Готовая курсовая работа

Глава 1. Методы получения азотной кислоты, использовавшиеся ранее.

До первой мировой войны азотная кислота готовилась преи¬мущественно из натриевой селитры NaN03, мощные месторождения которой были откры-ты в начале XIX в. в Чили.
NaN03 + H2S04 = HN03 + NaHS04
Разложение селитры серной кислотой проводили в чугунных ре¬тортах, обогреваемых топочными газами. Выделяющиеся при этом пары азотной ки-слоты конденсировали в холодильнике. При ис¬пользовании 95—97%-ной серной кислоты и 96%-ной селитры уда¬валось получить 96—98%-ную азот-ную кислоту.
С начала XX в. некоторое количество азотной кислоты стали получать ду-говым методом. Однако этот метод, требовавший боль¬шого расхода электро-энергии, не получил широкого распростране¬ния .
Этот метод заключается в том, что при высокой температуре азот со-единяется с кислородом воздуха по уравнению
N2 + О2 2NO — 179,2 кдж
Выход N0 при повышении температуры возрастает , но даже при высокой температуре он невелик. Эго за¬трудняет дальнейшую переработку нитрозных газов. Скорость син¬теза велика. При 2000° С равновесие устанавливается почти мгно¬венно. Во избежание диссоциации N0 нитрозные газы на выходе из дуговой электропечи необходимо быстро охлаждать, затем NO окисляют до N02 и поглощают водой, получая азотную кислоту, или связывают с Са(ОН)2, получая кальциевую селитру. Расход энергии на 1 т связанного азо-та составляет около 60 000 квт-ч.
Успехи в области синтеза аммиака из элементов сделали амми¬ак основным источником получения азотной кислоты.
Первая установка по производству азотной кислоты из аммиака была пу-щена в Германии в 1909 г. Однако из-за несовершенства технологии эта уста-новка, как и другие, построенные вслед за ней, оказалась нерентабельной.
В 1914—1916 гг. у нас в стране инженер И. И. Андреев с сотрудниками де-тально исследовали этот процесс. Результаты исследования оказались на-столько плодотворными, что на их основании в 1916 г. в Юзовке (ныне г. До-нецк) был сооружен первый в Рос. сии завод по производству азотной кисло-ты.
Переработка аммиака в азотную кислоту начинается с его окис¬ления ки-слородом воздуха по реакции
4 NH3 + 502 = 4 NO + 6 Н20 + 910 кДж
Оксид азота (II), получающаяся в этом процессе, представляет собой бесцвет-ный газ, который легко окисляется до оксида азота(IV):
2NO + 02 = 2 N02 + 124 кДж
Оксид азота N02 — бурый, тяжелый, удушливый газ, при рас¬творении в воде дает азотную кислоту:
3 NO2 + Н20 = 2 HN03 + NO + 137 кДж.
Этот способ сейчас является основным способом получения азотной кисло-ты [1].

Глава 2. Сырьё для производства азотной кислоты.

Сырьем для получения азотной кислоты служат аммиак, воздух и вода.
Аммиак. Синтетический аммиак в большей или меньшей степе¬ни загряз-нен примесями. Такими примесями являются катализаторная пыль, смазочное масло (при сжатии поршневым компрес¬сором). Для получения чистого газо-образного аммиака служат испарительные станции и дистилляционные отде-ления жидкого аммиака. Дальнейшая очистка осуществляется в фильтрах, со-стоя¬щих из чечевицеобразных элементов, фильтрующим материалом в кото-рых служи г хлопчатобумажная замша. Тонкой очистке аммиачно-воздушиая смесь подвергается в фильтре с поролитовыми трубками.
Воздух. Атмосферный воздух, применяемый в производстве азот¬ной ки-слоты, забирается на территории завода или вблизи его. Этот воздух загряз-нен газообразными примесями и пылью. Поэто¬му он подвергается тщатель-ной очистке во избежание отравления катализатора окисления аммиака. Очи-стка воздуха осуществляет¬ся, как правило, в скруббере, орошаемом водой, за-тем в двухсту¬пенчатом фильтре.
Вода. Вода, применяемая для технологических нужд, подвер¬гается специ-альной подготовке: отстою от механических примесей, фильтрованию и хи-мической очистке от растворенных в ней солей.
Для получения реактивной азотной кислоты требуется чистый па¬ровой кон-денсат, который дополнительно очищают от возможных примесей .

Глава 3. Физико-химические основы процесса
3.1. Контактное окисление аммиака
В зависимости от условий между аммиаком и кислородом могут протекать следующие реакции :
4 NH3 + 5 О2 = 4 N0 + 6 Н2О + 946 кДж, (1)
4 NH3 + 3 02 = 2 N2 + 6 Н20 + 1328 кДж, (2)
4 NH3 + 4 О2 = 2 N2O +6 H20 + 1156 кДж. (3)
Одновременно с этими реакциями могут протекать (параллель¬но и последо-вательно) побочные реакции:
4 NH3 + 6 N0 = 5 N2 + 6 Н20
2NH3 = N2 + 3H2
2 NO = N2 + 02
Приведенные уравнения каталитического окисления аммиака являются суммарными и не отражают истинного механизма про¬цесса.
В табл. 1 приведены термодинамические характеристики этих реакций, из которых можно видеть, что наибольшую термодинами¬ческую вероятность имеет реакция (2), характеризующаяся наи¬большим изменением энергии Гиббса. Вероятность реакции (1) с повышением температуры возрастает поч-ти вдвое, а реакции (2) почти не изменяется.

Введение
Глава 1. Методы получения азотной кислоты, использовав-шиеся ранее.
Глава 2. Сырьё для производства азотной кислоты.
Глава 3. Физико-химические основы процесса.
3.1. Контактное окисление аммиака
3.2. Окисление оксида азота (II)
3.3. Абсорбция диоксида азота
Глава 4. Аппаратное оформление процесса.
4.1. Аппараты окисления аммиака
4.2. Аппараты абсорбции
4.3. Схема установки для производства азотной кисло-ты под атмосферным давлением
Глава 5. Производство азотной кислоты под повышенным давлением.
Глава 6. Производство концентрированной азотной кислоты.
6.1. Прямой синтез HN03 из оксидов азота
6.2. Концентрирование азотной кислоты при помо¬щи водоотнимающих веществ.
6.3. Концентрирование HN03 с помощью нитрата маг¬ния
Глава 7. Техника безопасности при производстве азотной ки-слоты.
Используемая литература.

1. Кутепов А.М., Бондарева Т.И. Беренгартен М.Г. Общая химическая технология.- М. : Высшая школа, 1985.
2. Общая химическая технология. Под ред. И.П. Мухленова. – М .: Высшая школа,1970.
3. Фрумер И.Э. , Зайцев В.Н. Общая химическая технология. – М.: Высшая школа, 1978.
4. Петров и др. Неорганическая химия. – Л.: Химия,1989.
5. Атрощенко В.И., Каргин С.И. Технология азотной кислоты. – М. : Химия,1970Атрощенко В.И., Каргин С.И. Технология азотной ки-слоты. – М. : Химия,1970.