ИТС 33-2017 Производство специальных неорганических химикатов

     2.1.1 Концентрирование азотной кислоты методом прямого синтеза

Получение концентрированной азотной кислоты методом прямого синтеза основано на взаимодействии жидкого тетроксида азота с водой и кислородом при высоких давлениях и повышенных температурах.

Для реализации этого процесса необходимо максимально увеличить скорость окисления NO. С этой целью в качестве окислителя используют чистый кислород, а процесс проводят при давлениях 4-5 МПа. В этих условиях лимитирующей стадией процесса становится не скорость окисления NO, а скорость разложения азотистой кислоты. Для ускорения этой реакции необходимо повысить температуру до 70°С-80°С. Кроме того, для смещения равновесия реакции вправо и увеличения скорости суммарного процесса необходим большой избыток в исходной смеси по сравнению со стехиометрическим количеством. В этих условиях возможно получение азотной кислоты с концентрацией 98%-99% при достаточно высокой скорости.

Таким образом, для получения концентрированной азотной кислоты необходимо выделить чистый тетроксид азота из нитрозных газов, получаемых при контактном окислении аммиака.

Производство концентрированной азотной кислоты методом прямого синтеза состоит из следующих стадий:

1) окисление аммиака воздухом под атмосферным давлением;

2) охлаждение нитрозных газов в скоростных холодильниках с выделением избыточного водяного пара;

3) окисление NO кислородом, содержащимся в нитрозных газах;

4) доокисление NO концентрированной азотной кислотой:

;

5) абсорбция из нитрозных газов концентрированной азотной кислотой с образованием нитроолеума:

;

6) десорбция из нитроолеума;

7) конденсация при охлаждении;

8) смешение жидкого с разбавленными растворами , образующимися на различных стадиях процесса при массовом соотношении , равном 6,2-7,5;

9) взаимодействие с водой и кислородом в автоклаве при давлении 4-5 МПа и температуре 70°С-80°С с образованием нитроолеума:

;

10) отбелка нитроолеума в отбелочной колонне путем нагревания до 80°С с образованием 100%-ной азотной кислоты.