Proceso industrial acido nitrico

El ácido nítrico se obtiene […] A nivel industrial, se fabrica mediante la síntesis del amoniaco y oxigeno. Ambos elementos se combinan en un reactor de grandes proporciones ante la presencia de un catalizador metálico. Debido a las altas temperaturas que se soportan (700-900 grados centígrados), se utilizan metales que guarden sus características físicas a estas temperaturas, siendo el másapropiado el platino, en combinación con rodio (5-10%) que le aporta mas rigidez.
2NH3 + 3O2  2HNO3 + 2H2

El aire es presurizado por medio de un compresor impulsado por una turbina de gas y vapor, además es purificado. Se precalienta por medio de un intercambio de calor con los gases del producto. El amoniaco proporcionado como materia prima líquida se evapora y precalienta a la misma temperaturapor medio de vapor. Después se mezclan las dos corrientes y se alimentan a un reactor adiabático donde el aire oxida el amoniaco, a NO, que forman gases nitrosos con el aire en exceso; dentro del reactor se encuentra una malla o tela de platino que se usa como catalizador. La relación de alimentación es de 10% de amoniaco y 90 % de oxígeno, por eso se cree que es mas barato y cómodo transportar elamoniaco que el ácido nítrico.
Los gases desprendidos en esta parte del proceso se usan en una caldera para la producción de vapor, el precalentador de aire y un calentador de gas residual, antes de hacerlos pasar por un condensador enfriador, del cual sale a 40°C aproximadamente. De allí pasan a un proceso de absorción, que se puede realizar en una torre que se alimenta con agua o en unsistema de varias torres en las cuales se bombea ácido cada vez más diluido de la torre anterior, hasta agua, intercalando un refrigerante, en contracorriente con los óxidos de nitrógeno que salen del reactor. En la torre se hace circular agua en contracorriente con los óxidos que salen del reactor, esta debe tener un sistema de refrigeración, como por ejemplo, chaquetas de enfriamiento. En el procesose llega al equilibrio, y entonces el ácido ya producido se descompone y se vuelve a producir NO, por lo cual no es suficiente la absorción ácida, entonces el ácido débil en algunas plantas se somete a una absorción alcalina si se desea aumentar la concentración de este. Este método consiste en pasar el ácido por torres de absorción rociadas con líquidos alcalinos, generalmente este lavado se hacecon una suspensión de cal en una disolución de nitrato de calcio, esta solución reacciona con los óxidos de nitrógeno formando nitritos, los cuales se pueden recuperar por inyección de aire en una torre de inversión. Este método de absorción alcalina disminuye en gran cantidad la posible contaminación de los óxidos de nitrógeno (NOx) y también evita que se entorpezcan las reacciones de producciónde HNO3, aumentando un poco la concentración, de 50% que sale de la absorción ácida, a 60% después de la alcalina.
Los métodos mas usados de fabricación de ácido alcanzan máximo concentraciones de 60%, aunque en algunos casos con la preconcentración se llega hasta 68%, por lo cual se deben someter a procesos de concentración, el más usado es la captación del agua con ácido sulfúrico, el cualdespués se recupera evaporando el agua a 325°C.

QUIMICA DEL PROCESO
La reacción global del proceso, es la siguiente:
1. NH3 (g)+ 2O2 (g) HNO3(aq) + H2O(l)
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.
2. 4NH3(g) + 5O2(g) 4NO(g) + 6H2O(l)
Esta reacción también sepresenta 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 tratara de optimizar se afectaría la reacción 2.
3. 2NO(g) + O2(g)  2NO2(g)
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...