Технология производства азотной кислоты

Ступінь абсорбції оксидів  азоту досягає 99%. Вихідні з колони хвостові гази з вмістом оксидів  азоту до 0,11% при температурі 35 °  С проходять підігрівач 11, де нагріваються до 110-145 ° С і надходять в  топковий пристрій (камера спалювання) 3 установки каталітичного очищення. Тут гази нагріваються до температури 390-450 ° С за рахунок горіння  природного газу, підігрітого попередньо в підігрівачі 4, і направляються  в реактор з двошаровим каталізатором 2, де першим шаром служить оксид  алюмінію, з нанесеним на нього  паладієм, другим шаром - оксид алюмінію. Очищення здійснюють при 760 ° С. Очищені  гази надходять в газову турбіну 17 при температурі 690-700 ° С. Енергія, яка виробляється турбіною за рахунок  теплоти хвостових газів, використовується для приводу турбокомпресора 18. Потім  гази направляють в котел-утилізатор і економайзер (на схемі не показані) і викидають в атмосферу. Вміст  оксидів азоту в очищених вихлопних  газах складає 0,005-0,008%, вміст СО₂ - 0,23%.

Таким чином, даний агрегат  повністю автономний по енергії. Енергія  рекуперується в результаті установки  на одній осі з турбокомпресором газової турбіни.

2.2 Апаратурне оформлення контактного апарату

2.2.1 Контактний апарат, що працює під тиском 0,716 МПа

 

Контактний апарат, зображений на рис. 2.2.1, призначений для окислення

аміаку до оксиду азоту  під тиском 0,716 МПа. Він складається  з двох частин: верхньої у вигляді  усіченого конуса діаметром 2200-1600 мм і нижньої циліндричної частини.

1 - корпус; 2 - кільця Рашига; 3 - термопари; 4 - оглядове вікно; 5 - поворотний  механізм; 6 - вибухова пластина: 7 - трубка  для розігріву каталізатора; 8 - розподільча  решітка; 9 - пробовідбірник; 10 - каталізаторні сітки; 11 - колосники

Рисунок 2.2.1 - Контактний апарат, що працює під тиском 0,716 МПа

Між конусоподібною і циліндричною частинами в спеціальній касеті розташовані 12 платинових каталізаторних сіток. Касета з каталізаторними сітками встановлена ​​на решітці з концентричних кілець. Під ними на колосниковій решітці розміщений шар керамічних кілець, покладених правильними рядами висотою 200 мм. Цей шар кілець, з одного боку, частково вловлює платину, з іншого - стабілізує тепловий режим на каталізаторних сітках.

Аміачно-повітряна суміш  поступає в контактний апарат збоку, огинає внутрішній конус і зверху подається на катализаторні сітки. Верхній штуцер апарату перекритий запобіжною вибуховою пластиною, яка розривається у разі раптового підвищення тиску всередині конвертора.

З метою зниження втрат  платини перспективним є проведення процесу окислення аміаку на двоступеневому каталізаторі, в якому першим

ступенем служать платиноїдні сітки, другий - оксиди металів.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Висновки

У даній курсовій роботі було розглянуто виробництво азотної  кислоти.

Азотна кислота за масштабом  виробництва посідає друге місце  серед різних кислот після сірчаної. Великий масштаб виробництва  азотної кислоти пояснюється  тим, що азотна кислота і її солі набули в народному господарстві досить істотне значення. Найголовнішими споживачами продуктів азотокислотної промисловості є сільське господарство та промисловість вибухових речовин. У сільському господарстві для добрива  грунтів використовують солі азотної  кислоти, а в промисловості вибухових  речовин в якості основних вихідних матеріалів застосовують як солі, так  і безпосередньо азотну кислоту.

Відомо, що на урожай сільськогосподарських  культур серед інших чинників впливає наявність у грунті сполук азоту. Кількість азоту, яке відноситься  щорічно з 1 га грунту урожаєм різних рослин, становить від 30 до 50 кг. Лише невелика частина цього азоту  знову повертається в грунт. Внаслідок  вимивання солей з грунту і  процесу денітрифікації, пов'язаного  з утворенням елементарного азоту, грунт безперервно втрачає сполуки  азоту.

Азот є складовою частиною білків, які грають настільки велику роль в житті рослин і тварин. Без азоту рослини не можуть синтезувати  білкові речовини. Для підвищення врожайності потрібно систематичне внесення в грунт азотних добрив.

У сільському господарстві в даний час широко застосовується біологічний метод зв'язування атмосферного азоту за допомогою розведення азотобактерій  на кореневих бульбочок бобових  рослин. Поряд з біологічним методом  зв'язування атмосферного азоту велике значення має внесення в грунт  висококонцентрованих азотвмісних  мінеральних добрив. Необхідно відзначити, що нітратний азот добре засвоюється  рослинами і швидко дає ефект  в сільському господарстві. Тому нітратний  азот як добриво вважають цінніше  аміачного. В даний час для  виробництва всіх азотнокислих солей, застосовуваних в якості добрив, вихідною речовиною є азотна кислота.

У виробництві вибухових  речовин застосовують концентровану  азотну кислоту для нітрування толуолу, фенолу, уротропіну з метою отримання  відповідно тротилу, пікринової кислоти  та гексогену. Концентрована азотна кислота застосовується також для виробництва нітроклетчатки нітрогліцерину і гримучої ртуті.

 

 

Велика кількість азотної  кислоти використовують для нітрування бензолу, нафталіну, антрацену та інших  ароматичних сполук, нітропохідних  яких служать полупродуктом при  отриманні різних органічних барвників. Азотну кислоту застосовують також  у виробництві фотографічних  і фармацевтичних препаратів-Значні кількості азотної кислоти або  оксидів азоту витрачаються у  виробництві сірчаної кислоти по нитрозному способу. Крім того, азотна кислота знаходить застосування в багатьох інших вельми важливих галузях промисловості.

Основна маса виробленої азотної  кислоти надходить на вироблення азотнокислих солей. В даний час  на великих заводах виробляють азотнокислі солі близько 20 різних найменувань. Чільне місце серед них займають аміачна, натрієва, калієва та кальцієва селітри. Аміачну селітру виробляють в найбільшій кількості.

Розвиток виробництва  азотної кислоти в даний час  сприяє розвитку виробництва синтетичного аміаку. [2]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Перелік літератури

1. Общая химическая технология: Учеб. для техн. вузов / А.М. Кутепов,Т.И.  Бондарева, М.Г. Беренгартен. −  2-е изд., испр. и доп. – М.: Высш. шк., 1990. – 520с.

2. Атрощенко В.И., Каргин С.И. Технология азотной кислоты М. — Л. , 1949, — 378 c.