4. Основные направления развития производства аммиака.

Совершенствование технологии производства аммиака проводится в следующих основных направлениях:

– создание агрегатов большой единичной мощности;

– разработка новых катализаторов, устойчивых к ядам и с низкой температурой зажигания, а также применение кипящего слоя катализатора;

– обеспечение процесса синтеза при низких давлениях (10 МПа) без снижения выхода NH₃;

– кооперация производства аммиака с производствами органического и неорганического синтеза;

– использование природного газа, газов нефтепереработки и других видов сырья;

– использование теплоты реакций для получения пара высоких параметров.

Лекции №3-4 химия и технология азотной кислоты.

ВОПРОСЫ.

1. Общие сведения.

1.1. Физические свойства. Диаграммы состояния.

1.2. Химические свойства.

1.3. Характеристика готового продукта.

1.4. Применение азотной кислоты.

1.5. Способы получения азотной кислоты.

2. Получение неконцентрированной азотной кислоты из аммиака (химические уравнения и стадии).

3. Физико-химические основы процесса окисления аммиака.

3.1. Химические уравнения.

3.2. Выбор оптимальных условий процесса окисления аммиака

3.2.1. Катализаторы процесса окисления аммиака.

3.2.2. Скорость окисления аммиака.

3.2.3. Определение оптимальной температуры.

3.2.4. Определение оптимального давления процесса.

3.2.5. Состав газовой смеси.

4. Физико-химические основы процесса окисления нитрозных газов (NO в NO₂).

5. Физико-химические основы процесса поглощения оксидов азота водой.

6. Очистка отходящих газов.

1.Общие сведения.

1.1.Физические свойства Диаграммы состояния.

Чистая азотная кислота при нормальной температуре – бесцветная жидкость; тяжёлая – её плотность равна 1,513г/см³; замерзает при температуре (– 41,6)°С; кипит при (+ 82,6)°С.

Азотная кислота с водой смешивается в любых соотношениях.

Рассмотрите внимательно диаграммы состояния системы HNO₃ – H₂O.

Ниже представлены диаграммы состояния:

– диаграмма кристаллизации (Рис.6);

– диаграмма кипения (Рис.7).

Рис.6. Диаграмма кристаллизации системы HNO₃ – H₂O

Водные растворы азотной кислоты в зависимости от концентрации кристаллизуются при различных температурах (Рис.6). Самую низкую температуру кристаллизации (-66,3°С) имеет 89,95 %-я азотная кислота, 70,5 %-я кислота кристаллизуется при t = – 42,0°С, а 32,7 %-я кислота – при t = – 43°С.

Температура кипения водных растворов азотной кислоты также изменяется в зависимости от температуры (Рис.7). Максимальную температуру кипения (120,5°С) имеет раствор, содержащий 68,4% HNO₃. Такой раствор представляет собой азеотропную смесь. Более разбавленные и более концентрированные растворы азотной кислоты кипят при пониженной температуре. Так, 50 %-я азотная кислота кипит при температуре 117°С, а 90%-я кипит при 102°С.

Рис. 7. Диаграмма кипения системы HNO₃ – H₂O