Производство нитратной кислоты - Курсовая работа

Азотная кислота по объему производства занимает среди других кислот второе место после серной кислоты. Все возрастающий объем производства HNO3 объясняется огромным значением азотной кислоты и ее солей для народного хозяйства. Одновременно азотная кислота применяется при получении взрывчатых веществ почти всех видов, нитратов и ряда других технических солей; в промышленности органического синтеза; в ракетной технике, как окислитель в различных процессах и во многих других отраслях народного хозяйства. Промышленностью вырабатывается неконцентрированная (до 60-62% HNO3) и концентрированная (98-99% HNO3) кислота. Все промышленные способы получения азотной кислоты основаны на контактном окислении аммиака кислородом воздуха с последующей переработкой оксидов азота в кислоту путем поглощения их водой.Основным сырьем для производства неконцентрированной азотной кислоты в настоящее время являются аммиак, воздух и вода. В обычных условиях представляет собой бесцветный газ с резким запахом, хорошо растворим в воде и других растворителях, образует геми-и моногидраты. Поворотным этапом в развитии производства синтетического аммиака явилось применение главенствующего сейчас в промышленности метода получения водорода конверсией метана, содержащегося в природном газе, в попутных нефтяных газах и продуктах нефтепереработки. При нарушении ГОСТ содержащиеся в аммиаке примеси могут попасть в аммиачно-воздушную смесь и снизить выход оксида азота (II), а водород и метан могут изменить пределы взрываемости АВС. В районе промышленных площадок воздух загрязнен пылью различного происхождения, а также разнообразными компонентами неорганизованных газовых выбросов (SO2, SO3, H2S, С2H2, Cl2 и др.).Оксид азота NO - газ при нормальных условиях, обладает парамагнитными свойствами.Производимая азотная кислота должна соответствовать требованиям регламента, что выше показателей ОСТ 113-03-270-90. Температура кипения азотной кислоты с массовой долей HNO3 60 % - плюс 120.06 ° C при давлении 101.325 КПА. С водой азотная кислота смешивается во всех соотношениях с выделением большого количества тепла. Одновременно азотная кислота применяется при получении взрывчатых веществ почти всех видов, нитратов и ряда других технических солей; в промышленности органического синтеза; в ракетной технике, как окислитель в различных процессах и во многих других отраслях народного хозяйства. Так же азотную кислоту применяют в: - сельском хозяйстве (аммиачная селитра, комплексные минеральные удобрения);Процесс производства разбавленной азотной кислоты складывается из трех стадий: конверсия аммиака с целью получения оксида азота На катализаторе между аммиаком и кислородом протекают следующие реакции: 4NH3 5O2 = 4NO 6H2 O; DH = - 946КДЖ Реакции окисления аммиака сопровождаются значительной убылью свободной энергии, протекают с большой скоростью, практически необратимо. Катализаторы, применяемые для окисления аммиака, должны обладать избирательными свойствами, т.е. ускорять только одну реакцию. Катализаторы весьма чувствительны к ряду примесей, содержащихся в аммиаке и воздухе, особенно к соединениям фтора и серы.Она показывает, какие технологические операции и в какой последовательности необходимо осуществить для реализации разработанного химического процесса в промышленном масштабе.Химическое равновесие - состояние химической системы, при котором возможны реакции, идущие с равными скоростями в противоположных направлениях. При химическом равновесии концентрации реагентов, температура и другие параметры системы не изменяются со временем.Следовательно, каталитическое окисление аммиака на платиновом катализаторе протекает преимущественно в диффузионной области, в отличие от окисления на окисном катализаторе, которое идет в кинетической области. Для ускорения целевой реакции окисления до оксида азота (II) применяют селективно действующие катализаторы, В современных установках используют платиновые катализаторы в виде пакета сеток из сплава платины с 7,5% родия, или двухступенчатые катализаторы в виде слоя таблетированной смеси оксидов железа (III) и хрома (III). Повышение температуры способствует увеличению скорости реакций и коэффициента диффузии аммиака в смеси и, поэтому, является наиболее эффективным средством, увеличения скорости процесса, протекающего преимущественно в диффузионной области. Соотношение аммиака и кислорода в газовой смеси влияет на температурный режим и общую скорость процесса в том случае, если лимитирующей в нем является химическая реакция, то есть процесс протекает в кинетической области. Повышение давления ускоряет процесс окисления аммиака за счет увеличения концентрации реагентов и производительности катализатора, что позволяет сократить размеры аппаратуры.Платиновый катализатор применяют в виде пакетов сеток, сплетенных из тончайших проволок (диаметр 0,06 мм), сетки имеют 1024 отверстия в 1 см2. Сетки эти для создания определенного времени контактирования скрепляются в виде пакета, устанавливаемого в контактном аппарате.

Содержание

Введение

1. Общая характеристика производства

1.1 Сырье, характеристика сырья

1.2 Продукт, характеристика и применение

1.3 Химическая схема производства

1.4 Функциональная схема производства

2. Теоретические основы заданного процесса производства

2.1 Химическое равновесие заданного процесса

2.2 Скорость этого процесса

2.3 Катализаторы этого же процесса

3. Технологическая схема производства, ее описание

4. Выбор типа промышленного реактора

4.1 Эскиз реактора

4.2 Описание конструкции реактора

5. Экологические проблемы заданного производства и пути их решения

Выводы

Литература азотный кислота химический катализатор