Nitrik acid sa industriya: teknolohiya, mga hakbang, mga tampok

Nitrik acid - kabilang sa mga pinaka-popular na mga uri ng pang-industriya raw materyales. Nito produksyon ay maaaring gawin sa iba't ibang paraan - depende sa kung anong uri ng acid ay dapat na inihatid sa mga customer. Ano ang kakanyahan ng ang may-katuturang mga teknolohiya? Paano nauugnay ang mga ito sa uri ng output sa isang nitrik acid halaman?

Industrial produksyon ng mga nitrik acid: ang kasaysayan ng teknolohiya

Una sa lahat, ito ay magiging kapaki-pakinabang upang pag-aralan ang makasaysayang mga katotohanan tungkol sa kung paano bumuo ng ang produksyon ng mga nitrik acid sa Russia. Sa domestic industriya ang release ng mga sangkap, kung susundin natin ang mga magagamit na impormasyon, ay pinasimulan sa ilalim ng Peter I. Mamaya, M. V. Lomonosovym iminungkahi ng isang paraan ng produksyon ng mga nitrik acid mula sa nitrayd - ang mga sangkap ay sa katunayan hanggang sa unang bahagi ng ika-20 siglo ay itinuturing na ang pangunahing raw materyal para sa produksyon ng mga sangkap na pinag-uusapan.

Kasama ng nitrayd, nitrik acid produksyon ay natupad sa industriya na may sulpuriko acid. Dalawang itinuturing na sangkap sa pakikipag-ugnay, nabuo nitrik acid at sulpuriko sosa oksido. Ang bentahe ng ang paraan na ay ang kakayahan upang makakuha ng nitric acid sa isang kampo ng tungkol sa 96-98% (kung ipagpalagay na ang paggamit ng mga raw na materyales na kinakailangan Kalidad).

Mga naaangkop na teknolohiya pinabuting sapat na aktibo - sa pabor ng pagtaas ng raw material sa pagpoproseso rate at magbigay ng mas malaking dami ng mga produkto output. Ngunit ito ay unti-unting napalitan ng ang konsepto na kung saan ang produksyon ng mga nitrik acid ay natupad sa pamamagitan ng contact ng amonya oksihenasyon.

Gayundin siya imbento ng isang pamamaraan kung saan ang pangunahing raw materyal para sa produksyon ng acid na ginagamit nitrik oksido nagawa sa pamamagitan ng oksihenasyon ng kaukulang arc gas mula sa kapaligiran. Ito ay gaganapin view, ayon sa kung saan ang unang paraan - isang mas matipid kumikita.

Sa pamamagitan ng pagpapabuti ng teknolohikal na paglalapit upang palabasin nitrik acid nabuo diskarte, ayon sa kung saan ang pinakamahusay na pagpipilian ng produksyon ng mga sangkap - paglahok ng pang-industriya na imprastraktura, operating sa mataas na presyon. Isang alternatibo sa ito - ang produksyon ng acid sa atmospheric presyon, na kung saan ay itinuturing na mas mababa pinakinabangang mula sa isang pang-ekonomiyang point ng view.

Paglabas ng substansiya sa normal o mataas na presyon ng iminumungkahi produksyon ng mga nitrik acid mula sa amonyako. Mayroon ding isang pinagsamang paraan, na pinagsasama ang mga pakinabang ng iba pang mga dalawa. Mga Katangian ng nitric acid ang pinagsamang pamamaraan ay, una, sa oksihenasyon ng amonya sa atmospheric presyon, at ang pagpapatupad ng pagsipsip nito - kung nakataas.

Amonya ngayon ay itinuturing na ang pangunahing raw materyal para sa produksyon ng mga sangkap na pinag-uusapan, kasama ang tubig at atmospheric air. Ipaalam sa amin pag-aralan ang pagtitiyak ng kanilang paggamit sa produksyon ng mas maraming acid.

Raw mga materyales para sa produksyon ng mga nitrik acid

Kaya, ang pangunahing raw materyales na ginamit sa produksyon ng mga sangkap sa ilalim ng pagsasaalang-alang - ay amonya, hangin, at tubig.

Kinakailangan nito ang paggamit ng amonya sa purified form. Para sa, siya sa iba't-ibang mga cycles produksyon ay nalinis sa isang espesyal na pagsingaw at paglilinis kagamitan. Katulad nito, kapag ang release ng nitrik acid ay dapat gamitin at malinis na hangin. Siya rin ay nakasala gamit ang mga espesyal na kagamitan. Kaugnay nito, ang tubig na ginagamit sa ang release ng nitrik acid, nalinis ng impurities at asing-gamot. Sa maraming kaso, para sa mga sangkap na pinag-uusapan ay kinakailangan upang gamitin ang isang purong condensate.

Ipaalam sa amin pag-aralan ang kung saan species ang mga sangkap na pinag-uusapan maaaring katawanin, at din ang paraan na kung saan sa bawat uri ng nitric acid.

Varieties ng nitrik acid at pangunahing yugto ng produksyon nito

Mayroong dalawang varieties ng nitric acid na ginawa sa modernong pang-industriya halaman - maghalo at puro. Produksyon ng maghalo nitrik acid ay isinasagawa sa loob ng tatlong pangunahing bahagi:

• amonya conversion (ang panghuling produkto - nitrik oksido);
• pagkuha ng nitrogen dioxide ;
• pagpapatupad pagsipsip ng nitrogen oxides sa pamamagitan ng paggamit ng tubig.

Sa modernong pang-industriya halaman ipinamamahagi edition ng maghalo nitrik acid sa tinaguriang scheme ng AK-72. Ngunit may, siyempre, at iba pang mga teknolohiya ng release ng mga sangkap.

Kaugnay nito, ang produksyon ng puro nitrik acid ay maaaring maapektuhan sa pamamagitan ng pagtataas ng mga nilalaman ng mga sangkap sa diluted form o sa pamamagitan ng direktang synthesis. Ang unang paraan ay, bilang isang patakaran, ay nagbibigay-daan sa iyo upang makakuha ng isang solusyon ng acid sa isang kampo ng mga tungkol sa 68%, na kung saan ay maaaring hindi sapat para sa application ng mga sangkap na pinag-uusapan sa isang bilang ng mga lugar. Samakatuwid, din ipinamamahagi direct synthesis paraan upang makakuha ng isang sangkap na konsentrasyon ng pagkakasunud-sunod ng 97-98%.

Ipaalam sa amin isaalang-alang nang mas detalyado kung paano ang produksyon ng mga nitrik acid ay isinasagawa sa isa o ibang species. Sa itaas nabanggit namin na ang isyu ng diluted sangkap ay maaaring natupad sa ilalim ng scheme AK-72. Mag-aral para sa simula ng kanyang pagtitiyak.

palabnawin acid production sa AK-72 ng teknolohiya

Ang itinuturing na pamamaraan sa pamamagitan ng kung saan ang produksyon ng mga nitrik acid ay nagsasangkot ng paggamit ng isang closed cycle, na may kasamang:

• conversion ng amonya;
• kasamang paglamig presyon ng gas sa pagkakasunud-sunod ng mga 0,42-0,47 MPa:
• pagpapatupad oxides pagsipsip sa ilalim ng isang presyon ng tungkol sa 1,1-1,26 MPa.

Ang panghuling produkto circuit AK-72 - nitrik acid sa tungkol sa 60% na konsentrasyon. Nitrik acid produksyon sa balangkas ng ang teknolohiyang ito ay isinasagawa sa balangkas ng mga naturang hakbang tulad ng:

• na nagbibigay ng air mula sa kapaligiran sa pang-industriya unit at ang pagpapatupad ng kanyang purification;
• compressed air, ang mga dibisyon sa proseso batis;
• pagpapatupad amonya pagsingaw, paglilinis ng naaangkop na gas mula sa langis at iba pang mga impurities, pati na rin ang mga kasunod na pag-init;
• admixing ang purified amonya at hangin, kasunod na paglilinis ng pinaghalong, at paglilipat ng mga ito sa ang katalista;
• paghahanda ng nitrous gas at paglamig;
• pagkolekta condensate sa nitrik acid;
• konsentrasyon at ang absorbance ng nitric acid;
• paglamig at paglilinis ng mga nagresultang produkto.

Ready-acid ay ipinadala sa imbakan o sa customer.

Kasama ng mga teknolohiya ng isinasaalang-alang, kung saan ang produksyon ng mga nitrik acid - AK-72 ay inilapat ay isa pang popular na konsepto ng release ng mga sangkap, na kung saan ay nagsasangkot ng pagtiyak pang-industriya infrastructure gumagana sa ilalim ng isang presyon ng tungkol sa 0.7 MPa. Isaalang-alang mamahaling mga tampok nito.

Teknolohiya ng Produkto Produkto sa ilalim ng presyon ng 0.7 MPa: nuances

Sa pamamagitan ng teknolohiya, na pinag-uusapan, natupad sa produksyon ng maghalo nitrik acid - bilang isang alternatibo sa ang konsepto AK-72. Ito ay nagsasangkot ng pagpapatupad ng mga sumusunod na yugto ng paggawa ang sangkap sa tanong.

Una sa lahat, tulad ng sa naunang sining, ang mga naka ay malinis na. Para sa layuning ito, bilang isang panuntunan, ito ay sumasaklaw ng isang dalawang-hakbang na filter. Dagdag dito, ang mga naka cleaning prosheshdy, na-compress sa pamamagitan ng air tagapiga - index ng humigit-kumulang 0.35 MPa. Ang hangin ay pinainit - sa tungkol sa 175 degrees temperatura at ay dapat cooled. Sa sandaling ang problemang ito ay lutasin, ito ay ipinadala sa isang karagdagang compression, kung saan ang presyon nito ay nadagdagan sa tungkol sa 0.716 MPa. Ang umuusbong na daloy ng hangin, sa pagliko, ay pinainitan sa isang mataas na temperatura - tungkol sa 270 degrees sa pamamagitan ng gases pagkilos nitrotnyh. Pagkatapos ito ay halo-halong may amonya sa espesyal na pang-industriya unit. Ang sangkap ay aktibo kapag ang release ng acid sa una sa mga puno ng gas estado, kung saan ay nabuo dahil sa pagsingaw ng likido. Dagdag pa rito, amonya ay dapat nalinis. Matapos ang paghahanda ng ang gas ay pinainit at fed sa mixer kasama ang hangin. Timpla na ito ay din na-filter at pagkatapos ng pagdalisay fed sa amonya conversion. Ang katumbas na pamamaraan ay isinasagawa gamit ang isang grid ng isang haluang metal ng platinum at rodyo sa isang napaka-mataas na temperatura - tungkol sa 900 degrees. Rate ng conversion sa kasong ito ay ng mga pagkakasunud-sunod ng 96%.

nitrik acid produksyon sa pamamagitan ng teknolohiya na ito ay sumasangkot sa pagbuo ng nitrous gas. Ito ay ipinapakita sa isang espesyal na lugar ng pang-industriya unit, na kung saan ay cooled. Dahil sa ito, ang pagsingaw ng purified tubig at ang paglitaw ng mataas na presyon ng steam. Isinasagawa sa pamamagitan ng isang kaukulang yunit ng lugar ng pang-industriya nitrous gas lumipat sa isang oxidizer. Dapat ito ay nabanggit na ang kanilang oksihenasyon maganap bahagyang naka sa nakaraang hakbang acid produksyon. Ngunit sa oksidaiser, ito ay nagiging mas matinding. Kaya nitrous gas ay pinainit sa tungkol 335 degrees. Kasunod, sila ay cooled sa isang espesyal na init Exchanger, at pagkatapos ay - ay ipinadala sa condenser.

Pagkatapos nitric acid ay ginawa sa mababang konsentrasyon. Ito ay dapat na pinaghihiwalay mula sa natitirang nitrous gas - separator ay ginagamit para sa ito. Mula sa mga ito ang nitrik acid fed sa ang pang-industriya unit pagsipsip rehiyon. acid pagkatapos dumadaloy sa yunit sa ibaba nito. Gayunpaman, ito reacts sa nitrogen oxides, at dahil doon pagtaas ng konsentrasyon nito. Sa output ito ay tungkol sa 55-58%. karaniwang Ito ay naglalaman ng dissolved oxides na kung saan ay dapat na alisin kayo; sapagka't ito sangkap ay nakadirekta upang purgahin ang lugar ng unit. Paggamit ng heated air nahango mula sa acid oxides. Ang natapos na produkto ay inilagay sa warehouse o ipinadala sa mga customer.

Produksyon ng puro acid: direktang synthesis

Ang pagkakaroon ng napagmasdan kung paano ang produksyon ay tumatagal ng lugar sa magpalabnaw nitrik acid, puro pag-aaral ang pagtitiyak ng release ahente. Kabilang sa mga pinaka cost-effective na teknolohiya na inookupahan ng mga kaukulang profile sa negosyo - pagkuha ng acid sa pamamagitan ng direct synthesis mula sa raw materyales sa anyo ng nitrogen oxides.

Ang kakanyahan ng ang paraan - sa pagtataguyod ng isang kimikal reaksyon sa pagitan nagsabi na substansiya, tubig, at oxygen sa isang presyon ng tungkol sa 5 MPa. Technology, para sa kung saan ang produksyon ng puro nitrik i-type ang acid batay sa diluted, ay may isang caveat: upang masiguro na ang paglipat ng nitrogen dioxide sa likido form na posible sa ang presyon at temperatura malapit sa atmospheric presyon. Gayunpaman, sa ilang mga reaksyon ang konsentrasyon ng mga sangkap ay hindi sapat para sa pagsasalin nito sa isang likido estado sa ordinaryong presyon, at ito ay kinakailangan upang taasan.

puro acid produksyon mula sa magpalabnaw

Sa kasong ito ang acid concentration ay ipinapalagay sa pamamagitan ng sumisipsip sangkap - tulad ng sulpuriko acid, posporiko acid, iba't-ibang mga solusyon ng nitrates. Basic hakbang ng puro nitrik i-type ang acid produksyon batay sa paggamit ng sulpuriko acid tulad ng sumusunod.

Una, raw materyal ay nahahati sa dalawang batis: ang una pangsingaw ay fed sa ang pangalawang - rehiyon misses ang malamig na pang-industriya unit. Sulpuriko acid ay fed sa patakaran ng pamahalaan, na matatagpuan sa itaas ng ikalawang stream ng maghalo nitrik acid. Sa mas mababang bahagi ng ang yunit, sa pagliko, natupad feed steam na heats ang halo ay ginagamit, kung saan ito evaporates mula sa nitrik acid. singaw nito tumaas ang patakaran ng pamahalaan, kung saan pagkatapos, ang output sa isang refrigerator. May acid singaw paikliin - up ng hanggang sa kanyang konsentrasyon ay umabot 98-99%.

Kasabay nito, ang ilan sa mga naroroon sa loob ng isang naibigay na yugto ng produksyon ng mga oxides ng nitrogen hinihigop ng acid. Ang mga dapat na alisin mula sa mga produkto, madalas para sa layuning ginamit ng isang pares ng nitrik acid, na kung saan ay ipinadala sa condenser. Hinango nitrogen oxides at acid singaw, na kung saan condensate ay hindi nabuo, nakadirekta sa isang iba't ibang mga rehiyon ng aparato - ang pagsipsip, kung saan ang paggamot na may tubig. Ang resulta ay isang palabnawin acid, na kung saan ay muli fed sa paghalay at paglamig. Ang natapos na produkto ay ipinadala sa warehouse o sa customer.

Properties tumutok sa sulpuriko acid

Ang pangunahing gawain, na characterizes ang produksyon ng mga nitrik acid sa industriya - ang pagpapatupad ng cost-effective at mahusay na ng kanyang konsentrasyon. Mayroong ilang mga approach na ito upang bumuo ng isang pinakamainam na scheme ng kanyang solusyon. Ito ay kapaki-pakinabang upang isaalang-alang ang mga na pinaka-karaniwang.

Sa itaas nabanggit namin na para sa konsentrasyon ng sangkap na pinag-uusapan, sulpuriko acid ay maaaring gamitin. May ay ganap ng isang pangkaraniwang paraan upang madagdagan ang pagiging epektibo ng application - paunang pagtaas ng nitric acid concentration sa pamamagitan ng pagsingaw. Mahusay, na bago ang paggamot na may sulpuriko acid mga sangkap ay magkakaroon ng konsentrasyon ng pagkakasunud-sunod ng 59-60%. Ito ay nagkakahalaga ng pagpuna na, sa pagsasanay, ito nitrik teknolohiya acid produksyon ay nailalarawan sa pamamagitan ng mababang antas ng kapaligiran pagganap. Samakatuwid, bilang isang alternatibo sa ang paggamit ng sulpuriko acid pangkaraniwan sa paggamit nitrates. Pag-aaralan natin ang kanilang mga tiyak na detalye.

Konsentrasyon gamit nitrates

Sa karamihan ng mga kaso, para sa mga solusyon ng problema, na characterizes ang produksyon ng mga nitrik acid mula sa amonya, na ginagamit magnesium nitrayd o zinc. Una sa lahat, ito ay mas environment friendly kaysa sa paraan ng paggamit ng sulpuriko acid. Higit pa rito, ang teknolohiyang ito ay nagbibigay-daan upang magbigay ng pinakamataas na kalidad ng nitric acid bilang panghuling produkto.

Gayunman, ito ay may ilang mga disadvantages, na kung saan matukoy ang hitsura ng laganap na kahirapan sa application nito. Una sa lahat - ito ay isang medyo mataas na halaga ng proseso ng produksyon. Sa karagdagan, ang teknolohiyang ito ay sa maraming mga kaso ay nagsasangkot ng ang hitsura ng solid waste, recycling mga ito ay maaaring maging kumplikado.

Ang paggamit ng mga catalysts sa ang release ng nitrik acid

Ito ay kapaki-pakinabang upang isaalang-alang na kung saan iba pang mga sangkap ay ginagamit kasama ng mga pangunahing raw materyales para sa produksyon ng mga produkto sa mga pang-industriya (madalas na itinuturing bilang tulad catalysts) nitric acid. Ang paggamit ng mga sangkap na pinag-uusapan, dahil sa ang pangangailangan upang taasan ang kakayahang kumita ng acid release, pagpapabuti ng dynamics ng kanyang output sa pang-industriya unit.

Ang pangunahing kinakailangan para sa ang katalista sa produksyon ng produkto sa tanong - selectivity. Iyon ay, dapat itong makaapekto sa mga pangunahing mga reaksyon kemikal, nang hindi naaapektuhan ang pangalawang proseso. Karamihan sa mga madalas, sa paggawa ng acid catalysts ay ginagamit sa kasalukuyan komposisyon ay platinum.

Sa itaas nabanggit namin na may mga release ng mababang konsentrasyon sangkap sa mataas na pressures ay ginagamit catalysts batay sa platinum at rodyo. Sa ilang mga kaso, ilapat din sa karagdagan ng paleydyum haluang metal. Ngunit ang batayang metal sa mga ito - platinum, ang nilalaman nito ay karaniwang hindi mas mababa sa 81%. Buod ng ang katalista sa kasong ito - upang pasiglahin ang mabilis na pagpasa sa mga pangunahing mga reaksyon kemikal. Bilang isang panuntunan, ito ay isang bahagi ng panlabas na pagsasabog area.

Sa prosesong ito ito ay depende sa mga limitasyon ng oxygen pagsasabog kaugnayan sa ang katalista surface. Ang tampok na ito ay nagiging sanhi ng isang mas mataas na konsentrasyon ng amonya - ang pangunahing raw materyal para sa produksyon ng mga nitrik acid sa ibabaw ng ang katalista o kung minsan kapag inihambing sa katumbas na figure na may konsentrasyon sa hangin. Posible upang madagdagan ang mga tiyak na gravity ng iba't-ibang side reaksyon kung saan mayroong hindi kumpletong oksihenasyon at pagbuo ng nitrogen o ang oxide. Kaugnay ng oxygen na ito sa ibabaw ay dapat na sa isang halaga na sapat upang galawin ang ammonia. Sa kasong ito, ito ay magagawang upang makamit ang sapat na malalim oksihenasyon.

Mapapansin na kasama ang platinum catalysts sa produksyon ng mga nitrik acid ay ginagamit bilang pinagsamang sangkap. Sa partikular, ang mga bakal-chrome. Maaari silang makabuluhang bawasan ang pang-ekonomiyang mga gastos na magpakilala sa release ng mga sangkap sa tanong.

Kaya, kami ay tumingin sa mga paraan ng produksyon ng mga nitrik acid, nakilala ang mga pangunahing uri ng mga ito. Iyon ay, tulad ng may nitric acid hakbang ng produksyon na kinakailangan upang ipatupad depende sa species at ang mga tiyak na teknolohiya ng paggawa ng mga sangkap. Ito ay kapaki-pakinabang upang isaalang-alang na ngayon kung ano ang paghihirap magpakilala ang pang-industriya produksyon ng ang tanyag na produkto sa maraming mga lugar ng ekonomiya.

Ang pangunahing problema sa paggawa ng nitric acid

Kaya, bilang namin na alam, ang produksyon ng mga nitrik acid sa pamamagitan ng contact - isa sa mga pinaka-karaniwan sa mga modernong industriya, ay nagsasangkot ng pag-activate ng isang katalista upang mapabilis ang oksihenasyon ng amonya at dagdagan ang ani ng produkto. Ang pangunahing problema ay ang release ng produkto sa - isang sapat na mataas na presyo ng isang angkop katalista. Sa kasong ito, ang selectivity ay hindi laging maabot ang pinakamainam na halaga. Bukod dito, ang isang makabuluhang bahagi ng platinum na ginagamit bilang isang miyembro base para sa ang katalista ay maaaring mawala sa kurso ng produksyon. Bilang isang resulta, muli, ito ay nababawasan ang pang-ekonomiya kahusayan ng produkto release.

Ang isa pang problema na characterizes ang produksyon ng mga nitrik acid - kapaligiran. Sa itaas nabanggit namin na kapag ang konsentrasyon ng mga raw na materyales ay maaaring gamitin sulpuriko acid, at mapanganib na mga sangkap ay nabuo sa pagpasa ng mga kaukulang cycle produksyon. Ang alternatibo sa kasong ito ay ang paggamit ng nitrates - ngunit ito ay, muli, ay nagpapahiwatig ng isang pagtaas sa mga pang-ekonomiyang mga gastos. Gayunpaman, ang kapaligiran na kadahilanan para sa mga modernong mga tagagawa ngayon ay bilang mahalaga bilang ang antas ng kakayahang kumita.