تولید اسید نیتریک

شرکت بزرگ آذراسید با ۲۰ سال سابقه در زمینه فروش و پخش مواد شیمیایی در کشور هم اکنون آماده ارائه اسید نیتریک ۵۷% شیراز با بهترین کیفیت صادراتی و نازلترین قیمت بازار می باشد . شرکت بزرگ آذراسید میتواند جنس اسید نیتریک شما را در ظروف مختلف از جمله کالن های ۲۰ لیتری ، مخازن ۱۰۰۰ لیتری و بشکه های ۲۲۰ لیتری ارائه نماید . مشتریان عزیز میتوانند از هر نقطه از ایران اقدام به خرید اسید نیتریک خود نموده و جنس خود را جلوی درب کارخانه شان تحویل بگیرند . جهت هرگونه سوال و یا راهنمایی از طریق قسمت تماس با ما ، با ما تماس بگیرید .

برای خرید اسید نیتریک تماس بگیرید .

اطلاعات تماس

شماره های تماس :

  • آقای مرتضی بخشایشی  ۰۹۱۴۱۰۳۲۲۹۲
  • آقای رضا بخشایشی       ۰۹۱۴۱۰۳۲۳۲۹

آدرس انبار ها :

  • انبار تبریز : جاده مایان – شهرک صنعتی مایان – فلکه دوم
  • انبار تهران : جاده قدیم قم – شور آباد

تولید اسید نیتریک

اسید نیتریک، نوعی اسید سمی است که به شدت خاصیت خورندگی دارد. اسید نیتریک خالص، بی رنگ است اما محلول [که چند وقت مانده باشد] اسید نتیریک به خاطر اکسیداسیون، زردرنگ به نظر می رسد. اسید نیتریک یک ترکیب غیرارگانیک است که کاربرد اولیه ی آن در تولید کودهای تجاری مصنوعی است. سایر کاربردهای آن عبارتند از تولید مواد انفجاری، قلم زنی و تجزیه ی فلزات، و همچنین در اکسیداسیون طبیعی تولید آدیپیک اسید کاربرد دارد. اسید نیتریک در واکنش با ترکیباتی از قبیل سیانید، کاربید و پودرهای فلزی، قابلیت انفجاری دارد. در ضمن، اسید نیتریک با اکثر فلزات واکنش می دهد و در استخراج و تخلیص طلا مورد استفاده قرار می گیرد. استفاده از مخلوط آبی ۵ تا ۳۰% اسید نیتریک و ۱۵ تا ۴۰% فسفریک اسید، برای پاکسازی تجهیزات غذایی و لبنیاتی از رسوبات منیزیوم و کلسیوم، بسیار رایج است.

تولید کود و ساخت نایلون

تقریبا ۸۰% از اسید نیتریک تولید شده، به عنوان واسطه ای در تولید آمونیوم نیترات (NH4NO3) استفاده می شود و در عوض نیز از آمونیوم نیترات برای تولید کودهای مصنوعی استفاده می شود. اکثر کارخانجات اسید نیتریک آمریکا در مناطق زراعتی از قبیل ایالات غرب میانه، جنوب مرکزی و خلیجی قرار دارند زیرا تقاضا برای کودهای مصنوعی در این مناطق بسیار زیاد است. ۵ تا ۱۰% نیز در تولید آدیپیک اسید استفاده می شود، این نوع از آدیپیک اسید یک جامد سفید کریستالی است که عمدتا به عنوان جزء اصلی نایلون (۶/۶) استفاده می شود که تقریبا نیمی از آن را تشکیل می دهد. آدیپیک اسید همچنین در تولید برخی از روان کننده های مصنوعی با دمای پایین، فیبرهای مصنوعی، عایق ها، پلاستیک ها، رزین های پلی اورتان، مواد پلاستیک کننده [موادی که خاصیت پلاستیکی را زیاد می کنند] و همچنین به عنوان طعم تند دهنده به برخی محصولات غذایی نیز استفاده می شود.

فرآیند تولید اسید نیتریک

اسید نیتریک تجاری که برای صنعت کودسازی تولید می شود جزء اسیدهای رقیق با محدوده ی غلظت بین ۵۰ تا ۶۵% می باشد. اسید نیتریک از طریق اکسیداسیون کاتالیزوری آمونیاک تولید می شود (بر اساس فرآیند اوستوالد که توسط شیمی دان آلمانی به نام ویلیام اوستوالد اختراع شده است). این فرآیند دارای سه مرحله می باشد:

  1. اکسیداسیون آمونیاک بدون آب توسط هوا به اکسید نیتریک
  2. اکسیداسیون اکسید نیتریک جهت تشکیل دی اکسید نیتروژن
  3. جذب در آب برای ایجاد محلولی از اسید نیتریک و اکسید نیتریک

کارخانجات فشار تک گانه و دوگانه

کارآیی و بهره وری مرحله ی اول از طریق فشار پایین مطلوب است در حالی که مراحل دوم و سوم بیشتر فشار بالا را می پسندند. با توجه به این ملاحظات، وجود دو نوع از کارخانجات با عنوان های فشار تک گانه و فشار دوگانه ضروری می شود.

در یک کارخانه فشار تک گانه، مراحل اکسیداسیون و جذب، ضرورتا در یک فشار واحد و یکسان صورت می پذیرد. در کارخانجات فشار دوگانه، مرحله ی جذب در فشاری بالاتر نسبت به مرحله ی اکسیداسیون، اتفاق می افتد.

کارخانجات فشار تک گانه معمولا عملیات خود را در فشار متوسط (بین ۱٫۷ و ۶٫۵ بار) و یا در فشار بالا (بین ۶٫۵ و ۱۳ بار) انجام می دهند. کارخانجات فشار دوگانه عملیات خود را برای مرحله ی اکسیداسیون با فشار متوسط و برای مرحله ی جذب با فشار بالا انجام می دهند.

میزان بازدهی اکسید نیتریک به میزان فشار و دما بستگی دارد که در جدول زیر نشان داده شده است.

جدول ۱: بازده ی اکسید نیتریک (NO) با توجه به دما و فشار

فشار(بار) دما(سانتیگراد) دما(فارنهایت) بازدهی NO به درصد
فشار پایین کمتر از ۱٫۷ ۸۵۰-۸۱۰ ۱۵۶۲-۱۴۹۰ ۹۷
فشار متوسط از ۱٫۷ تا ۶٫۵ ۹۰۰-۸۵۰ ۱۶۵۲-۱۵۶۲ ۹۶
فشار بالا بیشتر از ۶٫۵ ۹۴۰-۹۰۰ ۱۷۲۴-۱۶۵۲ ۹۵

در شکل ۱، یک کارخانه ی فشار یگانه که در حال عملیات با فشار متوسط است نشان داد شده است.

عملیات تولید اسید نیتریک در همه ی انواع کارخانجات یکسان و به صورت زیر است:

مرحله ۱- اکسیداسیون آمونیاک بدون آب به اکسید نیتریک با هوا

هوا تصفیه می شود و فشرده می شود تا هوا با خلوص بالا تولید شود که با آمونیاک مخلوط شود. سپس مخلوط هوا و آمونیاک از طریق گازهای کاتالیزوری آلیاژ رودیوم پلاتین اکسید می شود. در این فرآیند، آب و اکسید نیتریک با بازدهی ۹۳ تا ۹۸ درصدی طبق فرمول (۱) بوجود می آیند:

(۱)

دمای اکسیداسیون می تواند از ۷۴۹ تا ۸۹۹ درجه سانتی گراد (۱۳۸۰ تا ۱۶۵۰ درجه فارنهایت) متغیر باشد و می تواندبا دمای بالاتر کاتالیزور، تمایل واکنش برای تولید NO را افزایش دهد. اگر دمای کاتالیزور پایین باشد، واکنش تمایل بیشتری پیدا خواهد کرد برای تولید محصولاتی که کاربرد کمتری دارند مثل نیتروژن (N2) و اکسید نیترات (N2O).

(۲)

(۳)

 

از آنجایی که فرمول (۱)، یک واکنش حرارت زا است لذا می توان انرژی را از طریق عبور دادن گاز اکسید نیتریک از بین یک دیگ بخار حرارتی بازیافت نمود. آب موجود در دیگ را می توان به بخاری برای تولید برق در یک توربین بخار تبدیل کرد.

مرحله ۲- اکسیداسیون اکسید نیتریک

بعد از مرحله ی بازیافت انرژی، بخار فرآیند که در این لحظه دمایی بین ۱۰۰ تا ۲۰۰ درجه سانتی گراد (۲۱۲ تا ۳۹۲ درجه فارنهایت) دارد از بین یک کندانسور خنک کننده عبور داده می شود و به دمای ۳۸ درجه سانتی گراد (۱۰۰ درجه فارنهایت) با فشار نهایتا ۷٫۸۹ بار (۱۱۶ psai) می رسد. آب موجود در بخار فرآیند فشرده شده و به استوانه جذب منتقل می شود. نیتریکاکسیدبا اکسیژن باقی مانده، واکنش غیرکاتالیزوری می دهد تانیتروژندی اکسید ونیتروژنتترااکسید تشکیل شود.

(۴)

این واکنشِ کند به شدت به دما و فشار وابسته است، یعنی با دما و فشار پایین، بیشترین مقدار  را در کمترین زمان تولید می کند.

مرحله ۳- جذب شدن در آب به منظور تولید محلول نیتریک اسید و نیتریک اکسید

بعد از خنک شدن دی اکسید نیتروژن/دایمر در انتهای یک برج جذب [استوانه] ته نشین می شود. کمی بالاتر از آن، مایع دی نیتروژن تترا اکسید جمع می شود و آب دئونیزه شده نیز در قسمت بالایی استوانه قرار می گیرد. برج جذب چندین سینی جذب دارد (با درپوش حبابی یا غربالی) که گاز دی اکسید نیتروژن در آنجا جذب می شود و اکسیداسیون در فضای خالی بین سینی ها رخ می دهد. فرآیند جذب گازِ نیتروژن دی اکسید و واکنش آن با نیتریک اسید و نیتریکاکسیدبه صورت همزمان در دو فاز مایع و گاز رخ می دهد.

(۵)

از آنجایی که واکنش (۵) حرارت زا است لذا لازم است که دائما توسط یک جاذب خنک شود. نیتریک اسید تولید شده توسط جاذب، در درون خود اکسیدهای محلولی را دارد و همچنین جریان [بخار] هوای ثانویه ای که در استوانه به وجود آمده است، NO را مجددا اکسید می کند و اکسیدهای محلول را از بین می برد (سفید می کند). یک محلول آبی متشکل از ۵۵ تا ۶۵ درصد نیتریک اسید، از انتهای برج، استخراج می شود. غلظت اسید به مواردی از قبیل دما، فشار، تعداد مراحل جذب و غلظت اکسیدات نیتروژنی بستگی دارد که به جاذب اضافه می شود.

گازهای سفید شده، فشرده می شوند، از بین جاذب عبور داده می شوند و به یک جداکننده ی بخار فرستاده می شوند جایی که بخار اسید (مایع اسید) جدا می شود. گاز های متعاقب زائد در متغیر دمای اکسیداسیون آمونیاک گرم می شوند، در یک توربین بازیافت برق منبسط می شوند و از طریق پشته ی فاضلاب به اتمسفر رها می شود.

تولید نیتریک اسیدِ با غلظت بالا

نیتریک اسیدِ با غلظت بالا (با غلظت ۹۸ تا ۹۹ درصد) را می توان از طریق غلیظ کردن نیتریک اسیدِ ضعیف (با غلظت ۳۰ تا ۷۰ درصد) بوسلیه ی تقطیرِ قابل استخراج بدست آورد که در شکل ۲ نشان داده شده است.

فرایند تقطیر باید در حضور یک عامل رطوبت گیر [عاملی که آب را بگیرد] مانند اسید سولفوریک غلیظ شده (معمولا ۶۰ درصد) صورت گیرد. در فرایند غلیظ کردن نیتریک اسید، باید اسید سولفوریک غلیظ و نیتریک اسید ۵۵ تا ۶۵ درصد را در یک استوانه ی بسته بندی شده و رطوبت گیر در فشاری تقریبا معادل فشار جو قرار داد. مخلوط اسید در جهت مخالف بخارهای ایجاد شده و رو به سمت پایین حرکت می کند و نیتریک اسید غلیظ شده به سمت پایین می رود و در بالای استوانه ۹۹ درصد بخار، مقدار کمی NO2 و اکسیژن (O2)باقی می ماند که ناشی از تجزیه ی نیتریک اسید هستند. بخار غلیظ، استوانه را ترک می کند و به بخش سفید کننده می رود و با سیستم کندانسور برخورد می کند تا بر چگالش نیتریک اسید قوی و بر جداسازی اکسیژن و اکسیداتِمحصولات فرعی نیتروژن (NOx) اثر بگذارد. سپس محصولات فرعی به سمت استوانه ی جذب حرکت می کنند، جایی که نیتریک اکسید با هوای کمکی مخلوط می شود تا NO2 را بوجود آورد که به عنوان نیتریک اسیدِ ضعیفبازیافت می شود. گازهای راکد و غیرقابل دسترس از بالای استوانه ی جذببه فضا رها می شوند.

انواع انتشارات

انتشارات حاصل از کارخانجات تولید نیتریک اسید عبارتند از NO، NO2، مقدار بسیار کمی از بخار HNO3 و آمونیاک (NH3). جدول ۲ محدودیت های رایج در عملیات پایدار را نشان می دهد. سطح NOx در آغاز فرآیند، افزایش خواهد داشت، و این افزایش تا هنگامی که فرآیند به حالت پایدار برسد، ادامه دار خواهد بود. در یک کارخانه ی اسید سازی با عملیات صحیح، اصولا نباید هیچ گونه انتشارات بخاری وجود داشته باشد زیرا که این بخارها باید توسط جداکننده ی بخار گرفته و حذف شده باشند (همان طور که در شکل ۱ نشان داده شده است).

جدول ۲: انتشارات رایج در کارخانجات تولید نیتریک اسید

آلاینده حداقل میزان غلظت بر اساس ppm حداکثر میزان غلظت بر اساس ppm
NOx ۱۰۰ ۳۵۰۰
N2o ۳۰۰ ۳۵۰۰
O2 ۱% ۴%
H2o ۲
N2 بالانس بالانس

کمترین میزان انتشاراتی که می توان در یک کارخانه ی مدرن و بدون سیستم های کنترلِ انتشار NOx بدست آورد به شرح زیر است:

  • برای جاذب های فشار متوسط بین ۱۰۰۰ تا ۲۰۰۰ ppm.
  • برای جاذب های فشار بالا بین ۱۰۰ تا ۲۰۰ ppm.

با توجه به این که انتشارات NOx به سینتیک [میزان جنبشی] تشکیل نیتریک اسید و نوع طراحی برج بستگی داردلذا گازهای متعاقب از برج جذب، عمده ترین منبع اکسیدات نیتروژن هستند. انتشارات NOx می تواند در برخی شرایط افزایش پیدا کند که عبارتند از: اگر تامین هوا برای اکسید کننده و جاذب بهینه سازی نشده باشد، اگر فشار جاذب کم باشد، اگر کندانسور خنک کننده و جاذب در دمای بسیار بالا باشند، اگر اسیدِ بسیار غلیظی تولید شود، و هنگامی که عملیات، با ورودی های مقیاس بالا انجام شود. در ضمن باید به شدت و دائما مراقب کمپرسورها و پمپ ها بود زیرا بروز هر گونه خطایی در این زمینه ها، می تواند به افت فشار و نشت منتهی شود و بهره وری کارخانه را کاهش دهد.

کنترل انتشارات

انتشارات NOx را می توان از طریق جذب های طولانی و سیستم های کاهش کاتالیزوری غیر انتخابی (NSCR) و کاهش کاتالیزوریانتخابی(SCR) کنترل کرد. انتشارات نیتروژ اکساید (N2O) به میزان و نوع فعالیت های کنترل انتشار NOx بستگی دارد که در کارخانجات جدید و قدیمی به کار گرفته می شود. سیستم های کاهش کاتالیزوریغیر انتخابی (NSCR) در کنترل انتشار N2O بسیار موثر هستند در حالی که سیستم های کاهش کاتالیزوریانتخابی(SCR) نه تنها انتشارات N2O را کاهش نمی دهند بلکه در واقع باعث افزایش آن هم می شوند.

در کارخانجات فعلی تولید نیتریک اسید، می توان از جذب های طولانی برای کاهش انتشارات NOx استفاده کرد. در این روش، بهره وری برج جذب رامی توان، هم از طریق افزایش اندازه و تعداد سینی های جذب و هم از طریق افزودن برج جذب ثانویه، بهبود بخشید. بهره وری را می توان از طریق جذب در فشار بالا (انتشار NOx به کمتر از ۱۰۰ pp, می رسد)، یا خنک کردن مایع اسید ضعیف در جاذب، افزایش داد.

سیستم های NSCR، از یک سوخت [محرک] و یک کاتالیزور برای مصرف اکسیژن آزاد در گارهای متعاقب و تبدیل NOx به نیتروژن های عنصری استفاده می کنند. مزیت این سیستم ها این است که قادرند انتشارات N2O را از ۸۰ تا ۹۰ درصد کاهش دهند. گاز تولید شده از کاهش NOx را می توان از طریق یک گسترش دهنده ی گاز برای بازیافت انرژی انتقال داد، و سپس از دودکش به بیرون رها کرد. سیستم های NSCR به دو دلیل زیاد محبوب نیستند و مورد استفاده قرار نمی گیرند: اول این که هزینه ی سوخت آنها بسیار بالا است، دوم این که به گسترش دهنده های گازی با دمای بالا نیازمند هستند که باید از مواد سمی ساخته شوند. در ضمن، هزینه ی تعمیر و نگه داری آنها بسیار بالاست و بازسازی مجدد سیستم ریکاوری گرما در کارخانجات قدیمی، که امری لازم در نصب این سیستم ها می باشد، از لحاظ اقتصادی اصلا به صرفه نیست. تحقیقی که در سال ۱۹۹۳ انجام شده، تخمین زده بود که تنها ۲۰ درصد از کارخانجات نیتریک اسید در آمریکا که در سال های ۱۹۷۱ تا ۱۹۷۷ ساخته شده اند، از سیستم های NSCR برخوردار بودند.

به کارخانه های فعلی می توان سیستم SCR را اضافه کرد تا انتشارات NOx را به میزان قابل توجه ای کاهش دهد. در سیستم های SCR، آمونیاک با گازهای NOx که از قبل حرارت دیده شده اند، مخلوط می شود و با آنها در حضور کاتالیزوری مانند وندلیوم پنتااکسید یا پلنتونیوم، واکنش نشان می دهد تا نیتروژن و آب تولید کند. از آنجایی که آمونیاک در کارخانجات تولید نیتریک اسید آماده و در دسترس است، لذا این سیستم کنترلی، یک سیستم محبوب و جذاب شناخته شده است. گاز خروجی از گسترش دهنده [بسط دهنده] باید در دمای بالایی نگه داری شود تا از ته نشین شدن نمک آمونیاک جلوگیری شود. عیب این سیستم ها این است که مقدار کمی از آمونیاک ممکن است که گریز پیدا کند (که به لغزش آمونیاک معروف است) و همچنین انتشارات N2O کاهش نمی یابد.

استفاده از آنالایزر Procal P2000

Procal P2000، نوعی آنالایزر مادون قرمز است که قادر است حداکثر تا ۶ ترکیب از ترکیبات انتشار را در فازهای گازی، مورد تجزیه و تحلیلِ In-Situ [در محل] قرار دهد. این آنالیزور به محض ورود گازِ فرآیند در سلولِ نمونه ی in-Situ،  از اصل پرتو بازتابنده برای سنجش و ارزیابی گاز فرایند استفاده می کند. پالس های میانی IR، در دو طول موج خاص به ازای هر ترکیب مشاهده شده، از طریق سلول نمونه، منتقل می شوند. پالس “اندازه گیری” به صورت تقریبی [جزئی] توسط گازهای تحت سنجش جذب می شود اما پالس “مرجع” بدون تاثیر باقی می ماند. تقریبا تا هشت طول موج در دسترس می باشد، برخی اوقات طول موج ها را به اشتراک می گذارند، و و از این طریق، نظارت و بررسی همزمان ۶ ترکیب در فاز گازی را امکان پذیر می کنند. عملیات، صفر و کالیبراسیون در تمامی آن مودهای عملیاتی، کاملا به چالش کشیده می شوند و از راه بصری و ترکیبات سیستمی یکسان استفاده می کنند.

آنالایزر Procal 2000 می تواند نیتریک اکسید (NO) را تا ۳۰۰ ppm  اندازه گیری کند و همچنین می تواند نیتروژن دی اکسید (NO2) را نیز اندازه گیری نماید. این آنالایزر را می توان هم در ورودی و هم در خروجی رآکتور کاتالیزوری قرار داد و می توان از آن برای نظارت بر کارآیی رآکتور کاتالیزوری و کنترل عملیات آن استفاده کرد.