Производство азотной кислоты

Сырьем для получения азотной кислоты служат аммиак и воздух. Технологический процесс состоит из двух основных стадий: 1- окисление аммиака; 2- переработка нитрозных газов (абсорбция).

На первую стадию поступает смесь аммиака и воздуха (аммиачно-воздушная смесь – АВС), компоненты которой предварительно очищают и нагревают. В контактном аппарате протекает ряд реакций, из которых основными являются: 4NH3 + 5O2  4NO + 6Н2О, (1) 4NH3 + 3O2  2N2 + 6H2O. (2)

Реакция (1) является целевой, а (2) – побочной. Оксид азота (II) окисляется до оксида азота (IV): 2NO + O2  2NO2. (3) Полученные нитрозные газы направляют в абсорбционную колонну (стадия абсорбции), туда же подают воду и воздух. Химические процессы, протекающие в абсорбционной колонне, могут быть описаны следующим суммарным уравнением:

2NO + 1,5O2 + H2O = 2HNO3. (4)

Отходящие из колонны газы содержат небольшое количество оксидов азота и направляются на очистку в реактор каталитического восстановления. Процесс может быть описан суммарным уравнением: CH4 + 2NO = CO2 + N2 + 2H2O. (5)

В результате выхлопные газы состоят из азота, оксида углерода (IV), кислорода и паров воды. Суммарная реакция образования азотной кислоты выражается уравнением: NH3 + 2O2 → HNO3 + H2O (6)

Принцип наилучшего использования сырья Затраты на сырье являются одной из главных составляющих себестоимости химических продуктов. В среднем они составляют около 50 % себестоимости произведенных продуктов. Надо отметить, что многие виды сырья (руды, природный газ, нефть и др.) – невозобновляемы. Имеет место тенденция к истощению запасов сырьевых ресурсов, возникает необходимость в переработке бедных по содержанию ценных компонентов руд. Места добычи полезных ископаемых смещаются в труднодоступные районы. С экологической точки зрения, если сырье не превращается в целевые продукты, оно превращается в отходы, которые, так или иначе, попадают в окружающую среду. Существуют конкретные приемы, с помощью которых можно реализовать этот принцип.