Азот қышқылы

Жоспар
Кіріспе

1. Азот қышқылын аммиактан өндіру сатылары.

2. Аммиактың катализатор қатысуымен тотығу әдісі.

3. Азот қышқылын өндірудің принцпиалдық схемасы.

4. Азот қышқылын концентрлеу.

Азот қышқылын аммиактан алудың негізін салушы инженер И.И Андреев 1914 жылы Донбаста көмір кокстегенде шығатын аммиакты тотықтырып азот қышқылын алуға болатындығын дәлелдеп, 1917 жылы Донецскіде бірінші зауыт салды.
Синтетикалық жолмен алынатын аммиактың 35% азот қышқылын алуға кетеді. Өндірісте негізінен сұйытылған азот қышқылы алынады.
Азот қышқылын аммиактан өндіру мына сатылармен жүреді:
1. Амиакты катализатор қатысуымен азот оксидіне дейін тотықтыру
4NH3 + 5O2 - 4NO +6H2O+907кДж (а)
2. Азот оксидін оның қос тотығына дейін тотықтыру
2NO +O2 - 2NO2 +112кДж (б)
3. Азоттың қос тотығының сумен адсорбциялануы.
NO2 +H2O- 2HNO3 +NO +136 кДж (в)
Бөлінген азот оксиді қос тотыққа дейін тотығып қайтадан абсорбцияланады.

Пән: Химия
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 7 бет
Таңдаулыға:

Жоспары

1. Азот қышқылын аммиактан өндіру сатылары.

2. Аммиактың катализатор қатысуымен тотығу әдісі.

3. Азот қышқылын өндірудің принцпиалдық схемасы.

4. Азот қышқылын концентрлеу.

Азот қышқылын аммиактан алудың негізін салушы инженер И.И
Андреев 1914 жылы Донбаста көмір кокстегенде шығатын аммиакты тотықтырып
азот қышқылын алуға болатындығын дәлелдеп, 1917 жылы Донецскіде бірінші
зауыт салды.

Синтетикалық жолмен алынатын аммиактың 35% азот қышқылын алуға кетеді.
Өндірісте негізінен сұйытылған азот қышқылы алынады.

Азот қышқылын аммиактан өндіру мына сатылармен жүреді:

1. Амиакты катализатор қатысуымен азот оксидіне дейін тотықтыру

4NH3 + 5O2 - 4NO +6H2O+907кДж (а)

2. Азот оксидін оның қос тотығына дейін тотықтыру

2NO +O2 - 2NO2 +112кДж (б)

3. Азоттың қос тотығының сумен адсорбциялануы.

NO2 +H2O- 2HNO3 +NO +136 кДж (в)

Бөлінген азот оксиді қос тотыққа дейін тотығып қайтадан абсорбцияланады.

Аммиактың катализатор қатысуымен тотығу әдісі:

Бұл экзотермиялық процесс. Реакцияның жүру жағдайында байланысты аммиак
пен оттегінің арасында мынандай реакциялар жүреді.

4NH3+5O2=4NO +6H2 O+907кДж

4NH3+4O2=2N2O+6H2O+1105кДж

4NH3+3O2=2N2+H2O+1270кДж

Бұл реакциялар іс жүзінде қайтымсыз реакциялар, сондықтан процестің бағыты
реакция жылдамдықтарының қатынасымен анықталады.

Катализаторсыз аммиактың тотығуы элементарлық азоттың түзілуімен үшінші
реакция бойынша жүреді. Бұл рекция ең көп жылу бөліп жүретіндіктен осы үш
реакцияның ішіндегі термодинаикалық тұрақтысы болып табылады. Бұл
реакцияның тепе-теңдік тұрақтысы да үлкен санмен өрнектеледі. 9000С
еспетелген ( Ктепе-теңдік ) тепе-теңдік тұрақтысы.

P4NO P6H2O

(1) Ктепе-теңдік = ??????????

P4NH3 P5O

P2NO P6H2O

(2) Ктепе-теңдік = ????????????

P4NH3 P4O2

P2N2 P6H2O

(3) Ктепе-теңдік = ??????Z??

P4NH3 P3O2

Азот қышқылын өндіру үшін аммиактың толық тотығуын қамтамасыз ету
керек. Яғни бірінші реакцияны толық жүргізу керек. Сондықтан осы реакцияны
таңдамалы турде жылдамдату үшін катализатор қолданады.Катализатор ретінде
көбіне платина және оның платина тобындағы металлдармен қортпасын
қолданады. Сонымен қатар темір және никелдің тотығын Mn және Co
тотықтарымен қосып қолданады. Аммиакты бірінші реакция бойынша
тотықтырудың ең активті катализаторлары болып платина және оның қортпалары
саналады. Бұл катализаторлар көп уақыт бойы активтілігін жоғалтпайды,
тұрақты және механ икалық төзімді. Сондықтан азот қышқылын өндіретін
көптеген зауытттар платина катализаторын қолданады. Аммиактың контакталық
тотығу процесінің бірінші стадиясы катализатордың бетінде оттегінің
активтік адсорбциясынан басталады. Бұл уақытта аралық қосылыс түзіліп, ол
әрі қарай комплекс түзіп адсорбцияланады, одан кейін катализатордан босап
NO мен Н2О түзіп

4NH3+5O2- 4NO +6H2O +907 кДж

Pt - бетінде аммиактың тотығу схемасы. (толық сызық бұрынғы байланыс,
пунктир- жаңадан пайда болған байланыс)

Таза платина(Pt) жоғары температурада тез бұзылады.
(разрушается),сондықтан платинаның Ph–мен қортпасы қолданылады. Ph
платинадан да қымбат болғандықтан оның мөлшерін 5-10% тен асырмайды.
Платинаға Ph-ді қосу оның төзімділігімен бірге активтілігінде арттырады.

Pt-Ph
Ph 96,1 98,3 99,3 99,0

Сонымен катализатор ретінде 4 платина(Pt) және 3 паладии (Ph)
араластырылған платинаның жіңішке (0,04-0,09мм) тоқылған ( 1см2 ауада 1000-
3500 түйін бар) қолданады. Контакт аппаратында пакет түрінде орналасады,
аммиак тотығу процесі атмосфералық қысымда жүрсе пакеттегі тор саны 3-4,
ал қысым 0,7-0,9 МПа болса тор саны 16-20 болады.

Атмосфера қысымында аммиак тотыққанда әрбір тонна азот қышқылы
өндірілгенде 0,04-0,06г платина ұсақ күйінде шығын болады., ал жоғары
қысымда платина шығыны 10 есе артады. Осы шығын азот қышқылының өзінді
құнын жоғарлатады.Өндіріс жағдайында аммиактың тотығуы өте аз мезгілде
аяқталады. (1-2 10-4 сек ) Уақыт созылған сайын азот оксидінің бірінші
реакция бойынша шығыны азаяады. Сондықтанда катализатор мен газдың
жанасуын қамтамасыз ету үшін ктализаторды бірінің үстіне бірін салған
сетка түрінде дайындайды.

Аммиактың тотығу процесіне катализатордан басқа температура, қысым және
қоспаның құрамыда әсер етеді.

Темпертаура жоғарылаған сайын реакция жылдамдығымен қатар аммиактың
қоспадағы диффузиялық коэффициетіде артады. Бірақ температура 8500С–тан
асып кетсе, азот оксидінің шығымы төмендеп, үшінші реакция бойынша азот
шығымы артады. Осы себептен платина катализаторында аммиактың тотығу
процесін атмосфералық қысымда 800-8500С температурада жоғарлау қысымда
9000С –та жүргізеді. Осы температурад жанасу уақыты тым аз болғандықтан
жанама реакциялар жүрмейді.

Активтілігі төмен металл оксидтерін қолданғанда жанасу уақыты он есе өсіп,
платина катализаторымен салыстырғанда, оптимал температуаға 700-7500С
дейін төмендейді.

Қысым аммиактың тотығу процесін жылдамдатады, өйткені реакция көлеміндегі
реакцияласушы ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.