Виробництво азотної кислоти
Вступ
Тема контрольної роботи «Виробництво азотної кислоти» з дисципліни «Технологія основного неорганічного синтезу».
Дисципліна «Технологія основного неорганічного синтезу» вивчається в з метою засвоєння основних теоретичних основ технологій і методів одержання продуктів основного неорганічного синтезу.
Вивчення даної дисципліни ґрунтується на знаннях, одержаних при вивченні таких дисциплін: «Загальна і неорганічна хімія», «Фізична хімія», «Фізика», «Вища математика», «Теоретичні основи технології неорганічних речовин», «Кінетика і каталіз», «Процеси та апарати хімічної технології», «Основи наукових досліджень і наукова інформація» та інших.
Задачею вивчення курсу являється засвоєння фізико-хімічних основ промислових процесів та їх апаратурного оформлення, вивчення технологічних схем промислових виробництв звязаного азоту, вміння виконувати технологічні розрахунки.
Мета роботи - ознайомлення з теоретичними питаннями повязаними з виробництвом азотної кислоти та вирішення практичних завдань.
Азотну кислоту одержують окислюванням аміаку повітрям з наступною переробкою окислів азоту.
Перша стадія процесу - окислювання аміаку - описується рівнянням реакції:
4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O + 905,8 кДж/моль (1)
Одночасно з основною реакцією протікають побічні реакції, що приводять до дефіксації азоту й виражаються сумарним рівнянням:
4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O + 1266,96 кДж/моль (2)
При охолодженні нітрозного газу окис азоту окисляється киснем до двоокису:
2NО + O2 = 2NO2 + 112,4 кДж/моль (3)
При цьому протікає також реакція:
2NО2 + NО = N2O3 (4)
Всі вищі окисли азоту реагують із водою з утворенням азотної й азотистої кислот:
2NO2 + H2O = HNO3 + HNO2 + 115,9 кДж/моль (5)
N2O4 + H2O = HNO3 + HNO2 + 59,06 кДж/моль (6)
N2O3 + H2O = HNO2 + 55,6 кДж/моль (7)
Малостійка азотиста кислота розпадається на азотну кислоту й окис азоту:
3HNO2 = HNO3 + 2NO + H2O - 75,7 кДж/моль (8)
Сумарне балансове рівняння виробництва азотної кислоти з аміаку має вигляд:
NH3 + 2O2 = НNО3 + H2O + 420,5 кДж/моль (9)