Содержание
Задание 10
Получение оксида азота (ІІ) в производстве азотной кислоты
1. Изложите свойства окислов азота и азотной кислоты. Укажите области применения и масштабы производства.
2. Укажите сырьевые источники для получения окислов азота и азотной кислоты.
3. Кратко опишите современные промышленные способы получения азотной кислоты. Укажите и обоснуйте, перспективные методы.
4. Опишите физико-химические свойства системы, положенной в основу получения окиси азота путем каталитического окисления аммиака кислородом воздуха. Определите тип процесса. Обоснуйте выбор контактного аппарата.
5. Изобразите анпаратурно-технологическую схему производства азотной кислоты под давлением 0,75 МПа. Обоснуйтё оптимальный вариант технологического режима. Укажите меры по охране окружающей среды в производстве азотной кислоты.
6. Рассчитайте и составьте материальный баланс процесса окисления аммиака кислородом воздуха.
Данные для расчета
1. Степень окисления оксида азота (П) до оксида азота (IV) – 98%.
2. Степень абсорбции окислов азота 98,5%.,
3. Температура поступающего воздуха — 25 0С.
База расчета — суточная мощности установки
Производительность, тысяч т/год по 60%-ной HNO3 – 250.
Объемное отношение О2 : NH3 – 1,95
Степень окисления аммиака, % — 98,2.
Относительная влажность воздуха, % — 42.
Расчет:
1. Рассчитайте производительность по 100% -ной HNO3
2. С учетом степени окисления NH3, NO и степени абсорбции рассчитайте необходимое количество NH3.
Выдержка из текста работы
Определены потребительские свойства азотной кислоты. При изучении и описании технологии производства азотной кислоты описаны основные способы её получения, основные стадий производства, выявлено влияние технологии, сырья на качество продукции.
Для определения нормируемых показателей качества азотной кислоты изучены соответствующие стандарты.
Изучены вопросы контроля качества, правила приемки, транспортирования и хранения готовой продукции.
Введение
Азотная кислота (HNO3) — одноосновная сильная кислота, при нормальных условиях бесцветная жидкость, является одним из важнейших продуктов химической промышленности.
Азотная кислота смешивается с водой в любых соотношениях. В водных растворах она практически полностью диссоциирует на ионы. Образует с водой азеотропную смесь <#»justify»> с концентрацией 68,4 % и tкип120 °C при атмосферном давлении. Известны два твёрдых гидрата <#»justify»>Азотная кислота одна из важнейших минеральных кислот. По объему производства в химической промышленности она занимает второе место после серной кислоты. Азотная кислота широко применяется для производства многих продуктов, используемых в промышленности и сельском хозяйстве.
Цель данной работы заключается в изучении и товароведной характеристике кислоты азотной.
Для выполнения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
) изучить применение описываемого товара в сфере производства или потребления;
) рассмотреть классификационные признаки описываемого товара;
) изучить технологию производства описываемого товара и привести ее технико-экономическую оценку;
) рассмотреть нормативно-техническую документацию (НТД) на описываемый товар, нормируемые показатели качества в соответствии с требованиями стандартов;
) охарактеризовать контроль качества товара; привести НТД на правила приемки, испытания, хранения и эксплуатации товара.
Объектом нашего рассмотрения являются кислота азотная.
Предметом нашего рассмотрения являются сфера применения описываемого товара, признаки классификации, потребительские свойства, технология производства кислоты азотной, нормируемые показатели качества в соответствии с требованиями стандартов, а также контроль качества товара.
Актуальность данной темы заключается в том большом значении, которое имеет кислота азотная.
При написании данной работы мы опирались на учебники, учебные пособия, а также на справочники и нормативно-техническую документацию.
Применение кислоты азотной в сфере производства или потребления
азотный кислота качество хранение
Азотная кислота широко применяется в различных отраслях народного хозяйства, и по объёму производства среди кислот уступает только серной. Это обусловлено её окислительными свойствами и тем, что в состав кислоты входит азот — один из основных питательных элементов растений. До 80% азотной кислоты расходуется в производстве нитратов и минеральных удобрений. Другими важными потребителями кислоты являются производства красителей и взрывчатых веществ, лаков, фармацевтических препаратов, фото- и киноматериалов. Серной и фосфорной кислоты. Азотная кислота используется как окислитель ракетного топлива, при разделении золота и серебра, в металлургии. В ближайшие годы намечено увеличить производство азотной кислоты в связи с необходимостью увеличения выпуска минеральных удобрений и новых синтетических материалов. В начале 20-го века был предложен метод фиксации атмосферного азота в пламени электрической дуги. Для производства азотной кислоты этим методом не требуется искусственное сырье и сложное оформление процесса, но этот метод не выгоден в связи с большим расходом электроэнергии. Основным источником сырья для производства азотной кислоты служит аммиак, 30-35% которого перерабатывается в азотную кислоту.
Раньше, когда не существовало производства синтетического аммиака, азотную кислоту получали действием серной кислоты на чилийскую селитру. Объемы производств были очень небольшими, и кислота использовалась только для производства взрывчатых веществ, красителей и некоторых других химических продуктов.
Классификационные признаки кислоты азотной
Безводная азотная кислота (HNO3) при нормальных условиях представляет собой бесцветную, быстро желтеющую при хранении жидкость плотностью 1500кг/м3 с температурой кипения 83 С и кристаллизацией — 42 С. Азотная кислота легко разлагается при нагревании и на свету по схеме
4HNO 4NO + O + 2HO.
Желтая или даже красно-бурая окраска азотная кислота обусловлена растворённым в ней оксидом азота (IV). В водных растворах азотной кислоты образуются гидраты состава HNO3 * n H20 (где n = 3,1).
Окислительные свойства азотной кислоты проявляются в том, что под её действием сера превращается в серную кислоту, фосфор — в фосфорную, а многие органических соединения в контакте с азотной кислоты достаточно для воспламенения нагретых древесных опилок. Для азотной кислоты также характерны реакции нитрования органических соединений.
Разбавляется азотная кислота растворяет все металлы, за исключением платины, золота, тантала, родия и некоторых других металлов платиновой группы. При этом образуются соответствующие нитраты, оксиды азота и вода.
Концентрированная азотная кислота не действует на железо, хром, алюминий, кальций вследствие пассирования этих металлов. Смесь 1 моля азотной кислоты с 3 молями соляной кислоты называют «царской водой». В «царской воде» растворимы даже платина и золото.
Концентрированную азотную кислоту (особенно с добавлением 10% H2SO4) перевозят обычно в стальных цистернах. Многие органические вещества (в частности животные и растительные ткани) при действии HNO3 разрушаются, а некоторые из них от соприкосновения с очень концентрированной кислотой могут воспламеняться. В лабораторной практике обычно применяется азотная кислота, содержащая около 65% HNO3 (пл.1,40). В промышленности применяют два сорта азотной кислоты: разбавленную с содержанием 50-60% HNO3 и концентрированную, содержащую 96-98% HNO3.
Потребительские свойства кислоты азотной
Разбавленная азотная кислота растворяет все металлы, за исключением платины, золота, тантала, родия и некоторых других платиновой группы. При этом образуются соответствующие нитраты оксида азота и воды.
Концентрированная азотная кислота не действует на железо, хром алюминий. Кальций вследствие пассирования этих металлов. Смесь 1 моля азотной кислоты с 3 молями соляной кислоты называют «царской водкой». В «царской водке» растворимы даже платина и золото.
Технология производства кислоты азотной и ее технико-экономическая оценка
Различают производство слабой (разбавленной) азотной кислоты и производство концентрированной азотной кислоты.
Процесс производства разбавленной азотной кислоты складывается из трех стадий:
) конверсии аммиака с целью получения оксида азота
4NH3 + 5О2 → 4NO + 6Н2О
2) окисления оксида азота до диоксида азота
2NO + О2 → 2NO2
3) абсорбции оксидов азота водой
4NO2 + О2 + 2Н2О → 4HNO3
Суммарная реакция образования азотной кислоты выражается
NH3 + 2О2 → HNO3 + Н2О
НТД на кислоту азотную, нормируемые показатели качества в соответствии с требованиями стандартов
Технические требования ГОСТ 701-88
Концентрированная азотная кислота должна быть изготовлена в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическому регламенту, утверждённому в установленном порядке.
Характеристики
Концентрированная азотная кислота выпускается двух марок — А и Б.
По физико-химическим показателям концентрированная азотная кислота должна производиться в соответствии с требованиями представленными в таблице 1.
ГОСТ 125-84
По химическим требованиям азотная кислота должна соответствовать требованиям представленными в таблице 2.
Массовую долю примесей — оксидов азота (NO2)нелетучих веществ суммы тяжёлых металлов при подсчёте числа и суммы примесей не учитывать.
Продукт с массовой долей азотной кислоты выше 75% изготовляют по согласованию с потребителем.
При массовой доле азотной кислоты от 75% до 98% массовая доля оксида азота должна составлять не более 0,4% при массовой доле азотной кислоты свыше 98% массовая доля оксида азота должна быть согласована с потребителем.
Массовую долю бора для марки ОС.Ч. 18-4 определяют только в азотной кислоте, предназначенной для производства полупроводниковых приборов.
Норма по массовой доле оксида азотов установлена на момент изготовления.
ГОСТ 4461-77
кислота азотная должна быть изготовлена в соответствии с требованиями настоящего стандарта по техническому регламенту, утверждённому в установленном порядке.
По химическим показателям азотная кислота должна быть соответствовать нормам указанным в таблице 1.
Таблица 1 — Физико-химические свойства азотной кислоты
ГОСТСорт азотной кислотыПоказательСодержание %, не менееСодержание аксидов азота, %, не болееСодержание остатка после прокаливания, %, не болееСодержание серной кислоты, %, не более701-88Кислота азотная концентрированная: — Марка А — Марка Б6 50,3 0,40,02 0,040,03 0,12125-84Кислота азотная особой чистоты, о.с.ч 27-4: — Особой чистоты, о.с.ч 18-4: — особой чистоты, о.с.ч. 27-5:70 70 70 0,1 0,1 0,14*10 2*10 1*101*10 2*10 2*104461-77Кислота азотная реактивная, х.ч.: — реактивная. ч.д.а. — реактивная, ч.65(56) 65(56) 65(56) — — — 0,001 0,003 0,0051*10 5*10 2*10
Контроль качества кислоты азотной. НТД на правила приемки, испытания, хранения и эксплуатации кислоты азотной
Большие количества слабой азотной кислоты (45-60%) хранят и транспортируют в резервуарах из нержавеющей стали, концентрированной — в резервуарах из алюминия.
К хранению и транспортировании особо чистой кислоты, предназначенной для электронной и радиоэлектронной промышленности, предъявляется целый ряд специфических требований.
Так, особо чистую кислоту можно транспортировать только в сосудах из оплавленного кварцевого стекла емкостью до 10 л или по согласованию с потребителем во фторопластовых контейнерах большей ёмкости. Закупоренные и маркированные с кислотой особой чистоты помещают или другого материала, стойкого к действию азотной кислоты. Особо чистая кислота должна храниться в закрытых, тёмных помещениях обособлено от других реактивов при температуре не выше 20-25 С.
Заключение
В результате проведенного изучения литературы по теме были сделаны следующие выводы:
Азотная кислота (HNO3) — одноосновная сильная кислота, при нормальных условиях бесцветная жидкость.
Азотная кислота широко применяется для производства многих продуктов, используемых в промышленности и сельском хозяйстве.
В промышленности азотную кислоту получают следующими способами:
) окисления оксида азота до диоксида азота
) абсорбции оксидов азота водой
Азотная кислота должна изготовляться в соответствии с требованиями стандартов по технологическому регламенту, утвержденному в установленном порядке.
Препарат упаковывают и маркируют в соответствии с ГОСТ 3885.
Список используемой литературы
1.Демидова Г.А. и др. «Товароведение непродовольственных товаров», Т. 4, М., 1987 г.
2.Каролькова Р.В. Химическая промышленность, — СПб.: Питер, 2005. — 285 с.
.Сыцко В.Е., Дрозд М.И. Товароведение непродовольственных товаров. Мн.: Вышэйшая школа, 2005. — 663 с.
.Мочальник И.А. учебное пособие Основы технологии продукции химической промышленности. — Минск: Мисанта, 2012. — 175 с.
.ГОСТ 701-88, ГОСТ 125-84, ГОСТ 4461-77.
