Күкірт қышқылын нитроза әдісімен өндіру.

Күкірт қышқылын SO₂ - ден алу үшін әуелі SO₃ -ке дейін тотықтырып сосын суға сіңіреді. Қалыпты жағдайда бұл процес өте жәй жүреді. Контакт әдісінде реакцияны жылдамдату үшін катализатор қолданса,"нитроза" әдісінде өндірісте бұл процесті азот оксидтерінің қатысуымен жылдамдатады.

Бұл әдістің химиялық негізі мына реакцияларға негізделген.

1) SO₂+NO₂+H₂O ®H₂SO₄ +NO

SO₂+N₂O₃+H₂O ® H₂SO₄ +2NO

2) 2NO +O₂ ® NO₂

Бірінші теңдеуде күкіртті газды тотықтырушы азот (ІV,ІІІ) оксиді, өзі тотықсызданып азот (ІІ) оксидіне NO айналады. Бөлінген азот (ІІ) оксиді оттекті қосып алып азоттың қос тотығына айналып, қайтадан күкірттің қос оксидін тотықтыру процесіне қатысады. Сонымен бұл реакцияда азот (ІІ) оксиді оттекті тасушы болып табылады, яғни күкіртті газды тотықтыру реакциясының катализаторы деуге болады.

Нитроза әдісімен күкірт қышқылын өндіру бұрын қорғасын камераларында жүзеге асатын, осыған байланысты камера әдісі деп аталады.

Газ фазасында SO₂-ны азот оксидімен тотықтыру процесі өте жай жүреді. Және оны жургізу үшін үлкен көлемде аппарат керек. Сондықтан өндірісте күкірт қышқылын алу сұйық фазада арнаулы насадка толтырылған мұнараларда жүреді. Осы себептен бұл әдісті - мұнара (башня) әдісі деп те атайды.

Нитроза әдісімен күкірт қышқылының түзілуі күрделі процесс. Азот оксидтері (NO₂жәнеN₂O₃ ) күкірт қышқылымен әрекеттеседі.

N₂O₃ + 2H₂SO₄ «2(NO)HSO₄ +H₂O

нитрозил күкірт қышқылы

2NO₂+H₂SO₄ « (NO)HSO₄ +HNO₃

Нитрозил күкірт қышқылы.

N₂O₃(NO+NO₂)-ның күкірт қышқылымен әрекеттесу жылдамдығы NO₂ -ден жоғары. Егер азот оксидін сіңіруге күкірт қышқылын артығымен алса, онда нитрозил қышқылы еріп кетеді. Осы ертіндіні нитроза деп атайды.Күкіртің қос тотығы башняда құрамында су бар нитрозамен араласқанда мынандай реакциялар жүреді.

1) SO₂ + H₂O « H₂SO₃

2) нитрозил күкіртті қышқылының гидролизі

(NO)НSO₄ +H₂O «H₂SO₄ +HNO₂

3) Күкіртті қышқылды азотты қышқыл тотықтырып күкірт қышқылын түзеді.

H₂SO₃+2HNO₂ « H₂SO₄+ H₂O +2NO

Сонымен осы реакциялардың нәтижесінде SO₂–ні (сұйық фазада) тотығып H₂SO₄-н түзеді, ал нитрозил күкірті қышқылдың құрамыдағы азоттың қос тотығы NO -ға дейін тотықсызданады.

Азот оксиді (NO) күкірт қышқылымен әрекеттеспейді, сондықтан нитрозилкүкірт қышқылын және нитроза алу үшін алдымен NO –ні тотықтыру керек.

NO-ны тотықтырғанда оттегінің мөлшеріне байланысты NO₂ немесе N₂O₃ түзеді. N₂O₃ күкірт қышқылымен жақсы сіңіріледі. NO-ның тотығу жылдамдығы қысымның өсуімен арта түседі. Ал температура кері әсер етеді. Температура 0⁰С–тан 100⁰С -қа өскенде процесс жылдамдығы 3 есе төмендейді. Азот оксидінің күкірт қышқылына сіңірілуі және нитрозаның түзілуі абсорбциялық процесс. Бұл процестің жылдамдығы газдың жылдамдығы және күкірт қышқылының концентрациясы өсуімен өседі де, температураның өсуімен төмендейді. Азот оксидінің мөлшері қайта айналып процеске келгенде төмендеп отырады. Осы азот оксидінің жоғалған мөлшерін толтыру үшін схемаға азот қышқылын қосады. 1т H₂SO₄ күкірт қышқылын өндіруге (100%) 10-20кг азот қышқылы кетеді.Башняның биіктігі 18, диаметрі 10м. Системада башняның саны 4- тен 7-ге дейін болады. 4 башнялы системаны қарастырайық.