دانلود تحقیق روش صنعتی تولید اسید نیتریک

دانلود تحقیق روش صنعتی تولید اسید نیتریک

 

 مقدمه :

با افزایش تدریجی جمعیت و نیاز بیشتر به محصولات کشاورزی، مصرف کودهای شیمیایی در کشور روز به روز در حال افزایش می‌باشد. این افزایش مصرف علت اصلی ایجاد مجتمع پتروشیمی در نقاطی از ایران گردید.

فکر و اندیشه ایجاد صنعت پتروشیمی در ایران قدمتی حدود ۴۵ سال دارد ، جهت نیل به این هدف ، سازمانهای متعددی در وزارتخانههای مختلف به وجود آمدند . اولین سازمان نسبتا” متشکل برای این منظور ، بنگاه شیمیائی وابسته به وزارت اقتصاد بود که عمده ترین فعالیت این بنگاه ، ایجاد کارخانه کود شیمیائی مرودشت فارس در سال ۱۳۳۸ بود . تا این که در سال ۱۳۴۳ ، طبق قانون کلیه فعالیتهائی که به عنوان ایجاد و توسعه صنایع پتروشیمی توسط واحدهای تابعه وزارتخانهها و سازمانهای مختلف دولتی انجام می شد ، در شرکت ملی نفت ایران متمرکز شد و شرکت مزبور برای تحقق این هدف شرکتی فرعی به نام شرکت ملی صنایع پتروشیمی تاسیس کرد.

هدف اصلی این شرکت ، تولید فرآورده های پتروشیمی و شیمیائی و فرآورده های فرعی از نفت ، مشتقات نفتی ، گازهای طبیعی و سایر مواد خام اعم از آلی و معدنی است . یکی از واحدهای تولیدی شرکت ملی صنایع پتروشیمی مجتمع پتروشیمی شیراز میباشد که محصولات آن بیشتر کود مورد نیاز کشاورزی ، عمدتا کودهای ازته ، است .

در قدیم کمبود ازت زمین از یکی از روشهای زیر جبران می شد :

۱-دفن اجساد حیوانات یا شاخ و برگ پوسیده گیاهان در زمین

۲-مخلوط نمودن فضولات حیوانات و یا پرندگان با خاک

۳-کشت متناوب بعضی از گیاهان مانند شبدر، یونجه و لوبیا در زمین مورد نظر .

سهولت استفاده از کودهای شیمیائی جهت گسترش کشاورزی  عمده استفاده از این کودها است .مجتمع پتروشیمی شیراز، به عنوان اولین واحد صنعت پتروشیمی ایران، در سال ۱۳۴۲ کار خود را با تولید کودهای شیمیایی ازته در مرودشت فارس که یکی از قطب‌های کشاورزی کشور است آغاز نمود. این مجتمع در ۵ کیلومتری غرب مرودشت و پنجاه کیلومتری شمال شیراز در کنار رودخانه کر واقع شده است و جاده منتهی به آن در محل پل خان از جاده شیراز – مرودشت منشعب می‌شود. مجتمع در ابتدا دارای ۴ واحد تولیدی و ۳ واحد جانبی بود. واحدهای تولیدی مجتمع عبارتند از آمونیاک، اوره، اسید نیتریک و نیترات آمونیم و واحدهای جانبی عبارتند از آب، برق، بخار و هوای فشرده.

 

فصل اول:

تاریخچه

 تاریخچه اسید نیتریک  

اسید نیتریک در ا بتدا در قرون وسطی به دست بشر ساخته شد. حدوداً در سال ۱۱۰۰ میلادی گِبر[1] یک روش برای تولید اسید نیتریک ارائه داد. این روش تهیه آب فورتیس[2] به وسیله تقطیر شوره با سولفات مس و زاج سفید بود.

در اواسط قرن هفدهم، گلابر[3]، اسید نیتریک را به وسیله تقطیر کردن شوره با اسید سولفوریک قوی ساخت. گاوندیش[4] در سال ۱۷۸۵ به وسیله عبور دادن جرقه الکتریکی از مخلوط گازهای نیتروژن و اکسیژن ثابت کرد که اسید نیتریک از این عناصر تشکیل شده است. میلینر[5] در سال ۱۷۸۸ اسید نیتریک را به وسیله عبور آمونیاک از بالای دی‌اکسید‌ منگنز حرارت داده شده و جذب بخارات به وسیله آب به دست آورد.

در سال ۱۸۳۹، کلمن[6] روشی را برای تولید اسید نیتریک ابداع کرد که مبنای تهیه اسید نیتریک در حال حاضر نیز می‌باشد. دراین روش با استفاده از پلاتین مخلوط هوا و آمونیاک را اکسید می‌کنند و اسید را تولید می‌کنند.

در سال ۱۸۴۸، رویلی[7] نشان داد که اکسیژن و نیتروژن می‌توانند از هوا گرفته شوند  و برای تولید اکسیدهای نیتروژن به وسیله قوس الکتریکی با هم ترکیب ‌شوند. این پدیده به وسیله کروکس[8] نیز انجام شده بود. بر همین اساس و روش، واحد کوچکی در منچستر انگلستان در سال ۱۹۰۰ به کار افتاد.

اما عیب این روش این بود که بازده تولید اکسیدهای نیتروژن پایین بود و ۵/۱ تا ۲ درصد احتیاجات را برطرف می‌کرد و به نیروی بیشتری نیز احیتاج داشت.

در سال ۱۹۰۲ دو دانشمند به نام های بیرکلند[9] و اید[10] در نروژ واحدی را احداث کردند که از منابع هیدروژنی استفاده می‌کرد ولی به ۳۵۰۰۰ اسب بخار انرژی نیاز داشت. در نهایت روش تهیه به وسیله اکسیداسیون آمونیاک و استفاده از کاتالیست پلاتین به وسیله استوالد[11] و براور[12] توسعه پیدا کرد و برای اولین بار در سال ۱۹۰۸ در آلمان شروع به کار کرد. روش های دیگر تولید به دلایل مختلفی از جمله بالا بودن هزینه، راندمان کم، در دسترس نبودن مواد اولیه (معادن نیترات) به میزان کافی و . . . نتوانستند به عنوان یک روش صنعتی و تولید انبوه اسید نیتریک ارائه شوند و تنها در حد یک روش آزمایشگاهی و پایلوت‌های کوچک باقی ماندند و همگی منسوخ شدند.

تاریخچه استفاده از اسید نیتریک به زمان استخراج طلا باز می‌گردد؛ چرا که این اسید قادر به حل کردن اکثر فلزات به جز طلا می‌باشد که به این ترتیب طلای خالص از سنگ طلا استخراج می‌گردید.

در حال حاضر بیشترین موارد مصرف اسید نیتریک در تهیه کودهای شیمیایی (کشاورزی) از قبیل کودهای نیترات، نیتروفسفات، کودهای مخلوط و . . . است. ضمن این که در تولید نیترات‌های معدنی (نیترات آمونیم انفجاری) و آلی، در اسید شویی تجهیزات صنعتی، آبکاری، مقاوم‌سازی در برابر خوردگی، جداسازی طلا و نقره و در صنایع الکترولیز از اسید نیتریک به وفور استفاده می‌شود. در صنایع نظامی، صنایع شیرسازی و صنایع پلاستیک‌سازی نیز مصرف اسید نیتریک قابل توجه است.

[1]– Geber

[2]– Fortis

[3]– Glavber

[4]– Gavendish

[5]– Milner

[6]– Kuhlman

[7]– Roy Leigh

[8]– Crookes

[9]– Birkeland

[10]– Eyde

[11]– Ostwald

[12]– Braver