I-bob. Nitrat kislata ishlabchiqarishning nazariy asoslari

Kurs ishning maqsadi: Kurs ishining maqsadi shundan iboratki, tabiiy gazdan nitrat kislata ishlab chiqish prinsipial sxemasi va eksergen oqimlarni har tamonlama o’rganish Nitrat kislota olishda prinsipal sxemadan foydalanish, chet mamlakatlarda tabiiy gazlardan qanday qilib nitrat kislota olishni o’rganishni kurs ishining maqsadi deb bilaman.
Kurs ishining vаzifаsi: Ilmiy о’rgаnish dаvоmidа quydаgilаrni bеlgilаb оlish аsоsiy ish hisоblаnаdi:
-mаvzuni tо’liq vа huquqqа аsоslаngаn hоldа о’rgаnib bоrish;
-kеlib chiqаdigаn sаvоllаrgа ilmiy bаhо bеrish;
-mаvzu yuzаsidаn о’z tаklif vа mulоhаzаlаrini bеrishdаn ibоrаt hisоblаnаdi.
Kurs ishning manbalari va usullari: Mana shu kurs ishimni yozish mobaynida ko'plab adabiyotlardan foydalandim, jumladan Kattayev N., Ixtiyarova G.A. va boshq Кimyo texnologiyasi Toshkent. “O’zbekiston faylasuflari milliy jamiyati” nashriyoti. 2012y 400b, Белоглазов И.Н., Муравьев А.И. Интенсификация и повышение эффективности химико-технологических процессов.- М.:Наука, 1988, Вятин М.А. и др. Основание напревления развития энергетикихимической промышленности.- М.:Химия, 1987. Иваненко С.В. и др. Производства синтетитеского аммиака.-М.: Высшая школа, 1981. va boshqa adabiyotlardan foydalangan holda kurs ishimni to'liqtirishga harakat qildim. Zero mening ishim kelajakda mana shu sohada o'qiyotgan yoshlarimizning bilib olishiga ozgina bo'lsa ham materiyal bo'ishiga ishonaman.
Kurs ishning tuzilishi: Mavzu: Tabiiy gazdan nitrat kislata ishlab chiqish prinsipial sxemasi va eksergen oqimlar haqida bo’lib, 3 ta asosiy bo’limdan iborat. Har bir bo’lim alohida qisimlarga ajratilgan. Kurs ishi kirish bo’limidan boshlanib, xulosa va faydalangan adabiyotlar bilan yakullangan. Kurs ishining hajmi esa 22 varaqni tashkil qilgan.

I-bob. Nitrat kislata ishlabchiqarishning nazariy asoslari. 1.1. Ammiakdan nitrat kislata ishlab chiqarish
Ammiakdan nitrat kislata ishlab chikarish yo`li uch bosqichdan iborat;
1.havo kislarodi bilan ammiakni oksidlash;
2.Azot(P)-oksidini azot (IV)-oksidigacha oksidlash va azot (IV)-oksidini dimerlash;
3. Azot (IV)-oksidi va azot qo`sh oksidini suv bilan adsorbtsiyalash bosqichlari.
1.Xavo kislarodi bilan ammiakni oksidlash. Ammiak kattalizator ishtirokida oksidlanganda sharoitga qarab reaktsiyalar quyidagicha boradi:
4NH3+5O2=4NO+6H2O+ 907 kJ (a)
4NH3+4O2=2N2O+6H2O+1105 kj (b)
4NH3+3O2=2N2+6H2O+ 1269 kJ (v)
4NH3+6NO=5N2+6H2O+ 1810 kJ (g)
Sanoatda amalda qo`llaniladigan eng aktiv va tanlab ta`sir etuvchi selektiv kattalizator, bu platina va uning paladdiy, rodiylar bilan qotishmasidir. Ular asosiy reaktsiyani (a) tezlashtirib, qo`shimcha reaktsiyalarga (b,v,g) ta`sir etmaydi. SHunda ykattalizator optimal sharoitda ammiakni kislorod bilan NO gacha oksidlanish darajasini amalda 98 %ga etkaziladi. Ammiakning palatinali kattalizatorlarda oksidlanish reaktsiyasi hozirgacha ma`lum bo`lgan reaktsiyalar orasida eng tez reaktsiyasidir (0,0001 dan 0,0002 sekund). Agar gaz shundan ko`proq kattalizator bilan kontaktda bo`lsa ammiak yonadi yoki qo`shimcha reaktsiyalar ketadi, NO ni miqdori keskin kamayadi. Platinali kattalizator diametri 0,06-0,09mm gacha bo`lgan ingichka simlardan to`qilgan to`r shaklida (1sm da 1024 ta teshigi bo`ladi) tayyorlanib, ularning bir nechtasi ustma-ust qo`yib setkalarning balandligi 60-150mm qalinlikda paketlar shaklida tayyorlanadi. Bu holat katalizator yuzasini kengaytirish imkoniyatini beradi. Эng qattiq kattalizator qotishmasi 93 % Pt, 4% Pd va 3% Rh dan tayyorlanadi.
Ish jarayonida kattalizator simlari sekin asta emirilib, mayda zarrachalar shaklida gaz oqimi bilan olib ketiladi. 8000S harorat va 0,1MPa bosimda ishlovchi qurilmalarda 1t nitrat kislota ishlab chiqarilganda platinali kattalizatorlardan 0,04-0,06 yo`qotiladi. harorat va bosimning ortishi bilan kattalizatorning yo`qotish ham ortadi. Masalan, 8 MPa bosim va 9000S haroratda ishlovchi qurilmalarda 1t HNO3 da 0,13-0,16 g platina yo`qotiladi. Platina va palladiy qiymatining balandligi avvalo ularning kamligi va bunday qimmatbaho nodir metallarning emirilishi natijasida doim yo`qotilib turilishi nisbatan arzonroq metallarni qo`llashni taqazo etadi. hozirgi paytda platina metallari bilan bir qatorda, temir yoki vismut oksidlariga, xrom, marganets, vismut kabi metallarni qo`shib tayyorlangan kattalizatordan keng foydalanilmo?da. Ularning aktivligi va selektivligi ancha kam albatta. Kattalizator massasining taxminan 30 %i yo`qotilgach, u qayta suyuqlanitirilib boshqatdan kattalizator qotishmasiga aylantiriladi. Platina- rodiy - palladiyli qotishmadan tayyor bo`lgan kattalizator turi 0,1 MPa bosimda ishlovchi qurilmada taxminan bir yilda bir marta almashtiriladi. Oksidlash jarayonining umumiy tezligi, apparat konstruktsiyasi va texnologik rejimga qarab, platina kattalizatorining yuzasiga gaz oqimining ammiakning qanday diffuziyalanganlig bilan aniqlanadi. Bundan tashqari platinaga adsorbtsiyalangan ammiak va kislorodning o`zaro ta`siriga ham ozroq bog`liq bo`ladi. Platina yuzasiga adsobtsiyalangan kislorod molekulasi atomlarga ajraladi, atomar kislorod, pratonga o`ch bo`lgani uchun ammiak tarkibidagi vodorod va azot bilan birikib NO va suv hosil qiladi. Ammiak oksidlanishining kinetik tenglamasidan
Ko`rinib turibdiki, ammiak oksidlanishining umumiy tezligi, eng sekin boruvchi bosqich ya'ni ammiakning platina yuzasiga adsorbtsiyalanishi bosqichi bilan belgilanadi.
Azot (IV)-oksidi va azot qo`sh oksidini suv bilan adsorbtsiyalash jarayonnning uchinchi va oxirgi bosqichi hisoblanadi. Azot (IV)-oksidi va N2O4 suv bilan quyidagi tenglama bo`yicha ta`sir etadi.
2 NO2+H2O=HNO3+HNO2+116kJ
N2O4+H2O= HNO3+HNO2+59kJ
hosil bo`lgan nitrit kislatasi beqaror bo`lganligi uchun o`z-o`zini oksidlash va o`z -o`zini qaytarish reaktsiyalariga kirishadi.
3HNO2=HNO3+2NO+N 2O-75,8kJ
Umumiy holda NO2 va N2O4 ning adsorbtsiya reaktsiyasi bunday yoziladi:
3 NO2+H2O =2HNO3+ NO+136kJ
3 N 2O4+2H2O = 4HNO3+ 2NO+101kJ
N2O4 suv bilan birikib faqat nitrit kislatasiga aylanadi. NO va N2Olar amalda suvda erimaydi, betaraf oksidlardir.
Bu ekzotermik reaktsiyalar hajmning kamayishi bilan bog`liq boradi. Demak,bosimni oshirish muvozanatni nitrat kislata hosil bo`lish tomonga (o`nga),haroratni oshirish esa uni parchalanishi tomonga (chapga) siljitadi.