KỸ THUẬT SẢN XUẤT CÁC HỢP CHẤT CHỨA NITRÔ - Bài 2 ppsx

12/7/2010 604005 - Chuong 3 Bai 2
1
1. Tính chất-Ứng dụng
2. Lịch sử sảnxuấtaxitHNO
3
3. Chế tạo HNO
3
qua q trình oxi hóa NH
3
4. Qui trình sảnxuấtHNO
3
lỗng vớiápsuất
thường
CHƯƠNG II – KỸ THUẬT SẢN XUẤT CÁC HP
CHẤT CHỨA NITRƠ
BÀI 2: SẢN XUẤT HNO
3
12/7/2010 604005 - Chuong 3 Bai 2
2
I. Tính chaát cuûa HNO
3
(Tự học)
II. Ứng dụng cuûa HNO
3
(Tự học)
12/7/2010 604005 - Chuong 3 Bai 2
3
III. Lịch sử sảnxuất axit HNO
3
-Khoảng năm 800 bởi 1 nhà kim giả thuật người Ả rập
Jabir ibn Hayyan

.
- Đầu thế kỷ 17, chế tạo HNO
3
bằng cách phân hủy diêm
tiêu bởi H
2
SO
4
- Thế kỷ 20, tổng hợp trực tiếp NO từ O
2
và N
2
trong KK.
- Ngày nay, HNO
3
được chế tạo bằng cách oxi hóa NH
3
trên
xúc tác Pt. Công nghệ này được phát triển bởi Ostwald.
12/7/2010 604005 - Chuong 3 Bai 2
4
12/7/2010 604005 - Chuong 3 Bai 2
5
CHẾ TẠO HNO
3
LOÃNG QUA QUÁ TRÌNH OXI HÓA NH
3
Các phương pháp chế tạo:
- PP áp suất đơn: PP áp suất
thấp (thường) (0,3-0,5MPa)

và PP áp suất cao (0,8-
1,5MPa)
- PP áp suất kép
Các bước cơ bản trong
quá trình chế tạo
12/7/2010 604005 - Chuong 3 Bai 2
6
Quá trình oxi hóa NH
3
1500900300
6,19.10
12
1,49.10
20
7,33.10
56
K
p3
2,95.10
9
7,36.10
15
7,3.10
47
K
p2
2,0.10
10
3,8.10
15

6,39.10
41
K
p1
Nhiệt độ (K)Hằng số cân
bằng K
p
12/7/2010 604005 - Chuong 3 Bai 2
7
Xúc tác cho quá trình oxi hóa NH
3
Xúc tác loại 1: thành phần chủ yếu là Pt
Hình dạng
12/7/2010 604005 - Chuong 3 Bai 2
8
Thaứnh phan hoựa hoùc
12/7/2010 604005 - Chuong 3 Bai 2
9
Xúc tác loại 2: thành phần chủ yếu là các oxit kim loại
94,8700CoOAl
2
O
3
91720CoONiO
96,0720CoOBi
2
O
3
94,8700CoOCeO
2

90700Fe
2
O
3
CeO
2
92700Fe
2
O
3
CuO
79,0700Fe
2
O
3
MnO
2
88,5700Fe
2
O
3
ThO
2
94,6600Fe
2
O
3
Bi
2
O

3
89,9670Fe
2
O
3
Hiệu xuất, X
A
%Nhiệt độ tối ưuThành phần xúc tác
12/7/2010 604005 - Chuong 3 Bai 2
10
Chất độc đối với xúc tác Pt
Vấn đề chọn điều kiện oxi hóa NH
3
• a. Điều kiện nhiệt độ:
Làm việc ở áp suất thường: 780 – 840
0
C
Làm việc ở áp suất cao: 870 – 900
0
C
12/7/2010 604005 - Chuong 3 Bai 2
11
b. Ñieàu kieän aùp suaát
12/7/2010 604005 - Chuong 3 Bai 2
12
c. Nong ủoọ NH
3
trong hoón hụùp khớ
12/7/2010 604005 - Chuong 3 Bai 2
13

II. Quá trình oxi hóa NO
d. Tốc độ lưu lượng (W)
Tốc độ lưu lượng dòng khí quyết đònh thời gian phản ứng và qua
tốc độ lưulượng quyết đònh hiệu suất chuyển hóa đạt tới.
Sự tăng cao hay giảmthấpW so vớitínhtừ tốc độ phản ứng đều
dẫn tới hậu quả gây tổn thất NH
3
. Nhưng tăng W sẽ tăng cường
độ sản xuất.
• Phản ứng oxi hóa NO
2NO + O
2
Ỉ 2NO
2
+ 26920 cal
Hệ làm việc áp suất thường: W = 600-650 kgNH
3
/m
2
ngày đêm
Hệ làm việc áp suất cao: W = 3.000 kgNH
3
/m
2
ngày đêm
12/7/2010 604005 - Chuong 3 Bai 2
14
a. Caân baèng phaûn öùng
2
2

2
2
5749
lg lg 1,751.lg 0,0005 2,839
.
NO
NO O
p
KTT
pP T
==+−+
2
2
2
2
22
(1 )
.(1).().
NO
p
NO O
p
xax
K
p
pxbaxP
−
==
−−
()

p
f
x
K
P
=
12/7/2010 604005 - Chuong 3 Bai 2
15
2
22
'
()
NO
N
OO
dP
kP P
d

=
2
22
'2 2
1
()
NO
NO O NO O
dP
kKP P KPP
d

==
NO + O
2
= NO
2
Thc cht
2NO ặ (NO)
2
+ Q
(NO)
2
+ O
2
ặ 2NO
2
+ Q
2
()
1
2
NO
NO
P
K
P
=
2
22
2

2
()
.
NO
ONO
P
K
PP
=
b. Toỏc ủoọ phaỷn ửựng
12/7/2010 604005 - Chuong 3 Bai 2
16
III. Quá trình hấp thu oxit nitơ để chế tạo axit nitric
2NO
2
+ H
2
O = HNO
3
+ HNO
2
N
2
O
4
+ H
2
O= HNO
3
+ HNO

2
N
2
O
3
+ H
2
O= 2HNO
2
Phản ứng tổng quát:
3NO
2(khi)
+ H
2
O
(long)
= 2HNO
3(long)
+ NO
(khi)
12/7/2010 604005 - Chuong 3 Bai 2
17
IV. Qui trình sản xuất axit nitric loãng với áp xuất thường
• Tinh chế không khí và NH
3
• Hỗn hợp không khí và NH
3
(pp khô và pp ướt)
• Oxi hóa NH
3

•Hấpthu
12/7/2010 604005 - Chuong 3 Bai 2
18
12/7/2010 604005 - Chuong 3 Bai 2
19