8-Дәріс Бейорганикалық заттардың өндірісі
жүктеу/скачать 401,64 Kb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Сұйытылған азот қышқылын өндіру
| 2-сурет. Платина бетінде аммиактың тотығу сызбанұсқасы:
Толық сызық – бұрынғы байланыс, пунктир – жаңадан пайда болған байланыс Таза платина (Pt) жоғары температурада тез бұзылады. Сондықтан платинаның родиймен қорытпасы қолданылады. Pодий платинадан да қымбат болғандықтан оның мөлшерін 5-10%-дан асырмайды. Платинаға родийді қосу оның төзімділігі, активтілігімен бірге аммиактың шығымын да арттырады. Мысалы, родийдің мөлшерін 2-ден 15%-ға дейін арттырғанда аммиактың шығымы, 96-дан 99%-ға дейін өседі. Сонымен катализатор ретінде 4% платина (Pt) жəне 3% паладии (Rh) араластырылған платинаның жіңішке (0,04-0,09 мм) сымнан тоқылған жиі тор (1см3 ауданда 1000-3500 түйін бар) қолданады. Жанасу аппаратында пакет түрінде орналасады, аммиак тотығу үдерісі атмосфералық қысымда жүрсе, пакеттегі тор саны 3-4, ал қысым 0,7-0,9 МПа болса, тор саны 16-20 болады. Атмосфера қысымында аммиак тотыққанда əрбір тонна азот қышқылы өндірілгенде 0,04-0,06 г платина ұсақ күйінде шығын болады, ал жоғары қысымда платина шығыны он есе артады. Осы шығын азот қышқылының өзіндік құнын жоғарылатады. Өндіріс жағдайында аммиактың тотығуы өте аз мезгілде аяқталады (1-2 10-4 сек). Уақыт созылған сайын азот оксидінің бірінші реакция бойынша шығымы азаяды. Сондықтан да катализатор мен газдың жанасуын қамтамасыз ету үшін катализаторды бірінің үстіне бірін салған тор түрінде дайындайды. Аммиактың тотығу үдерісіне катализатордан басқа температура, қысым жəне қоспаның құрамы да əсер етеді. Темпертаура жоғарылаған сайын реакция жылдамдығымен қатар, аммиактың қоспадағы диффузиялық коэффициентінде артады. Бірақ температура 8500С-тан асып кетсе, азот оксидінің шығымы төмендеп, үшінші реакция бойынша азот шығымы артады. Осы себептен платина катализаторында аммиактың тотығу үдерісін атмосфералық қысымда 800-8500С температурадан жоғарылау 9000С-та жүргізеді. Осы температурада жанасу уақыты тым аз болғандықтан, жанама реакциялар жүрмейді. Активтілігі төмен металл оксидтерін қолданғанда жанасу уақыты он есе өсіп, платина катализаторымен салыстырғанда, оптималды температураға 700-7500С-қа дейін төмендейді. Қысым аммиактың тотығу үдерісін жылдамдатады, өйткені реакция көлеміндегі реакцияласушы реагенттердің концентрациясы өседі, газдар қоспасының көлемі кішірейеді. Көлемнің кішіреюі қысымға тура пропорционал болғандықтан катализатор өнімділігі артады. Бірақ қысымның жоғарылауы катализатор шығынын көбейтеді (ұсақ бөлшектері газбен шығып кетеді), демек бұл жағдай аппараттың құны мен қышқыл құнын арттырады. Сондықтан азот қышқылы өндірісіндегі қысым 0,2-1,0 МПа шамасында болады. Газ қоспасының құрамы температуралық режимге жəне үдерістің жалпы жылдамдығына əсер етеді. Бірінші реакция теңдеуі бойынша 1 моль аммиакқа 1,25 моль оттек жұмсалса, азот оксидінің шығымы 65%-дан аспайды. Шығымды көбейту мақсатымен іс жүзінде О2: NH3 =1,5-2,0:1 қатынаста болады, бұл аммиактың бір мөлшерін ауа-аммиак қоспасының 9,5-10,5 көлем мөлшеріне қажет деген сөз. Есте болатын жағдай, қалыпты жағдайда ауа мен аммиак қоспасының құрамында NH3 -16-27% болса, мұндай қоспа «қопарылғыш» болып келеді. Температура өскен сайын қопарылғыштығы арта түседі. Сұйытылған азот қышқылын өндіруСұйытылған азот қышқылын аммиактан өндіруге өндірісте: атмо сфералық, жоғары қысымда, комбинирленген сияқты үш технологиялық үдерісті қолданады. Мұнда аммиакты атмосфера қысымында, азот оксидін жоғары қысымда тотықтырады да, түзілген азот диоксидін сол қысымда сумен абсорбциялайды. Аммиактан азот қышқылын өндірудің принципиалдық сызбанұсқасы негізгі алты операциядан тұрады. жүктеу/скачать 401,64 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|