Kurs ishi mavzu: Konsentrlangan nitrat kislota


Download 93.5 Kb.
Sana05.06.2020
Hajmi93.5 Kb.

O’ZBEKISTON RESPUBLIKASI

OLIY VA O’RTA MAXSUS TA’LIM

VAZIRLIGI
FARG’ONA DAVLAT UNIVERSITETI
Tabiiy fanlar

fakulteti
Kimyo

kafedrasi
Noorganik kimyo

fanidan

KURS ISHI

Mavzu: Konsentrlangan nitrat kislota olish

Bajardi: Kamolov M.

Qabul qildi: Ismoilov M.

Farg’ona-2020
Mavzu : Konsentrlangan nitrat kislota olish
Reja:

1)Nitrat kislotaning eng muhim xossalari

2)Nitrat kislotaning kimyoviy xossalari va tarqalishi.

3)Nitrat kislota ishlab chiqarishning nazariy asoslari

4)Nitrat kislot olish tarixi

5)Yuqori bosimda ishlovchi qurilmada nitrat kislota ishlab chiqarish

6)Konsentrlangan nitrat kislotaning to`g`ri sintezi

7)Qurama (Kombinatsiyalangan) usulda nitrat kislota ishlab chiqarish

8)Kuchsiz nitrat kislotasini quyultirish.

9)Kuchli nitrat kislotasini to‘g‘ridan-to‘g‘ri sintez qilish.

10)Nitrat kislotaning tabiatda tarqalgan eng muhim birikmalari

Xossalari. Kimyoviy toza, suvsiz 100 %li nitrat kislota,- rangsiz suyuqlik, o`tkir hidli, zichligi 1,52 g/sm3, +82,60S da qaynaydi, 41,60Sda muzlaydi. Suv bilan har qanday nisbatlarda aralasha oladi. Suyultirilganda issiqlik chiqishi gidratlar hosil bo`lishidan dalolat beradi (HNO3·H2O, HNO3·2H2O).

68,4 %li nitrat kislotasi esa azeotrop aralashma bo`lib 121,90S da qaynaydi (65-rasm), bunda u suv bilan birga qo`shilib haydaladi. Nitrat islota issiqlik va yorug`lik ta`sirida parchalanadi.

4HNO3 = 2H2O + 4NO2+ O2

Ajralib chiqqan azot (IV) - oksidi kislotada erib, uni qo`ng`ir yoki qizil ( erigan NO2 ning miqdoriga qarab) rangga bo`yaydi. SHuningdek nitrat kislota kuchli oksidlovchidir. U oltin, platina, tantal, radiy, iridiydan boshqa barcha metallarni eritib tegishli nitratlar yoki oksidlarga aylantira oladi. Kontsentrlangan nitrat kislota ayrim metallarni passivlashtiradi. (U sovuq holda temirni passivlashtirishini Lomonov aniqlagan edi.) masalan, temir, xrom, alyuminiylar o`z yuzasini yupqa oksid parda hosil qilib, metalni nitrat kislotasining takror ta`siridan himoya qiladi. SHu xossasidan foydalanib, kontsentrlangan nitrat kislotasi po`lat va alyuminiy bochkalarda yoki rezervuarlarda tashiladi va shu xildagi idishlarda saqlanadi.




NITRAT KISLATA ISHLAB CHIQARISHNING
NAZARIY ASOSLARI.

Ammiakdan nitrat kislata ishlab chikarish yo`li uch bosqichdan iborat;

1.havo kislarodi bilan ammiakni oksidlash;

2.Azot(P)-oksidini azot (IV)-oksidigacha oksidlash va azot (IV)-oksidini dimerlash;

3. Azot (IV)-oksidi va azot qo`sh oksidini suv bilan adsorbtsiyalash bosqichlari.

1.Xavo kislarodi bilan ammiakni oksidlash.Ammiak kattalizator ishtirokida oksidlanganda sharoitga qarab reaktsiyalar quyidagicha boradi:

4NH3+5O2=4NO+6H2O+ 907 kJ (a)

4NH3+4O2=2N2O+6H2O+1105 kj (b)

4NH3+3O2=2N2+6H2O+ 1269 kJ (v)

4NH3+6NO=5N2+6H2O+ 1810 kJ (g)

Sanoatda amalda qo`llaniladigan eng aktiv va tanlab ta`sir etuvchi selektiv kattalizator, bu platina va uning paladdiy, rodiylar bilan qotishmasidir. Ular asosiy reaktsiyani (a) tezlashtirib, qo`shimcha reaktsiyalarga (b,v,g) ta`sir etmaydi. SHunda ykattalizator optimal sharoitda ammiakni kislorod bilan NO gacha oksidlanish darajasini amalda 98 %ga etkaziladi. Ammiakning palatinali kattalizatorlarda oksidlanish reaktsiyasi hozirgacha ma`lum bo`lgan reaktsiyalar orasida eng tez reaktsiyasidir (0,0001 dan 0,0002 sekund). Agar gaz shundan ko`proq kattalizator bilan kontaktda bo`lsa ammiak yonadi yoki qo`shimcha reaktsiyalar ketadi, NO ni miqdori keskin kamayadi. Platinali kattalizator diametri 0,06-0,09mm gacha bo`lgan ingichka simlardan to`qilgan to`r shaklida (1sm da 1024 ta teshigi bo`ladi) tayyorlanib, ularning bir nechtasi ustma-ust qo`yib setkalarning balandligi 60-150mm qalinlikda paketlar shaklida tayyorlanadi. Bu holat katalizator yuzasini kengaytirish imkoniyatini beradi. Эng qattiq kattalizator qotishmasi 93 % Pt, 4% Pd va 3% Rh dan tayyorlanadi.

Ish jarayonida kattalizator simlari sekin asta emirilib, mayda zarrachalar shaklida gaz oqimi bilan olib ketiladi. 8000S harorat va 0,1MPa bosimda ishlovchi qurilmalarda 1t nitrat kislota ishlab chiqarilganda platinali kattalizatorlardan 0,04-0,06 yo`qotiladi. harorat va bosimning ortishi bilan kattalizatorning yo`qotish ham ortadi. Masalan, 8 MPa bosim va 9000S haroratda ishlovchi qurilmalarda 1t HNO3 da 0,13-0,16 g platina yo`qotiladi. Platina va palladiy qiymatining balandligi avvalo ularning kamligi va bunday qimmatbaho nodir metallarning emirilishi natijasida doim yo`qotilib turilishi nisbatan arzonroq metallarni qo`llashni taqazo etadi. hozirgi paytda platina metallari bilan bir qatorda, temir yoki vismut oksidlariga, xrom, marganets, vismut kabi metallarni qo`shib tayyorlangan kattalizatordan keng foydalanilmo?da. Ularning aktivligi va selektivligi ancha kam albatta. Kattalizator massasining taxminan 30 %i yo`qotilgach, u qayta suyuqlanitirilib boshqatdan kattalizator qotishmasiga aylantiriladi. Platina- rodiy - palladiyli qotishmadan tayyor bo`lgan kattalizator turi 0,1 MPa bosimda ishlovchi qurilmada taxminan bir yilda bir marta almashtiriladi. Oksidlash jarayonining umumiy tezligi, apparat konstruktsiyasi va texnologik rejimga qarab, platina kattalizatorining yuzasiga gaz oqimining ammiakning qanday diffuziyalanganlig bilan aniqlanadi. Bundan tashqari platinaga adsorbtsiyalangan ammiak va kislorodning o`zaro ta`siriga ham ozroq bog`liq bo`ladi. Platina yuzasiga adsobtsiyalangan kislorod molekulasi atomlarga ajraladi, atomar kislorod, pratonga o`ch bo`lgani uchun ammiak tarkibidagi vodorod va azot bilan birikib NO va suv hosil qiladi. Ammiak oksidlanishining kinetik tenglamasidan

Ko`rinib turibdiki, ammiak oksidlanishining umumiy tezligi, eng sekin boruvchi bosqich ya'ni ammiakning platina yuzasiga adsorbtsiyalanishi bosqichi bilan belgilanadi.

Azot (IV)-oksidi va azot qo`sh oksidini suv bilan adsorbtsiyalash 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+116kJ

N2O4+H2O= HNO3+HNO2+59kJ

hosil bo`lgan nitrit kislatasi beqaror bo`lganligi uchun o`z-o`zini oksidlash va o`z -o`zini qaytarish reaktsiyalariga kirishadi.

3HNO2=HNO3+2NO+N 2O-75,8kJ

Umumiy holda NO2 va N2O4 ning adsorbtsiya reaktsiyasi bunday yoziladi:

3 NO2+H2O =2HNO3+ NO+136kJ

3 N 2O4+2H2O = 4HNO3+ 2NO+101kJ

N2O4 suv bilan birikib faqat nitrit kislatasiga aylanadi. NO va N2Olar amalda suvda erimaydi, betaraf oksidlardir.

Bu ekzotermik reaktsiyalar hajmning kamayishi bilan bog`liq boradi. Demak,bosimni oshirish muvozanatni nitrat kislata hosil bo`lish tomonga (o`nga),haroratni oshirish esa uni parchalanishi tomonga (chapga) siljitadi.

Olinishi Tarixi.

Nitrat kislota XVIII asrdan buyon ma`lum. Ming yillardan ko`proq vaqtdan beri uni selitrani temir ko`porosi yoki qo`sh tuzlar- achchiq toshlar bilan aralashtirib qizdirish yo`li bilan olingan. XVIII asirning oxirlarida XX asirning 20-yillarigacha nitrat kislata fakat tabiy selitradan konts.sulfat kislata ta`sir ettirib olingan.

NaNO3+H2SO4=HNO3+NaHSO4

Nitrat kislataning azot oksidlaridan olish mumkinligi ilgari vaqtlardan buyon ma`lum.

Ammo azot oksidini sanoatda olishning tuzukroq usuli uzoq yillar davomida topilmadi.

Azot oksidi olishning birinchi plazma (elektr yoy) usuli iqtisodiy samaradorligi darajasi pastligi uchun xalq xo`jaligi sohasida keng tarqalmadi. Ammo bu usulda tabiatda havodagi elektr razryadi paytida azot va kislaroddan azot oksidlari hosil bo`lib turadi. Masalan chaqmoq chaqqanda 1500kg gacha azot birikma holga o`tadi va u qor va yomg`ir suvlarida erib azot birikmalari shaklida erga tushadi va erni azotga boyitadi.Ammiakni oksidlash usuli. Bu usul 1839 yilda Kyul'man NH3 platina ishtirokida azot oksidiga aylantirish mumkin ekanligini aniqlagan paytdan boshlab ma`lum. Ammo bu jarayonni sanoatda ishlab chiqarishga tatbiq etish maqsadida XX asirning boshlaridagina V.Ostvol'd chuqur o`rgandi. Natijada 1909 yilda Germaniyada Ostvol`d usuli bo`yicha birinchi tajriba zavodi qurildi. Keyinchalik Evropaning ko`pgina mamlakatlarida (Bel`giya,Angiliya)ham yuqoridagidek zavodlar ko`rila boshlandi. Ammo bu zavodlarning mahsuldorligi past edi (masalan, Germaniyadagi zavod yiliga 1800t kuchsiz nitrat kislata ishlab chiqarardi xolos). 1914-16 yillarda injener I.I.Andreev ammiakning oksidlanishga turli faktorlarining ta`sirini o`rganib bu jarayonni ancha takkomillashtirdi.

I.Andreev loyixasi asosida Rossiyada birinchi nitrat ishlab ishlab chiqarish zavodi, 1917 yilda Yuzovka xozirgi Donetskiy shahrida qurildi. Unda ko`mirni kokslashda olinadigan ammiakni ajratib olish va tozalashning yangi usuli qo`llaniladi. Kontakt apparatining keng yuzali konsturuksiyasi va platina - iridiyli kattalizatordan foydalanish yuttirish minoralari qurilishida kislataga chidamli granitdan foydalanish kabi ko`bgina ijobiy yangiliklar qo`llanilishi sababli zavod mahsuldorligini ancha oshirishga erishildi. I.I.Andreevning bu sohadagi ishlari sovet va hatto dunyoda nitrat kislata ishlab chiqarish taraqqiyotiga katta hissa bo`lib qo`shildi.

Sanoatda nitrat kislataning quyidagi turlari ishlab chiqariladi.

1.Kuchsiz yoki suyuq holda;

1-nav -56 %li.

2-nav -47 %li.

3-nav -45 %li.

2.Kontsentrlangan.

1-nav -98 %li.

2-nav -97 %li.

3.Melanj (fransuzcha so`z bo`lib aralashma ma`nosini anglatadi) 89 % nitrat kislata.7,5 % sulfat kislatadan iborat.



AZOT (II)-OKSIDINI AZOT (IV) -OKSIDIGACHA OKSIDLASH VA AZOT (IV)-OKSIDINI DIMERLASH

Azot (II) -oksidining azot (IV)-oksidiga aylanish reaktsiyasi, kinetik xududda boruvchi ,nokattalatik,gomogen reaktsiyadir. Nitrat kislata ishlab chiqarishda eng sekin boruvchi bosqich NO ni NO2 ga oksidlanishi reaktsiyasidir.Mana shu reaktsiya ishlab chiqarish jarayonining umumiy tezligini belgilaydi. Bu reaktsiya nitrat kislata ishlab chiqarishning ikkinchi bosqichi bo`lib ,qu`yidagi tenglama bo`yicha boradi.

2NO+O2 =2NO2+112,3kJ

Bu reaktsiya 1500S dan past haroratda, amalda to`liq hosil bo`lishi tomonga yo`naladi. Agar haroratga oshirilsa muvozanat chapga, ya`ni NO2 ni parchalanib NO va O2 hosil bo`lish tomon siljiydi. 8000S da NO2 ning hosil bo`lishi umuman to`xtaydi. Barcha bir bosqichli reaktsiyalarda haroratning ortishi reaktsiya tezligini keskin oshiradi, ammo NO ning NO2 ga oksidlanish reaktsiyasi, bu umumiy qoidaga bo`ysunmaydi, aksincha haroratning ortishi bu reaktsiya tezligini kamaytiradi. Bu hodisani tushuntirish uchun bir necha gipotezalar o`rtaga tashlangan. Bulardan nisbatan to`g`ri deb tan olingani, bu NO ning oksidlanishi orqali mahsulot demir hosil bo`lish bilan borish reaktsiyasidir.

Ikkinchidan reaktsiya 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 NO2ni suv bilan o`z ta`sirini oshiradi.

Bunda boradigan reaktsiyalarni (tenglamalarni soddalashtirish maqsadida NO2 ning suv bilan o`zaro ta`siri reaktsiyasini hisobga olmay yozsak) quyidagicha yozish mumkin.

N 2O4 =2N2O= 4NNO3+2 NO

2NO+O2=(NO)2=N2O4

Bitta tenglama bilan ifodalaydigan bo`lsak quyidagicha yoziladi:

2N2O4+2N2O+O2= NO3 +78,6kJ

Reaktsiya uchun olingan suvning hammasi birikkanligi uchun yuqori kontsentratsiyali kislota hosil bo`ladi. Ortiqcha NO2 va N 2O4 lar suv tugagach kislotada erib nitroolium hosil qiladilar. Bosim qanchalik yuqori bo`lib harorat past bo`lsa NO2 va N2O4 lar kislotada shunchalik tez eriydi. -100S 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 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.




Yuqori bosimda ishlovchi qurilmaning atmosfera bosimida ishlovchi qurilmadan ustunligi quyidagilardan iborat:

1. Azod oksidlarini nitrat kislotaga aylantirish 98-99 %gacha ortadi. Olingan kislota kontsentratsiyasi 60-62 %ga ko`tariladi ishqoriy adsorbtsiyalash jarayoniga ehtiyoj qolmaydi;

2. Adsorbtsion kolonnasining hajmi, atmosfera bosimida ishlovchi qurilmada qo`llaniladigan nasadkali minoralar hajmidan o`nlab marotaba kichik

3. qurilmalarni qurish uchun kam mablag sarflanadi;

4. qurilmalarda xizmat qilish, ularni ishlatish ancha soddalashadi.

Ammo,yuqori bosimda kattalizatorning yo`qotilishi va energiyani ko`p talab qilishi bu tipdagi qurilmalarni keng tarqalishga katta to`siq b`o`lmoqda. SHuning uchun ham keyingi yillarda qurama tipdagi qurilmalar keng tarqalmoqda.


Qurama (kombinatsiyalangan) usulda suyuq nitrat kislota ishlab chiqarish.


  • qurama (kombinatsiyalangan) usulda suyuq nitrat kislota ishlab chiqarish.

  • Bu usulda ishlovchi kurilma sxemasi 68-rasmda berilgan.

  • Kompressorda 0,4 MPa bosimgacha siqilgan va 2000S gacha qizigan havo kontakt apparatining g`ilofi orqali o`tib qiziydi va aralashtirgichga borib fil'trlangan va qizigan ammiak bilan aralashadi, so`ngra kontakt apparatining o`ziga o`rnatilgan tozalagichdan o`tgib tozalangan, havo-ammiak aralashmasi ikki qavat kattalizator (platinali to`r qavat va uning ostida platinasiz kattalizator kavatlari) orqali o`tadi. Platinali qavatdan o`tgach fil'tirlanib platina zarrachalari ushlab qolinadi. Nitroza gazlari (850-8800S) reaktor ichida o`rnatilgan bug` gazoni orqali o`tadi,keyin suv isitgichdan o`tib o`z issiqligini yana 1800S gacha pasaytiradi.So`ngra havo sovutgichlar orqali o`tib 600S gacha sovuydi va nitroza kislota bilan sug`orilib turuvchi yuvgichga boradi. Yuvgich ostiga yig`ilib qolgan 47 %li nitrat kislota adsorbergayuboriladi. Sovugan nitroza gazlari nitroza kompressorida 1,1-1,2 MPa bosimgacha siqiladi va suv qizdirgich, keyin havo sovutgichi orqali o`tib sovugach adsorbsion kolonnaga kiradi. hosil bo`lgan 60 %li nitrat kislota, puflash kolonnasiga va undan omborxona qavzasiga boradi. Puflash kolonnasidan chiqqan nitroza gazlari yuvgichga kirishdan oldin tsiklga qo`shiladi. CHiqindi gazlar yuqori bosimda ishlovchi qurilmadagidek parchalab yuboriladi. Bunday qurilmalarning maxsuldorligi 3 marta oshadi.

Nitrat kislotani kontsentrlash. Ikki usul bilan amalga oshiriladi:

Nitrat kislotani kontsentrlash. Ikki usul bilan amalga oshiriladi:

1. Suvni tortib oluvchi moddalar yordamida kontsentrlash;

2. Nitrat kislotaning to`g`ri sintezi.

Birinchi usulda nitrat kislotani haydash (distillash) yo`li bilan kontsentrasiyasi oshiriladi. Ammo nitrat kislota suv bilan azeotrop aralashma hosil qilganligi sababli bu usulda amalda 65 %dan yuqori kontsentrasiyali kislota olib bo`lmaydi. SHuning uchun ham suvni tortib oluvchi moddalar: kontsentrlangan sul'fat kislota yoki magniy nitrat tuzi aralashtirib haydash orqali kontsentrlanadi. Ammo bu usulda 1 t. Nitrat kislotani kontsentrlash uchun 3-4 t. H2SO4 sarflanadi.

Umuman bu usul iqtisodiy jihatdan norentabel bo`lib,keyingi yillarda ancha rentabelli usul, nitrat kislotasini to`g`ri sintezlash keng tarqalmoqda.


Kontsentrlangan nitrat kislotasining to`g`ri sinzi.

Kontsentrlangan nitrat kislotasi olishning suyuq kislota olishdan asosiy farqi nitroza gazlaridan suyuq N2O4 ni ajratib olishdir. Atmosfera bosimida olingan nitroza gazlari, foydalanish qozonidan o`tgach tarkibidagi suvni yo`qotish uchun tez suratda sovutiladi.Buning uchun (69-rasm) nitroza gazlari suvli tez sovutgich (1) orqali o`tadi. Undan suvning ko`p qismi 3 %li nitrat kislotaga aylanib tushadi, qolgan qismi esa sovutgichda (2) kondensatlanadi, so`ngra ventilyator (3) (gaz yoki havo haydovchi,shamollatib turuvchi asbob) bilan ichida keramik halqalardan nasadkasi bo`lgan oksidlash oksidlash minorasiga (4) olib beriladi. Unda NO oksidlanib NO2 ga aylanadi (oksidlovchi minorada NO ning NO2 ga oksidlanishi nitroza gazlari tarkibidagi kislorod hisobiga boradi. Reaktsiya past haroratda borishi yuqorida aytilgan), ajralib chiqqan issiqlik minorani sug`orib va aylanib turuvchi 50 %li nitrat kislotasi bilan olinib turiladi. 50 %li nitrat kislota azot oksidlari bilan o`zaro ta'sirga uchramaydi-birikmaydi. Oksidlanmay qolgan NO dookislitel'da (5) 98 %li nitrat kislotasi bilan oksidlanadi.

NO+2HNO3= 3NO2 +H 2O-136,2kJ

hosil bo`lgan NO2 (oksidlanish minorasida va dookislitel'da hosil bo`lgan NO2 birgalikda) sho`roba sovutgichlarda (6)-100S gacha sovutilib ko`p qismi suyuq qolga o`tkaziladi. qolgan ozroq qismi yuttirish minorasida -100C gacha sovutilgan 88 %li nitrat kislotasida eritib olinadi (98 %li nitrat kislota NO2 ni o`ziga yaxshi eritadi va nitrooleumga aylanadi. So`ngra u 75-800S gacha qizdirilsa yana NO2 ni ajratib chiqaradi ) yuttirish minorasidan (8) oqib tushgan nitrooleum, avtoklavda qosil bo`lgan nitrooleum birgalikda oqartiruvchi kolonnaga yuboriladi, binobarinu tashqi tomonda bug` bilan qizdirilib turiladi.

Unda bug`lanib chiqqan azot (IV) va qo`sh oksidlari sovutgichga (10) borib yana azot qo`sh oksidiga aylanadi. Oqargan 98 % li nitrat kislota esa tayyor maxsulot hisoblanadi. Uning bir qismi 5 va 8 minoralarni sug`orish uchun yuboriladi, qolgan qismi omborga olinadi. Azot qo`sh oksidi aralashtirgichga (11) boradi va unga 2,4,5 apparatlaridan oqib tushuvchi 55-60 % li nitrat kislota bilan aralashib avtoklavga (12) keladi.(Avtoklav bu moddalarni yuqori bosimda qizdirish uchun ishlatiladigan germetik qopqoqli apparatdir). Bu maqsadda ishlatiladigan avtoklav qalin devorli po`latdan yasalgan tsilindirsimon apparat bo`lib, balandлiгi 8,5 m., ichinning diametri 1m, ichiga korroziyadan mudofaa qilish uchun alyuminiy qoplangan hamda to`r tarelkalar o`rnatilgan va to`r tarelkalarning mayda teshikchalaridan sekin oqib o`tib pastga tushadi.Avtoklavning tubiga toza kislorod ham yuborilgach, natijada qarama - qarshi oqimda yuqoriga ko`tariluvchi kislorod ishtirokida azot qo`sh oksididan nitrat kislota hosil bo`ladi. 1tHNO3 ishlab chiqarish uchun 0,29 t ammiak, 150m3 kislorod, 0,05g. platina,270 kvt/s elektr energiyasi, 0,6t. bug`, 200m3 suv sarflanadi.CHirchiq, Olmaliq, Farg`ona va Navoiydagi nitrat kislota ishlab chi?arish zavodlari respublikamiz ehtiyojini qondirib kelmoqda.

Atmosfera xavosi filtr (1)dan o‘tgach, ikki bosqichli turbokompressor (2)ga o‘tib, 7,3 atomgacha siqilib, 3 qismga bo‘linadi: Havoning asosiy qismi (taxminan 46 ming м3ғsoat) issiqlik (6)ga borib, u

yerda 470K (200оС)gacha isib, aralashtirgich (13)ga kiradi. Suyuq ammiak omborxonadan bug‘latgich (15)ga yuborilib, u yerda suv bug‘i hisobiga bug‘latiladi. Bug‘li issiqlik almashgich (14)da ammiak bug‘lari ham ishlatilib, aralashtirgich (13)ga beriladi. Aralashtirgich (13)da hosil bo‘lgan va tarkibida 11,5%gacha ammiagi-ammiak havo aralashmasi kontakt apparati (12)ga yuboriladi. Bu kontakt apparati (12)da quyidagi gomogen , amaliy qaytmas va ekzotermik reaksiya ketadi;
4NН3(б)Q5О2(г0=4NО(г)Q6Н2О(б)QQ (1)
Bir texnologik qurilmada bunday kontakt apparatidan ikkita bo‘lib, har birini diametri 2,2metrga tengdir. Kontakt apparati ichida ustma-ust qo‘yilgan 12ta, asosan plastikadan yasalgan, to‘r joylashtirilgan. Harorat 1200К(930оС)atrofida ammiakni to‘la oksidlanish darajasi 96%gacha erishiladi. Hosil bo‘lgan nitroza gazlari shu kontakt apparatining davomi

sifatida uni pastki qismiga joylashtirilgan qozon-foydalangichga yuboriladi. U yerda nitroza gazlari issiqligi xisobiga bosimi 1,7MPa, haroratni 500K bo‘lgan bug‘ olinadi. So‘ngra nitroza gazlari oksidlovchi apparat (11)ga beradi. U yerda azot monooksidi nitroza gazi tarkibidagi kislorod bilan reaksiyaga kirishib, azot dioksi NО2ni hosil qiladi:



2NО(г)2(г)=2NО2(г)QQ (а)
Bu ekzotermik reaksiya hisobiga nitroza gazlari yanada isiydi. Shu munosabat bilan, nitroza gazlarini sovutish maqsadida, nitroza gazlari havoni isitish (6) va sovutgich (7)larga yuboriladi, va ularda 320Kgacha sovutiladi. Bu vaqtda nitroza gazlari tarkibidagi bug‘ning asosiy qismi kondensatsiyalanib, suyuqlikka o‘tadi. Bu vaqtda qisman konsentratsiya 40% bo‘lgan nitrat kislotasi ham xosil bo‘ladi:

3NО2(г)2О(с)=2НNО3(с)QNО(г)QQ (6.)
So‘ng nitroza gazlari separator (8)ga yuboriladi. U yerda hosil bo‘lgan kondensat nitroza gazidan ajratiladi. Azot oksidlari deyarli to‘liq nitrat kislotasiga aylanishiga erishish uchun nitroza gazlari absorbsion minora (9)ning pastki qismiga yuboriladi. Bu minoraning tepa qismidan esa texnologik suv beriladi. Separator (8)dan chiqayotgan kondensat, ya’ni 40%lik nitrat kislota eritmasi absorbsion minora (9)ning o‘rtarog‘ida joylashgan, taxminan 47%li nitrat kislotasi hosil bo‘ladigan liqobga (tarelkaga) yuboriladi. (31.b.) reaksiya geterogen bo‘lgani azot oksidlari bilan suvni uchrashish yuzasini oshirishga erishish uchun absorbsion minora (9) ichida 50ta tursimon liqobga qo‘llanadi. To‘rning diametri 2mm, absorbsion minora diametri 3,2m, balandligi esa 44m ni tashkil etadi. Azot oksidlarining absorbsiyalanish darajasi 99-99,5%ni tashkil etadi. Natijada konsentratsiyasi 56-60% bo‘lgan nitrat kislotasi olinadi. Bu hosil bo‘lgan nitrat kislotasi puflash minorasi (10)ga yuboriladi. U yerda 0,73Mpagacha siqilgan 400K haroratdagi atmosfera havosi bilan puflanib, nitrat kislotasi tarkibidagi oshiqcha fizik absorbsiyalangan NO2gazlari kislota tarkibidan chiqazib tashlanadi. Tozalangan bu nitrat kislotasi omborxonaga, azot oksidlari esa absorbsion minoraning o‘rta qismiga yuboriladi. Absorbsion minoraning tag qismidan ham 400 haroratdagi siqilgan havo berib turiladi, nitroza gazlaridan foydalanish darajasini oshirishga erishish uchun. Reaksiyaga kirishaolmay qolgan nitroza gazlari absorbsion minora (9)dan aralashtirgich (5)ga yuboriladi. U yerda turbokompressor (2)dan kelayotgan sikilgan havoning uchdan bir qismi, so‘ng tabiiy gaz bilan aralashib, reaktor (4)ga yuboriladi. U yerda tabiiy gaz havodagi kislorod bilan ekzotermik reaksiyaga kirishadi:

CН4(г)Q2О2(г)=СО2(г)2О(буғ0Q802 кж (в)
va katta issiqlik ajralib chiqish hisobiga reaktor ichidagi harorat 100K gacha ko‘tariladi. Natijada alyumo-palladiy katalizatorida azot oksidlarini katalitik oksidlash qo‘yidagi reaksiyalari amalga oshadi:

4NО(г)QСН4(г)=2N2(г)QСО2(г)Q2Н2О(буғ)Q443 кж (г)

2NО2(г)QСН4(г)=N2(г)QСО2(г)Q2Н2О(буғ)Q331 кж (д.)
So‘ngra bu zararsizlantirilgan gazlar gazli tarkibida kengaytirilib, 680K haroratda bug‘li qozon (3)ga, u yerdan esa mo‘ri orqali atmosfera havosiga tashlab yuboriladi. Katalitik zararsizlantirilgan bu chiqindi, tashlandiq gaz aralashmasidagi azot monooksidi miqdori juda kichik-0,005% bo‘lib, qurilmaning unumdorligi nitrat kislotasi monogidrati hisobiga kuniga 360tғkun tashkil etadi.

Hozirgi vaqtda Uzbekiston Respublikasining korxonalarida unumdorligi yirik 1100tғkun bo‘lgan, kombinirovanniy, ya’ni qo‘shaloq bosimda, ya’ni ammiakni oksidlash 0,45MPa, azot oksidlari absorbsiyasi 1,1MPa bosimda amalga oshiriladigan AK-72 tipli nitrat kislotasi qurilmalari keng tarqalgandir. Ularda ishlab chikarilayotgan nitrat kislota konsentratsiyasi ham nisbatan yuqori; ya’ni 65%gacha boradi.


KUCHSIZ NITRAT KISLOTASINI QUYULTIRISH.

Halq xujaligining bir qator saholarida va mudoafaa maqsadlarda nitrat kislotasining yuqori quyuqlikdagi eritmasini ishlatish bilan bog‘liqdir. Kuchsiz nitrat kislotasini suvdagi eritmasini bevosita bug‘latish yuli bilan, uning quyuqligini 60-65%gacha yetkazish mumkindir, amaliyotda undan oshirib bo‘lmaydi, chunki u tarkib 68,4% nitrat kislota va 31,6% suvdan iborat aziatron tarkibiga juda yaqindir. Shuning uchun , kuchsiz azot kislotasiga 93-95% sulfat kislota eritmasi (kuporos moyi), magniy nitrat tuzining 72% eritmasi va boshka Uziga suv yutib oluvchi moddalar qo‘shib nitrat kislotani kuchini oshirish mumkindir, chunki sulfat kislotani qaynash harorati nitrat kislotanikiga qaraganda ancha yuqoridir. Agarda nitrat kislota-suv-sulfat kislota aralashmasi 358K(85оС)da qizdirilsa, bug‘ qatlamda nitrat kislota bug‘lari, suyuqlikda esa sulfat kislota va suv aralashmasi, ya’ni sulfat kislotani suvdagi eritmasi qoladi:



НNО3*(Н2О)n2SО4NО3(б)2SО4*(Н2О)n (11)

Nitrat kislotani bunday quyultirish jarayonida, uning bir qismi parchalanib, azot oksidlari hosil qiladi, ular esa sulfat kislota bilan nitrozil sulfat kislotasi NНSО5ni hosil qiladi va uni suv bug‘i bilan parchalab, sulfat kislota va azot oksidlari hosil bo‘ladi:



NSО52О(б)=2Н2SО4QN2О3-Q (2.)

Sanoatda azot kislotasining kuchsiz eritmasini sulfat kislota bilan quyultirish barbotaj tarelkali ustunsimon minoralarda amalga oshirilida. Bu minoraning yuqorisidan chiqayotgan nitrat kislota bug‘lari suvli sovutgichlarida suyultirilib, 98%li nitrat kislotasi olinadi, 68%gacha suyulib qolgan sulfat kislota eritmasi denitratsiya jarayonidan keyin bug‘latilib, 92-93%li sulfat kislota olinadi va u qayta nitrat kislotani quyultirishda yopiq sikl ravishda ishlatiladi va bu jarayonda sulfat kislotani bir ozgina qismi parchalanib, yuqolishi mumkin. Kuchsiz nitsrat kislotani 72%li magniy nitrati bilan quyultirishda sulfat kislota qullashga qaraganda 30-40% kapital chiqimlar, kundalik chiqimlar ham kamayadi va tarkibida sulfat kislota umuman bulmagan nitrat kislota olinadi.




KUCHLI NITRAT KISLOTASINI TO‘G‘RIDAN-TO‘G‘RI SINTEZ KILISH.
Bu jarayon suyuqlantirilgan N2О4(с), Н2О(с) ва тоза О2(г) ishtirokida yuqori 4MPa bosimda 330-350K haroratda quyidagi reaksiyaga asoslangandir:

2N2О4(с)Q2Н2О(с)2(г)=4НNО3(с)Q78,8 кж (3)

Bu yerda ketadigan bir qancha oraliq reaksiyalardan biri:



2NО(г)2(г)=2NО2(г=N2О4(с)Q202,7 кж (4)
Ma’lumki, NOni NО2 oksidlanish tezligi, hosil bulayotgan NО2ni suv bilan yutilish reaksiyasi tezligidan ancha pastdir. Shuning uchun, jarayonni 4MPaga bosim ostida olib borilsa, NOni oksidlanish tezligi oshadi. Ammo to‘g‘ridan-to‘gri sintez jarayonida bosimni qo‘llash, haroratni oshirishni ham talab qiladi, chunki bu vaqtda N2О4(с)ni parchalanib, NО2ni oshishga olib keladi:

N2О4(с)=2NО2(эритма)-56,9 кж (5)
Bu esa NО2ni suv bilan yutilib, НNО3ni hosil qilishini oshiradi. (31.3.) reaksiyani yaxshi ketishini ta’minlash uchun N2О4ni miqdori qo‘proq bo‘lishni talab qilinadi, natijada 98-99%li nitrat kislotasi eritmasi olinadi.

To‘g‘ridan-to‘g‘ri kuchli azot kislotasi olish texnologik tizim bir biridan asosan suyultirilgan N2O4ning qanday va nimadan olingani bilan farq qiladi; ya’ni :

1) Ammiakni oksidlab olingan NOni yana oksidlab olinganmi yoki

2) Nitrat tuzlarini inversiyasi natijasida chiqadigan gazlardan olinganmi.


Ishlatilishi.

Nitrat kislotasi ahamiyati va ishlatish sohasining kengligi bo`yicha boshqa anorganik kislotalar orsida faqat sul'fat kislotadan keyingi ikkinchi o`rinda turadi. Juda ko`p sohalarda ishlatiladi. Dunyoda ishlab chiqariladigan nitrat kislotaning 75 %i azotli o`g`itlar ishlab chiqarishda, 15 %i portlovchi moddalar olishda, organik bo`yoqlar, 10%i boshqa narsalar: organik reaktivlar, nitrolaklar, plastmassalar, kinoplyonkalar, sun`iy tolalar va boshqa organik moddalar ishlab chiqarishda ishlatiladi. Yana u doрi-darmonlar olishda oksidlovchi sifatida, suratxonalarda, nitrozali usulda sul'fat kislota va boshqa ko`pginа mahsulotlar ishlab chiqarishda ishlatiladi.

Nitrat kislotaning ishlatilishi uning oksidlanish va nitrolash xossalariga asoslanadi.nitrat kislotadan dori darmonlar olishda , oksidlovchi sifatida,suratxonalarda,nitrozali usulda sulfat kislota va boshqa ko`pina maxsulotlar ishlab chiqarishda ham ishlatiladi.Ko`pgina organik moddalar shu jumladan odam va hayvon to`qimalari hsm nitrat kislota tasirida yemiriladi.,bazi birlari esa konsentrlangan nitrat kislota tasirida yonib ketishi mumkin.nitrat kislota va uning birikmalari o`ta zaharlidir.

Nitrat kislotaning tabiatda tarqalgan eng muhim birikmalari

NaNO3-chili selitrasi yoki natriyli selitra

Na2CO3+NO2=NaNO3+NaNO2+CO2

KNO3-Hind selitrasi. Yoki kaliyli selitra.

KCl+NaNO3=KNO3+NaCl

NH4NO3-Amiakli selitra.

NH3+HNO3=NH4NO3

Ammoniy nitrat issiqlik tasirida parchalanganda ham katta hajmda gazlar ajralib chiqadi.Shu sababli bu tuz ham ammonal nomli portlovchi aralashma tarkibiga kiradi.ammonal tarkibida 72% ammoniy nitrat,25% alumeniy nitrat kukuni,3 % ko`mir bo`ladi.

Ammoniy nitrat issiqlik tasirida parchalanganda ham katta hajmda gazlar ajralib chiqadi.Shu sababli bu tuz ham ammonal nomli portlovchi aralashma tarkibiga kiradi.ammonal tarkibida 72% ammoniy nitrat,25% alumeniy nitrat kukuni,3 % ko`mir bo`ladi.

Ca(NO3)2-Kalsiyli selitra



Bu azotli o`g`it sifatida ham ishlatiladi.Bu o`g`itga 5% ammoniy gidroksid qo`shish yo`li bilan uning sifatini ancha yaxshilash mumkin.
Download 93.5 Kb.

Do'stlaringiz bilan baham:




Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2020
ma'muriyatiga murojaat qiling