Dušične kiseline u industriji: tehnologija, koraci, značajke

Dušična kiselina - među najpopularnije vrste industrijskih sirovina. Njegova proizvodnja se može učiniti na različite načine - ovisno o tome što vrste kiseline mora biti isporučena kupcu. Što je suština relevantnim tehnologijama? Kako se odnose na vrstu proizvodnje u tvornici dušične kiseline?

Industrijska proizvodnja dušične kiseline: povijest tehnologije

Prije svega, to će biti korisno za proučavanje povijesne činjenice o tome kako razviti proizvodnju dušične kiseline u Rusiji. U domaćoj industriji oslobađanje tvari, ako pratimo dostupne informacije, započetog pod Petra I. Kasnije, M. V. Lomonosovym predložio metodu proizvodnje dušične kiseline iz nitrata - tvar je zapravo sve do početka 20. stoljeća smatralo se glavna sirovina za proizvodnju tvari u pitanju.

Uz nitratom, dušične kiseline se provodi u industriji sa sumpornom kiselinom. Dva smatra tvari interacting formiran dušične kiseline i sumporne natrijev oksid. Prednost ove metode je mogućnost dobivanja dušične kiseline u koncentraciji od oko 96-98% (uz pretpostavku da je korištenje sirovina potrebna kvaliteta).

Odgovarajuća tehnologija poboljšana dovoljno aktivni - u korist povećanja raw stope za obradu materijala i pružaju veći volumen proizvodnje proizvoda. No, postupno ustupila koncepta na kojem je provedeno proizvodnja dušične kiseline od strane kontakt oksidacije amonijaka.

Također je izumio postupak kojim se kao glavna sirovina za proizvodnju kiseline koristi dušični oksid proizveden oksidacijom odgovarajućeg luka plina iz atmosfere. Smatrao je pogled, prema kojoj je prvi način - više ekonomski isplativo.

Uz poboljšanje tehnoloških pristupa za oslobađanje formirana pristup dušične kiseline, prema kojima je najbolja opcija proizvodnje tvari - uključenost industrijske infrastrukture, koji djeluju na povišen tlak. Alternativa je - proizvodnju kiseline pri atmosferskom tlaku, koji se smatra manje ekonomičan s ekonomskog gledišta.

Otpuštanje tvari u normalnim ili povišenim tlakom predložiti proizvodnju dušične kiseline iz amonijaka. Tu je i kombinirani metoda, koja kombinira prednosti druga dva. Svojstva dušične kiseline kombinirani postupak su, prvo, u oksidacijom amonijaka na atmosferskom tlaku, i provođenje apsorpcije - ako povišene.

Amonijak se sada smatra glavna sirovina za proizvodnju tvari u pitanju, zajedno s vodom i atmosferski zrak. Neka nam proučili specifičnost njihove uporabe u proizvodnji više kiseline.

Sirovina za proizvodnju dušične kiseline

Dakle, glavni sirovine u proizvodnji tvari koje se razmatra - amonijak, zraka i vode.

To zahtijeva korištenje amonijaka u pročišćenom obliku. Za to, on je u različitim proizvodnim ciklusima se čisti u posebnom isparavanja i destilaciju opreme. Slično tome, kada bi trebao biti korišten oslobađanje dušične kiseline i čist zrak. Također se filtrira pomoću posebne opreme. S druge strane, u vodi koja se koristi u otpuštanja dušične kiseline, očišćeni od nečistoća i soli. U mnogim slučajevima, za tvar u pitanju potrebno je koristiti čisti kondenzat.

Neka nam studij u kojem vrsta tvar u pitanju može predstaviti, a također i način na koji svaka vrsta dušične kiseline.

Vrste dušična kiselina i osnovne faze proizvodnje

Postoje dvije vrste dušične kiseline proizvedene u modernim industrijskim postrojenjima - razrijeđene i koncentrirane. Proizvodnja razrijeđene dušične kiseline vrši se u roku od 3 glavna koraka:

• pretvorba amonijakom (njezin konačni produkt - dušičnog oksida);
• dobivanje dušikov dioksid ;
• apsorpcija primjena dušikovih oksida pomoću vode.

U suvremenim industrijskim postrojenjima distribuira izdanje razrijeđene dušične kiseline u tzv shemi AK-72. No, tu je, naravno, i druge tehnologije oslobađanje tvari.

S druge strane, proizvodnja koncentrirane dušične kiseline se može postići poboljšanje sadržaj tvari u razrijeđenom obliku ili direktne sinteze. Prva metoda obično dopušta da se dobije otopina kiseline koncentracije 68%, što može biti dovoljna za primjenu ovog materijala u mnogim područjima. Stoga je također obično koristi Postupak direktne sinteze, što omogućuje da se tvar u koncentraciji od oko 97-98%.

Razmotrimo detaljnije kako proizvodnja dušične kiseline vrši se u jednoj ili druge vrste. Iznad nas je istaknuo da je pitanje razrijeđene supstance može se provesti u okviru programa AK-72. Studija za početak svoje specifičnosti.

razrijeđene kiseline proizvodnja u AK-72 tehnologije

Razmatrani shema po kojoj je proizvodnja dušične kiseline uključuje korištenje zatvorenog ciklusa, u pratnji:

• pretvorba amonijakom;
• prateće tlaka rashladnog plina na red 0,42-0,47 MPa:
• Provedba oksidi apsorpciju pod tlakom reda veličine od 1,1-1,26 MPa.

Konačni produkt sklop AK-72 - dušična kiselina u koncentraciji od oko 60%. dušična kiselina u okviru ove tehnologije se provodi u koraka:

• Pružanje zrak iz atmosfere u industrijske jedinice i provedbe svojih pročišćavanje;
• komprimirani zrak, raspodijeljen u procesnih struja;
• Provedba amonijak isparavanje, pročišćavanje odgovarajući plin iz ulja i drugih nečistoća, kao i njegove naknadne grijanje;
• miješanjem pročišćenog zraka, amonijak i naknadno pročišćavanje smjese, i prijenos u katalizatora;
• Priprema dušikovi plinovi i hlađenjem;
• skupljanje kondenzata s dušičnom kiselinom;
• Koncentracija i apsorbancija dušičnom kiselinom;
• hlađenje i pročišćavanje nastalog produkta.

Gotova kiselina je poslana na pohranu ili za kupca.

Uz tehnologiju smatra, u kojem je proizvodnja dušične kiseline - primjenjuje AK-72 je još jedan popularan pojam oslobađanja tvari, koji uključuje osiguravanje industrijsku infrastrukturu funkcioniranje pod tlakom od oko 0,7 MPa. Razmislite na značajke.

Tehnologija Proizvod Proizvod pod pritiskom od 0,7 MPa: nijanse

Kroz tehnologije u pitanju, obavlja proizvodnju razrijeđene dušične kiseline - kao alternativa konceptu AK-72. To uključuje provedbu slijedećih faza proizvodnje tvari u pitanju.

Prije svega, kao u stanju tehnike, zrak se čisti. U tu svrhu, u pravilu, to vrijedi i dvostupanjski filter. Nadalje, prosheshdy pročišćavanje zraka, stiješnjeni zrak kompresora - indeks 0,35 MPa. Zrak se zagrije - oko 175 stupnjeva, a temperatura se mora se ohladi. Nakon što je ovaj problem je riješen, on se šalje dodatne kompresije, u kojoj je tlak povećan na otprilike 0,716 MPa. Nastajanju protoka zraka, s druge strane, se zagrijava na visoke temperature - oko 270 stupnjeva uslijed djelovanja nitrotnyh plinova. Nakon što se miješa s amonijakom u specijalne industrijske jedinice. Supstanca se aktivira kada ispuštanje kiseline u početku u plinovitom stanju, koja je nastala zbog isparavanja tekućine. Štoviše, amonijak mora biti očišćen. Nakon dobivanja plin se zagrije i dovodi u miješalicu istovremeno sa zrakom. Ova mješavina je također se filtrira i nakon pročišćavanja puni u prevođenju amonijaka. Odgovarajući postupak se provodi upotrebom rešetke legure platine i rodija na vrlo visokoj temperaturi, - oko 900 stupnjeva. Stopa pretvorbe u ovom slučaju iznosi oko 96%.

dušične kiseline ova tehnologija uključuje i formiranje dušikovi plinovi. Oni su prikazani u posebnom području industrijske jedinice, koja se hladi. Zbog toga, isparavanje pročišćene vode i pojave visokog pritiska pare. Provodi se kroz odgovarajuće jedinici površine industrijskih dušikovi plinovi se presele na oksidaciju. Treba napomenuti da je njihova oksidacija odvija dijelom već u prethodnom proizvodnju korak kiseline. No, u oksidaciju, to postaje još intenzivniji. Tako dušikovi plinovi se zagrijava na oko 335 stupnjeva. Nakon toga, oni se hladi u posebnom izmjenjivaču topline, a zatim - šalju u kondenzator.

Zatim dušična kiselina se proizvodi u niska koncentracija. To mora biti odvojen od ostalih dušikovi plinovi - separator koristi za to. Iz njega dušična kiselina puni u zoni apsorpcije industrijskoj jedinici. Kiselina tada prolazi u jedinici ispod nje. Međutim, on reagira i sa dušičnim oksidima, čime se povećava njegova koncentracija. Na izlazu je oko 55-58%. Obično sadrži otopljene okside koji se treba ukloniti, jer ova tvar se odnosi na područje očistiti jedinice. Koristeći zagrijani zrak izvađen iz kiselinskih oksida. Gotov proizvod se nalazi u skladištu ili isporučene kupcu.

Proizvodnja koncentrirane kiseline: direktna sinteza

Uvidom kako Proizvodnja se odvija s razrijeđenom dušičnom kiselinom, koncentriranom studija specifičnost sredstava za odvajanje. Među najisplativiji tehnologije zauzima odgovarajućeg profila u poduzeća - dobivanje kiseline putem izravnom sintezom iz sirovine u obliku dušikovih oksida.

Suština metode - u promicanju kemijske reakcije između spomenutih tvari, vode i kisika pri tlaku od oko 5 MPa. Tehnologije, na kojoj je produkcija koncentrirane dušične kiseline tipa na temelju razrijeđenom je nijansa: pružanje prijenos dušika dioksida u tekućem obliku je moguće s tlakom, na temperaturi blizu atmosferskog. Međutim, u nekim reakcijama koncentracija tvari nije dovoljna za njegovu prijevodu na tekućem stanju pri uobičajenom tlaku, te je potrebno podići.

Proizvodnja koncentrirane kiseline iz razrijeđene

U tom slučaju koncentracija kiselina pretpostavlja od apsorbirajućih supstanci - kao što su sumporna kiselina, fosforna kiselina, raznim rješenjima nitrata. Osnovni koraci koncentrirane dušične kiseline vrste proizvoda na bazi s razrijeđenom sumpornom kiselinom na sljedeći način.

Prvo, sirovina je podijeljena u dva toka: prvi isparivač puni u drugi - područje propušta hladnog industrijske jedinice. Sumporne kiseline se ubacuje u uređaj za koji se nalazi iznad druge struji razrijeđene dušične kiseline. U donjem dijelu uređaja, s druge strane, vrši punjenje para koja zagrijava se smjesa koristi, pri čemu se ispari s dušičnom kiselinom. Njegova pare dignu aparat, nakon čega je proizvodnja u hladnjak. Postoji kiseline kondenzira para - do koncentraciji dostiže 98-99%.

U ovom slučaju, neki od prisutnih u okviru ove faze proizvodnje dušikovih oksida apsorbira kiseline. To mora biti uklonjena iz proizvoda, najčešće u tu svrhu koristi se par dušične kiseline, koje se šalju u kondenzator. Izvađeni dušikovih oksida i pare, koja kiselina kondenzata ne nastaje, usmjeren na drugo područje uređaja - apsorpciju, gdje tretman s vodom. Rezultat je razrijeđena kiselina, koja se opet dovodi do kondenzacije i hlađenje. Gotov proizvod se šalje u skladište ili kupca.

Svojstva koncentrira sa sumpornom kiselinom

Glavni zadatak, koji karakterizira proizvodnju dušične kiseline u industriji - provedba troškovno učinkovite i djelotvorne njegove koncentracije. Postoji nekoliko načina za razvoj optimalnu shemu svoje rješenje. To je korisno uzeti u obzir one koji su najčešći.

Iznad nas je istaknuo da je za koncentraciju tvari u pitanju, sumporna kiselina mogu se koristiti. Tu je vrlo čest način za povećanje učinkovitosti njegove primjene - preliminarni povećanu koncentraciju dušikova kiselina isparavanjem. Optimalno, da se prije tretmana sa sumpornom kiselinom da je supstanca koja će imati koncentraciju reda 59-60%. Važno je napomenuti da je, u praksi, ova tehnologija i proizvodnja dušične kiseline karakterizira niskom razinom izvedbe okoliša. Stoga, kao alternativa uporabi sumporne kiseline zajedničkog koristiti nitrate. Mi ćemo proučiti njihove specifične detalje.

Koncentracije pomoću nitrati

U većini slučajeva, i za rješavanje problema, koji karakterizira proizvodnju dušične kiseline s amonijakom, koji se koristi magnezijev nitrat ili cinka. Prije svega, to je znatno više ekološki prijateljske, nego metodom koja uključuje upotrebu sumporne kiseline. Osim toga, ova tehnologija omogućuje pružiti najvišu kvalitetu dušične kiseline kao gotov proizvod.

Međutim, on ima nekoliko nedostataka koje određuju izgled rasprostranjenih problema u njegovoj primjeni. Prije svega - to je prilično visoka cijena proizvodnog procesa. Osim toga, ova tehnologija uključuje u mnogim slučajevima pojave obrade krutog otpada koji može biti komplicirano.

Uporaba katalizatora s otpuštanjem dušične kiseline

Korisno je uzeti u obzir ono što drugi tvari koriste zajedno s osnovne sirovine za proizvodnju proizvoda u industrijski (često smatrati kao katalizatori) dušične kiseline. Uporaba tvari u pitanju, zbog potrebe da se poveća profitabilnost kiseline izdanju, poboljšava dinamiku svoje proizvodnje u industrijskoj jedinici.

Glavni uvjet za katalizator u proizvodnji proizvoda u pitanju - selektivnost. To je, to bi trebalo utjecati na osnovnu kemijsku reakciju, bez utjecaja na sekundarne procese. Najčešće u su proizvodnja kiselih katalizatora koristi u ovom pripravku su platina.

Gore smo da s oslobađanjem niskih koncentracija tvari pri povišenom tlaku koriste katalizatori bazirani na platine i rodija. U nekim slučajevima, također se primjenjuju uz dodatak paladij legure. No, osnovni metal u njima - platine, njegov sadržaj je obično ne manje od 81%. Sažetak katalizatora u ovom slučaju - da stimuliraju brz prolaz osnovne kemijske reakcije. U pravilu, to je dio vanjskog difuzije području.

U tom procesu, to ovisi o difuziji kisika ograničenja u odnosu na površini katalizatora. Ova značajka uzrokuje veću koncentraciju amonijaka - osnovnu sirovinu za proizvodnju dušične kiseline na površini katalizatora i ponekad u odnosu na odgovarajući slici s koncentracijom u zraku. Moguće povećanje specifične težine različitih sporednih reakcija u kojoj se nalazi nepotpune oksidacije i stvaranja dušika ili njegov oksid. U vezi s ovom kisika na površinu trebala bi biti u količini koja je dovoljna da bi se uklonio amonijak. U ovom slučaju, to je u mogućnosti postići dovoljno duboko oksidacije.

Može se primijetiti da se uz platinskog katalizatora u proizvodnji dušične kiseline se koriste u kombinaciji, kao tvari. Konkretno, željezo-krom. Oni mogu značajno smanjiti ekonomske troškove koje karakteriziraju oslobađanje tvari u pitanju.

Dakle, gledali smo načinima proizvodnje dušične kiseline, identificirao glavne vrste tome. To je, kao i dušične koracima proizvodnje kiseline potrebno implementirati ovisi o vrsti i pojedinoj tehnologiji proizvodnje tvari. Korisno je sada razmotriti što poteškoće karakteriziraju industrijsku proizvodnju tražen nakon proizvoda u mnogim područjima gospodarstva.

Glavni problemi u proizvodnji dušične kiseline

Dakle, kao što već znamo, proizvodnja dušične kiseline u kontaktu - jedna od najčešćih u modernoj industriji, uključuje aktivaciju katalizator za ubrzavanje oksidacije amonijaka i povećati prinos proizvoda. Glavni problem je puštanje proizvoda u - dovoljno visokoj cijeni odgovarajućeg katalizatora. U ovom slučaju, odabir nije uvijek doseg optimalna vrijednost. Osim toga, velik dio platine koji se koristi kao osnovnog elementa za katalizatora može biti izgubljen u toku proizvodnje. Kao rezultat toga, opet, smanjuje ekonomičnost postupka puštanja proizvoda.

Drugi problem koji se obilježava proizvodnju dušične kiseline - okoliša. Gore smo da, kada je koncentracija sirovina može koristiti sumporne kiseline i štetne tvari dobiva se nakon prolaska odgovarajućeg proizvodnog ciklusa. Alternativa je u ovom slučaju je korištenje nitrata - ali to je, opet, podrazumijeva povećanje ekonomskih troškova. Međutim, faktor zaštite okoliša za moderne proizvođača danas je jednako važna kao i razinu profitabilnosti.