9.5. Выделение оксидов азота

Выделение оксидов азота осуществляют нагреванием нитроолеума до температуры кипения. При этом протекает реакция:

НNO₃·NO₂=НNO₃+NO₂–Q. (49)

Термодинамически более благоприятно выделение NO₂ из раствора при давлениях до атмосферного, т.к. сумма парциальных давлений и намного больше , что приводит к интенсификации процесса десорбции NO₂ и N₂O₄. Повышенная температура, соответствующая давлению, также сдвигает равновесие реакции (49) вправо. Однако, при высокой температуре усиливается процесс коррозии аппаратуры, что необходимо учитывать.

Температуру кипения и состав паров над нитроолеумом при давлениях 0,047–0,101 МПа определяют по диаграмме кипения растворов N₂O₄ в азотной кислоте, приведенной на рис. 39.

При нагревании нитроолеума, содержащего N₂O₄ более 45 % мас., раствор кипит при постоянной температуре (рис. 39), пока содержание в нем не достигнет 45 % мас. N₂O₄. При этом в парах будет содержаться 99 % N₂O₄, а при содержании N₂O₄ менее 45 % мас. температура кипения повышается, и пары обогащаются НNO₃

Процесс отгонки ведут в отбелочной колонне из алюминия, в верхнюю часть которой подают НNO₃·NO₂ при температуре около 0 С. Стекая вниз, раствор нагревается, обогащаясь азотной кислотой и выделяя оксиды азота. Азотная кислота, стекая из колонны в холодильник, имеет температуру ~ 85 С, пары вверху с температурой 40 С содержат 97–98 % об. оксидов азота, и 2–3 % об. паров НNO₃. В нижней части колонны происходит отбеливание кислоты до остаточного содержания оксидов азота не более 0,3 % мас.

Скорость отбеливания очень велика и определяется в данном случае скоростью теплообмена (скоростью подвода тепла). Нагрев осуществляется паром через рубашку или змеевик. Во избежание потерь газов отбелку ведут при небольшом разрежении.