ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Физико-химические основы нитрозного процесса из "Общая химическая технология Том 1" Взаимодействие трехокиси азота и серной кислоты. При нитрозном процессе окислы азота все время соприкасаются с серной кислотой и взаимодействуют с ней. [c.409] Тепловой эффект при поглощении 1 г-мол трехокиси азота 75%-ной серной кислотой равен приблизительно 20 000 кал. [c.409] В системе, представленной этим уравнением, число фаз равно двум, число компонентов — трем. Поэтому по правилу фаз число степеней свободы равно трем. Состояние системы будет вполне определенным, если фиксировать температуру, концентрацию водного раствора серной кислоты и содержание нитрозилсерной кислоты. [c.409] При понижении температуры равновесие смещается вправо, при повышении — влево. Если для поглощения трехокиси азота применяется 75%-ная кислота или близкая к ней по концентрации, то равновесие почти полностью смещается вправо при понижении температуры до 30—40°. При повышении же температуры до 80—100° давление окислов азота над нитрозой возрастает в 10 и более раз. [c.409] Состояние равновесия зависит от концентрации водного раствора серной кислоты, применяемого для поглощения окислов азота . Вода является одним из продуктов реакции, поэтому с повышением ее содержания в исходном водном растворе серной кислоты равновесие смещается в левую сторону. Концентрированные растворы серной кислоты лучше поглощают трехокись азота. [c.409] Таким образом, для того чтобы сместить равновесие в сторону образования нитрозилсерной кислоты, нужно вести поглощение окислов азота при более низких температурах, применяя более концентрированную серную кислоту минимальной нитрозности. Для достижения более полного поглощения окислов на орошение пятой башни должна подаваться мало-нитрозная кислота. Что касается концентрации серной кислоты, то при условии, что на орошение пятой башни подается продукционная кислота из первой, башни, не представляется возможным использовать этот фактор для смещения равновесия. В башенной системе циркулирует 75—77%-ная кислота. [c.410] На рис. 178 представлена номограмма (построена М. Л. Варламовым) для определения равновесного давления окислов азота над нитрозами в зависимости от температуры и концентрации водного раствора серной кислоты ( исходной серной кислоты ). [c.410] Растворение в нитрозе азотной кислоты резко повышает давление окислов азота. [c.410] Нитрозилсерная кислота не реагирует с двуокисью серы, и участие ее в процессе образования серной кислоты возможно только в результате гидролиза. [c.410] Взаимодействие трехокиси азота с серной кислотой является гетерогенным процессом, скорость которого в зависимости от условий определяется скоростью химической реакции или скоростью диффузии реагентов через пограничные пленки. Скорость переноса молекул из объема газа к поверхности жидкой фазы растет с увеличением до некоторого предела линейной скорости газового потока. При дальнейшем увеличении скорости газового потока скорость переноса остается неизменной. Например, для 75%-ной кислоты при 20—60° изменение скорости тока газа влияет на скорость поглощения трехокиси азота только при скорости менее 0,5 м/сек. Очевидно, при этих условиях скорости переноса и химической реакции становятся близкими по величине. [c.410] С повышением концентрации раствора серной кислоты скорость поглощения трехокиси азота растет. Коэффициент скорости поглощения сохраняет приблизительно постоянное значение при возрастании нитрозности кислоты до 2,5 7о N203. Так как давление окислов азота над нитрозой при низких температурах очень мало, последнюю поглотительную башню можно орошать кислотой с некоторым содержанием трехокиси азота (до 0,5% ЫгОз). [c.410] Процесс образования серной кислоты. В камерных системах окисление двуокиси серы протекало в полых камерах (без насадок) преимущественно в газовой фазе. В башенных системах почти вся двуокись серы окисляется в жидкой фазе, где реакции протекают со значительно большей скоростью, чем в газовой фазе. [c.410] При температуре ниже 100 и производственных концентрациях реагентов равновесие сдвинуто вправо. [c.412] Окисление ЗОг в ЗОз в газовой фазе течет с измеримой скоростью только в присутствии водяных паров, являющихся катализатором этой реакции. Реакция протекает по уравнению вторюго порядка. С повышением температуры скорость реакции растет. Так как, однако, параллельно протекающее в присутствии кислорода окисление окиси азота замедляется с повышением температуры, скорость процесса образования серной кислоты в газовой фазе имеет максимум при температуре, зависящей от концентрации компонентов. [c.412] В присутствии кислорода скорость окисления двуокиси серы пропорциональна содержанию двуокиси азота в степени более единицы, так как двуокись азота регенерируется в течение процесса. [c.412] Малин исследовал скорость суммарного процесса окисления двуокиси серы в жидкой фазе в отсутствие кислорода и нащел, что она растет с увеличением содержания двуокиси серы, с повышением нитрозности кислоты и с повыщением содержания воды. Максимальная скорость окисления достигается при поглощении двуокиси серы 57,6%-ной серной кислотой, в которой нитрозилсерная кислота полностью гидролизуется. [c.412] Изменение линейной скорости газа и плотности орошения доопределенных пределов также влияет на скорость процесса. И. Н. Кузьминых, определив скорость процесса при 50, 70 и 90°, нашел, что онг. увеличивается с повышением температуры. [c.412] Окисление окиси азота. Вопрос о равновесии и скорости этой реакции был рассмотрен выше (стр. 355). Скорость реакции пропорциональна квадрату концентрации окиси азота. Повышение текущих концентраций окиси азота является эффективным способом ускорения процесса. В продукционных башнях окисление окиси азота протекает одновременно с гидролизом нитрозилсерной кислоты и окислением двуокиси серы. При гидролизе образуется эквимолекулярная смесь окиси азота и двуокиси азота. Ясно, что скорость окисления окиси азота увеличивается с повышением нитрозности кислоты и скорости гидролиза. Выделение окиси азота в результате окисления двуокиси серы повышает концентрацию окиси азота и соответственно увеличивает скорость ее окисления. С увеличением скорости кислотообразования концентрация окиси азота и скорость ее окисления повышаются. [c.412] Вернуться к основной статье