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OBTENCIÒN INDUSTRIAL DEL ÀCIDO NÌTRICO

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percy jave azabache

on 23 April 2015

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Transcript of OBTENCIÒN INDUSTRIAL DEL ÀCIDO NÌTRICO

Por lo general el ácido nítrico se obtiene mediante la oxidación de amoniaco que puede proceder de una instalación Haber-Bosch o de alguna otra fuente productora, con oxígeno presente en el aire, previamente purificado
II. DEFINICION OPERACIONAL DEL PROCESO INDUSTRIAL INORGÀNICO EN ESTUDIO
OBTENCIÒN INDUSTRIAL DEL ÀCIDO NÌTRICO
A nivel de laboratorio se puede obtener ácido nítrico tratando al nitrato de sodio con ácido sulfúrico concentrado, de la siguiente forma:
NaNo3 + H2SO4 NaHSO4 + HNO3

Si se eleva la temperatura:
NaHSO4 + NaNo3 Na2SO4 + HNO3

Sumando ambas reacciones
2 NaNo3 + H2SO4 Na2SO4 + 2 HNO3

El àcido nìtrico es un liquido puro viscoso e incoloro. A temperaturas ambiente libera humos rojos o amarillos.
Es un àcido fuerte y un oxidante fuerte.Debido a estas dos propiedades es capaz de disolver a casi todos los metales nobles, oxidandolos primero y transformando luego los òxidos en nitratos.
III. PROPIEDADES FISICAS, QUIMICAS, TERMODINAMICAS Y AMBIENTALES DEL PROCESO
PROPIEDADES FISICAS:
El ácido nítrico puro es un líquido viscoso, incoloro e inodoro.
Punto de ebullición: 121 °C
Punto de fusión: -41,6 °C
Densidad relativa (agua = 1): 1,4
Solubilidad en agua: miscible.
Densidad relativa de vapor (aire = 1): 2,2
Propiedades químicas:
El ácido nítrico es un agente oxidante potente; sus reacciones con compuestos como los cianuros, carburos, y polvos metálicos pueden ser explosivas.
Es un oxácido fuerte: en solución acuosa se disocia completamente en un ion nitrato NO3- y un protón hídrico.
Las sales del ácido nítrico (que contienen el ion nitrato) se llaman nitratos.
comportamiento en el ambiente:
El acido nitrico esta presente en la atmosfera por accion humana indirecta donde contribuyen en los fenomenos de lluvia acida.
Los compuestos nitrogenados de caracter acido, como los oxidos de nitrogeno y el acido nitrico generan una amplia gama de efectos en el ambiente incluyendo cambios en la composicion de algunas especies de vegetacion.
IV. DESCRIPCION DE LOS DIFERENTES METODOS Y TECNOLOGIAS DE INDUSTRIALIZACION DEL PROCESO.
1. PROCESO DIRECTO O METODO DE OSTWALD
Los óxidos de Nitrógeno totalmente oxidados pueden seguir dos vías para producir Ácido Nítricoconcentrado; la primera es absorber los óxidos en Ácido Nítrico concentrado que luego reacciona con ácido débil para generar más ácido concentrado; la segunda metodología implica elenriquecimiento de Ácido Nítrico Azeotrópico con los Óxidos de Nitrógeno hasta producir unácido de mayor concentración que la azeotrópica para luego por medio de una destilaciónobtener Ácido Nítrico concentrado y Ácido Nítrico Azeotrópico.

2.PROCESO INDIRECTO
Existen dosposibles vías en las que se puede obtener Ácido Nítrico concentrado por medio de estatecnología; proceso de ácido sulfúrico y proceso de Nitrato de Magnesio.La idea fundamental eneste tipo de tecnologías es aprovechar la mayor afinidad existente entre el agua y otro materialque entre el agua y el Ácido Nítrico.
Así pues, se usa el ácido sulfúrico con una concentraciónmínima de 80% o soluciones de nitrato de magnesio de concentración del 72% para deshidratarÁcido Nítrico Azeotrópico.

VI. DIAGRAMAS DE BLOQUES
VII. MODELOS Y/O REACCIONES QUÍMICAS, CONVERSIONES, CONCENTRACIÓN, RENDIMIENTOS,CALIDAD, VARIABLES
Durante el proceso se presentan las siguientes reacciones. La que aparece a continuación se lleva a cabo en el reactor adiabático y representa la oxidación del amoniaco.


Esta reacción también se presenta en el reactor, y se genera gracias al oxígeno en exceso presente.
Es una reacción muy lenta y difícil de manejar, ya que presenta cinética de tercer orden, y si se tratará de optimizar se afectaría la reacción 2.


Esta reacción es muy importante y se lleva a cabo en la torre de absorción, cuando se ponen a circular en contracorriente el H20 y los gases que salen del reactor anteriormente condensados.



En la torre de absorción alcalina se presenta la siguiente reacción, que representa la conversión de los óxidos de nitrógeno a nitritos, en este caso de calcio, ya que la solución utilizada es una lechada de Cal, pero se pueden utilizar otras soluciones.
Absorción alcalina:

Inversión de Nitrilos:


Concentración:

Por destilación, solamente se puede concentrar el ácido hasta una riqueza hasta el 68%; esta se realiza con frecuencia. La concentración hasta lograr un ácido de 97-100% deHNO3 sólo se puede conseguir utilizado productos capaces de ligar el agua, de los que el más barato es el ácido sulfúrico concentrado.
VIII. OTRAS REACCIONES QUÍMICAS INDUSTRIAL DE INTERES INDUSTRIAL.

Del método de Ostwald:
Las condiciones típicas para la primera etapa, que contribuyen a una producción total de el cercade 96%, son:
Presión entre 4 y 10 atmósferas.
Temperatura cerca de 1173 K.
La reacción global del proceso, es la siguiente:


Proceso de Dos Presiones – Concentración 60 %.
En esta tecnología la Absorción tiene lugar a una presión más alta que en la Etapa de Oxidación.
Las reacciones que tienen lugar tanto en el Reactor catalítico donde se produce la oxidación del amoniaco como en la Torre de Absorción son altamente dependientes de la presión y temperatura a las que ocurren las mismas.
Mediante la acción del ácido sulfúrico sobre los nitratos naturales:

Con el tolueno da lugar a la formación del trinitrotolueno(TNT)
IX. MECANISMOS DE REACCIÓN DEL PROCESO INDUSTRIAL INORGÀNICO QUÍMICO PRINCIPAL

Este proceso puede describirse mediante las siguientes reacciones:


El NO2 formado se disuelve en agua para formar ácido nítrico (60%)

Quedando una reaccion global de:


X. TECNOLOGÍA DE PURIFICACIÓN DEL PRODUCTO PRINCIPAL A OBTENER
Calentamiento indirecto del ácido nítrico concentrado de alta mediante el empleo de unevaporador horizontal.
Calefacción complementaria e indirectos realizada por calentadores intermedios y la integraciónenergética.
Optimización de las condiciones de flujo de entrada debido a la mezcla preliminar de los flujos dealimentación.
V. DIAGRAMA DE FLUJO
XI.IMPACTO AMBIENTAL DE LOS MATERIALES USADOS, ELABORADOS Y LA PROPUESTA DE MITIGACIÒN
El Ácido Nítrico está presente en la atmósfera por acción humana indirecta donde contribuye en los fenómenos de lluvia ácida. Los compuestos nitrogenados de carácter ácido, como los óxidos de
Nitrógeno y el Ácido Nítrico generan una amplia gama de efectos en el ambiente, incluyendo cambios en la composición de algunas especies de vegetación en ecosistemas acuáticos y terrestres, reducción de visibilidad, acidificación de cuerpos de agua dulce, eutrificación de aguas costeras y de estuarios e incrementos de toxinas peligrosas para peces y otros organismos acuáticos

XII.APLICACIÓN DEL PRODUCTO ELABORADO Y TRATAMIENTO DE DESPERDICIOS
Como agente nitrante en la fabricación de explosivos.
El ácido nítrico es empleado, en algunos casos, en el proceso depasivación.
El ácido nítrico es utilizado en grabado artístico (aguafuerte), también se usa para comprobar eloro y el platino.
XIII.IDENTIFICAR CASOS PROBLEMATICOS DE INTERES INDUSTRIAL
El Ácido Nítrico concentrado es una sustancia oxidante muy fuerte y reacciona de forma violenta con materiales combustibles y reductores. Es un ácido fuerte y como tal reacciona violentamente con las sustancias básicas. Reacciona violentamente con sustancias orgánicas como Acetona, Ácido Acético, Anhídrido Acético, Alcoholes, Trementina, causando riesgo de fuego y explosión.
En presencia de Polvos Metálicos, Carburos y Sulfuro de Hidrógeno da lugar a reacciones explosivas, por eso es también su almacenamiento un punto muy importante a tratar puesto que un incorrecto almacenamiento de dicho material es un riesgo en potencia para la empresa que se encarga de elaborar dicho producto y para las personas que estén en contacto con este material.
GRACIAS
I. RECURSOS NATURALES INORGÀNICOS POTENCIALES DE EXPLOTACIÒN
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