Ácido nítrico

ÁCIDO
NÍTRICO

1) OBTENCIÓN

El ácido concentrado suele tener un color amarillento debido a la lenta descomposición ocasionada por la luz según la siguiente ecuación:
4 HNO2 → 4 NO2 + 2 H2O + O2
El ácido nítrico fue obtenido hacia el año 1100 calentando el nitrato potásico con sulfato de cobre. Cavendish lo sintetizó en 1785, y más tarde empezó a fabricarse tratando elnitrato sódico con ácido sulfúrico. La mayor parte del ácido nítrico se fabrica hoy por oxidación catalítica del amoníaco y disolviendo en agua los óxidos resultantes.
Hay dos procedimientos para obtener ácido nítrico.
➢ PROCEDIMIENTO DE DU PONT: Se opera a presión de 7-9 Kg/cm 2 en la zona de reacción del convertidor y aproximadamente de 5 kg/cm2 en el absorbedor. El amoníaco líquidose vaporiza y filtra. El vapor se mezcla con aire para llevar al convertidor una mezcla de la siguiente composición y temperatura: 70,5% N2; 18,8% O2; 1,2% H2O; 9,5% NH3; a 1020 °C.
La parte más importante del convertidor a presión es la que está dispuesta horizontalmente, compuesta de gasa de platino (catalizador), el elemento calentador para comenzar la reacción y una rejilla pesadade nicromo contra el arrastre aerodinámico. El tiempo de contacto del gas con el catalizador es aproximadamente de 3 X 10 -4 segundos, y el rendimiento es superior a 90%. Los gases son filtrados para eliminar todo vestigio de aceite o polvo. El catalizador se caliente eléctricamente para iniciar la reacción; pero desde ese momento en adelante la temperatura se mantiene por el calor de la reacción.Después de pasar sobre el catalizador, la mezcla de gas se enfría por intercambio sucesivo con el aire entrante para el quemador y el aire del escape de la columna de absorción. La mezcla se refrigera al pasar por un condensador refrigerador a 25-35 °C. Las reacciones 2 y 3 se producen en cierto grado en el condensador refrigerador, y el ácido nítrico diluido allí condensado seintroduce en la torre sobre el plato apropiado.
En la parte inferior de la torre, el dióxido de nitrógeno se disuelve en el líquido presente, formando ácido nítrico y liberado óxido nítrico. Éste se oxida, al descender en la torre, con el oxígeno del aire empleado. La alternación de estas reacciones reduce el dióxido de nitrógeno en el gas saliente a menos de 0,3% y produce un ácido de 60% enel fondo de la torre.
Los gases que salen de la torre son enviados a un separador de niebla, de donde pasan a un cambiador de calor que los calienta a unos a 250°C. Los gases calientes pasan luego a una unidad de recuperación de energía en la que se comprime el aire que ha de entrar en el quemador. La energía así recuperada alcanza aproximadamente 40% de la demanda total.Una unidad típica produce aproximadamente 70 toneladas de ácido de 60% en 24 horas. Para mantener esta producción, ha de tenerse cuidado de evitar la contaminación del catalizador con partículas de aceite o de polvo; deben evitarse las fluctuaciones de composición de las mezclas de aire-amoníaco, y el calor ha de ser eliminado eficazmente de las columnas de absorción.
➢ PROCEDIMIENTO APRESIÓN ATMOSFÉRICA: este procedimiento se diferencia muy poco del anterior en cuanto al catalizador para la oxidación el amoníaco, pero difiere en el sistema de absorción de los óxidos de nitrógeno. En el procedimiento hay una sistema de absorción formado por siete torres.
La mayor parte del aire que entra en el mezclador se calienta previamente en el convertidor. Los gases que salende éste (óxidos de nitrógeno con exceso de aire) van a calentar una caldera de aprovechamiento de calor y luego pasan por un condensador antes de entrar en el sistema de absorción, en el cual recorren sucesivamente las siete torres, desde la primera a la séptima. En éstas se ponen en contacto con soluciones de ácido nítrico cada vez más diluidas, hasta que en la torre séptima los gases se lavan...