تاریخچه ی:
تولید صنعتی اسید نیتریک
تفاوت با نگارش: 4
| !اطلاعات اولیه | | !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} میباشد. |
+ | __~~green:اسید نیتریک خالص~~__ (HNO3) در 41.6- درجه سانتگراد 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|تجزیه)) آن طبق واکنش زیر است:
~~green:::__2HNO3 -----> 2NO2 + H2 + 1/2 O2__::~~ 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 HNO3 میباشد. |
| |
- | {picture file=img/daneshnameh_up/ddddlllll.jpg} |
+ | {picture=ddddlllll.jpg} |
| | | | |
|
| !روشهای تهیه اسید نیتریک | | !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. ::{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 درجریان باشد. ضمنا ((دما|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|کاتالیزور صنعتی)) برای اکسیداسیون {TEX()} {NH_3} {TEX} به {TEX()} {NO} {TEX} ، ((آلیاژ|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 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٪ ، {TEX()} {NO} {TEX} بدست میآورند. |
+ | 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 سانتگراد 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 | | !سموم کاتالیزور |
- | کلریدها ، 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. ((هیدروکربن|هیدرو کربنهایی)) مثل ((آلکین|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 کننه 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 میروند.
*__کورههای Dupton :__ این کورهها به شکل کورههای فرانک ( Frank ) هستند ولی به روش __Parson__ تغذیه میشوند. این کوره در فشار 6atm کار میکند. |
+ | 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 file=img/daneshnameh_up/eeeeewwww.jpg} |
+ | {picture=eeeeewwww.jpg} |
| | | | |
|
- | !فرآیند شیمیایی تبدیل {TEX()} {NH_3} {TEX} به {TEX()} {NO} {TEX} #تبدیل {TEX()} {NO} {TEX} به {TEX()} {NO-2} {TEX}r>r> # تبدیل {TEX()} {NO-2} {TEX} در مجاورت آب به مخلوط {TEX()} {HNO_3 , HNO_2} {TEX} r>r> # 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. |
+ | !فرآیند شیمیایی تبدیل NH3 به NO #تبدیل NO به NO<sub>2</sub> # تبدیل NO2 در مجاورت آب به مخلوط HNO2 ،HNO<sub>3</sub> # 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 | | !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. | | 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 | | !مباحث مرتبط با عنوان |
| *((آمونیاک)) | | *((آمونیاک)) |
| *((اسید سولفوریک)) | | *((اسید سولفوریک)) |
| *((اسید نیتریک)) | | *((اسید نیتریک)) |
| *((اکسیداسیون-احیا)) | | *((اکسیداسیون-احیا)) |
| *((بررسی خواص اسیدها)) | | *((بررسی خواص اسیدها)) |
| *((کاتالیزور)) | | *((کاتالیزور)) |
| *((کوره احتراق)) | | *((کوره احتراق)) |