Лекція 6 технологія виробництва нітратної кислоти

План

1. Історія розвитку технології виробництва нітратної кислоти.

2. Властивості нітратної кислоти.

3. Сировина і способи виробництва.

4. Теоретичні основи виробництва.

1. Історія розвитку технології виробництва нітратної кислоти

Перший цех по виробництву нітратної кислоти при атмосферному тиску продуктивністю 8 тис. т/рік моногідрату азотної кислоти був побудований в 1916 р. в Юзівці (нині Донецьк) . В основі методу виробництва — окислення аміаку, отриманого з коксових газів. Цей метод був запропонований і розроблений російським ученим І.І. Андрєєвим за участю інженерів А.К. Колосова і Н.М. Кулєпєтова, тому І.І. Андрєєв по праву вважається засновником вітчизняного виробництва азотної кислоти. Цьому сприяли дослідження по очищенню аміаку від шкідливих для платинового каталізатора домішок.

І.І. Андрєєв запропонував каталізатор, що складається з платинових сіток, повністю вивчив процес окислення аміаку до оксиду азоту (II) на цих сітках, абсорбцію оксидів азоту із отриманням нітратної кислоти і процес переробки її в аміачну селітру.

Нітратна кислота займає важливе місце в народному господарстві; за об'ємом виробництва вона займає друге місце після сірчаної кислоти. У промисловості отримують неконцентровану (45 — 60 %-ну і концентровану 98 %-у НNO₃). Якість нітратної кислоти, що випускається, повинна відповідати встановленим стандартам (табл. 1,.2).

Неконцентрована нітратна кислота використовується для виробництва добрив і різних солей. Концентровананітра кислота використовується у виробництві штучного шовку. Шляхом нітрації органічних сполук ароматичного ряду отримують пікринову кислоту, нітробензол, нітротолуол, на їх основі отримують органічні фарбники та інші продукти, які знаходять всіляке вживання для виробництва вибухових речовин, фотохімікатів, у фармацевтичної промисловості.

Таблиця 1.

Вимоги до якості неконцентрованої нітратної кислоти (ОСТ 6-03-270 - 76)

Вміст %	Вищий сорт	1-й сорт	2-й сорт
Нітратна кислота, не менше	57,0	56,0	46,0
Оксиди азоту (у перерахунку на N2О4), не більше	0,07	0,1	0,2
Прожарений залишок, не більш	0,004	0,02	0,05

Таблиця 2.

Вимоги до якості азотної кислоти (ГОСТ 4461 - 67)

Вміст %, не більш	Х.ч.	Ч.д.а.	Чиста
Нітратна кислота	61-68 54-60	61-68 54-60	61-68 54-60
Оксиди азоту (NО2)	0,1	0,1	0,1
Залишок після просмаження, не більш	0,01	0,003	0,005
Сульфати (SO4)	0,0002	0,0005	0,002
Фосфати (PO4)	0,00002	0,0002	0,002
Хлориди (Cl)	0,00005	0,0001	0,0005
Залізо (Fe)	0,00002	0,0001	0,0003
Кальцій (Ca)	0,0005	0,001	0,002
Миш'як (As)	0,000002	0,000003	0,00001
Важкі метали (Pb)	0,00002	0,00005	0,00005

Відповідно до ГОСТ 51187—72 концентрована нітратна кислота повинна мати наступний склад (у %):

Нітратна кислота (НNО₃)…………………………….……..98,9

Оксиди азоту(N₂O₄) …………………………………………0,2

Сірчана кислота (Н₂PO₄)………………………...…………..0,04

Просмажений залишок……………………….….…………..0,006

Зберігання нітратної кислоти і її перевезення. Неконцентровану нітратну кислоту зберігають в збірках, виконаних з неіржавіючої сталі. Як правило, таку кислоту використовують на місці.

Для зберігання концентрованої нітратної кислоти використовують алюмінієві збірки, перевозять її в алюмінієвих цистернах. Частіше ж концентровану нітратну кислоту перевозять у вигляді меланжу в цистернах із звичайної сталі. Меланж є сумішшю 89% НNО₃, 7,5% Н₂SO₄ (92%) і 3,5% Н₂O.