Азот оксидтерінің абсорбциялануы
Абсорбцияға түсетін нитроз газдары азоттың әр түрлі амидтерінің, элементарлы азоттың оттегі мен су буының күрделі қоспасы болып табылады. Олардың құрамы тотығу жағдайларына байланысты болады.
Азот ІІ оксидінен басқа азот амидтері суда ерімейді. Олар сумен хемосорбция реакциясы арқылы әрекеттеседі.
2 NO2 + H2O = HNO3 + HNO2 – H
N2O4 + H2O = HNO3 + NHO2 — H
N2O3 + H2O = 2HNO2 — H
Түзілген азотты қышқыл тұрақсыз ол дереу айрылу реакциясына түседі.
3НNO2 = HNO3 + 2NO2 + H2О + Н
Азот қышқылы түзілуінің жиынтық теңдеуі
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO – H
3N2O4 + 2H2O = 4HNO3 + 2NO – H
Демек, азот қышқылының аммиактан синтезделу процессі әрқайсысы бірнеше реакциядан тұрады. Практикада көбінесе баланс теңдеуді қолданады.
NН3 + 2O2 = HNO3 + H2О
Сұйытылған азот қышқылын алу
Нақты технологиясына байланыссыз азот қышқылының өндіріс схемасы негізгі5 кезеңнен тұрады.
- Аммиак пен ауаны тазарту және араластыру .
- Аммиактың катализаторда тотығуы.
- Нитроз газдарының суытылуы
- Азот IV оксидінің азот қышқылына тотығуы
- Қалдық газдардың тазартылуы.
Бірінші кезең үшін оптимальды жағдайлар жоғары температурамен төмен қысым, екінші кезең үшін төмен температура мен жоғары қысым. Анықтаушы пориметр қысым болып табылады. Сондықтан сұйытылған азот қышқылына өндірудің 3 әдісі бар. Олар:
- Атмосфералық қысымда
- Жоғары қысымда
- Аралас (қысымның 2 басқышымен)
Қазіргі уақытта өнеркәсіпте соңғы 2 әдіс қолданылады.2 әдістің де арнаулы технологиялық схемалары бар. Бірақ азот оксидтерінің азот қышқылына химиялық айналуы бұл теңдеулерден әлдеқайда күрделі.
Өнеркәсіпте сұйылтылған (60—62%-ке дейін) және концентрленген (98—99%) азот қышқылдары өндіріледі. Аздаған мөлшерде реактивті кышқыл және ерекше таза қышқыл шығарылады.
Бірқатар өндірістерде (ароматты көмірсутектерді нитрлеу, целлюлоза нитраттарын және спирттерді алуда және т.б.) колданылатын концентрлі азот қышқылын жоғарыдағы сызбанұсқамен алу мүмкін емес. Мұндай қышқылды алу үшін екі түрлі әдісті қолданады: сұйылтылған қышқылды концентрлеу жөне сұйык азот оксидтерінен тікелей синтездеу. Азот қышкылының концентрациясын жоғарылату үшін суды бөлу керек. Сұйылтылған азот қышкылын айдау арқылы концентрацияны 68,4 %-ке дейін көтеруге болады. Одан өрі 68,4% азот қышқылынан және 31,6% судан тұратын азеотропты (бөлінбей кайнайтын) қоспа айдалады. Өте концентрленген азот қышқылын алу үшін коспаға кысыммен кептірілген азот оксидтерін оттек қатысында енгізеді. Басқа әдістер суды байланыстыруға негізделген. Бұл мақсат үшін суды тартып алатын заттар көп колданылады: концентрациясы 92—93% техникалық күкірт қышқылы немесе балқытылған магний нитраты немесе оның 80%-тік ерітіндісі. Оның 1 молі 6 моль суды қосып алып айналады. Одан әрі айдауды жүзеге асырғанда, нәтижесінде концентрациясы 98%-тік азот қышқылы алынады. Көптеген өндірістерде концентрлі азот қышқылы қолданылады.