Kyselina dusičná v priemysle: technológie, kroky, rysy

Kyselina dusičná - medzi najobľúbenejšie typy priemyselných surovín. Jeho výroba môže byť vykonané rôznymi spôsobmi - v závislosti na tom, aké druhy kyseliny musí byť doručená zákazníkovi. Čo je podstatou príslušných technológií? Ako sa vzťahujú k typu výstupu v závode kyseliny dusičnej?

Priemyselná výroba kyseliny dusičnej: história technológie

Po prvé, bude užitočné študovať historické fakty o tom, ako rozvíjať výrobu kyseliny dusičnej v Rusku. V domácom priemysle uvoľnenie látky, ak budeme sledovať dostupné informácie, sa začala za Petra I. Neskôr, M. V. Lomonosovym navrhol spôsob výroby kyseliny dusičnej z dusičnanu - látka je v skutočnosti až do začiatku 20. storočia bola považovaná za hlavnú surovinou pre výrobu látky.

Spolu s dusičnanom, výroba kyseliny dusičnej bola vykonaná v priemysle s kyselinou sírovou. Dve považujú za látky interagujúce, vytvorené kyselinou dusičnou a sírovou oxidu sodného. Výhodou tejto metódy je možnosť získania kyseliny dusičnej v koncentrácii asi 96 až 98% (za predpokladu, že využitie surovín požadovanej kvality).

Vhodné technológia zlepšila dostatočne aktívne - v prospech zvýšenia surového rýchlosti spracovania materiálu a poskytuje väčší objem výstupu produktu. Avšak postupne ustúpil koncepcie, na ktorej bola výroba kyseliny dusičnej vykonávaných kontaktu oxidácie amoniaku.

Tiež vynašiel spôsob, ktorý ako hlavná surovina pre výrobu kyseliny používaný oxid dusnatý produkovaný oxidáciou zodpovedajúceho oblúku plynu z atmosféry. Rozhodol názor, podľa ktorého je prvý metódy - viac ekonomicky rentabilné.

S zlepšenie technologických postupov pre uvoľnenie vytvoreného prístup kyselina dusičná, podľa ktorého je najlepšia možnosť výroby tejto látky - zapojenie priemyselné infraštruktúry, pracujúci pri zvýšenom tlaku. Alternatívou k nej - výrobu kyseliny pri atmosférickom tlaku, ktorý je považovaný za menej efektívne z ekonomického hľadiska.

Uvoľnenie látky pri normálnom alebo zvýšenom tlaku navrhnúť výrobu kyseliny dusičnej z amoniaku. K dispozícii je tiež kombinovaná, ktorý v sebe spája výhody ostatných dvoch. Vlastnosti kyseliny dusičnej kombinované metódy sú, po prvé, pri oxidácii amoniaku za atmosférického tlaku, a pri vykonávaní jeho absorpcie - v prípade zvýšenej.

Amoniak je teraz považovaný za hlavnú surovinou pre výrobu daných látok, spolu s vodou a atmosférickým vzduchom. Pozrime sa na špecifickosť ich použitie pri výrobe väčšieho množstva kyseliny.

Suroviny na výrobu kyseliny dusičnej

To znamená, že hlavné suroviny používané pri výrobe látky uvažovanej - je amoniak, vzduch a voda.

To vyžaduje použitie amoniaku v čistenej forme. Za týmto účelom sa v rôznych výrobných cyklov sa čistí v špeciálnom odparovacej a destilačné zariadenie. Podobne, keď je potrebné použiť uvoľňovanie kyseliny dusičnej a čistý vzduch. On je tiež filtrovaný pomocou špeciálneho vybavenia. Na druhej strane, voda, ktorá sa používa na uvoľnenie kyseliny dusičnej, vyčistiť od nečistôt a solí. V mnohých prípadoch je pre dané látky je nutné použiť čistý kondenzát.

Pozrime sa na, v ktorom druhy daná látka môže byť zastúpená, a tiež spôsob, v ktorom každý druh kyseliny dusičnej.

Odrody kyseliny dusičnej a základné fázy jeho výroby

K dispozícii sú dva druhy kyseliny dusičnej v moderných priemyselných závodoch - zriedené a koncentrované. Výroba zriedenou kyselinou dusičnou sa vykonáva v rámci 3 hlavných krokov:

• konverzie amoniaku (jeho konečný produkt - oxid dusnatý);
• získanie oxid dusičitý ;
• absorpcia vykonávanie oxidov dusíka za použitia vody.

V moderných priemyselných prevádzkach distribúciu vydanie zriedenej kyseliny dusičnej v tzv schéme AK-72. Ale je tu samozrejme aj iné technológie uvoľňovanie látky.

Na druhej strane je výroba koncentrovanej kyseliny dusičnej môže byť vykonané zvýšením obsahu látky v zriedenej forme, alebo priamou syntézou. Prvá metóda sa zvyčajne umožňuje získať roztok kyseliny v koncentrácii asi 68%, čo môže byť nedostatočné pre použitie tohto materiálu v mnohých oblastiach. Preto tiež distribuovaný priame metódy syntézy na získanie koncentrácia látky v poriadku 97-98%.

Zvážme podrobnejšie, ako sa výroba kyseliny dusičnej sa uskutočňuje v jednom alebo iného druhu. Vyššie sme uviedli, že otázka zriedeného látky môže byť vykonávaná v rámci systému AK-72. Študovať na začiatku svojej špecifickosti.

Zriedená kyselina výrobu v AK-72 technológie

Zvažovaný systém, ktorým je výroba kyseliny dusičnej zahŕňa použitie uzavretom cykle, sprevádzané:

• konverzie amoniaku;
• sprievodných chladenia tlak plynu v poriadku 0,42-0,47 MPa:
• Implementácia oxidy absorpciu pod tlakom rádovo 1,1-1,26 MPa.

Konečný produkt obvod AK-72 - kyselina dusičná v koncentrácii asi 60%. kyselina dusičná v rámci tejto technológie sa vykonáva v týchto krokoch, ako sú:

• poskytovanie vzduchu z atmosféry do priemyselnej jednotky a vykonávaní jeho čistenie;
• stlačeného vzduchu, jeho rozdelenie do procesných prúdov;
• Implementácia amoniak odparovanie, čistenie príslušného plynu z ropy a iných nečistôt, ako aj jeho následné zahriatie;
• zmiešaním vyčistené amoniaku a vzduchu, následné čistenie zmesi, a prenos na katalyzátora;
• príprava nitróznych plynov a chladenia;
• zber kondenzátu s kyselinou dusičnou;
• koncentrácie a absorbancie kyseliny dusičnej;
• chladenie a čistenie výsledného produktu.

Ready-kyselina je poslaný do skladu alebo k zákazníkovi.

Spolu s technológiou posudzovaného, v ktorom je výroba kyseliny dusičnej - sa nanesie AK-72 je ďalší populárny koncept uvoľnenie látky, ktorá zahŕňa zabezpečenie priemyselnú infraštruktúru fungujúce za tlaku asi 0,7 MPa. Zvážiť jeho vlastnosti.

Technológia produktu pod tlakom 0,7 MPa: nuansy

Vďaka technológii, sa jedná, vykonáva výroba zriedenej kyseliny dusičnej - ako alternatíva k pojmu AK-72. To zahŕňa vykonávanie týchto fáz výroby látku ide.

Po prvé, ako je z doterajšieho stavu techniky, sa vyčistí vzduch. Za týmto účelom, spravidla to platí dvojstupňový filter. Ďalej sa čistenie vzduchu prosheshdy, stláča kompresorom - index približne 0,35 MPa. Vzduch sa zahrieva - na asi 175 stupňov teploty a musí byť ochladený. Akonáhle je tento problém riešený, je odoslaný k ďalšiemu stlačeniu, pri ktorom sa jeho tlak zvýši na približne 0,716 MPa. Prúdenie vznikajúce vzduchu, potom sa zahrieva na vysokú teplotu - 270 ° pôsobením nitrotnyh plynov. Potom, čo sa zmieša s amoniakom v špeciálnych priemyselných zariadení. Látka sa aktivuje pri uvoľňovaní kyseliny spočiatku v plynnom stave, ktorý je vytvorený v dôsledku vyparovania kvapaliny. Okrem toho, amoniak sa musí očistiť. Po príprave sa plyn zahrieva a vedie sa do miešačky súčasne so vzduchom. Táto zmes sa tiež filtrované a po čistení privádza do konverzie amoniaku. Zodpovedajúce postup sa vykonáva za použitia mriežky zo zliatiny platiny a ródia pri veľmi vysokej teplote - cca 900 stupňov. Miera konverzie je v tomto prípade približne 96%.

výroba kyseliny dusičnej, ktoré táto technológia zahŕňa vytvorenie dusné plyny. Sú zobrazené v osobitnej oblasti priemyselnej jednotky, ktoré sú chladené. Vzhľadom k tomu, odparovanie čistenej vody a vzhľad vysokotlakové pary. Vedená cez zodpovedajúce jednotku plochy priemyselných dusné plyny pohybujú okysličovadlo. Je potrebné poznamenať, že ich oxidácia prebieha čiastočne už v predchádzajúcom kroku výroby kyseliny. Ale v okysličovadlo sa stáva ešte intenzívnejší. Tak dusné plyny sa zahreje na teplotu 335 stupňov. Následne sa ochladí na špeciálnom tepelnom výmenníku, a potom - sú zasielané do kondenzátora.

Potom sa kyselina dusičná je produkovaný v nízkej koncentrácii. To musí byť oddelená od zvyšných dusné plyny - separátor sa používa pre toto. Z nej kyselina dusičná privádzaný do absorpčnej oblasti priemyselnej jednotky. Kyselina potom prúdi v jednotke pod ním. Avšak, to reaguje s oxidmi dusíka, čím sa zvyšuje jeho koncentráciu. Na výstupe je asi 55-58%. To zvyčajne obsahuje rozpustené kysličníky, ktoré musia byť odstránené, pretože je táto látka smeruje k vyčisteniu plochy jednotky. Pomocou ohriateho vzduchu extrahovaného z kyslých oxidov. Hotový výrobok sa umiestni do skladu alebo dodávané k zákazníkovi.

Výroba kyseliny koncentrovanej: priama syntéza

Po preskúmaní, ako prebieha výroba sa zriedenou kyselinou dusičnou, koncentrovanú štúdiu špecifickosti separátor. Medzi najviac nákladovo efektívne technológie, na ktorej sa nachádza zodpovedajúce profilu v podnikoch - získanie kyseliny cez priamu syntézou z surovín vo forme oxidov dusíka.

Podstatou metódy - v podpore chemickú reakciu medzi uvedené látky, vody a kyslíka pri tlaku 5 MPa. Technológia, na ktorých je produkcia koncentrovanej typu kyseliny dusičnej, vztiahnuté na zriedený má Nuance: poskytnutie prenosu oxidu dusíka v kvapalnej forme, je možné s tlakom pri teplote blízkej atmosférickému. Avšak, v niektorých reakciách koncentrácia látky je dostatočná pre jeho preklad do kvapalného stavu pri normálnom tlaku, a že je potrebné zvýšiť.

výroba koncentrovaná kyselina zo zriedených

V tomto prípade je koncentrácia kyseliny predpokladá absorpčnými látkami - ako je napríklad kyselina sírová, kyselina fosforečná, rôznych roztokov dusičnanov. Základné kroky koncentrovanej dusičnej typu výroby kyseliny na báze za použitia zriedenej kyseliny sírovej nasledovne.

Najprv surovina je rozdelený do dvoch prúdov: prvý výparník je privádzaný do druhej - oblasť minie studené priemyselné jednotky. Kyselina sírová sa privádza do zariadenia, ktorá sa nachádza nad druhou prúdu zriedenej kyseliny dusičnej. V spodnej časti jednotky, podľa poradia, vykonáva prívodu pary, ktorý ohrieva sa používa zmes, pričom sa odparuje z kyseliny dusičnej. Jeho pary stúpajú prístroj, po ktorom výstupný v chladničke. Tam kyslé pary kondenzujú - až do jeho koncentrácia dosiahne 98-99%.

V tomto prípade, niektoré z tých, prítomné v rámci tejto fáze produkcie oxidov dusíka absorbovanej kyseliny. Tieto musia byť odstránené z produktu, najčastejšie na tento účel použiť dvojicu kyseliny dusičnej, ktoré sa posielajú do kondenzátora. Extrahované oxidov dusíka a kyslé pary, ktoré kondenzát nie je vytvorená, zameraný na inej časti zariadenia - absorpcie, kde sa pôsobením vody. Výsledkom je zriedená kyselina, ktorá sa opäť privádza do kondenzácii a chladenia. Hotový výrobok je poslaný do skladu alebo zákazníka.

Vlastnosti koncentrát s kyselinou sírovou

Hlavnou úlohou, ktorý charakterizuje tvorbu kyseliny dusičnej v priemysle - vykonávanie nákladovo efektívne a účinné na jeho koncentráciu. Existuje niekoľko prístupov k rozvoju optimálny plán jeho riešenie. Je vhodné vziať do úvahy tie, ktoré sú najbežnejšie.

Nad sme zaznamenali, že pre koncentráciu látok v otázke, môže byť použitá kyselina sírová. Tam je celkom bežný spôsob, ako zvýšiť účinnosť jeho aplikácii - predbežné zvyšujúce sa koncentrácie kyseliny dusičnej odparením. V optimálnom prípade, že pred reakciou s kyselinou sírovou látka bude mať koncentráciu rádovo 59-60%. Stojí za zmienku, že v praxi to dusičnej technológia výroby kyseliny sa vyznačuje nízkou úrovňou ochrany životného prostredia. Preto, ako alternatívu na použitie kyseliny sírovej spoločné použitie dusičnany. Budeme študovať ich špecifické detaily.

Koncentračný použitie dusičnanov

Vo väčšine prípadov sa na riešenie tohto problému, ktorý charakterizuje tvorbu kyseliny dusičnej z amoniaku, ktorý sa používa dusičnan horečnatý alebo zinku. V prvom rade to je podstatne šetrnejšie k životnému prostrediu, než je metóda, ktorá zahŕňa používanie kyseliny sírovej. Ďalej táto technológia umožňuje poskytovať najvyššiu kvalitu kyseliny dusičnej ako konečný produkt.

Avšak, to má niekoľko nevýhod, ktoré určujú vzhľad rozšírených problémov vo svojej žiadosti. Po prvé - je to pomerne vysoká obstarávacie náklady výrobného procesu. Okrem toho je táto technika zahŕňa v mnohých prípadoch vzhľade spracovania pevného odpadu, ktoré môžu byť zložité.

Použitie katalyzátorov s vydaním kyseliny dusičnej

Je užitočné uvažovať to, iné látky sa používajú spolu s základných surovín pre výrobu produktu v priemyselnom (často považovaný za takých katalyzátorov) kyseliny dusičnej. Používanie látok v otázke, vzhľadom na potrebu zvýšiť ziskovosť kyseliny uvoľnenie, zlepšenie dynamiky jej výkonu v priemyselnej jednotke.

Hlavnou požiadavkou pre katalyzátor na výrobu výrobku - selektivita. To znamená, že by malo vplyv na základné chemickú reakciu, bez toho by to ovplyvnilo sekundárne procesy. Najčastejšie v výroba kyslých katalyzátorov sa používajú v kompozícii podľa vynálezu, sú platina.

Nad sme zaznamenali, že s vydaním s nízkou koncentráciou látok pri zvýšených tlakoch sa používajú katalyzátory na báze platiny a ródia. V niektorých prípadoch, byť tiež aplikovaný s prídavkom zliatiny paládia. Ale základný kov v nich - platina, jeho obsah je zvyčajne menší ako 81%. Zhrnutie katalyzátora v tomto prípade - stimulovať rýchly priechod základné chemické reakcie. Spravidla je súčasťou vonkajšej difúznej oblasti.

V tomto procese je závislá na kyslík difúzne obmedzenie vzhľadom k povrchu katalyzátora. Táto vlastnosť spôsobuje vyššiu koncentráciu amoniaku - základnou surovinou pre výrobu kyseliny dusičnej na povrchu katalyzátora, alebo niekedy v porovnaní so zodpovedajúcim obrázku s koncentráciou vo vzduchu. Možnosť zvýšenia objemovej hmotnosti rôznych vedľajších reakcií, v ktorých sú neúplné oxidáciu a tvorbe dusíka alebo jeho oxid. V súvislosti s týmto kyslíkom na povrchu by mala byť v množstve postačujúcom k posunutiu amoniaku. V tomto prípade je možné dosiahnuť dostatočne hlbokého oxidácie.

Je potrebné poznamenať, že spolu s platinovými katalyzátormi pri výrobe kyseliny dusičnej sa používajú ako kombinované látky. Najmä železo-chróm. Môžu výrazne znížiť ekonomické náklady, ktoré charakterizujú uvoľňovanie danej látky.

Takže sme sa zamerali na spôsoby výroby kyseliny dusičnej, identifikovali hlavné typy nej. To znamená, že rovnako ako u dusičnej výrobných krokov kyselín potrebných k realizácii, závisí od druhu a konkrétne technológie výroby látky. Je vhodné, aby zvážila čo teraz ťažkosti charakterizovať priemyselnú výrobu najvyhľadávanejších produktu v mnohých oblastiach hospodárstva.

Hlavné problémy pri výrobe kyseliny dusičnej

Tak, ako už vieme, výroba kyseliny dusičnej pri styku s - jedným z najčastejších v modernom priemysle, zahŕňa aktiváciu katalyzátora na urýchlenie oxidácie amoniaku a zvýšenie výťažku produktu. Hlavným problémom je uvoľnenie výrobku - dostatočne vysokú cenu vhodného katalyzátora. V tomto prípade, je selektivita nie je vždy dosiahnuť optimálnu hodnotu. Okrem toho značná časť z platiny, ktorá sa používa ako základný prvok pre katalyzátor môžu byť stratená v priebehu výroby. Výsledkom je, opäť, znižuje ekonomickú efektívnosť uvoľnenie produktu.

Ďalším problémom, ktorý charakterizuje tvorbu kyseliny dusičnej - na životné prostredie. Nad sme zaznamenali, že, keď je koncentrácia surového materiálu môže byť použitá kyselina sírová, a škodlivé látky vznikajú pri priechode príslušného výrobného cyklu. Alternatívou v tomto prípade je použitie dusičnany - ale to je opäť predpokladá nárast ekonomické náklady. Avšak, faktor prostredie pre moderné výrobcov je dnes rovnako dôležitá ako na mieru ziskovosti.