Nitric acid sa industriya: teknolohiya, mga lakang, mga bahin

Ang nitrik acid usa sa mga labing popular nga matang sa mga hilaw nga materyales sa industriya. Ang pagprodyus mahimo nga mahimo pinaagi sa nagkalainlain nga pamaagi, depende sa matang sa asin diin ang asido ipadala ngadto sa kustomer. Unsa ang diwa sa mga may kalabutan nga mga teknolohiya? Giunsa kini kalabotan sa matang sa nitrik acid nga gihimo sa pabrika?

Industrial nga produksyon sa nitric acid: kasaysayan sa pagpalambo sa teknolohiya

Una sa tanan, mapuslanon kini nga magtuon sa mga kamatuoran sa kasaysayan kung giunsa nga ang produksyon sa nitric acid sa Russia naugmad. Sa lokal nga industriya, ang pagpagawas niini nga substansiya, kon imong sundon ang mga kasayuran nga impormasyon, gisugdan ubos ni Peter I. Human niini, gisugyot sa MV Lomonosov ang usa ka pamaagi alang sa paghimo sa nitric acid gikan sa asin - kini nga substansiya sa pagkatinuod, hangtud sa sinugdanan sa ika-20 nga siglo, naghunahuna nga ang nag-unang hilaw nga materyal alang sa pagpagawas sa substansiya nga gihangyo.

Uban sa nitrate, ang produksyon sa nitric acid sa industriya gipatuman gamit ang sulfuric acid. Ang duha ka mga butang nga gi-konsiderar, nakigkomunikar sa usa'g usa, nag-umol sa nitric acid ug sulfuric sodium oxide. Ang kapuslanan sa kini nga pamaagi mao ang posibilidad sa pagkuha sa nitric acid sa usa ka konsentrasyon sa han-ay sa 96-98% (basta ang mga hilaw nga materyales sa gikinahanglan nga kalidad gigamit).

Ang tukma nga teknolohiya aktibo nga naugmad - pabor sa pagdugang sa pagpadali sa pagproseso sa mga hilaw nga materyales ug pagsiguro sa pagpagawas sa usa ka mas dako nga gidaghanon sa produkto. Apan sa hinay-hinay kini naghatag sa dalan sa konsepto nga ang produksyon sa nitric acid gipatuman pinaagi sa pagkontak sa oksihenasyon sa ammonia.

Dugang pa, usa ka pamaagi ang naimbento kung diin ang nitrogen oxide, nga nakuha sa arc oxidation sa katugbang nga gas gikan sa atmospera, gigamit isip pangunang hilaw nga materyales alang sa produksyon sa acid. Ang punto sa panglantaw sumala sa kung asa ang unang pamaagi nga labi ka mabungahon sa ekonomiya kaylap.

Uban sa pagpalambo sa teknolohikal nga mga pamaagi sa paggama sa nitric acid, usa ka pamaagi ang naugmad diin ang labing labing kapilian nga opsyon sa produksyon alang sa may kalabutan nga substansiya mao ang paggamit sa usa ka industriya nga imprastruktura nga naglihok ubos sa gipataas nga presyon. Ang alternatibo niini - ang produksyon sa acid sa presyur sa atmospera, nga giisip nga dili kaayo gasto, gikan sa panglantaw sa ekonomiya.

Ang pagpagawas sa substansiya sa normal o gipataas nga presyur nagpasabut nga ang produksyon sa nitrik acid gikan sa ammonia. Adunay usab usa ka hiniusa nga pamaagi nga naghiusa sa mga kaayohan sa laing duha. Ang mga kinaiya sa produksyon sa nitric acid pinaagi sa gitapo nga pamaagi mao ang, una, sa oksihenasyon sa ammonia sa presyur sa atmospera, ug ang katumanan sa pagsuyop niini sa taas nga lebel.

Giisip karon ang ammonia nga nag-unang hilaw nga materyales alang sa pagpagawas sa substansiya sa pangutana, duyog sa hangin ug hangin sa atmospera. Atong tun-an ang mga detalye sa ilang paggamit sa produksyon sa acid sa mas detalyado.

Raw nga materyal alang sa produksyon sa nitric acid

Busa, ang mga nag-unang hilaw nga materyales nga gigamit sa pagprodyus sa substansiya nga gihangyo mao ang ammonia, hangin, ug tubig.

Kini nagkinahanglan sa paggamit sa ammonia sa usa ka putli nga porma. Alang niini nga katuyoan, giputli kini sa usa ka espesyal nga mga ekipo ug distilasyon nga mga ekipo sulod sa lainlaing mga siklo sa produksyon. Sa samang paagi, sa paghimo sa nitric acid, ang putli nga hangin kinahanglan gamiton. Gisala usab kini gamit ang mga espesyal nga ekipo. Sa baylo, ang tubig, nga gigamit sa paggama sa nitric acid, gilimpyohan sa mga hugaw ug mga salts. Sa daghan nga mga kaso, ang lunsay nga condensate kinahanglan gamiton aron sa pagprodyus sa substansiya sa pangutana.

Atong tun-an kung diin nga matang ang butang nga gihisgotan mahimong girepresentar, ingon man kung giunsa ang matag matang sa nitrik acid nga gihimo.

Mga matang sa nitric acid ug ang mga nag-unang hugna sa produksyon niini

Adunay 2 klase nga nitric acid, nga giprodyus sa modernong mga negosyo sa industriya - lasaw ug gikonsentrahan. Ang produksyon sa dilute nitric acid gihimo sa tulo ka mga yugto:

• Ang pagkakabig sa ammonia (ang katapusan nga produkto mao ang nitrogen oxide);
• Pag-produce sa nitrogen dioxide ;
• Ang pagsuyop sa nitrogen oxides pinaagi sa paggamit sa tubig.

Sa modernong mga tanum sa industriya, ang pagpagawas sa dilute nitric acid komon sa gambalay sa gitawag nga AK-72 scheme. Apan adunay siyempre, ang ubang mga teknolohiya alang sa pagpagawas sa maong substansiya.

Sa baylo, ang produksyon sa puro nga nitrik acid mahimo nga makab-ot pinaagi sa pagdugang sa lebel sa katumbas nga substansiya sa dilute nga porma o pinaagi sa direkta nga pag-synthesis. Ang unang pamaagi, ingon nga usa ka lagda, nagtugot sa usa nga makakuha og usa ka acid nga solusyon sa usa ka konsentrasyon sa han-ay sa 68%, nga dili igo alang sa paggamit sa substansiya sa pangutana sa daghang mga dapit. Busa, ang pamaagi sa direktang pag-synthesis, nga nagtugot sa pagkuha sa usa ka substansiya sa konsentrasyon sa han-ay sa 97-98%, komon usab.

Atong hisgotan ang mas detalyado kung giunsa ang nitrik acid nga gihimo sa usa o lain nga matang. Labaw sa nakita nga ang pagpagawas sa lasaw nga butang mahimong ipatuman sumala sa pamaagi AK-72. Magtuon kita alang sa sinugdanan sa pagkasulti niini.

Ang produksyon sa lasaw nga acid gamit ang AK-72 nga teknolohiya

Ang pamaagi nga gi-konsiderar, diin ang nitrik acid ang nahimo, naglakip sa paggamit sa usa ka sirado nga siklo, inubanan sa:

• Pagkakabig sa ammonia;
• Ang pagpabugnaw sa nag-upod nga mga gas sa usa ka presyur sa han-ay sa 0.42-0.47 MPa:
• Pinaagi sa pagsuyop sa oxides ubos sa usa ka presyon sa han-ay sa 1.1-1.26 MPa.

Ang katapusan nga produkto sa laraw AK-72 mao ang nitric acid sa konsentrasyon nga mga 60%. Ang produksyon sa nitric acid sulod sa gambalay sa teknolohiya nga gihisgutan gihimo sa sulod sa gambalay sa maong mga yugto sama sa:

• Pagsiguro sa pag-agos sa hangin gikan sa atmospera ngadto sa yunit sa industriya ug paglimpyo niini;
• Ang air compression, pagbulag niini ngadto sa proseso sa mga sapa;
• Ang pag-alis sa ammonia, ang paghinlo sa katumbas nga gas gikan sa lana ug uban pang mga impurities, maingon man ang sunod nga pag-init niini;
• Ang pagsagol sa giputli nga ammonia ug hangin, sunod nga paghinlo sa sagol ug pagbalhin niini ngadto sa catalyst;
• Pag-angkon sa nitro nga mga gas ug sa ilang pagpabugnaw;
• Pagkolekta sa condensate uban sa nitric acid;
• Konsentrasyon ug pagsuyup sa nitric acid;
• Ang pagpabugnaw ug pagputli sa resulta nga produkto.

Ang natapos nga acid gipadala ngadto sa storage o customer.

Uban sa teknolohiya nga gi-konsiderar, nga nagdala sa produksiyon sa nitric acid - AK-72, laing popular nga konsepto alang sa pagpagawas sa may kalabutan nga substansiya ang gigamit, nga naghupot sa pag-obra sa imprastruktura sa industriya sa usa ka presyon sa han-ay nga 0.7 MPa. Atong hisgotan ang mga bahin niini.

Ang teknolohiya sa pagpagawas sa produkto ubos sa presyur nga 0,7 MPa: nuances

Pinaagi sa teknolohiya nga gihangyo, ang produksyon sa mga non-concentrated nitric acid gipatuman - isip alternatibo sa konsepto sa AK-72. Naglambigit kini sa katumanan sa mosunod nga mga hugna sa pagpagawas sa sangkap nga gihangyo.

Una sa tanan, sama sa miaging teknolohiya, ang hangin sa atmospera maputli. Alang niini nga katuyoan, isip usa ka lagda, usa ka duha ka hugna nga filter ang gigamit. Dayon ang hangin, pinaagi sa paglunsay sa paglimpyo, nahulma pinaagi sa usa ka air compressor - ngadto sa mga 0.35 MPa. Ang hangin mopainit sa usa ka temperatura sa han-ay sa 175 degrees, ug kini kinahanglan nga pabugnawon. Pagkahuman niini nga buluhaton masulbad, kini ipadala ngadto sa dapit nga dugang nga kompresiyon, diin ang presyur niini mosaka ngadto sa mga 0.716 MPa. Ang resulta nga agianan sa hangin, sa baylo, gipainit sa usa ka taas nga temperatura - mga 270 degrees pinaagi sa pagkaladlad sa nitro-gas. Human kini gisagol sa ammonia sa usa ka espesyal nga lugar sa yunit sa industriya. Ang nahiangay nga substansiya ma-activate sa diha nga ang acid gipagawas sa sinugdan diha sa gas nga estado, nga naporma tungod sa pag-alis sa likido. Dugang pa, ang ammonia kinahanglang limpyohan. Human sa pag-andam, ang gas gipainit ug gipakaon sa mixer dungan sa hangin. Kini nga pagsagol gisala usab ug, human sa paglinis, gipakaon sa pagkakabig sa ammonia. Ang katugbang nga pamaagi nga gihimo sa paggamit sa grids nga gihimo sa platinum ug rhodium almendras sa usa ka taas nga temperatura - bahin sa 900 degrees. Ang lebel sa pagkakabig maoy mga 96%.

Ang pagprodyus sa mahuyang nga nitrik acid sumala sa teknolohiya sa pangutana nagpasabot sa pagporma sa nitrous nga mga gas. Sila gibalhin ngadto sa usa ka espesyal nga dapit sa yunit sa industriya, diin sila gipabugnawan. Kini moresulta sa pagsubang sa giputli nga tubig ug sa dagway sa high-pressure nga alisngaw. Gihimo pinaagi sa tukmang dapit sa yunit sa industriya, ang mga nitrous nga gas gibalhin ngadto sa oxidant. Kini kinahanglan nga nakita nga ang ilang oksihida nga bahin mahitabo na sa nangaging yugto sa acid production. Apan sa oxidizer kini nahimong labaw nga grabe. Sa samang higayon, ang nitrous nga mga gas gipainit sa usa ka temperatura sa han-ay sa 335 degrees. Human niana, sila gipabugnawan sa usa ka espesyal nga exchanger sa kainit, ug unya sila gipadala ngadto sa condenser.

Human niana, ang nitrik acid naporma sa huyang nga konsentrasyon. Kinahanglan nga ibulag ang nahabilin nga nitrous nga mga gas gikan niini - usa ka separator ang gigamit alang niini. Gikan niini, ang nitrik acid gipakaon sa rehiyon sa pagsuyup sa yunit sa industriya. Ang acid sa kadugayan nag-agos ngadto sa mga lugar sa aparatiba sa ubos. Sa kini nga kaso, kini nakig-uban sa nitrogen oxides, ingon nga resulta nga ang konsentrasyon niini nagdugang. Sa output, mga 55-58% kini. Kini, ingon sa usa ka lagda, naglangkob sa mga dissolved oxides, nga kinuha gikan: alang niini nga katuyoan, ang substansiya gipadala ngadto sa purge area sa unit. Sa tabang sa init nga hangin, ang mga oxide makuha gikan sa acid. Ang nahuman nga produkto gibutang sa bodega o gipadala ngadto sa kustomer.

Pagproseso sa concentrate acid: direktang pag-synthesis

Human usisahon kung giunsa ang pagpatuman sa pagtunaw sa nitrik acid nga gipatuman, atong tun-an ang pagkaseguro sa pagpagawas sa usa ka gikonsentrahan nga substansiya. Lakip sa labing ekonomikanhon nga mabuhi nga mga teknolohiya nga nalangkob sa mga negosyo sa may kalabutan nga profile mao ang produksyon sa acid pinaagi sa direkta nga pag-synthesis gikan sa hilaw nga materyales sa porma sa nitrogen oxides.

Ang diwa niini nga pamaagi mao ang pag-aghat sa usa ka kemikal nga reaksyon tali sa substansiya, tubig, ug usab oxygen ubos sa usa ka presyon sa han-ay sa 5 MPa. Ang teknolohiya alang sa paghimo sa nitric acid nga gikonsentrahan nga matang sa base sa dilute adunay usa ka nuybe: pagsiguro nga ang pagbalhin sa nitrogen dioxide ngadto sa likido nga porma posible sa usa ka presyur ug temperatura nga duol sa atmospera. Bisan pa, sa pipila ka mga reaksiyon ang konsentrasyon sa katumbas nga substansya dili igo alang sa pagpaubos niini sa ordinaryong presyur, ug kini kinahanglan nga mapadaghan.

Pagdala sa concentrated acid base sa dilute

Niini nga kaso, gituohan nga ang asido nakonsentra pinaagi sa pagsuhop sa mga substansiya - sama sa sulfuric, phosphoric acid, nagkalain-laing solusyon sa nitrates. Ang mga nag-unang hugna sa produksyon sa concentrated nitric acid base sa dilute sulfuric acid mao ang mosunod.

Una, ang hilaw nga materyales gibahin ngadto sa 2 ka sapa: ang unang gipakaon ngadto sa tiglubog, ang ikaduha - mahulog ngadto sa bugnaw nga dapit sa yunit sa industriya. Ang sulphuric acid gihatag ngadto sa lugar sa kahimanan sa ibabaw sa ikaduha nga dilute nitric acid stream. Sa ubos nga bahin sa yunit, sa baylo, ang alisngaw gisangkapan, diin gipainit ang sagol nga gigamit, aron ang nitrik acid mag-analisar gikan niini. Ang mga alis niini moadto sa aparatiba, nga human niana sila gihaw-as ngadto sa refrigerator. Didto, ang asido sa alisngaw nagpugong - hangtud nga ang konsentrasyon niini mikabat sa 98-99%.

Sa samang higayon, ang pipila sa mga nitrogen oxide nga ania niini nga yugto gisuhop sa acid. Kinahanglan sila makuha gikan sa produkto: kasagaran alang niini nga katuyoan, gigamit ang nitric acid nga alisngaw, nga gipadala ngadto sa condenser. Ang gikuha nga nitrogen oxide, maingon man ang mga vapor sa asido nga wala maporma nga condensate, gipadala ngadto sa laing lugar sa aparatiba-pagsuyup, diin sila gipailalom sa pag-atiman sa tubig. Ingon sa usa ka resulta, usa ka dilute acid ang naporma, nga gipakaon pag-usab sa condensation ug cooling. Ang natapos nga produkto gipadala ngadto sa warehouse o customer.

Mga kinaiya sa konsentrasyon nga adunay sulfuric acid

Ang nag-unang tahas nga nagpaila sa produksyon sa nitric acid sa industriya mao ang pagkaamgo sa epektibo nga gasto ug epektibo nga konsentrasyon. Adunay ubay-ubay nga mga pamaagi sa pag-uswag sa usa ka kamapuslanon nga laraw alang sa solusyon niini. Kini mapuslanon sa paghunahuna sa mga labing komon.

Atong nakita nga ang sulfuric acid mahimong magamit aron sa pagtagad sa sustansya sa pangutana. Adunay usa ka kasagaran nga kasagaran nga paagi aron madugangan ang pagka-epektibo sa paggamit niini - usa ka pasiuna nga pagsaka sa konsentrasyon sa nitric acid pinaagi sa pag-alis. Kini ang kamalaumon nga sa wala pa ang pagtambal sa sulfuric acid, ang tukmang substansiya adunay konsentrasyon nga mga 59-60%. Kinahanglan nga matikdan nga sa praktis kining teknolohiya sa produksiyon sa nitrik acid gihulagway sa ubos nga lebel sa pagkamahigalaon sa kalikopan. Busa, isip alternatibo sa paggamit sa sulfuric acid, ang paggamit sa nitrates komon. Atong tun-an ang ilang mga detalye sa dugang detalye.

Konsentrasyon sa nitrates

Kasagaran, ang mga nitrates sa magnesium o zinc gigamit sa pagsulbad sa suliran nga gihunahuna, nga nagpaila sa produksyon sa nitrik acid gikan sa ammonia. Una sa tanan, kini labaw pa ka mahigalaon sa kinaiyahan kay sa pamaagi nga naglangkob sa paggamit sa sulfuric acid. Dugang pa, kini nga teknolohiya nagtugot sa paghatag sa labing taas nga kalidad sa nitric acid ingon nga katapusan nga produkto.

Sa samang higayon, kini adunay daghang mga kakulangan, nga nag-una sa pagtan-aw sa mga kalisud sa kaylap nga paggamit niini. Una sa tanan, kini usa ka hataas nga presyo sa presyo sa proseso sa produksyon. Dugang pa, kini nga teknolohiya sa daghang mga kaso naglakip sa dagway sa solid nga basura, ang pagproseso nga mahimong komplikado.

Ang paggamit sa mga catalyst sa paghimo sa nitric acid

Mahimong mapuslanon ang paghunahuna kon unsa ang gigamit sa uban pang mga substansiya kauban ang nag-unang hilaw nga materyales alang sa pagprodyus sa produkto nga gihisgutan sa industriya (labing kasagaran isip mga catalysts ang gikonsidera) nga produksyon sa nitric acid. Ang paggamit sa mga butang nga gipangutana mao ang tungod sa panginahanglan sa pagdugang sa ganansya sa acid production, sa pagdugang sa dynamics sa iyang output sa industriya nga yunit.

Ang nag-unang gikinahanglan alang sa hinungdan sa paghimo sa produkto nga gihangyo mao ang pagpili sa aksyon. Nga mao, kini kinahanglang molihok sa sukaranan nga kemikal nga reaksyon, nga dili makaapekto sa mga proseso sa kilid. Kasagaran sa produksyon sa acid catalysts ang nalambigit, diin anaa ang platinum.

Sa ibabaw, among namatikdan nga ang pagpagawas sa usa ka mahuyang nga butang nga anaa sa taas nga presyon naglakip sa mga catalyst base sa platinum ug rhodium. Sa pipila ka mga kaso, ang mga alisngaw uban sa pagdugang sa palladium gigamit usab. Apan ang nag-unang metal nga anaa kanila mao ang platinum, ang sulod niini kasagaran labing menos 81%. Ang diwa sa hinungdan sa kini nga kaso mao ang pagdasig sa paspas nga pagpasa sa mga batakang kemikal nga reaksyon. Ingon nga usa ka lagda, kini mahitabo sulod sa gambalay sa seksyon sa pagsabwag sa gawas.

Sa proseso niini nag-agad sa limitasyon oxygen pagkatay, pagkanap paryente sa paagi nawong. Kini nga bahin hinungdan sa usa ka mas taas nga konsentrasyon sa ammonia - ang nag-unang mga hilaw nga materyal alang sa produksyon sa nitric acid sa ibabaw sa nawong sa catalyst o usahay sa diha nga itandi sa katugbang nga numero sa konsentrasyon sa hangin. Posible aron sa pagdugang sa piho nga kabug-aton sa mga nagkalain-laing nga bahin reaksiyon sa sa nga adunay kompleto oxidation ug pagporma sa nitroheno o sa iyang oxide. Sa koneksyon uban sa oksiheno niini sa nawong kinahanglan nga sa usa ka kantidad igo nga paphaon sa ammonia. Sa kini nga kaso, kini mao ang makahimo sa pagkab-ot sa igo lawom nga oxidation.

Mamatikdan nga uban sa platinum catalysts sa produksyon sa nitric acid nga gigamit ingon nga hiniusa nga mga butang. Sa partikular, ang puthaw-Chrome. Sila makahimo sa kamahinungdanon pagpakunhod sa ekonomiya gasto nga hatag hiyas sa pagpagawas sa mga bahandi sa pangutana.

Busa, kami mitan-aw sa mga paagi sa produksyon sa nitric acid, giila sa mga nag-unang matang sa niini. Nga mao, ingon sa nitric acid lakang sa produksyon nga gikinahanglan nga ipatuman agad sa klase ug sa mga piho nga teknolohiya sa og sa bahandi. Kini mao ang mapuslanon sa paghunahuna sa karon kon unsa ang kalisdanan hiyas sa industriyal nga produksyon sa mga nangita-human sa produkto sa daghang mga dapit sa ekonomiya.

Ang nag-unang mga problema sa paghimo sa nitric acid

Busa, ingon nga kita nasayud na, sa produksyon sa nitric acid pinaagi sa contact - usa sa labing komon nga sa modernong industriya, naglakip pagpaaktibo sa usa ka paagi aron sa buylohan sa oxidation sa ammonia ug sa pagdugang sa produkto nga ani. Ang nag-unang problema mao ang pagpagawas sa mga produkto sa - sa usa ka igo taas nga bili sa usa ka angay nga paagi. Sa kini nga kaso, ang selectivity dili kanunay pagkab-ot sa mga kamalaumon nga bili. Dugang pa, ang usa ka mahinungdanon nga bahin sa platinum nga gigamit ingon nga usa ka sakop sa base alang sa catalyst mahimo nga nawad-an sa dalan sa produksyon. Ingon sa usa ka resulta, pag-usab, kini pagminus, mga pagmobu sa ekonomiya efficiency sa produkto release.

Ang laing problema nga magpaila sa produksyon sa nitric acid - sa kinaiyahan. Labaw sa among gipahayag nga sa diha nga ang konsentrasyon sa mga hilaw nga materyal nga mahimong gamiton sulfuric acid, ug makadaut nga mga butang sa mga nag-umol sa ibabaw sa tudling sa mga katugbang nga siklo sa produksyon. Ang alternatibo sa niini nga kaso mao ang paggamit sa mga nitrates - apan kini mao ang, pag-usab, nagpasabot sa usa ka usbaw sa ekonomiya gasto. Apan, ang environmental butang alang sa modernong mga tiggama karon ingon ka importante sama sa ang-ang sa ganansya.