Mavzu: Konsentirlangan nitrat kislota ishlab chiqarish

Azot (IV)- oksidi va azot qo’sh oksidini suv bilan absorbsiyalash jarayonnning uchinchi va oxirgi bosqichi hisoblanadi. Azot (IV)-oksidi va N₂O₄ suv bilan quyidagi tenglama bo’yicha ta'sir etadi.


2 NO₂+H₂O →HNO₃+HNO₂+116 kJ
N₂O₄+H₂O →HNO₃+HNO₂+59 kJ
Hosil bo’lgan nitrit kislotasi beqaror bo’lganligi uchun o'z-o'zini oksidlash va o’z-o’zini qaytarish reaksiyalariga kirishadi.
3HNO₂=HNO₃+2NO+H₂O-75,8 kJ
umumiy holda N0₂ va N₂O₄ ning absorbsiyalanish reaksiyasi bunday yoziladi:
3 NO₂+H₂O ↔2HNO₃+ N0+136 kJ
3 N₂O₄+2H₂O ↔4HNO₃+ 2NO+101 kJ
N₂O₃ suv bilan birikib faqat nitrit kislotasiga aylanadi. NO va N₂O lar amalda suvda erimaydi, betaraf oksidlardir.Bu ekzotermik reaksiyalar hajmning kamayishi bilan bog’liq boradi. Demak, bosimni oshirish muvozanatni nitrat kislota hosil bo’lish tomonga (o’nga), haroratni oshirish esa uni parchalanishi tomonga (chapga) siljitadi.Muvozanat, bu reaksiyada hosil bo’lgan kislotalarning konsentratsiyasiga ham bog’liqdir. Kislatalar konsentratsiyasining ortishi ham o’ng tomonga ketuvchi reaksiya tezligini kamaytiradi. Atmosfera bosimi va oddiy haroratda hosil bo’lgan nitrat kislota eritmasining konsentratsiyasi 50 % ga yetgach sistemada muvozanat qaror topadi. Shuning uchun ham oddiy sharoitda massa ulushi 47—50 %dan ortiq konsentratsiyali kislota olib bo’lmaydi.Konsentrlangan (98 % li) nitrat kislotani, suyuq N₂O₄ ni 60-80°C harorat va 2MPa bosimda, toza kislorod ishtirokida suv bilan ta'sir ettirib olish ham mumkin.
3 NO₂+2H₂O ↔4HNO₃+ 2N0
Bunda, N₂O₄ ning HNO₃ ga aylanish darajasi 100 % ga yetadi. Chunki bu reaksiyada birinchidan, N₂O₄ ning konsentratsiyasi (N₂O₄ reaksiya uchun olingan suv miqdoridan ко'р olinadi) suvga nisbatan yuqori bo’ladi.Ikkinchidan reaksiya natijasida hosil bo’lgan NO bosimning yuqoriligi va havo o’rniga ortiqchasi bilan toza kislorod olinganligi uchun darhol NO₂ ga va NO₂ qisman N₂O₄ ga aylanadi. uchinchidan haroratning oshirilganligi N0₂ ni suv bilan o’z ta'sirini oshiradi.Bunda boradigan reaksiyalarni (tenglamalarni soddalashtirish maqsadida NO₂ ning suv bilan o’zaro ta'siri reaksiyasini hisobga olmay yozsak) quyidagicha yozish mumkin.
N₂O₄ ↔2H₂O↔4HNO₃+2 NO
2NO+O₂↔(NO)₂↔N₂O₄
Bitta tenglama bilan ifodalaydigan bo’lsak, quyidagicha yoziladi:
2N₂O₄+2N₂O+O₂↔ 4HNO₃+78,6 kJ
Reaksiya uchun olingan suvning hammasi birikkanligi uchun yuqori konsentratsiyali kislota hosil bo’ladi. Ortiqcha NO₂ va N₂O₄ lar suv tugagach kislotada erib, nitrooleum hosil qiladi. Bosim qanchalik yuqori bo’lib harorat past bolsa NO₂ va N₂O₄ lar kislotada shunchalik tez eriydi. — 10°C da 98 % li nitrat kislota 30 % li nitroleum hosil qilishi mumkin.Suyuq nitrat kislota ishlab chiqarishning texnologik sxema. Nitrat kislota ishlab chiqarish usuli qo’llaniladigan bosimga qarab 3 tipga bo’linadi:
1.Atmosfera bosimida ishlovchi qurilmalar.
2.Yuqori bosimda ishlovcbi qurilmaiar.
3.Qurama (kombinatsiyalangan, qo’shilgan) qurilmalar.
Binobarin bunda, ammiakni oksidlash pastroq bosimda 0,3—0,4MPa, azot oksidlarini azot kislotasiga aylantirish, yuqoririq bosimda (0,8-1,2 MPa) olib boriladi.Atmosfera bosimida ishlovchi qurilmalarda mahsuldorlikning pastligi NO ni oksidlanishi va NO₂ ni absorbsiyasi jadalligining pastligi, katta hajmdagi absorbsiya qurilmalari talab qilimshi, atmosferaga chiqib ketuvchi gazlarni azot oksidlaridan tozalash uchun ко'рishqor sarflanishi kabi kamchiliklari tufayli hozirgi vaqtda bu tipdagi qurilmalar ishlatilmaydi.Yuqori bosimda ishlovchi va qurama qurilmalar keng qo’llaniladi. Chunki bunda chiqib ketuvchi gaz energiyasidan ammiakni oksidlanish issiqligidan havoni, nitroza gazlarini siqishda, bug’ olishda foydalaniladi, mahsuldorlik yuqori bo’ladi va boshqa ustunliklarga egalik seziladi.
Suyuq nitrat kislota ishlab chiqarishning texnologik sxema.
Nitrat kislota ishlab chiqarish usuli qo`llaniladigan bosimga qarab 3-tipga bo`linadi:
1. Atmosfera bosimida ishlovchi qurilmalar;
2. Yuqori bosimda ishlovchi qurilmalar;
3. qurama(kombinatsiyalangan, qo`shilgan) qurilmalar.
Binobarin bunda, ammiakni oksidlash pastroq bosimda 0,3-0,4 MPa, azot oksidlarini azot kislatasiga aylantirish, yuqoriroq bosimda (0,8-1,2 MPa) olib boriladi.
Atmosfera bosimida ishlovchi qurilmalarda maxsuldorlikning pastligi NO ni oksidlanishi va NO2 ni adsorbsiyasi intensivligining pastligi, katta hajmdagi adsorbsiya qurilmalari talab qilinishi, atmosferaga chiqib ketuvchi gazlarni azot oksidlaridan tozalash uchun ko`p ishqor sarflanishi kabi kamchiliklari tufayli hozirgi vaqtda bu tipdagi qurilmalar ishlatilmaydi.