FABRICACION INDUSTRIAL DE ACIDO NITRICO
kathii1220 de Octubre de 2014
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FABRICACIÓN INDUSTRIAL DEL ACIDO NITRICO (HNO3)
El principal producto químico producido a partir de ácido nítrico es nitrato de amonio. La mayor parte de este se utiliza en fertilizantes, aunque una cantidad relativamente pequeña se utiliza para fabricar explosivos.
Figure 1 Uses of nitric acid.
Algo del ácido nítrico se usa como un intermediario en la industria de los polímeros, en particular en la fabricación de poliamidas y poliuretanos.
La producción anual de ácido nítrico
World 60 million tonnes
Europe 20 million tonnes
Fabricación de ácido nítrico
La producción de ácido nítrico implica dos etapas:
a) oxidación de amoniaco
b) absorción de los óxidos de nitrógeno resultantes
La oxidación de amoniaco
Esta parte del proceso implica la oxidación de amoniaco a monóxido de nitrógeno (óxido nítrico):
Las condiciones que favorecen la formación de los productos en las velocidades de reacción adecuados para la reacción son:
• Alta presión
• Exceso de aire
• Un catalizador
En fin, una temperatura tan alta como sea compatible con velocidades de reacción factible, la eficiencia del catalizador y la presión de funcionamiento.
La mayoría de las plantas operan con:
• Presiones moderadas (10-13 atm)
• Oxígeno (aire)
• Una aleación de platino y rodio como catalizador
• Las temperaturas de 1200 K
La principal ventaja de la alta presión es que reduce sustancialmente el tamaño de los equipos y tubería requerida, y por lo tanto conduce a un coste de capital reducido.
Siempre que sea posible, el amoniaco se hace en el mismo sitio. Se filtra para eliminar cualquier impureza y luego se mezcla con aire comprimido filtrado para dar una mezcla que contiene aproximadamente 10% de amoníaco y 90% de aire. La proporción exacta de exceso de aire depende de la presión y temperatura de operación de la planta.
La mezcla se pasa luego a través de uno o más convertidores en paralelo, cada uno con una serie de 90% de platino / 10% de catalizador de rodio gasas en paralelo en 975-1225 K - 1200 K típicamente en un reactor de lecho fijo. La conversión de al menos el 96% del amoniaco se lleva a cabo.
Figura 2: una gasa de una aleación de platino-rodio instalado en un convertidor.
Por Johnson Matthey.
El rodio se añade al platino para dar fuerza a la gasa y para reducir la pérdida de platino, un importante factor económico (0,4 g de pérdida por 1,000 kg de ácido nítrico hecho). Esto se debe a "puntos calientes" que ocurren en la gasa.
Recientemente, se ha encontrado que la gasa de punto aumenta la eficiencia de la conversión y prolonga la vida del catalizador.
Figura 3: Alambre de platino-rodio se teje para producir una gasa tejida.
Por Johnson Matthey.
Se debe ser cuidadoso para minimizar la oxidación de amoníaco a nitrógeno por la reacción exotérmica aún más favorecida por la alta presión y un catalizador sobre-calentado:
Los gases calientes que salen de los convertidores se utilizan ya sea para aumentar o vapor de agua sobrecalentado para calentar el gas de escape de la torre (s) de absorción. El vapor se puede utilizar para generar energía en una turbina de vapor que puede entonces accionar el compresor de aire.
Los gases calientes salen de la sección de intercambio de calor generadora de vapor a aproximadamente 425 K.
La absorción de los óxidos de nitrógeno
Los gases se enfrían más, por debajo de 315 K.
Se añade aire a los gases comprimidos de nuevo (7-12 atm típicamente). La temperatura se eleva a
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