáo: N i dung báo cáo:
ứ ứ
ụ ụ
ấ ấ
Tính ch t hóa lý và ng d ng chính 1.1. Tính ch t hóa lý và ng d ng chính
ơ ở ơ ở
ấ ấ
ả ả 2.2. C s hóa lý s n xu t axit nitric C s hóa lý s n xu t axit nitric
ươ ươ
ấ ấ
ả ả
Ph 3.3. Ph
ng pháp s n xu t axit nitric ng pháp s n xu t axit nitric
ươ ươ
ướ ướ
ể ể
Ph 4.4. Ph
ng h ng h
ng phát tri n ng phát tri n
ứ ứ ủ ủ ụ ụ ấ ấ 1. Tính ch t hóa lý và ng d ng chính c a axit nitric 1. Tính ch t hóa lý và ng d ng chính c a axit nitric
ấ ậ ấ ậ 1.1 Tính ch t v t lý 1.1 Tính ch t v t lý
ỉ ọ ỉ ọ ấ ấ • HNOHNO3 3 khan là ch t lòng không màu có t tr ng d=1522 khan là ch t lòng không màu có t tr ng d=1522
00C và C và
ố ố ở ở kg/mkg/m33. B c khói ngoài không khí. Đóng băng . B c khói ngoài không khí. Đóng băng 41 41
86ởsôi sôi 86ở 00C.C.
ế ế ủ ở ề ủ ở ề ề ề ễ ị ễ ị t kém b n, d b phân h y t kém b n, d b phân h y đi u đi u • tinh khi HNOHNO33 tinh khi
ườ ườ ệ ệ ki n th ki n th ng khi có ánh sáng . ng khi có ánh sáng .
• Tan trong n Tan trong n ướ ớ ấ ứ ỷ ệ ướ ớ ấ ứ ỷ ệ c v i b t c t l c v i b t c t l nào. nào.
ứ ứ ủ ủ ụ ụ ấ ấ 1. Tính ch t hóa lý và ng d ng chính c a axit nitric 1. Tính ch t hóa lý và ng d ng chính c a axit nitric
ọ ấ ọ ấ 1.2 Tính ch t hóa h c 1.2 Tính ch t hóa h c
ướ ướ ộ ộ c. Là m t axit c. Là m t axit • phân ly hoàn toàn trong n HNOHNO33 phân ly hoàn toàn trong n
ụ ụ ỏ ỏ ể ể ạ ạ ỳ ỳ ớ ớ m nh đi n hình: làm qu tím hóa đ ; tác d ng v i m nh đi n hình: làm qu tím hóa đ ; tác d ng v i
ơ ơ ơ ơ ố ố baz , oxit baz , mu i… baz , oxit baz , mu i…
ạ ạ ấ ấ • Là ch t oxy hóa m nh. Là ch t oxy hóa m nh.
ả ứ ả ứ ệ ớ ệ ớ ấ ữ ơ ấ ữ ơ ợ ợ ề ề • Ph n ng mãnh li Ph n ng mãnh li t v i nhi u h p ch t h u c và t v i nhi u h p ch t h u c và
ả ứ ả ứ ể ể ổ ổ ph n ng có th gây n . ph n ng có th gây n .
ứ ứ ụ ụ ủ ủ ọ ọ ấ ấ 1. Tính ch t hóa h c và ng d ng chính c a axit nitric 1. Tính ch t hóa h c và ng d ng chính c a axit nitric
ữ ứ ữ ứ ụ ụ 1.3 Nh ng ng d ng chính 1.3 Nh ng ng d ng chính
ệ ệ ế ế ề ề ạ ạ • Trong nông nghi p: đi u ch phân đ m. Trong nông nghi p: đi u ch phân đ m.
ố ổ ố ổ ự ự ế ế ấ ấ
• Trong lĩnh v c quân s : đi u ch thu c n , ch t oxi ự ề ự ề Trong lĩnh v c quân s : đi u ch thu c n , ch t oxi ử ử ệ ỏ ệ ỏ hóa cho nhiên li u l ng tên l a… hóa cho nhiên li u l ng tên l a…
ượ ượ ử ử ố ố ệ ệ • Trong y d Trong y d c: thu c th phân bi c: thu c th phân bi t heroin và t heroin và
morphine. morphine.
ệ ự ệ ự ể ả ể ả ệ ệ • Trong công ngh th c ph m: nguyên li u dùng đ s n ẩ ẩ Trong công ngh th c ph m: nguyên li u dùng đ s n
ấ ấ ộ ố ụ ộ ố ụ xu t m t s ph gia… xu t m t s ph gia…
ơ ở ơ ở ấ ấ ả ả 2. C s hóa lý s n xu t axit nitric 2. C s hóa lý s n xu t axit nitric
ế ế
ả ứ ả ứ
ự ự
ề ề Quá trình đi u ch HNO Quá trình đi u ch HNO
NHừ NHừ
loãng t 33 loãng t
ữ ữ d a vào nh ng ph n ng 33 d a vào nh ng ph n ng
sausau
ế ế
ơ ơ
đ n oxyt nit Oxy hóa NH33 đ n oxyt nit Oxy hóa NH
+
+
+
NH
NO
H O Q
4
4
6
3
O 5 2
2
Oxy hóa NO đ n NOế Oxy hóa NO đ n NOế 22
(cid:0) (cid:0) (cid:0)
2
2
+ NO O 2
NO 2
(cid:0) (cid:0) (cid:0)
ấ ấ
ụ ụ
(cid:0) (cid:0) (cid:0)
ướ ằ ướ ằ c H p th NO b ng n c H p th NO 22 b ng n + NO H O 3
2
2
2
+ HNO NO 3
ơ ở ơ ở ấ ấ ả ả 2. C s hóa lý s n xu t axit nitric 2. C s hóa lý s n xu t axit nitric
ế ế 2.1 Oxy hóa ti p xúc NH 2.1 Oxy hóa ti p xúc NH 33
ỏ ỏ
ậ ậ
ị ị
ệ ệ
ụ ụ
ộ ộ
Đây là quá trình thu n ngh ch, t a nhi Đây là quá trình thu n ngh ch, t a nhi
t; ph thu c vào t; ph thu c vào
ả ứ ả ứ
ể ả ể ả
ớ ớ
ỷ ệ ữ ỷ ệ ữ t l t l
gi a NH3 v i oxy và có th x y ra các ph n ng: gi a NH3 v i oxy và có th x y ra các ph n ng:
4NH4NH33 + 5O + 5O22 4NO + 6H O + 907,3 kJ (1) 4NO + 6H22O + 907,3 kJ (1)
4NH4NH33 + 4O + 4O22 2N 2N22O + 6H O +1104,9 kJ O + 6H22O +1104,9 kJ
4NH4NH33 + 3O + 3O22 4N 4N22 + 6H + 6H22O +1269,1 kJ O +1269,1 kJ
4NH4NH33 + 6NO
+ 6NO 4N 4N22 + 6H + 6H22O +1810 kJ O +1810 kJ ấ ể ả ể ả ấ Quá trình (1) là quá trình chính đ s n xu t axit HNO Quá trình (1) là quá trình chính đ s n xu t axit HNO 33
ơ ở ơ ở ấ ấ ả ả 2. C s hóa lý s n xu t axit nitric 2. C s hóa lý s n xu t axit nitric
ế ế 2.1 Oxy hóa ti p xúc NH 2.1 Oxy hóa ti p xúc NH 33
ế ố ả ế ố ả ưở ưở ế ế ác y u t CCác y u t nh h nh h ng đ n quá trình : ng đ n quá trình :
• Nhi Nhi ệ ộ ệ ộ t đ . t đ .
ấ • ấCh t xúc tác. Ch t xúc tác.
• ờ ờTh i gian. Th i gian.
• T l Oỷ ệT l Oỷ ệ 22/NH/NH33
ơ ở ơ ở ấ ấ ả ả 2. C s hóa lý s n xu t axit nitric 2. C s hóa lý s n xu t axit nitric
ơ ơ ơ ơ 2.2 Oxy hóa nit 2.2 Oxy hóa nit thành đioxyt nit thành đioxyt nit
ứ ứ ấ ấ ả ả ạ ạ ủ ủ Đây là giai đo n th hai c a quá trình s n xu t axit Đây là giai đo n th hai c a quá trình s n xu t axit
HNOHNO33
2NO + O22 <=> 2NO 2NO + O + 112,3 KJ <=> 2NO22 + 112,3 KJ
ooC ph n ng này trong th c t C ph n ng này trong th c t
ướ ả ứ ả ứ ự ế ả ự ế ả ướD i 150 D i 150 x y ra hoàn x y ra hoàn
22.. toàn v phía thu NO toàn v phía thu NO
ề ề
Ở ệ ộ Ở ệ ộ ể ề ể ề ơ ơ ằ ằ ẽ ẽ t đ cao h n, cân b ng s chuy n v phía trái và t đ cao h n, cân b ng s chuy n v phía trái và nhi nhi
ả ứ ả ứ i tạ 00 > 800 i tạ t t > 80000C ph n ng oxy hóa NO thành NO C ph n ng oxy hóa NO thành NO th c tự ế 22 th c tự ế
ả ả không x y ra. không x y ra.
ơ ở ơ ở ấ ấ ả ả 2. C s hóa lý s n xu t axit nitric 2. C s hóa lý s n xu t axit nitric
ấ ấ ơ ằ ơ ằ ụ ụ 2.3 H p th đioxit nit 2.3 H p th đioxit nit b ng n b ng n ướ ướ c c
ơ ơ ớ ướ ớ ướ ủ ủ ụ ụ và dimer c a nó tác d ng v i n và dimer c a nó tác d ng v i n c c
Đioxit nit Đioxit nit ươ ươ theo ph theo ph ng trình sau: ng trình sau:
2NO2NO22 +H +H22O HNO→O HNO→ + 116,0kJ +HNO22 + 116,0kJ 33 +HNO
→ →O HNO HNO NN22OO44 +H +H22O + 59,0kJ + HNO22 + 59,0kJ 33 + HNO
ơ ơ ề ữ ề ữ ươ ươ không b n v ng và phân rã theo ph không b n v ng và phân rã theo ph ng ng
Acid nit Acid nit trình: trình:
→ → HNO HNO HNOHNO22 O 75.8kJ + 2NO + H22O 75.8kJ 33 + 2NO + H
ậ ậ ươ ươ ụ ụ ấ ấ ơ ơ V y ph V y ph ng trình h p th dioxit nit ng trình h p th dioxit nit là: là:
3NO3NO22 + H + H22O = 2 HNO +NO +136kJ O = 2 HNO33 +NO +136kJ
Phương pháp sản xuất
Axit Nitric
ươ ươ ả ả ấ ấ 3. Ph 3. Ph ng pháp s n xu t axit nitric ng pháp s n xu t axit nitric
ả ả ấ ấ 3.1 S n xu t axit nitric loãng 3.1 S n xu t axit nitric loãng
ơ ồ ả ơ ồ ả ấ ấ ướ ướ ấ ấ ườ ườ S đ s n xu t HNO3 d S đ s n xu t HNO3 d i áp su t th i áp su t th ng ng
ấ ấ ướ ướ ơ ồ ả ơ ồ ả S đ s n xu t HNO3 d S đ s n xu t HNO3 d ấ ấ i áp su t cao i áp su t cao
ấ ấ ả ả ặ ặ 3.2 S n xu t axit nitric đ c 3.2 S n xu t axit nitric đ c
ặ ặCô đ c axit nitric loãng Cô đ c axit nitric loãng
ự ế ự ế ổ ổ ợ ợ ặ ặ T ng h p tr c ti p axit nitric đ c T ng h p tr c ti p axit nitric đ c
ặ ặCô đ c axit nitric loãng Cô đ c axit nitric loãng
Nguyên t c:ắ Nguyên t c:ắ
ặ ặ ặ ặ ặ ặ Cô đ c axit nitric loãng có m t axit sufuric đ c. Cô đ c axit nitric loãng có m t axit sufuric đ c.
ấ ấ ặ ặ ướ ướ Axit sunfuric đ c đóng vai trò là ch t hút n Axit sunfuric đ c đóng vai trò là ch t hút n c. c.
ươ ươ Ph Ph ế ế ng pháp ti n hành: ng pháp ti n hành:
ớ ớ ặ ặ ấ ấ ư ư Ch ng c t axit nitric loãng v i axit sunfuric đ c trong Ch ng c t axit nitric loãng v i axit sunfuric đ c trong
ữ ữ ệ ệ ệ ệ ữ ữ nh ng tháp có đ m hay trong nh ng tháp đ m vòng. nh ng tháp có đ m hay trong nh ng tháp đ m vòng.
ự ế ự ế ổ ổ ợ ợ ặ ặ T ng h p tr c ti p axit nitric đ c T ng h p tr c ti p axit nitric đ c
4 (L) + 2 H
2 (K) 4HNO
Nguyên t c:ắ Nguyên t c:ắ
(L) + O + O2 (K)
+ 59,5 kJ 3 (L) + 59,5 kJ 2N2N22OO4 (L) + 2 H22O O (L) 4HNO3 (L)
ế ị ế ị 75 75
t b cao áp t b cao áp ề ề ể ể ể ể ạ ạ ằ ằ
ố ộ ố ộ ả ứ ả ứ ợ ợ ỗ ỗ ể ể ế ở 00C và C và ế ở Quá trình ti n hành trong thi Quá trình ti n hành trong thi ấ ấ 66N/mN/m22. Đ chuy n cân b ng v phía t o áp su t 5.10 . Đ chuy n cân b ng v phía t o áp su t 5.10 và đ tăng t c đ ph n ng, h n h p thành axit HNO33 và đ tăng t c đ ph n ng, h n h p thành axit HNO
ế ị ế ị ủ ủ ả ả ơ ỏ ơ ỏ vào thi vào thi t b cao áp ph i có đ đioxyt nit t b cao áp ph i có đ đioxyt nit l ng (tetra l ng (tetra
oxyt). oxyt).
ự ế ự ế ổ ổ ợ ợ ặ ặ T ng h p tr c ti p axit nitric đ c T ng h p tr c ti p axit nitric đ c
ề ề ơ ỏ ơ ỏ ươ ươ ế ế Đi u ch đioxyt nit Đi u ch đioxyt nit ằ ằ l ng b ng 2 ph l ng b ng 2 ph ng pháp: ng pháp:
Cách 1: Cách 1:
ụ ự ụ ự ế ừ ế ừ ạ ạ ư Ng ng t ư Ng ng t tr c ti p t tr c ti p t khí NO và làm l nh khí NO và làm l nh
ỏ ỏ ỏ ỏ ả ả Quá trình này đ i h i NO ph i ôxi hoá hoàn toàn Quá trình này đ i h i NO ph i ôxi hoá hoàn toàn ấ ở P th p. ấ ở P th p. NO NO22 và và
ượ ượ ầ ầ ệ ộ ệ ộ ạ ạ hàm l hàm l ng NO ban đ u cao, nhi ng NO ban đ u cao, nhi t đ làm l nh không bé t đ làm l nh không bé
ế ơ ơh n – 80 h n – 80 ế k t tinh. 00C vì NC vì N22OO44 k t tinh.
2NO2NO22 = N = N22OO44
ự ế ự ế ổ ổ ợ ợ ặ ặ T ng h p tr c ti p axit nitric đ c T ng h p tr c ti p axit nitric đ c
Cách 2: Cách 2:
NO + 2HNO33 => 3NO NO + 2HNO => 3NO22 + H + H22OO
nNOnNO22 + HNO + HNO33 => HNO . n NO22 => HNO33 . n NO
ụ ụ ấ ấ ị ị ặ ở ặ ở ậ ậ ằ H p th khí NO b ng dung d ch HNO H p th khí NO b ng dung d ch HNO ằ nhi nhi ệ t ệ t đ m đ c 33 đ m đ c
ạ ạ ố ố ộ ấ đ th p do NO ộ ấ đ th p do NO t trong dd HNO t trong dd HNO t o thành tan t 22 t o thành tan t
ọ ọ 98%) g i là niterobum HNO 98%) g i là niterobum HNO
ị ị ớ ớ ị ị đun nóng dung d ch t đun nóng dung d ch t i 80 i 80
ạ ạ ở ạ ở ạ ụ ở ụ ở –8 –8 tr ng thái khí sau đó làm l nh và ng ng t tr ng thái khí sau đó làm l nh và ng ng t đđ (97 – 33đđ (97 – 33.nNO.nNO2 2 Dung ch a 30% NO ứ 22 Dung ch a 30% NO ứ 00C C NO NO22 tách ra kh i dung d ch ỏ tách ra kh i dung d ch ỏ 00C C ư ư
NN22OO44.
ươ ươ ướ ướ ể ể 4. Ph 4. Ph ng h ng h ng phát tri n ng phát tri n
ế ị ế ị ơ ơ ấ ấ • ử ụ ử ụ S d ng thi S d ng thi t b có công su t cao h n. t b có công su t cao h n.
ử ụ ử ụ ả ứ ả ứ ấ ấ ằ ằ ả ả
ệ ệ ể ể • S d ng xúc tác nh m gi m áp su t ph n ng S d ng xúc tác nh m gi m áp su t ph n ng và và ấ ấ tăng hi u su t chuy n hóa. tăng hi u su t chuy n hóa.
