liverucertified

• Оксид Азота
• Ракетное Топливо

4.1.2 Окисление оксида азота (II) Нитрозные газы, полученные при окислении аммиака, содержат оксид азота(II), азот, кислород и пары воды. При переработке нитрозных газов в азотную кислоту необходимо окислить оксид азота(II) до диоксида. Реакция окисления обратима, 2NO + O 2  2NO 2 + 124 кДж протекает с уменьшением объема и сопровождается выделе­нием теплоты. Следовательно, в соответствии с принципом Ле Шателье, снижение температуры и повышение давления способствуют смеще­нию равновесия реакции вправо, т.

Диоксид азота (NO2)-одно из существующих соединений азота. Молекула диоксида азота имеет угловое строение, угол равен 135° 4’. Группа: АЗОТ И ЕГО СОЕДИНЕНИЯ Вещество: Двуокись азота Формула: NO2 Молекулярный вес: 9.999 Описание: Встречается при использовании конц, азотной кислоты (например, при.

Уже несколько лет мы используем эту штуку, обозначаемую как NO (оксид азота) или 'донаторы азота'. Не претендуя на научность, попробую слегка. Одно описание как принимать, сколько принимать и в какой последовательности уже несколько отталкивает. Если вы не топовый профессиональный. Оксиды азота занимают второе место после диоксида серы по вкладу в увеличение кислотности осадков.

В сторону образования NO 2. Ниже приведены значения константы равновесия реакции окисления для различных температур. T, °С 20 100 200 300 500 900 K p 1.2410 13 1.8210 7 7.4110 3 45.5 8.510 -2 1.5110 -4 Из которых видно, что при температурах до 100 °С равновесие реакции практически полностью сдвинуто в сторону образования NO 2.

При более высокой температуре равновесие смещается в левую сторону и при температуре выше 700 °С образования диоксида азота практичес­ки не происходит. В связи с этим в горячих нитрозных газах, выходя­щих из контактного аппарата, NO 2 отсутствует, и для его получения газовую смесь необходимо охладить до температуры ниже 100 °С.

Как видно из уравнения для константы равновесия при повышении парциального давления кислорода парциальное давление оксида азота(IV) также увеличится так как от общего давления константа равновесия зависит очень мало. Окисление оксида азота(II) – самая медленная стадия производ­ства азотной кислоты. Скорость реакции окисления, определяющую скорость всего процесса, можно выразить следующим образом: Онa сильно зависит от концентрации реагентов, давления и темпера­туры. Применение в производстве азотной кислоты воздуха, обога­щенного кислородом, или чистого кислорода позволяет получать нитрозные газы с повышенным содержанием оксида азота(II) и увели­чить скорость окисления NO в NO 2. Реакция окисления NO в NO 2 ускоряется при понижении температуры, а с повышением температуры замедляется почти до полного прекращения.

Для объяснения этого явления предложено несколько гипотез, одна из которых, наиболее признанная, заключается в том, что окисление NO в NО 2 идет через образование промежуточного продукта – димера оксида азота(II): 2NO  (NO) 2 + Q O 2 + (NO) 2  2NO 2 + Q Образование димера оксида азота – процесс обратимый, протекаю­щий с выделением теплоты. Следовательно, повышение температуры вызовет смещение равновесия этой реакции в левую сторону.

При этом константа равновесия будет уменьшаться и равновесная концентра­ция димера в газовой смеси будет понижаться. Скорость дальнейшего окисления димера в диоксид зависит от концентрации димера Таким образом, уменьшение скорости окисления оксида азота в диоксид с повышением температуры можно объяснить сильным снижением концентрации димера. В установках, работающих под атмосферным давлением, окисляют оксид азота примерно на 92%, а оставшийся NO поглощают (совместно с NO 2) щелочью, так как для окисления понадобилось бы много време­ни и соответственно большие объемы аппаратуры. Обычно переработку нитрозных газов в разбавленную кислоту проводят при температурах 10–50 °С, при которых часть диоксида азота полимеризуется в N 2O 4: 2NO 2  N 2O 4 + 57 кДж Зависимость степени полимеризации NO 2 от температуры характе­ризуется следующими данными: Температура, °С 200 100 70 30 0 -20 Степень поли-, меризации% 0.7 2.5 38 77.8 89 92 Скорость полимеризации NO 2 очень высока, поэтому в любой мо­мент времени числовое значение отношения NO 2:N 2O 4 определяет­ся условиями равновесия, которое устанавливается практически мгно­венно.

Так как реакция протекает с уменьшением объема, то увеличе­ние давления способствует образованию N 2O 4. Нитрозные газы, поступающие на абсорбцию, содержат NO 2. N 2O 4, NO, N 2O, N 2, N 2O 3 пары воды. 4.1.3 Абсорбция диоксида азота Все оксиды азота, за исключением NO, взаимодействуют с водой с образованием азотной кислоты. Поглоще­ние оксидов азота водой связано с растворением в ней NO 2, N 2O 4, N 2O 3 и с образованием азотной и азотистой кислот. Азотистая кислота яв­ляется малоустойчивым соединением и распадается на азотную кисло­ту, оксид азота(II) и воду. Абсорбция протекает по схеме 2NO 2 + H 2O  HNO 3 + HNO 2 + 116 кДж (7) 3HNO 2  HNO 3 + 2NO + H 2O – 76 кДж (8) Суммарно взаимодействие NO 2 с водой можно представить уравне­нием реакции 3NO 2 + H 2O  2HNO 3 + NO + 136 кДж (9) которое является исходным для всех расчетов процесса абсорбции.

Из него следует, что из 3 моль NO 2 образуется 2 моль НNO 3 и 1 моль NO, который снова окисляется до NO 2: 2NO + O 2  2NO 2 (10) Механизм образования разбавленной азотной кислоты можно пред­ставить следующим образом. В газовой фазе NO 2 и N 2O 4 постоянно находятся в состоянии химического равновесия и их перенос на поверхность соприкасающихся фаз совершается в соответствии с за­конами молекулярной диффузии газов. В пограничном слое газ – жидкость происходит переход NO 2 в жидкую фазу. 7х7. Затем после раст­ворения NO 2 происходит химическая реакция (7), которая по сравнению с процессом диффузии протекает относительно быстро. Далее в жидкой фазе происхо­дит сравнительно медленное разло­жение азотистой кислоты по реак­ции (8). Образующийся NO час­тично окисляется в растворе кис­лородом, но его большая часть взаимодействует с кислородом уже в газовой фазе по реакции (10). Одновременно с абсорбцией и про­теканием химических реакции в растворе в газовой фазе частично происходят те же реакции, приводящие к образованию азотной кислоты.

Медленным процессом, определяющим скорость поглощения оксидов азота, является диффузия их в жидкую фазу. При взаимодействии паров воды и диоксида азота в газовой фазе происходит образование кислотного тумана, вследствие этого создается дополнительное сопротивления при поглощении оксидов азота. Степень поглощения диоксида азота водными растворами азотной кислоты определяется такими факторами, как температура, давление, концентрация кислоты. Ritmix fmt a900.

При понижении температуры и концентрации кислоты и повышении давления степень превращения диоксида азота растет. При концентрации азотной кислоты выше 65% поглощение почти прекращается.

Концентрация получаемой азот­ной кислоты определяется условиями равновесия NO 2 над кислотой. Следует отметить, что степень окис­ления NO в NO 2 зависит от свободно­го объема, а количество поглощаемых оксидов азота – от поверхности сопри­косновения газа с жидкостью. Поэтому одно из основных требований, предъя­вляемое к абсорбционной аппарату­ре, – создание максимального свобод­ного объема при одновременно сильно развитой поверхности поглощения. В промышленности используют раз­личные типы абсорбционных колонн с колпачковыми тарелками, с ситчатыми тарелками, переливными стаканами и др. 4.2.Обоснование предлагаемой технологии. Сырьем служит недорогой и легко доступный синтетический аммиак, который при оптимально подобранных параметрах практически весь идет на получение монооксида азота; реакция протекает необратимо и быстро и не требует рециклов. Применение повышенного давления способствует уменьшению размеров аппаратов и увеличению производительности, но при этом увеличивается температура и количество сеток катализатора.

Для обеспечения выхода оксида азота более 98% при давлениях 0,41 – 0,71 МПа необходима температура выше 950 0С, зато время контактирования становится менее 1,110 -4 с, а скорость газа более 160 л/мин. Вообще, повышение температуры способствует увеличению выхода, но это приводит к большим прямым потерям дорогостоящего катализатора. Поскольку окисление оксида азота (II) протекает при низких температурах смесь охлаждается водой, которая, превращаясь в пар, идет на технологические нужды, а это экономически выгодно. Абсорбция диоксида азота происходит в колонне очищенной водой, причем степень абсорбции достигает 99%, а содержание оксидов азота в выхлопных газах до 0,11%. 4.3.Обоснование выбора технологических параметров Аммиачно-воздушная смесь, подаваемая в контактный аппарат, не должна содержать более 10%, иначе катализатор не будет полностью покрыт кислородом и начнется окисление аммиака до азота. Хотя максимально возможной концентрацией аммиака, при которой достигается высокий выход, является 11,0 – 11,5%, используется более низкая, поскольку скорость газа велика и необходим запас на случай проскока.

Оксид Азота

Конверсия протекает при температурах 870 – 900 0С и давление 0,716 МПа. Эти параметры были подобраны на основе экономических показателей, т.к. Повышение температуры увеличивает как выход, так и прямые потери платинового катализатора. Реакцию окисления NO в NO 2 начинают проводить при температуре 170 0С, достаточной для обеспечения хорошего выхода и скорости.

За счет теплоты реакции происходит разогрев до 300 0С. Степень окисления составляет около 85%. Абсорбцию диоксида азота ведут при температуре 35 – 40 0С, поскольку это способствует смещению равновесия вправо, концентрация кислоты на выходе достигает 55-58%. 4.4.Функциональная схема получения азотной кислоты.

Подготовка сырья Очистка Воздух Сжатие Нагрев Аммиак Очистка Нагрев HNO 3 (58%) Окисление NO Синтез Образование HNO 3 Охлаждение Химическое превращение Подготовка нитрозных газов Химическое превращение Выхлопные газы Очистка выхл. Газов Очистка отходов производства 5.Описание технологической схемы процесса В 1960-ых годах разработан агрегат по производству азотной кислоты мощностью 120 тыс. Т/год под давлением 0,716 МПа с использованием высокотемпературной каталитической очистки выхлопных газов, выпускающий продукцию в виде 53–58%-ной HNO 3.

Ракетное Топливо

Технологическая схема этого производства в упрощенном варианте представлена на рисунке 5.