Tài liệu Công nghệ sản xuất acid nitric ppt

BÀI 4:
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ACID NITRIC

*****


I. KHÁI NIỆM CHUNG
II. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT HNO
3
LOẢNG
1. Nguyên lý chung
2. Hệ thống điều chế HNO
3
ở áp suất thường

I. Khái niệm chung :
Acid nitric ở nhiệt độ thường là chất lỏng không màu ,bốc khói dễ bị phân hủy bởi ánh
sáng mặt trời .
4HNO
3
® 2H
2
O +4NO
2
+O
2

HNO3 là một chất oxi hóa mạnh .

Tất cả các kim loại ,trừ 1 số á kim (platin,vàng ,Rodi...) đều bị HNO
3
đậm đặc oxi hóa
tạo thành oxit .Các oxit kim loại có khả năng tan trong axit HNO3 đều tạo thành các muối
nitrat.
HNO3 là một axit vô cơ quan trọng nhất dùng dùng để sản xuất phân đoạn thuốc nổø .
Trong công nghiệp sản xuất các chất màu và nhiều hợp chất khác .

II.Công nghệ sản xuất HNO
3
loãng :
1.Nguyên lý chung :
TOP
Ðiều chế acid nitric bằng phương pháp oxi hóa khí amôniac ,được tiến hành qua 2 giai
đoạn:
- Oxi hóa amôniac thành NO.
- Ðiều chế acid nitric (hấp thụ ).

a) Oxi hóa amôniac thành NO:
4NH
3
+ 5O
2
= 4NO + 6H
2
O
xúc tác là hợp kim Pt - Rh (5 - 10% Rh).
Áp suất thường và nhiệt độ là 750 - 850oC, hỗn hợp NH3 trong không khí có nồng độ
10 - 11% .Người ta thường dùng loại thiét bị tiếp xúc gồm 3thiết bị :
- Trên cùng là thiết bị lọc cactong .

- Thiết bị oxi hóa (ở giữa ).
Dưói cùng là nồi
hơi - thu hồi


1. Thiết bị lọc .

2.Cửa khí .
3.Lưới phân phối
4.Lưới xúc tác .
5.Vòng kim loại .
6.Lớp gạch chịu nhiệt.
Sơ đồ nguyên lý bộ phân
chủ yếu của thiết bị tiếp
xúc.



- Hỗn hợp khí NH3 đi vào thiết bị lọc (1) rồi theo các cửa trên dẫn khí (2) đi xuống
phần thiết bị oxi hóa qua lưới phân phối (3) xuống lưới xúc tác (4) .Phía dưới lưới (4) có vòng
kim loại (5) để giữ các hạt xúc tác và tích nhiệt .
b)Ðiều chế acid nitric :

2NO + O
2
⇔ NO
2

Hấp thụ NO2 bằng nước tạo thành acid nitric :
3NO
2
+ H
2
O ⇔ 2HNO
3
+ NO
khí lỏng lỏng khí
Hai phản ứng trên đều thuân nghịch ,xảy ra theo chiều giảm thể tích .Chiều thuận tăng
khi tăng áp suất vá giảm nhiệt độ .
Người ta thường điều chế HNO3 theo hệ thống làm việc p cao , điều chế được HNO3
có nồng độ cao (60%) hiệu suất đạt 98%.

2- Hệ thốn
g điều chế HNO3 ở áp suất
thường .
Mặc dầu điều chế HNO3 theo hệ thống này thu nồng độ HNO3 chỉ đạt 50% hiệu suất
92% , nhưng ngày nay vẫn được sử dụng rộng rãi.
- Không khí cho qua thiết bị làm sạch ( H 2O hoặc Na2CO3 ) ,(1) rồi qua thiết bị lọc
(2) để loại các tạp chất cơ học . Sau đó không khí qua quạt (3) vào thiết bị lọc cactông (4)
cùng với khí amôniac dưới dạng hỗn hợp khí có NH3 10(12% ,rồi đi vào thiết bị tiếp xúc ôxi
hóa amôniac thành NO ( hỗn hợp Nitrôza ) , có nhiệt độ bằng 750(850(C rồi đưa qua hồi (6) .
Sau đó làm lạnh (7) & (8) giảm nhiệt độ NO bị ôxi hóa thành NO2 , hấp thụ bằng bằng H2O
tạo thành HNO3tại tháp (7) , HNO3 chỉ 3% tháp (8) 30% HNO3 hỗn hợp khí quạt (9) quạt

qua 6 tháp hấp thụ (10) ( (15) tưới băng HNO3. Tại các tháp rửa xảy ra phản ứng hấp thụ
NO2 vừa xảy ra phản ứng oxi hóa NO tạo thành.
Acid tháp sau có nồng độ thấp hơn nên chuyển lên tháp trước để có HNO3 có nồng độ
cao hơn. HNO3 thành phẩm được lấy ra ở tháp (11). Hỗn hợp khí ra khỏi tháp còn 0,6( 0,8%
Oxit nitơ được hấp thụ bằng Na2CO3 để thu hồi NO và NO2 dưới dạng dung dịch các muối
NaNO3 và NaNO2 (gọi là dung dịch nitric - nitrat).
Na
2
CO
3
+ NO
2
+ NO = 2NaNO
2
+ CO
2
Na
2
CO
3
+ 2NO
2
= NaNO
2
+ CO
2
+ NaNO
3

Dung dịch nitric - nitrat được dùng để điều chế Natrinitrat NaNO3