Salpetersuur in die bedryf: tegnologie, stappe, funksies

Salpetersuur - een van die mees populêre vorme van industriële grondstowwe. Die produksie kan gedoen word op verskillende maniere - afhangende van watter soort suur moet afgelewer word aan die kliënt. Wat is die kern van die betrokke tegnologie? Hoe kan dit verband hou met die tipe uitset op 'n salpetersuuraanleg?

Industriële produksie van salpetersuur: die geskiedenis van tegnologie

In die eerste plek, sal dit nuttig wees om die historiese feite oor hoe om die produksie van salpetersuur te ontwikkel in Rusland te bestudeer. In die plaaslike bedryf die vrylating van die stof, as ons die beskikbare inligting volg, is onder Peter I. Later begin, M. V. Lomonosovym voorgestel dat 'n metode van produksie van salpetersuur van die nitraat - die stof is in werklikheid tot in die vroeë 20ste eeu was beskou as die belangrikste grondstof vir die vervaardiging van die stof in die vraag.

Saam met nitraat, is salpetersuur produksie in die bedryf gedoen met swaelsuur. Twee beskou stowwe interaksie, gevorm salpetersuur en swaelsuur Natriumoksied. Die voordeel van hierdie metode is die vermoë om salpetersuur te bekom teen 'n konsentrasie van ongeveer 96-98% (met die aanvaarding van die gebruik van grondstowwe wat nodig is kwaliteit).

Toepaslike tegnologie verbeter voldoende aktiewe - ten gunste van die verhoging van rou materiaal verwerking koers en lewer groter volume van die produk produksie. Maar dit geleidelik plek gemaak vir die konsep waarop die produksie van salpetersuur deur die kontak van ammoniak oksidasie gedra.

Ook uitgevind hy 'n metode waardeur as die belangrikste grondstof vir die vervaardiging van suur gebruik stikstofoksied wat deur oksidasie van die ooreenstemmende boog gas uit die atmosfeer. Dit het die lig, waarvolgens die eerste metode - 'n meer ekonomies winsgewend te maak.

Met die verbetering van tegnologiese benaderings tot salpetersuur gevorm benadering vry te stel, waarvolgens die beste opsie van produksie van die stof - betrokkenheid van industriële infrastruktuur, wat teen verhoogde druk. 'N alternatief vir dit - die vervaardiging van suur by atmosferiese druk, wat beskou word as minder kostedoeltreffend uit 'n ekonomiese oogpunt wees.

Vrylating van stof by normale of verhoogde druk stel produksie van salpetersuur van ammoniak. Daar is ook 'n gekombineerde metode, wat die voordele van die ander twee kombineer. Eienskappe van die salpetersuur die gekombineerde metode is, eerstens, in die oksidasie van ammoniak by atmosferiese druk, en die implementering van sy opname - indien verhef.

Ammoniak word nou beskou as die belangrikste grondstof vir die vervaardiging van stowwe in vraag, saam met water en atmosferiese lug. Kom ons bestudeer die spesifisiteit van die gebruik daarvan in die produksie van meer suur.

Grondstowwe vir die produksie van salpetersuur

So, die hoof rou materiaal wat gebruik word in die produksie van die stof onder oorweging - is ammoniak, lug, en water.

Dit vereis dat die gebruik van ammoniak in die gesuiwerde vorm. Vir hierdie, is hy in die verskillende produksie siklusse skoongemaak in 'n spesiale verdamping en distillasie toerusting. Net so, wanneer die vrylating van salpetersuur moet gebruik word en skoon lug. Hy is ook gefiltreer die gebruik van spesiale toerusting. Op sy beurt het die water wat gebruik word in die vrylating van salpetersuur, skoongemaak van onsuiwerhede en soute. In baie gevalle, vir die stof in die vraag is wat nodig is om 'n suiwer kondensaat gebruik.

Kom ons bestudeer die waarin spesies die stof in vraag kan voorgestel word, en ook die wyse waarop elke tipe van salpetersuur.

Variëteite van salpetersuur en basiese stadiums van sy produksie

Daar is twee variëteite van salpetersuur geproduseer in die moderne industriële plante - verdunde en gekonsentreer. Produksie van verdunde salpetersuur is binne 3 hoofstappe gedoen:

• ammoniak omskakeling (sy finale produk - stikstofoksied);
• die verkryging van stikstofdioksied ;
• implementering opname van stikstofoksiede deur gebruik te maak van water.

In die moderne industriële plante versprei uitgawe van verdunde salpetersuur in die sogenaamde skema van die AK-72. Maar daar is natuurlik en ander tegnologie vrylating van die stof.

Op sy beurt is, kan die produksie van gekonsentreerde salpetersuur word deur die verhoging van die inhoud van die stof in verwaterde vorm of deur direkte sintese. Die eerste metode laat gewoonlik om suuroplossing in ongeveer 68% konsentrasie, wat onvoldoende is vir die toepassing van hierdie materiaal in 'n aantal gebiede kan wees verkry. Daarom, ook versprei direkte metode sintese om 'n stof konsentrasie van die orde van 97-98% behaal.

Kom ons kyk in meer detail hoe die produksie van salpetersuur in een of ander spesie gedra. Bo ons opgemerk dat die kwessie van die verwaterde stof onder die skema AK-72 uitgevoer kan word. Studeer vir die begin van die spesifisiteit.

verdunde suur produksie in AK-72 tegnologie

Die beskou skema waarvolgens die produksie van salpetersuur behels die gebruik van 'n geslote siklus, vergesel deur:

• ammoniak bekering;
• gepaardgaande koel gas druk op die einde van 0,42-0,47 MPa:
• implementering oksiede opname onder druk van die orde van 1,1-1,26 MPa.

Die finale produk kring AK-72 - salpetersuur in sowat 60% konsentrasie. salpetersuur in die raamwerk van hierdie tegnologie word in sodanige stappe doen as gedra:

• die verskaffing van lug uit die atmosfeer in die industriële eenheid en die implementering van sy reiniging;
• saamgeperste lug, die verdeling daarvan in proses strome;
• implementering ammoniak verdamping, suiwering van die toepaslike gas uit olie en ander onsuiwerhede, asook die daaropvolgende verwarming;
• admixing die gesuiwerde ammoniak en lug, die daaropvolgende suiwering van die mengsel, en dit na die katalisator;
• voorbereiding van nitrous gasse en verkoeling;
• invordering van kondensaat met salpetersuur;
• konsentrasie en die absorbansie van salpetersuur;
• verkoeling en suiwering van die gevolglike produk.

Gereed-suur is gestuur na stoor of na die kliënt.

Saam met die tegnologie beskou, waarin die produksie van salpetersuur - AK-72 toegepas is nog 'n gewilde konsep van vrystelling van die stof, wat behels die versekering van industriële infrastruktuur funksioneer onder 'n druk van ongeveer 0,7 MPa. Oorweeg sy funksies.

Produk produk Tegnologie onder die druk van 0,7 MPa: nuanses

Deur middel van tegnologie, in vraag is besig met die vervaardiging van verdunde salpetersuur - as 'n alternatief vir die AK-72 konsep. Dit behels die implementering van die volgende fases van die vervaardiging van die stof in die vraag.

In die eerste plek, as in die vorige kuns, die lug is skoon. Vir hierdie doel, as 'n reël, dit is van toepassing 'n twee-stadium filter. Verder, die lug skoonmaak prosheshdy, saamgeperste deur die lug kompressor - indeks ongeveer 0.35 MPa. Die lug verhit word - sowat 175 grade temperatuur en moet verkoel word. Sodra hierdie probleem opgelos is, word dit na 'n bykomende kompressie, waarin sy druk verhoog word tot ongeveer 0,716 MPa. Die opkomende lugvloei, op sy beurt, verhit tot 'n hoë temperatuur - sowat 270 grade deur die aksie nitrotnyh gasse. Nadat dit gemeng word met ammoniak in spesiale industriële eenheid. Die stof is geaktiveer word wanneer vrystelling van suur aanvanklik in die gastoestand, wat gevorm word as gevolg van verdamping van vloeibare. Verder, ammoniak moet skoongemaak word. Na die voorbereiding van die gas verhit word en gevoed aan die menger gelyktydig met lug. Hierdie mengsel is ook gefiltreer en na suiwering gevoer om die ammoniak omskakeling. Die ooreenstemmende prosedure uitgevoer word met behulp van 'n rooster van 'n allooi van platinum en rodium op 'n baie hoë temperatuur - ongeveer 900 grade. sukses persentasie in hierdie geval is ongeveer 96%.

salpetersuur produksie deur hierdie tegnologie behels die vorming van nitrous gasse. Hulle vertoon in 'n spesiale area van die industriële eenheid, wat afgekoel. As gevolg van hierdie, die verdamping van gesuiwerde water en die voorkoms van 'n hoë-druk stoom. Uitgevoer deur 'n ooreenstemmende eenheid area van industriële nitrous gasse beweeg in 'n oksideermiddel. Dit sal opgemerk word dat hul oksidasie plaasvind deels reeds in die vorige stap suur produksie. Maar in die oksideermiddel, word dit selfs meer intens. So nitrous gasse verhit tot ongeveer 335 grade. Daarna is hulle afgekoel in 'n spesiale hitteruiler, en dan - word gestuur na die condensor.

Dan salpetersuur geproduseer in 'n lae konsentrasie. Dit moet geskei word van die res van die nitrous gasse - separator is hiervoor gebruik. Daaruit die salpetersuur gevoer na die opname streek industriële eenheid. Die suur vloei dan in die eenheid daaronder. Maar dit reageer met stikstofoksiede en sodoende sy konsentrasie te verhoog. By die uitset dit gaan oor 55-58%. Dit bevat gewoonlik opgelos oksiede wat moet verwyder word, want die stof is gerig aan die area van die eenheid te reinig. Die gebruik van warm lug uit die suur oksiede. Die finale produk is geplaas in die pakhuis of gestuur word na die kliënt.

Produksie van gekonsentreerde suur: direkte sintese

Na bestudering van hoe produksie vind plaas met verdunde salpetersuur, gekonsentreerde studie die spesifisiteit van vrylating agente. Een van die mees koste-effektiewe tegnologie bewoon word deur die ooreenstemmende profiel by die ondernemings - die verkryging van suur via direkte sintese van grondstowwe in die vorm van stikstofoksiede.

Die kern van die metode - in die bevordering van 'n chemiese reaksie tussen gesê stof, water, en suurstof teen 'n druk van ongeveer 5 MPa. Tegnologie, waarop die produksie van gekonsentreerde salpetersuur tipe gebaseer op die verdunde het nuanse: die verskaffing van oordrag van die stikstofdioksied in vloeibare vorm is moontlik met die druk by 'n temperatuur naby aan atmosferiese. Maar in sommige reaksies die konsentrasie van die stof is onvoldoende vir sy vertaling in 'n vloeistof staat by gewone druk, en dit is wat nodig is om in te samel.

gekonsentreerde suur produksie van verdunde

In hierdie geval is die suur konsentrasie word aanvaar deur die absorberende stowwe - soos swaelsuur, fosforsuur, verskeie oplossings van nitrate. Basiese stappe van gekonsentreerde salpetersuur produksie tipe gebaseer op die gebruik van verdun swaelsuur soos volg.

In die eerste plek is rou materiaal verdeel in twee strome: die eerste verdamper gevoer om die tweede - streek mis die koue industriële eenheid. Swaelsuur gevoer om die apparaat, behalwe die tweede stroom van verdunde salpetersuur geleë is. In die onderste deel van die eenheid, op sy beurt, gedra voer stoom wat verhit die mengsel word gebruik, waardeur dit verdamp uit die salpetersuur. Sy dampe opstaan die apparaat, waarna die produksie in 'n yskas. Daar suur dampe kondenseer - tot sy konsentrasie 98-99% bereik.

In hierdie geval, 'n paar van die aanwesiges in die raamwerk van hierdie stadium van die produksie van stikstofoksiede geabsorbeer suur. Dit moet verwyder word uit die produk, meestal vir hierdie doel gebruik 'n paar van salpetersuur, wat aan die condensor gestuur. Onttrek stikstofoksiede en suur dampe, wat kondensaat is nie gevorm, gerig word aan 'n ander streek van die toestel - die opname, waar die behandeling met water. Die resultaat is 'n verdunde suur, wat weer gevoer word om die kondensasie en verkoeling. Die finale produk is gestuur na die pakhuis of die kliënt.

Eienskappe konsentreer met swaelsuur

Die belangrikste taak, wat die produksie van salpetersuur in die bedryf kenmerk - die implementering van koste-effektiewe en doeltreffende van sy konsentrasie. Daar is verskeie benaderings tot 'n optimale skema van sy oplossing te ontwikkel. Dit is nuttig vir diegene wat mees algemene is oorweeg.

Bo ons opgemerk dat vir die konsentrasie van stowwe in vraag, kan swaelsuur gebruik word. Daar is nogal 'n algemene manier om die doeltreffendheid van die toepassing daarvan te verhoog - voorlopige toenemende salpetersuur konsentrasie deur verdamping. Optimaal, wat voor die behandeling met swaelsuur die stof sal 'n konsentrasie van die orde van 59-60% hê. Dit is opmerklik dat, in die praktyk, hierdie salpetersuur produksie-tegnologie word gekenmerk deur 'n lae vlakke van die omgewing prestasie. Daarom, as 'n alternatief vir die gebruik van swaelsuur algemeen om nitrate gebruik. Ons sal hul spesifieke besonderhede te bestudeer.

Konsentrasie met behulp van nitrate

In die meeste gevalle, vir oplossings van die probleem, wat die produksie van salpetersuur van ammoniak, gebruik magnesium nitraat of sink kenmerkend. In die eerste plek is dit aansienlik meer omgewingsvriendelik as die metode wat die gebruik van swaelsuur. Verder is hierdie tegnologie dit moontlik maak om die hoogste gehalte van salpetersuur te voorsien as 'n finale produk.

Maar dit het 'n paar nadele, waarvan die voorkoms van wydverspreide probleme in die toepassing daarvan te bepaal. In die eerste plek - dit is 'n redelik hoë koste van die produksie proses. Verder is hierdie tegnologie behels in baie gevalle die voorkoms van soliede verwerking afval wat kan ingewikkeld wees.

Die gebruik van katalisators met die vrystelling van salpetersuur

Dit is nuttig om te oorweeg wat ander stowwe wat saam gebruik word met basiese grondstowwe vir die produksie van die produk in die industriële (dikwels beskou as sodanig katalisators) salpetersuur. Die gebruik van stowwe in vraag, as gevolg van die behoefte om die winsgewendheid van suur vrylating te verhoog, die verbetering van die dinamika van sy produksie in die industriële eenheid.

Die belangrikste vereiste vir die katalisator in die produksie van die betrokke produk - selektiwiteit. Dit wil sê, dit moet invloed op die basiese chemiese reaksie, sonder dat die sekondêre prosesse. Die meeste dikwels, in die vervaardiging van suur katalisators gebruik word in die huidige samestelling is platinum.

Bo ons opgemerk dat met die vrystelling van 'n lae-konsentrasie stowwe by verhoogde druk benut word katalisators gebaseer op platinum en rodium. In sommige gevalle, ook toegepas word met die toevoeging van palladium legerings. Maar die basismetaal in hulle - platinum, die inhoud daarvan is gewoonlik nie minder as 81%. Opsomming van die katalisator in hierdie geval - die vinnige verloop van die basiese chemiese reaksie te stimuleer. As 'n reël, dit is 'n deel van die eksterne verspreiding area.

In hierdie proses is dit hang af van suurstof diffusie perke met betrekking tot die katalisator oppervlak. Hierdie funksie veroorsaak dat 'n hoër konsentrasie van ammoniak - die basiese grondstof vir die vervaardiging van salpetersuur op die oppervlak van die katalisator of soms in vergelyking met die ooreenstemmende syfer met die konsentrasie in die lug. Moontlik om die spesifieke swaartekrag van verskeie kant reaksies waarin daar onvolledige oksidasie en vorming van stikstof of sy oksied verhoog. In verband met hierdie suurstof op die oppervlak behoort te wees in 'n bedrag voldoende om die ammoniak verplaas. In hierdie geval, is dit in staat is om voldoende diep oksidasie te bereik.

Dit kan in ag geneem word dat saam met die platinum katalisators in die produksie van salpetersuur benut as gesamentlike stowwe. In die besonder, die yster-chroom. Hulle kan aansienlik verminder die ekonomiese koste wat die vrylating van die stof in die vraag te karakteriseer.

So, het ons gekyk na maniere om die produksie van salpetersuur, word geïdentifiseer die hooftipes dit. Dit wil sê, as met salpetersuur produksie stappe wat nodig is om geïmplementeer word, hang af van die spesie en die spesifieke tegnologie van die vervaardiging van die stof. Dit is nuttig om nou oorweeg wat probleme kenmerkend van die industriële produksie van die gesogte produk in baie gebiede van die ekonomie.

Die grootste probleme in die vervaardiging van salpetersuur

So, as ons reeds weet, die produksie van salpetersuur deur kontak - een van die mees algemene in die moderne industrie, behels die aktivering van 'n katalisator om die oksidasie van ammoniak te versnel en verhoog produk opbrengs. Die grootste probleem is die vrystelling van die produk in - 'n voldoende hoë prys van 'n geskikte katalisator. In hierdie geval, die selektiwiteit nie altyd die optimale waarde te bereik. Daarbenewens kan 'n beduidende gedeelte van platinum wat gebruik word as 'n basis lid vir die katalisator verlore in die loop van die produksie. As gevolg hiervan, weer, dit verminder die ekonomiese doeltreffendheid van die produk vry te laat.

Nog 'n probleem wat die produksie van salpetersuur kenmerkend - omgewing. Bo ons het opgemerk dat wanneer die konsentrasie van die rou materiaal kan gebruik word swaelsuur en skadelike stowwe gevorm word op die verloop van die ooreenstemmende produksie-siklus. Die alternatief in hierdie geval is die gebruik van nitrate - maar dit is weer, impliseer 'n toename in ekonomiese koste. Maar die omgewingsfaktor vir moderne vervaardigers vandag is net so belangrik as die vlak van winsgewendheid.