Получение азотной кислоты из нитрата калия


Способы получения азотной кислоты. Задачи 904


Задача 904. 
Указать химические реакции, в результате которых из природных веществ получают в настоящее время азотную кислоту.
Решение:
а) Современные промышленные способы получения азотной кислоты основаны на каталитическом окислении аммиака кислородом воздуха. Аммиак получают фиксацией атмосферного азота водородом. Реакция между азотом и водородом протекает при высокой температуре, давлении и в присутствии катализатора:

N2 + 3H2 ↔ 2NH3

Затем аммиак окисляют кислородом воздуха при нагревании и в присутствии катализатора:

4NH3 + 5O2 ↔ NO + 6H2O

Образовавшийся NO легко переходит в NO2:

2NO + O2 ↔ 2NO2

Оксид NO2 с водой даёт азотную кислоту:

4NO2 + О2 + 2Н2О = 4НNO3.

б) Существует способ получения азотной кислоты из селитры:

2NaNO3(тв) + H2SO4(конц.) = Na2SO4 + 2HNO3.

в) Существуют заводы, которые используют для получения азотной кислоты аммиак, как побочный продукт коксования каменного угля (газовая вода) и при карбидном получении аммиака:

CaC2 + N2 = CaCN2 + C;

CaCN2 +3H2 = CaCO3 + 2Nh4↑


Задача 905. 
Почему при получении азотной кислоты из селитры необходимо брать концентрированную серную кислоту, а селитру — в виде твердого вещества? Почему реакционную смесь нельзя сильно нагревать?
Решение:
При получении азотной кислоты из селитры протекает реакция:

2NaNO3(тв) + h3SO4(конц.) = Na2SO4 + 2HNO3.

Из уравнения реакции следует, что образуется азотная кислота и сульфат натрия, которые в водном растворе будут полностью диссоциированы на ионы:

Na2SO4 ↔ 2Na+  + SO2;

HNO3 ↔ H+ + NO3.

В водном растворе связывание ионов Н+ и NO3, Na+  и SO2- не происходит, т. е. реакция обмена в водном растворе практически не происходит. Поэтому для получения азотной кислоты из селитры необходимо процесс проводить в неводном растворе или проводить процесс с твёрдой селитрой и безводной (концентрированной) серной кислотой.

Реакционную смесь нельзя сильно нагревать, потому что при нагревании селитра разлагается с образованием нитрита натрия и кислорода:

2NaNO3  2NaNO2 + О2

Образуемый при этом нитрит натриz разлагается на Na2O,  NO и NO2:

2NaNO2   Na2O + NO + NO2.


Нитраты. Нитриты

Задача 906. 
Какова термическая устойчивость нитратов и нитритов? Что происходит при нагревании следующих солей: NaNO2, Рb(NO2)2, NH4NO2, NaNO3, Рb(NO3)2, АgNO3, NH4NO3? Написать уравнения протекающих реакций.
Решение:
 Соли азотистой кислоты – нитриты и соли азотной кислоты – нитраты термически неустойчивые соединения. Поэтому при нагревании они разлагаются:

а) При нагревании нитрита натрия происходит его расплавление:

NaNO2(тв)    NaNO2(расплав).

б) При нагревании нитрита свинца образуются оксид свинца, оксид азота (I) и кислород:

2Pb(NO2)2   2PbO↓ + 4NO↑ + O2↑.

в) При нагревании нитрита аммония образуется молекулярный азот и пары воды:

NH4NO2   N2↑ + 2H2O

г) При нагревании нитрата натрия образуются нитрит натрия и кислород:

2NaNO3   2NaNO2 + O2↑. 

д) При нагревании нитрата свинца (II) образуются оксид свинца (II), кислород и диоксид азота: 

2Pb(NO3)2  2PbO↓ + 4NO2↑ + O2↑.

е) При нагревании нитрата серебра образуются серебро, кислород и диоксид азота:

2AgNO  2Ag↓ + 2NO2↑ +  O2↑.

ж) При нагревании нитрата аммония образуются оксид азота (I), и вода:

NH4NO3   N2O↑ + 2H2O;

2NH4NO3   2N2↑ +O2↑ + 4H2O.


Способ получения нитрата калия из хлорида калия и азотной кислоты

Настоящее изобретение относится к получению нитрата калия взаимодействием хлорида калия любого произвольного размера частиц с азотной кислотой.

В этом процессе реакция протекает в водной среде при температуре окружающей среды и в отсутствие растворителей, чтобы получить нитрат калия, который практически не содержит хлоридов, который может быть использован в качестве удобрения и необязательно пригоден для производство взрывчатых веществ.Кроме того, и азотная кислота, и соляная кислота извлекаются с концентрацией, подходящей для последующего использования. Это восстановление происходит путем экстракции растворителями.

Что касается гранулометрических характеристик KCl, в некоторых случаях необходимо предварительно измельчить его, чтобы вызвать его полную реакцию с HNO 3 , что позволит получить соответствующий KNO 3 с 13% N и 46% K 2 O.

Целью настоящего изобретения является обеспечение простого способа непрерывного или периодического получения KNO 3 из хлорида калия из любого источника и любого размера и азотной кислоты.Во-первых, KlC частично солюбилизируется при температуре окружающей среды очень разбавленным раствором HNO 3 . Затем следует реакция между частично растворенным KCl и азотной кислотой более высокой концентрации.

Основным преимуществом способа согласно настоящему изобретению является то, что реакция протекает при температуре окружающей среды, в отличие от способов, известных и описанных в патенте Испании No. № 501 479 и пат. №2 481 688, где температура реакции ниже 0 ° С.

Другой важной особенностью способа согласно настоящему изобретению является использование системы кристаллизации путем прямого контакта с предварительно охлажденной нефтяной фракцией. Преимуществом способа согласно изобретению является также то, что можно получить нитрат калия двух качеств для использования в качестве удобрения и с высокой степенью чистоты для производства взрывчатых веществ, поскольку способ допускает два варианта, которые будут описано ниже.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Процесс получения нитрата калия в соответствии с настоящим изобретением описан ниже в отношении двух вариантов осуществления, представленных блок-схемами на фиг.1 и 2, в которых различные фазы обозначены ссылочными позициями, приведенными ниже:

1. Просеивание.

2. Растворение.

3. Реагирование.

4. Кристаллизация.

5. Разделение твердой и жидкой фаз.

6. Стирка.

7. Сушка.

8. Экстракция растворителями.

9. Промывка растворителем.

10. Просеивание.

11. Растворение.

12. Реагирование.

13.Разделение твердой и жидкой фаз.

14. Кристаллизация.

15. Разделение твердой и жидкой фаз.

16. Стирка.

17. Сушка.

18. Стирка.

19. Сушка.

20. Экстракция растворителями.

21. Промывка растворителем.

Со ссылкой на фиг. 1, сначала и, по желанию, KCl просеивают на сухом грохоте с разделением на две равные грубые и мелкие фракции. Если предварительный скрининг проводился, вся крупная фракция KCl растворяется.Если такая предварительная проверка не проводится, приблизительно 50% KCl добавляют при температуре окружающей среды в разбавленный раствор азотной кислоты с концентрацией приблизительно от 3 до 10% по весу и предполагается, что она составляет от 5 до 10% от стехиометрической HNO . 3 . Это растворение азотной кислоты следует за стадией извлечения HNO 3 экстракцией растворителями.

Затем происходит реакция между KCl со стадии растворения и мелкой фракцией в случае предыдущего просеивания, с азотной кислотой, имеющей концентрацию 60 мас.% В водной среде, при температуре окружающей среды и предпочтительно между 15 ° С. и 30 ° С., используя реагенты в молярной пропорции от 0,9 до 1 моль по отношению к первоначально поданному хлориду калия.

Когда реакция завершается, кристаллизация происходит путем охлаждения потока до температуры от 0 ° до -30 ° C в кристаллизаторе, конструкция которого допускает прямой контакт с ранее охлажденной нефтяной фракцией.

За этим следует отделение кристаллов нитрата калия от образовавшегося рассола при температуре около 20 ° C., промывка водой и сушка, приводящая к KNO 3 в качестве конечного продукта.

Рассол, полученный на предыдущем этапе, обрабатывается процедурами экстракции с использованием растворителей для получения рассола, содержащего соляную кислоту с концентрацией от 15 до 20% по массе, которая не содержит нитрат-ионов и HNO 3 , содержащую экстракт растворителя промывают водой, чтобы выделить растворитель и вызвать растворение HNO 3 , которую рециркулируют для предварительного растворения KCl, как описано выше.

Органическая фаза, используемая в этой операции, представляет собой органический растворитель, необязательно в сочетании с инертным разбавителем. Подходящими растворителями являются кетоны с 5-10 атомами углерода, полиалкиленгликоли, производные фосфорной, фосфоновой и фосфиновой кислот, а также линейные или циклические полиэфиры. Керосин, деканы и нафта могут использоваться в качестве органических разбавителей.

РИС. 2 представляет собой блок-схему второго варианта осуществления, в котором получают нитрат калия двух сортов. Первый этап процесса такой же, как и в предыдущем варианте.Однако вторая стадия отличается, и после завершения реакции происходит разделение твердой и жидкой фаз, так что, с одной стороны, получается твердый нитрат калия, который промывается и сушится как продукт качества удобрения, а с другой стороны, происходит кристаллизация. KNO 3 растворяют в рассоле таким же образом, как и в первом варианте. Таким способом можно получить кристаллы нитрата калия с чистотой выше 99%. Как и в первом варианте осуществления, рассол, полученный на предыдущих стадиях, используется для проведения соответствующей экстракции растворителями с целью получения раствора, содержащего соляную кислоту и экстракта растворителя, содержащего HNO 3 , который рекуперируют и рециркулируют.

Следующие ниже примеры служат для иллюстрации изобретения без ограничения.

ПРИМЕР 1 (Фиг.1)

100 кг / ч технического хлорида калия 96% чистоты, полученного при флотации сильвинита, просеивают досуха через сито 0,420 мм. Грубую фракцию подают в контейнер для растворения вместе со 150 кг / ч 3,3% по массе азотной кислоты, возвращаемой после промывки органической фазы стадии экстракции растворителями, и полное растворение происходит при температуре окружающей среды.После растворения хлорида калия его подают вместе с оставшейся мелкодисперсной фракцией и 127 кг / ч 60% -ной азотной кислоты в реакционный сосуд, поддерживая его при температуре 24 ° C. Суспензию твердых веществ и жидкостей проводят. поступали непосредственно на стадию кристаллизации вместе с промывными водами от операции с конечным продуктом, при этом температура снижалась до -15 ° C прямым впрыском предварительно переохлажденного керосина. Водная фаза, полученная на дне кристаллизатора, содержит 30%.5% от веса сухого вещества. После этого следует центрифугирование, в результате чего получают 148 кг / ч влажного осадка и 279 кг / ч жидкой фазы (рассола). За этим следует восстановление нитрат-ионов рассола в группе смесителей-отстойников с использованием смеси трибутилфосфата и керосина 25/75 объема в качестве органического растворителя, который является селективным для этого иона.

Это приводит к водному потоку с составом 23 г / л KCl и 171,4 г / л HCl. Органическую фазу, содержащую нитрат-ион, затем промывают водой во второй группе смесителей-отстойников, что приводит к рециркуляции азотного раствора в емкость для растворения и регенерированной органической фазы, которую повторно используют при экстракции.Влажный осадок промывают на том же оборудовании, а промывные воды рециркулируют в кристаллизатор. Это приводит к получению 125,3 кг / ч нитрата калия чистотой 98,6%.

ПРИМЕР 2

Исходным продуктом является 100 кг / ч того же хлорида калия, что и в предыдущем примере, с последующим просеиванием и растворением в тех же условиях, что описаны в примере 1. Последующая реакция протекает при температуре 22 ° С. ° C в течение 45 минут. Затем суспензию фильтруют таким образом, чтобы после соответствующей промывки и сушки твердого вещества производилось 90 кг / ч кристаллов нитрата калия, а их количество составляет 96.8% чистота по сухой основе.

Жидкая фаза разделения твердой и жидкой фаз, состоящая из растворенного нитрата калия и соляной кислоты, подвергается кристаллизации в контейнере путем прямого охлаждения нефтяной фракцией, которая не смешивается с охлажденной водной фазой, что дает температуру на выходе водной фазы -15 ° С 35,12 кг / ч кристаллов KNO 3 , которые отделяют от жидкой фазы, промывают и сушат, получая нитрат калия, содержание которого превышает 99.Чистота 5%, пригодна для использования в качестве исходного материала для производства взрывчатых веществ.

Жидкая фаза, полученная при этом окончательном разделении, обрабатывается экстракцией растворителями, как в Примере 1.

ПРИМЕР 3

Блок-схема на фиг. 1, хотя предварительная операция (1) не выполняется.

В первый реакционный сосуд вводят 100 кг / час KCl, полученного в результате флотации сильвинита с 51,5 кг / час 60% по массе азотной кислоты и 144.2 кг / ч разбавленной азотной кислоты с концентрацией 6,73 мас.%, Полученной в результате выделения иона NO 3 - на последней стадии экстракции растворителем. Температуру поддерживают при 23 ° C в течение 90 минут. Затем суспензию пропускают во второй контейнер, в который при температуре окружающей среды 67,6 кг / ч добавляют 60 мас.% Азотной кислоты.

Время пребывания во втором реакторе составляет 90 минут. После превращения хлорида в нитрат полученную суспензию (363,27 кг / ч) переносят в кристаллизатор, аналогичный описанному в предыдущих примерах, при этом жидкую фазу охлаждают до -6 ° C.чтобы восстановить в кристаллической форме большую часть растворенного нитрата калия. После этого следует центрифугирование потока из кристаллизатора с отделением 278,8 кг / ч жидкой фазы, содержащей 4,4% растворенного KNO 3 , которая должна быть обработана на стадии экстракции растворителем, описанной в предыдущих примерах, для извлечения всех NO 3 - , а также влажный осадок, который после промывки и сушки дает 119,5 кг / ч продукта, пригодного для использования в качестве удобрения.

.

Азотная кислота | 7697-37-2

Азотная кислота Химические свойства, использование, производство

Описание

Азотная кислота - это бесцветная коррозионная жидкость, которая является наиболее распространенной азотной кислотой. Его использовали сотни лет. Азотная кислота - это минеральная кислота, которую называли спиртом селитры и aqua fortis, что означает крепкая вода.

Дымящаяся азотная кислота названа так из-за паров, выделяемых кислотой при ее взаимодействии с влажным воздухом.Дымящаяся азотная кислота имеет высокую концентрацию и обозначается либо красной дымящей азотной кислотой, либо белой дымящей азотной кислотой. Красная дымящаяся азотная кислота, как следует из названия, при контакте с воздухом выделяет красновато-коричневый дым. Цвет происходит от диоксида азота, который выделяется на воздухе. Концентрация азотной кислоты в красной дымящей азотной кислоте составляет приблизительно 85% или больше, при этом присутствует значительное количество растворенного диоксида азота. Белая дымящаяся азотная кислота - это высококонцентрированная безводная азотная кислота с концентрацией 98–99%; оставшиеся 1-2% - это вода и диоксид азота.Основная часть азотной кислоты товарного качества имеет концентрацию от 50% до 70%.

Химические свойства

Азотная кислота, HN03, является сильным пожароопасным окислителем. Это бесцветная или желтоватая жидкость, которая смешивается с водой и кипит при 86 ℃ (187 ℉). Азотная кислота, также известная как aqua fortis, используется для химического синтеза, производства взрывчатых веществ и удобрений, а также в металлургии, травлении, гравировке и флотации руды.

Химические свойства

Азотная кислота представляет собой дымящееся вещество от бесцветного до светло-коричневого. жидкость с едким, удушающим запахом.Дымящийся азотный кислота - дымящаяся жидкость красноватого цвета. Дым во влажном воздухе. Часто используется в водном растворе. Дымящаяся азотная кислота концентрируется азотная кислота, содержащая растворенный диоксид азота. Азотная кислота - это раствор диоксида азота NO2 в воде. а так называемая дымящая азотная кислота содержит избыток NO2 и имеет цвет от желтого до коричневато-красного.

Физические свойства

Бесцветная жидкость; сильная коррозия; показатель преломления 1,397 при 16,5 ° C; плотность 1,503 г / л; замерзает при –42 ° C; кипит при 83 ° С; полностью смешивается с водой; образует постоянно кипящий азеотроп с водой при 68.Азотная кислота 8 мас.%; азеотроп имеет плотность 1,41 г / мл и кипит при 121 ° C.

История

Азотная кислота была известна алхимикам еще в древности. Кавендиш в 1784 году синтезировал кислоту, приложив электрическую искру к влажному воздуху. Ранее в 1776 году Лавуазье определил, что кислота содержит кислород. В 1798 году Милнер получил азотную кислоту из аммиака вместе с оксидами азота путем окисления паров аммиака над раскаленным диоксидом марганца. В 1816 году Гей-Люссак и Бертолле установили его состав.
Азотная кислота - одно из важнейших промышленных химикатов в мире. В наибольшей степени он используется в производстве удобрений для производства различных нитратных удобрений. Такие удобрения включают нитраты аммония, натрия, калия и кальция. Другие основные применения азотной кислоты - это производство нитратов и нитрогаников для использования во взрывчатых веществах, порохе и фейерверках. Нитрат аммония, нитроглицерин, нитроцеллюлоза и тринитротолуолы являются примерами таких взрывчатых веществ, а нитраты бария и стронция используются в фейерверках.АЗОТНАЯ КИСЛОТА 635 Другое важное применение - производство циклогексанона, сырья для адипиновой кислоты и капролактама для производства нейлона.
Азотная кислота - обычный лабораторный реагент. Он также является одним из наиболее часто используемых окислителей, применяемых в нескольких органических и неорганических синтезах. Некоторые виды синтетического применения азотной кислоты включают производство диазокрасителей, лаков, лаков, пластмасс, полиуретанов и моющих средств. Другие области применения - травление металлов, экстракция руды, травление нержавеющей стали, ракетное топливо, обработка ядерного топлива, в качестве растворителя в царской водке, для разложения проб при анализе металлов методами AA или ICP, а также при подготовке аналитических стандартов.
Концентрированная азотная кислота, используемая в торговле, не является 100% чистой азотной кислотой. Это смесь с постоянным кипением, содержащая 68% кислоты.

использует

Азотная кислота - важный исходный материал для производства удобрений и химикатов. Разбавленная азотная кислота используется для растворения и травления металлов.

использует

Азотная кислота - важный материал для производства взрывчатых веществ. Концентрированная азотная кислота, обычно смешанная с серной кислотой (смешанная кислота), используется для нитрования органических соединений.Лист технических данных

использует

Эта тяжелая, прозрачная или слегка желтоватая жидкость очень ядовита. и вызывает сильные ожоги при контакте с кожей. Это было сделано путем перегонки нитрата щелочного металла в сочетании с серная кислота. Комбинация азотной и серной кислот была используется для преобразования простого хлопка в нитрат целлюлозы. Азотная кислота был использован в процессе мокрой пластины в качестве добавки к проявителям сульфата железа, чтобы обеспечить более белый цвет изображения для амбротипов. и ферротипы.Он также был добавлен для снижения pH серебряная ванна для коллодиевых пластин. Добавление кислоты в серебряную ванну сделали коллодиевые пластины менее чувствительными к свету, положительный эффект уменьшения возникновения тумана не-изображения.

использует

В основном азотная кислота используется для производства удобрений, причем для этой цели используется примерно три четверти азотной кислоты. Аммиачная селитра является предпочтительным азотным удобрением из-за простоты производства, экономики и высокого содержания азота, составляющего 35%.Азотная кислота также может использоваться для подкисления фосфоритов с целью производства азотно-фосфорных удобрений. Азотная кислота является сильным окислителем, что делает ее полезной во взрывчатых веществах и в качестве ракетного топлива.
Азотная кислота используется для нитрования множества других соединений с целью получения нитратов. Азотная кислота используется для производства адипиновой кислоты (C6h5O10), которая используется в производстве нейлона (см. Нейлон).
Азотная кислота также используется для окисления, нитрования и в качестве катализатора в многочисленных реакциях.Соли азотной кислоты все вместе называются нитратами, которые растворимы в воде. Азотная кислота используется в производстве многих товаров, таких как красители, фармацевтические препараты и синтетические ткани, а также в различных процессах, включая печать.
Азотная кислота широко используется в металлургической промышленности. Азотная кислота используется для травления стальных и латунных поверхностей при обработке металлов.

использует

Азотная кислота (HNO3) - важная промышленная кислота, используемая для изменения или производства многих продуктов. такие как удобрения и взрывчатые вещества.Он реагирует с аммиаком с образованием нитрата аммония, важный товарный химикат.

использует

Азотная кислота - одно из наиболее широко используемых в промышленности химических веществ. Он используется в производстве удобрений, взрывчатых веществ, красителей, синтетических волокон и многих неорганических и органических нитратов; и как обычный лабораторный реактив ..

Определение

азотная кислота: бесцветная коррозионно-ядовитая жидкость, HNO3; R.D. 1,50; Т.пл. -42 ° С; т.кип 83 ° С. Азотная кислота может быть получена в лаборатории путем дистилляции смеси щелочно-нитрата и концентрированной серной кислоты.Промышленное производство осуществляется за счет окисления монооксида азота аммония, его окисления до диоксида азота и реакции диоксида азота с водой с образованием азотной кислоты и монооксида азота (который рециркулируется). Первая реакция (NH 3 до NO) катализируется платина или платина / родий в виде тонкой проволочной сетки. Окисление NO и абсорбция NO 2 с образованием продукта некаталитичны и протекают с высокими выходами, но обе реакции являются медленными и протекают второго порядка.Повышение давления снижает селективность реакции, и поэтому требуются довольно большие газовые абсорбционные колонны. На практике абсорбирующая кислота охлаждается до температуры около 2 ° C, и получается коммерческая `` концентрированная азотная кислота '' с концентрацией около 67%. Азотная кислота является сильной кислотой (сильно диссоциированной в водный раствор) и разбавленные растворы ведут себя так же, как и другие минеральные кислоты. Концентрированная триновая кислота ниниобия является сильным окислителем.
Большинство металлов растворяются с образованием нитратов, но с выделением оксидов азота.Концентрированная азотная кислота также вступает в реакцию с несколькими неметаллами с образованием оксокислоты или оксида. Азотная кислота обычно хранится в темно-коричневых бутылях из-за фотолитического разложения до четырехокиси азота. См. Также нитрование.

Методы производства

Азотную кислоту можно получить несколькими способами. В лаборатории его готовят путем дистилляции раствора нитрата калия в концентрированной серной кислоте, содержащего равные количества (по весу) каждого из них.
KNO3 + h3SO4 → KHSO4 + HNO3
Азотная кислота разлагается до диоксида азота.Поэтому температуру нужно поддерживать как можно ниже. Во время этого приготовления азотная кислота конденсируется в виде дымящей жидкости. Чистую кислоту можно получить, когда ее собирают при –42 ° C, точке замерзания. Когда азотная кислота собирается путем конденсации при комнатной температуре, она может частично разлагаться до пентаоксида азота N2O5, который испаряется во влажном воздухе. Ранние коммерческие процессы были основаны на реакции чилийской селитры (NaNO3) с серной кислотой. Концентрированная азотная кислота была получена перегонкой реакционной смеси.
Азотная кислота также может быть получена путем быстрого прохождения воздуха через электрическую дугу 636 NITRIC ACIDarc. Метод основан на первом препарате Кавендиша азотной кислоты. В этом методе азот и кислород сначала объединяются с образованием оксида азота. Смесь газообразных продуктов, обычно содержащая около 2% оксида азота, объединяется с избытком кислорода с образованием диоксида азота и пятиокиси азота. При растворении этих газов в воде образуется азотная кислота. Однако этот процесс дорог и непригоден для коммерческого применения.
В настоящее время азотная кислота производится исключительно каталитическим окислением аммиака. Платина или платино-родий - эффективный катализатор этого окисления (процесс Оствальда). Три основных этапа в таком процессе окисления аммиака: (1) окисление аммиака с образованием оксида азота:
4Nh4 + 5O2 → 4NO + 6h3O
Вышеуказанная реакция протекает быстро и почти полностью переходит в сторону продукта. (2) окисление оксида азота с образованием диоксида азота:
2НО + О2 → 2НО2
Вышеуказанная реакция также протекает быстро и почти полностью завершается при температуре ниже 150 ° C.(3) растворение диоксида азота в воде:
3NO2 + h3O → 2HNO3 + NO
Эта реакция является умеренно экзотермической, выделяя 32,4 ккал / моль.
Было предложено несколько механизмов абсорбции диоксида азота в воде. Двуокись азота легко димеризуется до четырехокиси N2O4 при низких температурах и повышении давления.
2NO2 ↔ N2O4? Hrxn = –13,7 ккал / моль
Поглощение четырехокиси в воде также может образовывать азотную кислоту и оксид азота:
3N2O4 + 2h3O → 4HNO3 + 2NO
В последние годы произошло несколько изменений в конструкции установки и условиях процесса окисления аммиака.Эти изменения в большей или меньшей степени основаны на рабочих давлениях и температурах, снижении выбросов NOx и других экологических нормах, а также на желаемой производственной мощности завода.
Азотная кислота, получаемая при стандартном окислении аммиака, обычно составляет от 50 до 70 мас.% Водного раствора. Чистая азотная кислота 98-99% может быть получена либо экстрактивной дистилляцией, либо прямыми процессами сильной азотной кислоты (DSN). В методе перегонки концентрированная азотная кислота 50-70% перегоняется с 93% -ной серной кислотой в паровой колонне.Серная кислота действует как дегидратирующий агент. Пары дистиллированной азотной кислоты конденсируются в чистую азотную кислоту, в то время как серная кислота, поглощающая воду из 50-70% азотной кислоты, теряет свою прочность примерно до 70% и собирается на дне. 70% серная кислота снова концентрируется до 93% АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ 637 для повторного использования путем удаления воды в концентраторе серной кислоты.
В процессе DSN четырехокись азота N2O4, полученная при окислении аммиака, абсорбируется концентрированной азотной кислотой в присутствии воздуха или кислорода с получением чистой азотной кислоты.В качестве альтернативы, N2O4 может быть отделен от газообразных продуктов процесса окисления аммиака охлаждением, а затем обработан разбавленной азотной кислотой на воздухе или в кислороде.

Общее описание

Азотная кислота представляет собой жидкость от бесцветной до желтого или красного цвета, иногда выделяющую красновато-коричневые пары с удушающим запахом. Азотная кислота растворяется в воде с выделением тепла. Азотная кислота вызывает коррозию металлов или тканей. Азотная кислота ускоряет горение горючих материалов, а азотная кислота может даже вызвать возгорание при контакте с горючим материалом.Азотная кислота полностью растворима в воде и может бурно реагировать при контакте с водой с выделением тепла, дыма и разбрызгивания. Продолжительное воздействие низких концентраций или кратковременное воздействие высоких концентраций может привести к неблагоприятным последствиям для здоровья. Плотность 10,4 фунта / галлон.

Реакции воздуха и воды

Пары в воздухе. Полностью растворим в воде с выделением тепла. Реагирует бурно с водой с выделением тепла, дыма и разбрызгивания.

Профиль реактивности

Азотная кислота; воспламеняется при контакте со спиртами, аминами, аммиаком, алкилами бериллия, боранами, дицианогеном, гидразинами, углеводородами, водородом, нитроалканами, порошкообразными металлами, силанами или тиолами [Bretherick 1979.с.174]. Реакция мелкодисперсной сурьмы и азотной кислоты может быть бурной [Pascal 10: 504. 1931-34]. Пентафторид брома бурно реагирует с сильной азотной кислотой и сильной серной кислотой [Mellor 2, Supp. 1: 172. 1956]. Эксперименты показывают, что смеси, содержащие более 50% азотной кислоты по весу в уксусном ангидриде, могут действовать как детонирующие взрывчатые вещества [BCISC 42: 2. 1971]. Травильный агент из равных частей ацетона, азотной кислоты и 75% уксусной кислоты взорвался через 4 часа после того, как азотная кислота была приготовлена ​​и помещена в закрытый сосуд.Это похоже на рецептуру для приготовления тетранитрометана, чувствительного взрывчатого вещества [Chem. Eng. News 38: 56. 1960]. Фосфин сильно разлагается концентрированной азотной кислотой, и возникает пламя. При попадании теплой дымящейся азотной кислоты в емкость с газообразным фосфином возникает взрыв [Един. Рой. Soc. 13:88. 1835]. При контакте азотной кислоты с трихлоридом фосфора происходит взрыв [Comp. Раздирайте. 28:86]. Реакция азида натрия и сильной азотной кислоты является энергичной [Mellor 8, Supp 2: 315.1967]. Реагирует бурно с водой с выделением тепла, дыма и разбрызгивания.

Опасность

Поскольку азотная кислота является сильным окислителем, она может вступать в бурную реакцию с мощными восстановителями. Многие реакции нитрования органических веществ дают взрывчатые вещества. Чистая азотная кислота оказывает сильное разъедающее действие на кожу, вызывая серьезные травмы. Концентрированная кислота (68,8 мас.%) Вызывает умеренное разъедание кожи. Кислота может разлагаться при нагревании или фотохимически с выделением токсичного газообразного диоксида азота.

Опасность для здоровья

Азотная кислота - это едкое вещество, вызывающее желтые ожоги кожи. Он разъедает ткани тела, превращая сложные белки в желтое вещество, называемое ксантопротеиновой кислотой (Meyer 1989). Проглатывание кислоты может вызвать жжение и разъедание рта и желудка. Доза 5–10 мл может быть смертельной для человека.
Хроническое воздействие паров и тумана азотной кислоты может вызвать бронхит и химический пневмонит (Fairhall 1957). Он выделяет NO2, высокотоксичный газ, образующийся при его разложении в присутствии света.Азотная кислота менее агрессивна, чем серная кислота. Его испарения и туман могут разъедать зубы.

Пожарная опасность

Негорючее вещество, само по себе не горит, но может разлагаться при нагревании с образованием едких и / или токсичных паров. Пары могут накапливаться в замкнутых пространствах (подвал, цистерны, хопперы / цистерны и т. Д.). Вещество вступает в реакцию с водой (в некоторых случаях бурно) с выделением коррозионных и / или токсичных газов и стоков. При контакте с металлами может выделяться легковоспламеняющийся водород. Контейнеры могут взорваться при нагревании или при загрязнении водой.

Воспламеняемость и взрывоопасность

Взрывоопасность Не горючее вещество, а сильный окислитель. Связаться с легко окисляемые материалы, в том числе многие органические вещества, могут привести к пожару или взрывы.

Использование в сельском хозяйстве

Азотная кислота (HNO) - это минеральная кислота, которая сочетается с металлы или щелочи с образованием нитратов. Это можно сделать синтетически, пропуская аммиак и воздух над металлическим катализатор.
Азотная кислота используется при производстве аммония. нитрат для взрывчатых веществ и удобрений.Два других типа азотная кислота - красная дымящая азотная кислота и белая дымящаяся азотная кислота. Белая дымящаяся азотная кислота содержит более 97,5% азотной кислоты, менее 2% воды и менее более 0,5% оксидов азота. Красная дымящая азотная кислота содержит более 86% азотной кислоты, от 6 до 15% оксидов азот и менее 5% воды. Используется как ракетное топливо. и нитрующий агент. Важный производственный процесс для производство азотной кислоты подробно описаны в разделе Процессы производства азотной кислоты.
Процессы производства азотной кислоты 2
Используется около 75% производимой в мире азотной кислоты. для производства удобрений (и около 15% для взрывчатых веществ). Оставшаяся кислота используется для изготовления синтетических волокон, красители и пластик.
Азотная кислота может быть получена путем (а) подкисления натуральный нитрат натрия с серной кислотой, (б) прямой синтез из азота и кислорода, и (c) окисление аммиак.
Азотная кислота - сильная кислота и мощный окислитель. агент.Кислота азотная концентрированная при перегонке при атмосферное давление начинает закипать при 78,2 ℃, но со временем разлагается с образованием 68% азотной кислоты с точка кипения 120,5 ℃. Стандартный предел хлора составляет менее 5 ppmw и азотистой кислоты (HNO 2 ) менее чем 5 ppmw. Безводной азотной кислоты не существует в жидкая форма.
Безводный аммиак и платиновый катализатор являются требуется для производства азотной кислоты. Оксиды азот, который используется в производстве азотной кислоты, закись азота (N 2 O), оксид азота (NO), диоксид азота (NO 2 ) и тетроксид диазота (N 2 O 4 ).Смесь оксиды азота, обычно NO и NO 2 , обычно именуется NO x .
Производство слабой азотной кислоты состоит из следующие три стадии: (а) каталитическое окисление аммиака до оксида азота, (б) окисление оксида азота до азота I диоксида азота, и (c) кислотное поглощение диоксида азота в вода.
Характеристики поглотителя улучшены за счет высокой давление и низкая температура, а также высокое содержание кислорода в газовой фазе. Однако в конвертере аммиака окислению аммиака способствует низкое давление.
Способы производства: многие процессы для производство азотной кислоты теперь доступно. Они не отличаются в фундаментальных принципах, но прежде всего в деталях дизайна установки, условия эксплуатации, размер установки, стоимость соображения, касающиеся сырья, энергии и монтаж.
Производство азотной кислоты окислением аммиак проходит следующие этапы или единицы: (а) подготовка-испарение аммиака, перегрев и фильтрация безводного аммиака, (б) технологический воздух подготовка, включающая предварительный нагрев, фильтрацию и сжатие, (в) каталитическое окисление аммиака, (г) охлаждение продуктов реакции различными средами, такими как как технологический воздух, котловая вода, остаточный газ и т. д., (д) ​​окисление оксид азота в высшие оксиды, (е) оксиды азота абсорбция в воде с образованием азотной кислоты, (ж) кислотное отбеливание с помощью дополнительного воздуха или других средств, (h) очистка хвостовых газов до уменьшить загрязнение воздуха и повысить общую эффективность установка, (i) рекуперация энергии от нагретого и сжатые технологические газы и (i) восстановление катализатора платины.
Безводный аммиак и используемый технологический воздух не должно содержать ни масла, ни катализатора яды, чтобы избежать загрязнения испарителя и катализатора экраны.Отношение аммиака к воздуху и расход каждый компонент необходимо тщательно контролировать, чтобы гарантировать максимальная эффективность преобразования, предотвращение взрыва и максимизация выпуска завода.
Обычным катализатором, используемым в процессе, является платинородий. марля или сетка. Это не только способствует реакции, но и также соответствует другим рабочим критериям, таким как противодействовать жесткой коррозионной и окислительной атмосфере, и т. д. Обычное процентное содержание родия в катализаторе находится в диапазон от 4 до 10%. Для достижения более высокой эффективности и меньшие потери платины, используются трикотажные сетки.Решетки из хромоникелевого сплава используются для поддержки мелких экраны.
Платиновые катализаторы могут быть отравлены такими элементами как As, Bi, P, Pb, S, Si и Sn. Эти элементы приводят к образование неактивных соединений в проводах и, следовательно, снизить каталитическую активность. В некоторых случаях временное загрязнение следами Cr, Ni или Fe снижает эффективность преобразования, которая часто может быть восстанавливается обработкой соляной кислотой.

Промышленное использование

Азотная кислота, также называемая аквафортисом и азотной кислотой, представляет собой дымящуюся жидкость от бесцветной до красноватого цвета с составом HNO 3 , имеющую широкий спектр применения для травления металлов, травления и производства нитроцеллюлозы, пластмасс, красителей и взрывчатых веществ.Он имеет удельный вес 1,502 (95% кислоты) и температуру кипения 86 ° C, и он растворим в воде. Его пары вызывают удушье, и он очень едкий и едкий. Дымящаяся азотная кислота - это любой водный раствор, содержащий более 86% кислоты и имеющий удельный вес выше 1,480. Азотная кислота образуется в результате действия серной кислоты на нитрат натрия и конденсации паров. Он также производится из аммиака путем каталитического окисления или из оксида азота, получаемого из воздуха.

Профиль безопасности

Яд при вдыхании. разъедающий раздражитель кожи, глаз и слизистых оболочек Мембраны. Очень опасная пожарная опасность и очень мощный окислитель. Может реагировать взрывоопасно со многими восстановителями. МЦБ реагировать с водой или паром с выделением тепла а также токсичные, едкие и легковоспламеняющиеся пары. При нагревании до разложения выделяет высокотоксичные пары NOx. Смотрите также АЗОТНАЯ КИСЛОТА.

Возможное воздействие

Азотная кислота - вторая по важности промышленная кислота и ее производство представляет собой шестой крупнейшая химическая промышленность США.Азотная кислота используется в химикатах, взрывчатых веществах, удобрениях, травлении стали; очистка металла. Наибольшее использование азотной кислоты в производстве удобрений. Почти 15% продукции идет в производство взрывчатых веществ, а оставшиеся 10% распределено между различными применениями, такими как травление, ярко-окунания; гальваника, фотогравировка, изготовление ракетного топлива; и производство пестицидов.

склад

При работе следует надевать защитные очки и резиновые перчатки. эту кислоту и емкости с азотной кислотой следует хранить в хорошо вентилируемом месте, отдельно из органических веществ и других горючих материалов.

Доставка

UN2031 Кислота азотная, кроме красной дымящей, с .70% азотной кислоты или азотной кислоты, кроме красной дымящей, не менее 65%, но не 70% азотной кислоты, класс опасности: 8; Этикетки: 8-Коррозийный материал, 5.1-Окислитель. UN2032 Азотная кислота, красный дымящийся, класс опасности: 8; Метки: 8-Коррозийный материал, 5.1-Окислитель, 6.1-Ядовитый материал. Вдыхание, опасная зона B. UN2031 Азотная кислота, кроме красный дымящийся, с 20% и < 65% азотной кислоты или Nitric кислота, кроме красной дымящей, с содержанием азотной кислоты не более 20%, Класс опасности: 8; Этикетки: 8-Коррозийный материал.

Методы очистки

Кислота получается бесцветной (примерно 92%) прямой перегонкой дымящейся HNO3 при пониженном давлении и температуре 40-50 ° С с утечкой воздуха в верхней части ректификационной колонны. Храните в эксикаторе в холодильнике. Не содержащую нитритов HNO3 можно получить вакуумной перегонкой из мочевины. [Ward et al. Inorg Synth III 13 1950, Kaplan & Schechter Inorg Synth IV 53 1953.]

Несовместимость

Сильный окислитель и сильная кислота.Реагирует бурно с горючими веществами и восстановителями; карбидов, сероводород, скипидар, древесный уголь, спирт, порошок металлы; сильные основания. Тепло вызывает разложение с образованием оксиды азота. Агрессивно в отношении некоторых пластиков. Разъедает металлы.

Вывоз мусора

Добавляется кальцинированная сода-гашеная известь образовать нейтральный раствор нитрата натрия и кальция. Этот раствор можно выпустить после разбавления вода. Кроме того, азотная кислота может быть восстановлена ​​и повторно использована в в некоторых случаях, например, с прядильными растворами из акрилового волокна.советоваться с природоохранными органами для получения рекомендаций по приемлемые методы утилизации. Генераторы отходов, содержащих этот загрязнитель (≥100 кг / мес.) должен соответствовать правилам EPA, регулирующим хранение, транспортировку, обработку, и удаление отходов.

Продукты и сырье для получения азотной кислоты

Сырье

Препараты

МОНОГИДРАТ БОРАТА (II) ПИРИДИН-2-СУЛЬФОНОВАЯ КИСЛОТА 3,5-динитро-4-гидроксибензальдегид 2-NITROTHIOPHENE-4-карбоксальдегид 1,3-Диметил-8-нитро-1H-пурин-2,6 (3H, 9H) -дион, 97% Гексагидрат нитрата лантана (III) 5-амино-2,4,6-трийод-N-метилизофталаминовая кислота КАДМИЯ НИТРАТА ТЕТРАГИДРАТ 5-Метилизоксазол-3-карбоновая кислота 2-NITROMESITYLENE ФЛАВИАНОВАЯ КИСЛОТА 2-метил-5-нитро-4,6-пиримидин-диол 5-хлор-2-гидрокси-3-нитропиридин РЕАГЕНТ НЕССЛЕРА 3-нитробензонитрила 2-Nitrothiophene 4-ацетамидо-3-нитробензойная кислота 6-NITROPIPERONAL РТУТНЫЙ ХЛОРИД ФЕНИЛМЕРКУРИЙ НИТРАТ 10-Nitroanthrone Нитрогумат натрия 2,6-диметил-3-нитропиридин РТУТНЫЙ НИТРАТ 2-гидрокси-5-нитроникотиновая кислота 5-НИТРОБАРБИТУРОВАЯ КИСЛОТА 3-МЕТИЛПИРАЗИН-2-КАРБОКСИЛОВАЯ КИСЛОТА 2-гидрокси-3,5-динитропиридин Йодид ртути 4,5-дифенилимидазол 2-этил-5-нитробензоламин 3,3'-динитробензофенон Мезаконовая кислота бромид ртути Диэтилнитромалонат Нитрат кадмия 2,4-дихлор-5-nitrobenzalehyde катализаторы гидроочистки (серия РН) тетранитрометан Метил 3-нитробензоат ,

Как сделать нитрат аммония из бытовой химии

Нитрат аммония представляет собой кристаллический белый порошок. (Teravolt)

Аммиачная селитра - это химическое соединение, используемое в сельском хозяйстве и для изготовления пиротехники или холодных компрессов, а также для проведения других интересных демонстраций. Он также используется для создания контролируемых взрывов в горных выработках и карьерах. Когда-то он добывался как природный минерал в пустынях Чили, но больше не доступен, кроме как искусственное соединение.

Хотя сделать нитрат аммония несложно, имейте в виду, что это опасно, поскольку используемые химические вещества могут быть опасными.Кроме того, нитрат аммония становится взрывоопасным при смешивании с топливом или другими химическими веществами.

ВАРИАНТЫ ПОЛУЧЕНИЯ НИТРАТА АММОНИЯ

Нитрат аммония можно получить из обычной бытовой химии. Однако имейте в виду, что вы можете купить нитрат аммония в чистом виде; в качестве альтернативы, вы можете собрать его из мгновенных холодных упаковок или некоторых удобрений легче и дешевле, чем делать это самостоятельно. Самый простой способ сделать нитрат аммония - просто провести реакцию азотной кислоты с аммиаком, но если у вас нет доступа к азотной кислоте (или вы не хотите работать с таким опасным химическим веществом), вы можете сделать нитрат аммония из легкодоступных материалов. бытовая химия.

КАК СДЕЛАТЬ НИТРАТ АММОНИЯ

Натуральная селитра аммония называется селитрой. Это аналог селитры, которая представляет собой природный нитрат калия. (Бен Миллс)

Химикаты, используемые в этом проекте, имеют неприятный запах и вызывают коррозию, поэтому этот проект следует выполнять под вытяжным шкафом или на открытом воздухе. Как всегда, надевайте перчатки, защитные очки и соответствующую одежду.

Некоторые реагенты и конечный продукт легковоспламеняемы или являются окислителями, поэтому храните химические вещества вдали от открытого огня.

Материалы:

  • 138 г бисульфата натрия (обнаруживается с химическими веществами для бассейнов, используется для понижения pH)
  • 1 моль эквивалент нитратной соли, доступный в любой из следующих форм:
    • 85 г нитрата натрия (обычная пища консервант)
    • 101 г нитрата калия (который вы можете купить или сделать самостоятельно)
    • 118 г нитрата кальция (тетрагидрат)
  • аммиак (обычное бытовое чистящее средство)
  • метанол (необязательно, который можно найти как обработка топлива HEET )
  • вода
  • pH-метр или pH-бумага
  • доступ к плите
  • кофейный фильтр или бумажные полотенца

Процедура:

    1. Растворите бисульфат натрия в минимальном количестве воды (около 300 мл). ).
    2. Растворите нитратную соль в минимальном количестве воды (количество зависит от соли).
    3. Смешайте два раствора.
    4. Затем вы нейтрализуете раствор, который имеет довольно кислый характер. Вмешайте аммиак, пока pH смеси не станет 7 или выше. Используйте pH-метр (или pH-бумагу). Взаимодействие с аммиаком, бисульфатом натрия и нитратами даст вам сульфат натрия и нитрат аммония.
    5. Сульфат натрия и нитрат аммония имеют разную растворимость в воде, поэтому кипятите раствор, чтобы сульфат натрия кристаллизовался.Снимите жидкость с огня, когда на дне сковороды образуются кристаллы сульфата натрия.
    6. Охладите раствор в морозильной камере, чтобы как можно больше сульфата натрия выпало из раствора.
    7. Пропустите раствор через фильтр (кофейный фильтр или бумажные полотенца), чтобы отделить твердый сульфат натрия от раствора нитрата аммония.
    8. Дайте раствору нитрата аммония испариться, что даст вам нитрат аммония с примесью сульфата натрия.Этого «достаточно» для большинства проектов в области химии.
    9. Если вы хотите дополнительно очистить нитрат аммония, растворите его примерно в 500 мл метанола. Нитрат аммония растворим в метаноле, а сульфат натрия - нет.
    10. Пропустите раствор через фильтр, который даст вам сульфат натрия на фильтре и раствор нитрата аммония.
    11. Дайте метанолу испариться из раствора, чтобы получить кристаллический нитрат аммония.
.

Смотрите также