Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Гончаров А.И -> "Химическая технология, ч. 1." -> 111

Химическая технология, ч. 1. - Гончаров А.И

Гончаров А.И, Середа И.П Химическая технология, ч. 1. — Киев, издательское объединение «Вища школа», 1979. — 288 c.
Скачать (прямая ссылка): goncharoff1.djv
Предыдущая << 1 .. 105 106 107 108 109 110 < 111 > 112 113 114 115 116 117 .. 133 >> Следующая


v Безводна HNO3 — це безбарвна важка рідина, густіша її 1,52 г/см3 (при 15° C)1 димить на повітрі з виділенням бурої пари NO2, замерзає при —47° С, з водою змішується у будь-яких співвідношеннях. Водні розчини HNO3 залежно від концентрації кристалізуються при різній температуріУ Найнижчу температуру кристалізації — 66,3° С, як це видно з діаграми (рис. 117), має 89, 95%-ний розчин HNO3.

у Температура кипіння водних розчинів HNO3 також залежить від концентрації. Максимальну температуру кипіння 121,9° C має азеотропна суміш, яка містить 68,4% HNO3. Інші розчини HNO3 киплять при нижчих температурах.1 Температура кипіння безводної HNO3 (встановлено екстраполяцією) дорівнює 85,4° С, проте ще при нижчій температурі HNO3 кислота розкладається за рівнянням

Цю характерну для HNO3 реакцію пізніше було покладено в основу процесу синтезу концентрованої HNO3 з NO2, O2 і H2O.

Бура пара NO2, розчиняючись у HNO3, забарвлює її від жовтого до червоного кольору залежно від кількості NO2, що розчинився.

Азотна кислота — сильний окислювач, особливо коли в ній ех розчинений NO2. Багато органічних речовин (особливо рослинні і тваринні тканини) під дією HNO3 руйнуються, а деякі з них від кон-

4HNO3 = 2H2O + 4NO2 + O2- 259,7 кДж.

такту з концентрованою HNO3 самозаймаються. (Залізо добре розчиняється в розбавленій HNO3, проте концентрована HNO3 утворює "на поверхні його тонкий щільний шар оксидів заліза, нерозчинний у кислоті, внаслідок чого метал пасивується і не зазнає корозії.

У лабораторній практиці застосовується в основному концентрована HNO3 густиною 1,43, в якій міститься близько 65% HNO3. В промисловості найчастіше застосовують розбавлену HNO3 з вмістом HNO3 50—60% або концентровану, в якій HNO3 міститься 96—98%.

Величезні кількості HNO3 застосовують для виробництва мінеральних азотних добрив, барвників, вибухових речовин, нітролаків, кіноплівки, фармацевтичних препаратів і т. д. За об'ємом виробництва і застосування HNO3 поступається тільки перед H2SO4v

§ 2. ФІЗИКО-ХІМІЧНІ ОСНОВИ ВИРОБНИЦТВА АЗОТНОЇ КИСЛОТИ

% Окисленням NH3 азотну кислоту добувають у дві стадії, перша з яких полягає в окисленні NH3 киснем повітря з застосуванням каталізатора

4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O + 907,3 кДж. (д)

В заводських установках 96—98% NH3 перетворюється на NO, решта (4—2%) окислюється до N2 і втрачається виробництвом.

Друга стадія процесу полягає в окисленні NO до NO2, який далі взаємодіє з водою, утворюючи HNO3}. >

Як видно з рівняння (б), одночасно з HNO3 утворюється NO,, який окислюється в NO2. Отже, процес повторюється до повного використання NO2. При цьому як при атмосферному, так і при підвищеному тиску утворюється розбавлена HNO3.

У комбінованих системах NH3 окислюється при атмосферному тиску, а друга стадія процесу — переробка нітрозних газів — відбувається при підвищеному тиску.

Концентровану HNO3 добувають двома способами:' концентруванням розбавленої HNO3 за допомогою перегонки при наявності купоросного масла або синтетичним способом — взаємодією рідкого NO2 з H2O і O2:

2N2O4 + 2H2O + O2 *± 4HNO3 + 59,5 кДж. (е)

Внаслідок процесу, який відбувається під тиском 50 • 105 Па і при температурі близько 70—80° С, утворюється синтетична 98%-на HNO3.

Контактне окислення NH3. При взаємодії NH3 з O2 залежно від умов крім основної реакції можливі інші реакції: -

4NH3 + 4O2 = 2N2O + 6H2O + 1104,9 кДж; (ж)

4NH3 + 3O2 = 2N2" + 6H2O + 1269,1 кДж. (з)

Окислення NH3 можна проводити повітрям, збагаченим O2, або сумішшю Q3J? водяною парою. Якщо процес відбувається без каталізатора, NH3 окігслюється лишеГ_до N2. При наявності каталізатора можуть утворюватись NO_i__N80.

'Ступінь перетворення NH3 в NO залежить від складу каталізатора, співвідношення O2 і NH3 в газовій суміші, часу і температури контактування та від наявності в газовій суміші шкідливих для каталізатора домішок.

!Залежно від каталізатора, температури і часу контактування може утворитись як основний продукт реакції NO або N^CLJipH 250—300° C наїмарганцевомукаталізаторі близько 7tT%~NH3 окислюється до N2O, проте виробництвІГйото цим способом не набуло поширення в промисловості.

1 Вихід NO при окисленні NH3 на платиновому каталізаторі під атмосферним тиском досягає 98%, а під тиском до (8—10) X 105 Па і підвищеній температурі — 96%. Решта NH3 втрачається у вигляді N2.

Рівновага реакції. Для вибору оптимальних умов окислення NH3 до NO треба насамперед визначити константи рівноваги реакцій (д), (ж) і (з) при температурах, близьких до виробничих, а саме,750—900° C./

Обчислені за наближеним рівнянням Нернста константи рівноваги цих реакцій мають такі значення:

Константа рівноваги Температура, °С

pnoph.o

Я2іфА.= 10-бі 900

pn2oph1o

= pnh pc), = 10-76 700

Константи зовсім незначні, тобто всі три реакції необоротні, відбуваються до кінця зліва направо.

Сумарний результат реакцій окислення NH3, як і будь-якого складного практично необоротного процесу, залежить від співвідношення швидкостей утворення кожного з продуктів при однакових умовах, тому остаточний склад продуктів визначатиметься насамперед селективністю каталізатора.
Предыдущая << 1 .. 105 106 107 108 109 110 < 111 > 112 113 114 115 116 117 .. 133 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed