30. Производство концентрированной азотной кислоты. Схемы.

Для отдельных производств требуется концентрированная азотная кислота с содержанием 96% HNO₃. Такую кислоту можно получить концентрированием разбавленной азотной кислоты или прямым синтезом.

1 метод – использование водоотнимающего средства (серная кислота). Концентрированная серная кислота связывает воду, содержащуюся в разбавленной азотной, образуя гидраты серной кислоты, кипящие при температуре более высокой, чем 100% HNO_3. Поэтому при нагревании такой смеси можно подобрать условия, при которых в парах будет содержаться почти исключительно HNO₃.

Перегонку разбавленной кислоты с концентрированной серной (92-94%) ведут в тарельчатых барботажных колоннах или в колоннах с насадкой из колец. Серная кислота поступает сверху, а несколько ниже подается 50%-ая азотная. Нагревание смеси ведется острым паром (180-200°). Пары азотной кислоты, пары воды и пары оксида азота направляются в конденсатор, где азотная кислота конденсируется. Отработанная разбавленная серная (70%) вытекает из нижней части колонны и поступает на упаривание. Расход серной кислоты 3-4 тонны на 1 тонну HNO₃. В настоящее время широко применяется метод прямого синтеза и осваивается метод концентрирования перегонкой в присутствии нитратов магния, используемой в качестве водоотнимающей соли.

2 использование Mg(NO₃)_2. В отпарную колонну барботажного типа подают сверху 80% нитрата при температуре 100. Несколько ниже в колонну вводиться азотная кислота. Выходящие из колонны пары 97%-ой кислоты поступают в дистилляционную колонну, откуда поступают в конденсатор и на склад готовой продукции. В нижней части дистилляционной колонны азотная кислота ( 75%) возвращается в отпарную колонну. Нитрат магния концентрируется и также возвращается в отпарную колонну.

ПРЯМОЙ СИНТЕЗ концентрированной азотной кислоты. Он осуществляется по уравнению 2N₂Н₄(ж) + 2Н₂О(ж) + О₂(г) ↔ 4HNO₃(ж)

Диоксид азота получают из нитрзных газов абсорбцией концентрированной кислотой с последующим выделением NO_2.

Поглощают диоксид азота концентрированной азотной кислотой с получением нитроолеума. пNO₂ + HNO₃ = HNO₃ *пNO₂

Из нитроолеума в отбелочных колоннах выделяется газообразный диоксид азота, который направляют на конденсацию.

Жидки диоксид смешивают со слабой кислотой и направляют в автоклав, куда подается кислород. В автоклаве при температуре 90 и 5МПа происходит реакция образования азотной кислоты. Для смещения равновесия необходим избыток диоксида. Из автоклава концентрированная кислота вместе с нитроолеумом поступает в отбелочную колонну. Освобожденная от оксидов азота кислота выделяется как готовый продукт, а частично вновь подается для получения нитроолеума.