تاریخچه ی:
تولید صنعتی اسید نیتریک
تفاوت با نگارش: 2
- | تولید صنعتی اسید نیتریک | |
| !اطلاعات اولیه | | !اطلاعات اولیه |
- | اسید نیتریک خالص (HNO3) در c ̊6/41- ذوب شده و تولید مایع بی رنگی می کند، اما نسبت به درجه حرارت و درجه تابش نور بر آن ، گستره رنگ آن از زرد تا قرمز متمایل به قهوه ای متغیر است. این تغییرات نتیجه تجزیه آن طبق واکنش زیر است: 2HNo3 2No2 + H2o + 1/2 o2 به علت فهای حتوی آن همیه تحت فشار کنترل شده می باشد. اسید نیتریک با آب قابل احتراق است و محلول آن آزئوتروپی را تشکیل می دهد که نقطه جوش آن برابر با c ̊9/121 که شامل ٪ 7/68 وزنی HNO3 است می باشد. روشهای تهیه اسید نیتریک : />امروزه در تولید صنعتی اسید نیتریک آمونیاک به عنوان ماده اولیه استفاده می شود. از نظر تاریخی اسید نیتریک اولین بار از اثر اسید سولفوریک روی نیترات سدیم (شوره شیلی ) به دست آمد. />واکنش در کوره هایی با دمای c ̊170150 صورت می گیرد اسید به دست آمده دارای غلظت ٪9695 است. روش بریک لند (Brikeland)r />در این روش می توان اسید نیتریک را ازاکسید نیتریک به دست آورد :r />N2 + o2 2 No + 43 kcal r />تبدیل NO به HNO3 با اکسیداسیون و هیدراسیون انجام می گیرد. در این فرایند به خاطر کم بودن غلظت NO علاوه بر هزینه انرژی الکتریکی مقدار گاز نیز باید در جریان باشد. ضمنا̋ دمای بالا نیز باعث واکنش عکس و تجزیه NO می شود. r /> سنتز اسید نیتریک از آمونیاک :<br />امروزه اسید نیتریک به طور صنعتی از آمونیاک تهیه می شود برای این کار لازم است که مادۀ اولیه را با هوا به اکسید نیتروژن ، اکسیده کرد.<br />4 NH3 + 5 O2 4 No + 6 H2o + 216.24 kcal r />کاتالیزور مورد استفاده در اکسیداسیون NH3 به NO :r />تنها کاتالیست صنعتی برای اکسیداسیون NH3 به NO آلیاژ پلاتین رودیوم است که تقریبا 10٪ آن رودیم است. رودیوم خواص کاتالیسی پلاتین را اصلاح کرده و خواص مکانیکی و ضد سایش را افزایش می دهد. این کاتالیست معمولا̋ به صورت توری با رشته های باریک (قطر آن 0/05 mm) می باشد. موقعی که کاتالیست فالترین حالت را دارا است، آمونیاک را از روی آن عبور داده و 98٪ ، NO به دست می آورند. !سموم کتالیزور کلریدها ، سولفیدها ، H2S ، COS (سولفید کبالت) ، As (استاتین) ، As2O2 سموم دایمی کاتالیست به کار رفته در کاتالیست به کار رفته در احتراق NH3 به NO هستند. هیدرو کربنهایی مثل استیلن و اتیلن سموم موقتی هستند و با حذف هوا از محیط اثر آنها ز بن می رود. چربیها ، گرد و غبار و مواد ساینده و روان کننده ها سطح فعال کاتالیست را کم کرده منجر به گرفتگی سوراخهای تور و از کار انداختن آن می شود. !تکنولوژی اکسیداسیون NH3 به NO با اینکه امروزه اصلاحاتی از قبیل احیای کاتالیتها و غیر صورت گرفه است ولی کوره های احتراق به کار رفته در تبدیل NH3 به NO همان کوره های احتراق کلاسیک هتند : کوره های Frank Bomag : این کوره از پائین با هوا و آمونیاک گاز تغذیه می شود. که قبلا̋ با مبادله کننده هایی گرم شده اند. کوره احتراق Parson : مخلوط مواد اولیه قبل از ورود به کوره با یک مبادله کننده گرم شده و سپس از بالای کوره وارد شده و بعد از رد شدن از کاتالیست زنبیل مانند به ته کوره می روند. کوره های Dupton : این کوره ها به شکل کوره های فرانک (Frank) هستند ولی به روش Parson تغذیه می شوند این کوره در فشار 6 atm کار می کند. فرآیند شیمیایی تبدیل NO ب HNO3 : #تبدیل NO به NO2 # تبدیل NO2 در مجاورت آب به مخلوط HNO3 و HNO2 # تبدیل اید نیترو در اثر تسیم نامتناسب به اسید نیتریک و NO که مرحله پایانی فرآیند است. روشهای تولید سید نیتریک ز NO : وشهای مورد استفاده مختلفند و بستگی به محصول نهایی دارند. کارخانه ها می توان ٪ 5060 از سید نیتریک را با غلظت احتمالی ٪9698 با به کار گیری اسید سولفوریک یا نیترات منیزیم توید کنند. استفاده از روش نیترات منیزیم مقرون به صرفه تر است. نگهداری و حمل و نقل اسید نیتریک : اسید نیتریک ٪ 5060 در ظرفهای فولاد زنگ نزن یا ظرف سفالی یا بطریهای تیره محافظت شده حمل کرد و غلظتهای بالاتر از آنرا باید در ظرفهای آلومینومی یر فعال نهداری و حمل کرد. کاربرد : اسید نیتریک به عنن عامل نیترات کننده و کسید کننده و ه طور غیر مستقیم آینه کننه در صنایع شیمیایی که شامل ساخت رنگ ، رزین ، فیبرها ، براق کننده و داروسازی و ... کاربرد دار و به ورت عمده برای تولید حاصلخیز کننده ها در شکل مشتقات نیترو و همنین ر منفجر شونده ها به صورت مشتقات استرهای نیترات کاربرد دارد. اثرات مخرب اسید نیتریک بر انسان : اسید نیتریک در تاس با پوست باعث سوزش و خارش و در نهایت تخریب پوست می شد و پوست را به رنگ زرد در می آورد. استنشاق آن یا گازهای NO2 و NO در غلظت بیش از 5 ppm باعث ایجاد اثرات دراز مدت و بیش از 100 ppm ایجاد خلط و حساسیت و استفراغ می شود.r />پادزهر : پادزهرهای مورد استفاده NaHCO3 ،5 2 ٪ برای شستن چشم آب و تیو سولفات برای شستن پوست. همچنین از هیدروکسید آلومینیم و منیزیم هم می توان استفاده کرد. /> |
+ | __~~green:اسید نیتریک خالص~~__ (HNO3) در 41.6- درجه سانتیگراد ذوب شده ، تولید مایع بیرنگی میکند، اما نسبت به درجه حرارت و درجه تابش ((نور)) بر آن ، گستره رنگ آن از زرد تا قرمز متمایل به قهوهای متغیر است. این تغییرات نتیجه ((واکنش تجزیه|تی)) آن بق واکنش زیر است:
~~green:::__2HNO<sub>3</sub> -----> 2NO<sub>2</sub> + H<sub>2sub> + 1/2 O<sub>2</sub>__::~~ به این علت رفهای محتوی آن ، همیشه تحت فار کنترل ده میباشد. اسید نیتریک با ((آب)) ابل اترا است و محلول ن ((زوترو|زوتروی)) را تشکیل میدهد که ((نه و)) آن رابر با 121.9 دره انتیگراد است ک شام 68.7% وزنی HNO<sub>3</sub> میباشد. |
| + |
| + | {picture=ddddlllll.jpg} |
| + | | |
| + | !روشهای تهیه اسید نیتریک |
| + | امروزه در تولید صنعتی اسید نیتریک ، ((آمونیاک)) بعنوان ماده اولیه استفاده میشود. از نظر تاریخی ، اسید نیتریک اولین بار از اثر __((اسید سولفوریک))__ روی __نیترات سدیم__ (شوره شیلی ) بدست آمد. واکنش در کورههایی با دمای 150 تا 170 درجه سانتیگراد صورت میگیرد. اسید بدست آمده ، دارای ((غلظت)) 95 تا 97 درصد است. |
| + | !!روش بریک لند ( Brikeland ) |
| + | در این روش میتوان اسید نیتریک را از __اکسید نیتریک__ مطابق واکنش زیر بدست آورد.
|
| + | ~~green:::__N2 + O2 -----> 2NO + 43Kcal__::~~ |
| + | تبدیل NO به HNO3 با ((اکسیداسیون-احیا|اکسیداسیون)) و ((هیدراتاسیون)) انجام میگیرد. در این فرایند بخاطر کم بودن غلظت NO ، علاوه بر هزینه ((انرژی الکتریکی)) ، مقداری ((گاز)) نیز باید در جریان باشد. ضمنا ((دما|دمای)) بالا نیز باعث واکنش عکس و تجزیه NO میشود. |
| + | !!سنتز اسید نیتریک از آمونیاک |
| + | امروزه اسید نیتریک بطور صنعتی از آمونیاک تهیه میشود. برای این کار لازم است که ماده اولیه را با ((هوا)) به __اکسید نیتروژن__ تبدیل کرد.
|
| + | ~~green:::__4NH3 + 5O2 -----> 4NO + 6H2 + 216,24Kcal __::~~ |
| + | !کاتالیزور مورد استفاده در اکسیداسیون NH3 به NO |
| + | تنها ((کاتالیزور|کاتالیزور صنعتی)) برای اکسیداسیون NH3 به NO ، ((آلیاژ|آلیاژ پلاتین رودیوم)) است که تقریبا 10٪ آن ((رودیوم)) است. رودیوم ، خواص کاتالیزوری ((پلاتین)) را اصلاح کرده ، خواص مکانیکی و ضد سایش را افزایش میدهد. این کاتالیزور معمولا بصورت توری با رشتههای باریک (قطر آن 0,05mm) میباشد. موقعی که کاتالیزور فعالترین حالت را دارا است، آمونیاک را از روی آن عبور داده و 98٪ NO بدست میآورند. |
| + | !سموم کاتالیزور |
| + | کلریدها ، سولفاتها مانند H2S ، CoS ، H2S ، As2O2 ، سموم دایمی کاتالیزور بکار رفته در احتراق NH3 به NO هستند. ((هیدروکربنها|هیدرو کربنهایی)) مثل ((آلکینها|استیلن)) و ((اتیلن)) سموم موقتی هستند. با حذف هوا از محیط ، اثر آنها از بین میرود. ((چربی|چربیها)) ، گرد و غبار و مواد ساینده و روان کننده ، سطح فعال کاتالیزور را کم کرده ، منجر به گرفتگی سوراخهای توری و از کار افتادن آن میشود. |
| + | !تکنولوژی اکسیداسیون NH3 به NO |
| + | با اینکه امروزه اصلاحاتی از قبیل احیای کاتالیتها و غیره صورت گرفته است، ولی کورههای احتراق بکار رفته در تبدیل NH3 به NO ، همان کورههای احتراق کلاسیک میباشند که عبارتند از: |
| + | !!کورههای Frank-Bomag |
| + | این کوره از پائین با هوا و آمونیاک گازی تغذیه میشود که قبلا با مبادله کنندههایی گرم شدهاند. |
| + | !!کوره احتراق Parson |
| + | مخلوط مواد اولیه قبل از ورود به کوره با یک مبادله کننده گرم شده ، سپس از بالای کوره وارد شده ، بعد از رد شدن از کاتالیست زنبیل مانند به ته کوره میروند. |
| + | !!کورههای Dupton |
| + | این کورهها به شکل کورههای فرانک ( Frank ) هستند، ولی به روش __Parson__ تغذیه میشوند. این کوره در فشار 6atm کار میکند. |
| + |
| + | {picture=eeeeewwww.jpg} |
| + | | |
| + | !فرآیند شیمیایی تبدیل NH3 به NO |
| + | #تبدیل NO به NO2 |
| + | # تبدیل NO2 در مجاورت آب به مخلوط HNO2 ،HNO3 |
| + | # تبدیل __اسید نیترو__ در اثر تسهیم نامتناسب به ((اسید نیتریک)) و NO که مرحله پایانی فرآیند است. |
| + | !روشهای تولید اسید نیتریک از NO |
| + | روشهای مورد استفاده مختلف بوده ، بستگی به محصول نهایی دارند. کارخانهها میتوانند 50 _60% از اسید نیتریک را با غلظت احتمالی 96_98 % با بکارگیری ((اسید سولفوریک)) یا نیترات منیزیم تولید کنند. استفاده از روش نیترات منیزیم مقرون به صرفهتر است. |
| + | !نگهداری و حمل و نقل اسید نیتریک |
| + | اسید نیتریک 50 _ 60% را باید در ظرفهای ((فولاد|فولاد زنگ نزن)) یا ظروف سفالی یا بطریهای تیره محافظت شده حمل کرد و غلظتهای بالاتر از آن را باید در ظروف آلومینیومی غیر فعال نگهداری و حمل کرد. |
| + | !مباحث مرتبط با عنوان |
| + | *((آمونیاک)) |
| + | *((اسید سولفوریک)) |
| + | *((اسید نیتریک)) |
| + | *((اکسیداسیون-احیا)) |
| + | *((بررسی خواص اسیدها)) |
| + | *((کاتالیزور)) |
| + | *((کوره احتراق)) |