تاریخچه ی:
تولید صنعتی اسید نیتریک
!اطلاعات اولیه
((اسید نیتریک)) خالص ({TEX()} {HNO_3} {TEX}) در 41.6- درجه سانتیگراد ذوب شده و 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 تجزیه آن طبق واکنش زیر است:
::{TEX()} {2HNO_3\LeftRightarrow 2NO_2 + H_2O + (\frac{1}{2})O_2 } {TEX} ::
به این علت ظرفهای محتوی آن همیشه تحت فشار کنترل شده میباشد. اسید نیتریک با ((آب)) قابل احتراق است و محلول آن ((آزئوتروپ|آزئوتروپی)) را تشکیل میدهد که ((نقطه جوش)) آن برابر با 121.9 درجه سانتیگراد است، که شامل 68.7% وزنی {TEX()} {HNO_3} {TEX} است میباشد.
!روشهای تهیه اسید نیتریک
امروزه در تولید صنعتی اسید نیتریک ، ((آمونیاک)) به عنوان ماده اولیه استفاده میشود. از نظر تاریخی اسید نیتریک اولین بار از اثر ((اسید سولفوریک)) روی ((نیترات سدیم)) (شوره شیلی ) به دست آمد. واکنش در کورههایی با دمای در 170 150 درجه سانتیگراد صورت میگیرد. اسید به دست آمده دارای ((غلظت)) 9695 درصد است.
*__روش بریک لند (Brikeland) :__
در این روش میتوان اسید نیتریک را از ((اکسید نیتریک)) مطابق واکنش زیر بدست آورد.
::{TEX()} {N_2+O_2\LeftRightarrow2NO+43 kcal} {TEX}::
تبدیل {TEX()} {NO} {TEX} به {TEX()} {HNO_3} {TEX} با ((اکسیداسیون)) و ((هیدراتاسیون)) انجام میگیرد. در این فرایند به خاطر کم بودن غلظت {TEX()} {NO} {TEX} علاوه بر هزینه ((انرژی الکتریکی)) مقداری ((گاز)) نیز باید در جریان باشد. ضمنا دمای بالا نیز باعث واکنش عکس و تجزیه {TEX()} {NO} {TEX} 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.
::{TEX()} {4NH_3+5O_2\LeftRightarrow4NO+6H_2O+216.24 kcal} {TEX}::
!کاتالیزور مورد استفاده در اکسیداسیون {TEX()} {NH_3} {TEX} به {TEX()} {NO} {TEX}
تنها ((کاتالیزور صنعتی)) برای اکسیداسیون {TEX()} {NH_3} {TEX} به {TEX()} {NO} {TEX} ، ((آلیاژ پلاتین رودیوم)) است که تقریبا 10٪ آن ((رودیوم)) است. رودیوم خواص کاتالیزوری ((پلاتین)) را اصلاح کرده و خواص مکانیکی و ضد سایش را افزایش میدهد. این کاتالیزور معمولا به صورت توری با رشتههای باریک (قطر آن 0/05 mm) میباشد. موقعی که کاتالیزور فعالترین حالت را دارا است، آمونیاک را از روی آن عبور داده و 98٪ ، {TEX()} {NO} {TEX} بدست میآورند.
!سموم کاتالیزور
کلریدها ، ((سولفات|سولفاتها)) مانند {TEX()} {H_2S , CoS , H_2S , As_2O_2} {TEX} سموم دایمی کاتالیزور بکار رفته در احتراق {TEX()} {NH_3} {TEX} به {TEX()} {NO} {TEX} هستند. ((انواع هیدرو کربن|هیدرو کربنهایی)) مثل ((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 ((مواد روان کننده|روان کننده)) سطح فعال کاتالیزور را کم کرده ، منجر به گرفتگی سوراخهای توری و از کار افتادن آن میشود.
!تکنولوژی اکسیداسیون {TEX()} {NH_3} {TEX} به {TEX()} {NO} {TEX}
با اینکه امروزه اصلاحاتی از قبیل احیای کاتالیتها و غیره صورت گرفته است ولی ((کوره احتراق|کورههای احتراق)) بکار رفته در تبدیل {TEX()} {NH_3} {TEX} به {TEX()} {NO} {TEX} 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|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.
*__کورههای Dupton :__ این کورهها به شکل کورههای فرانک (Frank) هستند ولی به روش Parson تغذیه میشوند. این کوره در فشار 6atm کار میکند.
!فرآیند شیمیایی تبدیل {TEX()} {NH_3} {TEX} به {TEX()} {NO} {TEX}
#تبدیل {TEX()} {NO} {TEX} به {TEX()} {NO-2} {TEX}
# تبدیل {TEX()} {NO-2} {TEX} در مجاورت آب به مخلوط {TEX()} {HNO_3 , HNO_2} {TEX}
# تبدیل ((اسید نیترو)) در اثر تسهیم نامتناسب به ((اسید نیتریک)) و {TEX()} {NO} {TEX} که مرحله پایانی فرآیند است.
!روشهای تولید اسید نیتریک از {TEX()} {NO} {TEX}
روشهای مورد استفاده مختلف بوده و 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% در ظرفهای ((فولاد زنگ نزن)) یا ((ظرف 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 نیتریک))
*((اکسید نیتریک))
*((سنتز اسید نیتریک))
*((کاتالیزور صنعتی))
*((کوره احتراق))
*((نیترات منیزیم))