7. Производство азотной кислоты

Азотная кислота является одним из важнейших многотоннажных продуктов химической промышленности. Она занимает второе место по объему производства после серной кислоты. Азотная кислота широко применяется для производства многих продуктов, используемых в промышленности и сельском хозяйстве. Большая часть ее

( до 75-80%) расходуется на производство азотных и комплексных минеральных удобрений и разнообразных нитратов, 10-15% идет на получение взрывчатых веществ и ракетного топлива, остальное количество потребляется производством красителей, органическим синтезом и в цветной металлургии (травление металлов).

7.1. Технологические свойства азотной кислоты

Безводная азотная кислота (моногидрат HNO₃) представляет бесцветную жидкость с температурной кристаллизации – 41,6⁰С, температурой кипения – 82,6⁰С и плотностью – 1,513 г/м³. Смешивается с водой во всех отношениях.

Температура кипения водных растворов азотной кислоты зависит от их концентрации. С увеличением концентрации температура кипения возрастает, достигая максимума 120,7⁰С при азеотропном составе кислоты 68,4% (мас.), после чего снижается. Это иммеет существенное значение для концентрирования азотной кислоты.

Безводная азотная кислота малоустойчива термически и разлагается уже при хранении по уравнению:

4 HNO₃ 4NO₂+2H₂O+O₂+∆H.

При нагревании процесс ускоряется и протекает по уравнению:

2 HNO₃ N₂O₃+H₂O+O₂+∆H.

Выделяющийся оксид азота (IV) растворяется в кислоте и окрашивает ее в желтооранжевый цвет. Для удаления оксида из кислоты в технологическом процессе ее производства предусмотрена операция «отбелки» кислоты.

При растворении оксида азота (IV) в кислоте образуется соединение состава HNO₃∙NO₂ (нитроолеум), являющийся промежуточным продуктом в прямом синтезе азотной кислоты.

Азотная кислота корродирует и растворяет все металлы кроме золота, платины, титана, тантала, родия и иридия, однако в концентрированном виде пассивирует железо и его сплавы.

Азотная кислота очень сильный окислитель. Многие органические вещества (в том числе животные и растительные ткани) при действии азотной кислоты разрушаются, а некоторые способны воспламеняться (бумага, масло, древесина, уголь). Особенно сильна как окислитель разбавленная HNO₃. Концентрированная же кислота пассивирует такие металлы, как железо, на этом и основано использование стали как конструкционного материала в производстве азотной кислоты.

При попадании на кожу азотная кислота вызывает ожоги. ПДК паров азотной кислоты в рабочей зоне – 2 мг/м³ ( в пересчёте на NO₂). ПДК _м.р и ПДК_с.с паров азотной кислоты в атмосферном воздухе – 0,4мг/м³.

Смеси азотной кислоты с HCI и H₂SO₄ обладают эффектом суммации, т.е. более токсичным воздействием на живые организмы, чем каждая из кислот отдельно.

Отечественная промышленность выпускает азотную кислоту двух видов: разбавленную с содержанием 50-60% HNO₃ и концентрированную,, содержащую 96-98% HNO₃. Разбавленная кислота используется в основном для производства азотосодержащих минеральных удобрений. Крепкая азотная кислота потребляется для производства взрывчатых веществ, красителей, пластических масс, нитролаков, кинопленки и других важнейших продуктов.