1– mavzu. Azot kislota ishlab chiqarishning nazariy asoslari. Reja

Атмосфера босими остида ишлайдиган суюлтирилган нитрат кислота ишлаб чиқариш технология.


Pасм. Контакт жиҳози схемаси. 1-панжара; 2-катализатор тўри; 3-тўлдиргич; 4-кўриш ойнаси; 5-ёқиш тирқиши.


Суюлтирилган нитрат кислота ишлаб чиқариш схемаси. Суюлтирилган нитрат кислота ишлаб чиқариш қурилмалари босим ишлатилишига боғлиқ ҳолда классификацияланади:
1) атмосфера босими остида ишлайдиган қурилмалар;
2) юқори босим остида ишлайдиган қурилмалар;
3) комбинациялашган қурилмалар, бунда аммиакни оксидлаш атмосфера босимида, NО ни оксидлаш ва NО₂ сув билан абсорбсияси эса юқори босимда амалга оширилади.
Атмосфера босими остида ишлайдиган суюлтирилган нитрат кислота ишлаб чиқариш схемаси.

Pасм. Атмосфера босими остида ишлайдиган суюлтирилган нитрат кислота ишлаб чиқариш қурилмасининг схемаси
1-Ҳаво суриш учун қувур; 2-кўпикли ювгич; 3-кардон фильтр; 4- коксли (мойдан тозалайди) фильтр; 5-кардон фильтр; 6-аммиак ҳаво компрессор -вентилятори (10-12 % аммиак); 7-поролит (ғоввак сопол) фильтр; 8-контакт аппарати, 800 ⁰С; 9-юттиргич қозон (800 ⁰С, буг олиш учун ишлатилади, ҳарорат 250 ⁰С тушади) ; 10,11-совутгичлар (газлар 250 ⁰С туширилади, конденцация ҳисобига 10-да 3 %ли, 11-да 25 % кислота ҳосил бўлади); 12-гидрозатвор (босимни сақлаш учун); 13-газ пуфлагич; 14- абсорбция миноралари (8 та, кислота охиргидан газ оқими бўйлаб олдингиларга юборилади ва 2-чидан тайёр маҳсулот олинади); 15 – совутувчи насослар (шопиради); 16- оксидловчи минора (NO ни-NO₂); 17 – ишқорли абсорбер (2NO₂ + Na₂CO₃ → NaNO₂ + NaNO₃ + CO₂); 18- чиқарув қувури (0,1% гача NO₂)

Нитрат кислота ишлаб чиқаришд а кислород билан бойитилган ҳаво ишлатиш кўп миқдорда азот (II)-оксид тутган нитроза газлари олишни таъминлайди ва NО нинг NО₂ га оксидланиш реаксияси тезлигини оширади.

Қурилмага ҳаво корхона майдони ташқарисидан келадиган ташқи қувур 1 орқали киради. Ҳавони механик ва кимёвий қўшимчалардан тозалаш учун элакли кўпикли ювгич 2 ва картон фильтр 3 ўрнатилади. Аммиак механик қўшимчалар ва мойдан коксли фильтр 5 ва картон фильтр 6 да тозаланади. Ҳаво, аммиак ва қўшимча кислородни узатиш аммиак-ҳаво вентилятори 4 ёрдамида шундай ҳисобда амалга ошириладики, бунда газ аралашмаси таркибида 10-12% NH₃ бўлиши керак. Сўнгра газлар аралашмаси поролит филтр 7 орқали ўтади, унда ғовак сопол билан филтрлаб тозаланади ҳамда контакт жиҳози 8 нинг (расм) юқори қисмига берилади. Контакт жиҳозидан чиқишда нитроза газларининг ҳарорати одатда 800^ОC атрофида ушлаб турилади. Юттиргич-қозон 9 да газлар иссиқлигидан сув буғи ишлаб чиқаришда фойдаланилади ва газлар ҳарорати 250^ОC гача пасайтирилади. Сўнгра газлар сув билан совутгич 10 ва 11 да 30⁰C ҳароратгача совутилади. Бунда сув буғи конденсатсияси ва азот (II)-оксиднинг оксидланиши қисман содир бўлади. Тезкор совутгич 10 да NО нинг оксидланиш даражаси оз бўлади, шунинг учун унда 3% ли нитрат кислота ҳосил бўлади. Совутгич 11 да эса 25% HNО₃ концентрацияли кислота олинади.
Нитроза газлари гидрозатвор 12 дан ўтгач, газ пуркагич 13 билан абсорбсия минорасига узатилади, у ерда бирин-кетин уланган кислотали абсорсия миноралари 14 дан ўтади. Миноралар кислотабардош ҳалқалардан иборат тўлдиргичлар билан тўлдирилган. Минораларга совутгичлар 15 ва насослар ўрнатилган бўлади. Агар нитроза газларини қайта ишлаш атмосфера босимида амалга оширилса, одатда кислотали абсорбсия олти-саккиз минорада ўтказилади. НО₂ ни юттириш учун сув охирги минора 14 га газ йўналиши бўйича берилади. Ҳосил бўладиган кислота газ оқимига қарама-қарши оқимда барча миноралардан ўтади ва охири биринчи минорага келиб тушади. Маҳсулот – тахминан 50% ли нитрат кислота эритмаси – иккинчи минорадан газ оқими йўналишида ажратиб олинади. Кислотали минораларда абсорбсияга келадиган азот оксидларининг тахминан 90% миқдори қайта ишланади. Кислотали абсорбция минораларидан ташқарида қолдиқ NО ни NО₂ га оксидлаш учун минора 16 ўрнатилган, нитроза газлари ундан ўтиб минора 17 да сода эритмаси билан ишқорли абсорбцияга келади ва чиқинди газ чиқариш қувури 18 орқали атмосферага чиқариб юборилади.
Ишқорий абсорбсия минорасида бир вақтнинг ўзида азот (II)-оксид ва NO + NO₂ (N₂O₃) аралашмаси ютилади, бунда газ фазасига NO ажралиши йўқотилади, бу худди сувли абсорбсия каби содир бўлади:
NO + NO₂ + Na₂CO₃ → 2NaNO₂ + CO₂
2NO₂ + Na₂CO₃ → NaNO₂ + NaNO₃ + CO₂

Таркибида натрий нитрит ва нитрат тутган эритма газ ҳаракат йўналиши бўйича биринчи ишқорий абсорбсия минорасидан чиқарилади, ундан қишлоқ хўжалигида минерал ўғит сифатида ишлатиладиган натрий нитрат олинади. Чиқинди газ таркибида 0,05-0,15% атрофида азот оксидлари бўлади.

САВОЛ!
NО₂ абсорбсияси содир бўлиш давомида ҳосил бўладиган нитрат кислотаси концентрацияси ортиб боради. Бунда нитрат кислота устидаги азот оксидлари буғ босими ортади, бу эса жараён ҳаракатлантирувчи кучини камайтиради ва шундай қилиб, азот (IV)-оксиднинг нитрат кислотага айланиши секинлашади. Ҳарорат пасайтирилганда азот (IV)-оксиднинг ютилиш тезлиги ортади, бунда азот (IV) -оксиднинг оксидланиш тезлиги ҳам ортади. Лекин ҳарорат пасайтирилганда NО₂ нинг кислотада эрувчанлиги ортсада, у сув билан таъсирлашмайди. Шунинг учун нитроза газларини нитрат кислотага қайта ишлаш, одатда, 20-30^ОC ҳароратда ўтказилади.

Аммиак-ҳаво аралашмаси (10-12% NH₃) ишлатилиши билан босим остида ишлайдиган тизимларда нитроза газларини қайта ишлаш орқали 48-50% ли нитрат кислотанинг суюлтирилган эритмаси олинади. Босимнинг 10 атм га оширилиши таркибида 60-62% HNО₃ бўлган нитрат кислота олиш имкониятини яратади.