Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Гончаров А.И -> "Химическая технология, ч. 1." -> 116

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 .. 110 111 112 113 114 115 < 116 > 117 118 119 120 121 122 .. 133 >> Следующая


§ 6. ВИРОБНИЦТВО КОНЦЕНТРОВАНОЇ АЗОТНОЇ КИСЛОТИ

Збільшити концентрацію розбавленої HNO3, добутої за однією з розглянутих схем, звичайною перегонкою неможливо.

При перегонці водних розчинів кислоти з вмістом HNO3 менш як 68,4% в ректифікаційній колоні утворюється азеотропна суміш (температура кипіння 121,9° C)1 що містить 68,4% HNO3 і воду. Якщо переганяти HNO3 концентрацією понад 68,4% HNO3, то в дистиляті утворюватиметься HNO3 вищої концентрації, ніж кипляча рідина, доти, поки концентрація киплячої рідини знизиться до 68,4% HNO3. Щоб утворилась кислота з вмістом HNO3 понад68,4%, перегонку провадять разом з концентрованою H2SO4, яка утримує воду.

Схему установки для концентрування HNO3 наведено на рис. 124.

Купоросне масло подається на шістнадцяту знизу тарілку ректифікаційної колони 2. Частина розбавленої HNO3 алюмінієвим трубопроводом надходить у колону через випарник 1, який обігрівається водяною парою. Попереднє випаровування навіть частини HNO3 підвищує продуктивність колони і зменшує витрати купоросного масла.

З випарника пара HNO3 надходить на десяту тарілку колони 2, а решта — на тринадцяту. Купоросне масло, перетікаючи з тарілки на тарілку, змішується з розбавленою HNO3.

Для денітрації відпрацьованої H2SO4 в нижню частину колони подається перегріта водяна пара з температурою близько 250° С, при дії якої HNO3 випаровується з суміші. Пара HNO3, що виходить з колони з температурою 70—85° С, конденсується в феросилідовому холодильнику 3. Концентрована 98—99%-на HNO3 містить ще багато розчиненого NO2, який утворився внаслідок розкладання HNO3.

Щоб звільнити HNO3 від оксидів азоту, її повертають після холодильника 3 в верхню частину колони 2, де вона проходить через 2—З

на концентрування

Рис. 124. Схема установки для концентрування HNO3:

/ — вигіарІгОД 2 — ректифікаційна колона, 3 — холодильник, 4 — холодильник HNO,, 5 — абсорбційна колона; 6 — вентилятор

тарілки і продувається парою HNO3. Після виходу з колони концентрована HNO3 охолоджується в холодильнику 4 і надходить на склад готової продукції.

Відпрацьовану H2SO4 з вмістом H2SO4 до 65% направляють на концентрування.

Концентрування HNO3 дистиляцією її у суміші з концентрованою H2SO4 — громіздкий і дорогий процес. КііашДМ-. методом добування концентрованої HNO3 є прямий її синтез, який має значні технічні й економічні переваги перед перегонкою суміші HNO3J H2SO4. Він здійснюється в спеціальних автоклавах під тиском до 50 • 105_Па

Для зміщення рівноваги реакції в бік утворення концентрованої HNO3 треба підвищити тиск і взяти надлишок NO2.

При прямому синтезі концентрованої HNO3 використовують рідкий димер NO2. Для добування його з нітрозних газів треба сконденсувати водяну-пару, яка є в газовій суміші, окислити NO до NO2 і виділити його з газової суміші у рідкому стані.

Як видно з рівняння (е), для утворення 98%-ної HNO3 на 1 г-моль NO2 потрібно 0,5 г-моль H2O. З рівняння (д) видно, що на 1 г-моль NO припадає 1,5 г-моль H2O. Для сконденсування більшої частини H2O і відділення її від NO нітрозні гази треба дуже швидко охолоджувати. Для цього застосовують швидкісні холодильники з дуже розвиненою поверхнею, в яких при атмосферному тиску час охолодження нітрозних газів становить близько 0,1—0,2 с.

Для швидкого окислення NO застосовують HNO3

Щоб виділити NO2 з газової суміші, газ охолоджують у розсоль-ному холодильнику До —10° С. Таким способом можна сконденсувати значну частину оксидів азоту і розчиненням їх в концентрованій HNO3 вилучити з газової суміші. Утворений розчин називається нітроолеумом.

Схему прямого синтезу концентрованої HNO3 наведено на рис. 125.

На установку надходять нітрозні гази, що утворилися внаслідок окислення NH3 під атмосферним тиском. Після охолодження в теплообміннику і котлі-утилізаторі (на схемі не показано) нітрозні гази проходять через швидкісні холодильники / і 2. Конденсат з першого холодильника містить близько 2—3% HNO3. Конденсат з другого холодильника, в якому міститься до 30% HNO3, подають у змішувач 11 і застосовують для добування концентрованої HNO3.

Окислення NO до NO2 відбувається в окислювальній башті З киснем, який є в газовій суміші, а решта NO доокислюється в башті 5 концентрованою HNO3; 75%-ний розчин HNO3, що тут утворюється, надходить у змішувач 11. Далі NO2 вилучається з газової суміші, розчиняючись у концентрованій HNO3 в поглинальній башті 7. Для збільшення ступеня вилучення NO2 нітрозні гази і кислоту охолоджують приблизно до —10° С. В газах, що виходять з поглинальної башти, лишаєть-

ням (е).

NO + 2HNO3 = 3NO2 + H2O.

38%-на HHO3

Рис. 125. Схема виробництва концентрованої HNO3 прямим синтезом: / — швидкісний холодильник; 2 — водяннй холодильник; 3 — окислювальна башта; 4 — водяний холодильник, 5 — доокислювальна башта, 6 — розсільний холодильник; 7 — поглинальна башта; 8 — вибілювальна колона; 9 — водяний холодильник, 10 — розсільний холодильник-конденсатор; // — змішувач, 12 — автоклав.

Ся ще багато оксидів азоту, тому їх промивають водою в іншій башті, яку на схемі не показано.
Предыдущая << 1 .. 110 111 112 113 114 115 < 116 > 117 118 119 120 121 122 .. 133 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed