طرح تولید اسید نیتریک

سید نیتریک (Nitric acid) که به نام های تیزاب یا جوهر شوره نیز شناخته می شود یک اسید معدنی بسیار قوی با فرمول شیمیایی HNO۳ است. اسید نیتریک خالص بی رنگ است اما نمونه های قدیمی تر به دلیل تجزیه به اکسیدهای ازت و آب، زرد رنگ هستند.
اسید نیتریک در آب محلول است و همچنین یک ماده اکسید کننده قوی است که بسیار خورنده و سمی باشد. این ماده با فلزات ، اکسیدها و هیدروکسیدها واکنش نشان می دهد و نمک های نیترات را تشکیل می دهد.
این اسید دود کننده و بسیار خورنده با نقطه انجماد ۴۲- درجه سانتی گراد و نقطه جوش ۸۳ درجه سانتی‌گراد است و یک معرف آزمایشگاهی رایج و مهم صنعتی است. این ماده در دمای معمولی نیز کمی تجزیه می شود و گرم شدن یا قرار گرفتن در معرض نور مستقیم خورشید باعث تجزیه بیشتر آن می شود و در نتیجه رنگ آن به زرد یا قهوه ای تغییر می یابد. اسید نیتریک با اکثر فلزات ، به جز طلا و پلاتین ، برای تولید نیترات واکنش نشان می دهد.
استفاده اصلی از اسید نیتریک (۸۰٪) در تولید کودهای کشاورزی است. از کل تولیدات این ماده ۹۶٪ برای تهیه نیترات آمونیوم و نیترات کلسیم آمونیوم استفاده می شود. برای ساخت مواد منفجره از مقدار نسبتاً کمی نیترات آمونیوم استفاده می شود.
اسید نیتریک معمولاً با اکسیداسیون آمونیاک به دست می آید. این کار عمدتا با استفاده از فرآیند Ostwald انجام می شود. این اسید همچنین با تیمار نیترات سدیم با اسید سولفوریک نیز تولید می شود ولی این روش بازدهی کمی دارد.
این ماده در ساخت نیترات معدنی و آلی و ترکیبات نیتروژن برای کودها ، واسطه های رنگ ، مواد منفجره و بسیاری از مواد شیمیایی آلی مختلف استفاده می شود.
اسید نیتریک ماده ای بسیار مهم است که به عنوان ماده اولیه برای تولید مواد دیگر استفاده می شود. این امر باعث اهمیت آن در صنایع شیمیایی و دارویی می شود. این اسید همچنین جزئی از باران های اسیدی است و به عنوان یک ماده اکسید کننده قوی در موشک ها به عنوان سوخت مایع مورد استفاده قرار گرفته است.
محلول ۷۰% معمولا به عنوان اسید نیتریک غلیظ از نظر تجاری در دسترس است. غلظت های بالاتر از ۹۰٪ را اسید نیتریک دود کننده می گویند. در تماس با هوا اسید نیتریک دود کننده ، دودهای سفید یا قرمز بسیار سمی ، خورنده و واکنش پذیر با مواد قابل احتراق تولید می کند.

تاریخچه اسید نیتریک

در قرن شانزدهم برای جداسازی طلا از نقره از اسید نیتریک استفاده می‌ شد. اسید نیتریک از شوره به دست می‌ آید؛ به گونه ای که سولفات آهن را در حالت گرم روی شوره اثر می ‌دادند. این روش تولید نشان می‌ داد که شوره مصرفی، خالص بوده‌ است، مقداری ماسه، آهک یا سفال شکسته به ترکیب این دو ماده اضافه می کردند؛ ماده حاصل را در یک شیشه درب دار می‌ ریختند و این شیشه‌ ها را در کوره آهک پزی قرار می دادند. سپس این شیشه‌ ها را در خاک یا خاکستر قرار داده، که سبب پخش گرما و جلوگیری از ترک برداشتن شیشه می‌ شد. از درپوش شیشه‌ ها لوله ‌هایی خارج می‌ شد که به همین تعداد شیشه‌ های مایع کننده، روی سکویی خارج از کوره متصل بودند. این اتصالات به ‌دقت آب‌ بندی می‌ شدند. حرارت در ابتدا کمی معتدل بود تا ماده خام درون شیشه‌ ها خشک شود، بعد حرارت را زیاد می‌ کردند، گازهای نیترو به وسیله آب تبلور نمک ها، به خارج کشیده می ‌شد. زمانی که رنگ محصول تقطیر نشان می‌ داد که تجزیه به پایان رسیده ‌است، حرارت را کاهش می دادند تا ماده مورد نظر حاصل شود.

کاربرد اسید نیتریک در خالص سازی فلزات

در بازیافت پلاتین از اسید نیتریک استفاده می شود و باتوجه به این که تمامی نیترات‌ های فلزات محلول هستند از این طریق می ‌توان، اورانیوم خالص را تهیه کرد که در نیروگاه های اتمی مصرف می شود. در استخراج طلا و در بازیافت ضایعات الکترونیک نیز از اسید نیتریک استفاده می شود.

کاربرد اسید نیتریک در کشاورزی

بیشترین مصرف نیتریک اسید در تهیه کودهای شیمیایی ( کشاورزی) از قبیل کودهای نیترات ( نیترات کلسیم، نیترات آمونیوم و غیره) است. ساخت کودهای شیمیایی نیتروژن دار مانند: اوره، آمونیوم نیترات، نیتروفسفات، کودهای مخلوط و غیره می باشد.

کاربرد اسید نیتریک در موادمنفجره و مهمات

به دلیل قدرت اکسیدکنندگی زیاد نیتریک اسید، در حین تماس با ترکیباتی مانند سیانیدها و کاربیدها سبب انفجار می شود. از دیگر مصارف این اسید تولید موادی مانند: سایکلو تری متیلن تری نیترامین، ماده منفجره مانند نیتروگلیسیرین و تری نیتروتولوئن می باشد.
در تولید نیترات ‌های معدنی (نیترات آمونیوم انفجاری) و آلی از نیتریک اسید به وفور استفاده می‌ شود.

کاربرد اسید نیتریک در سوخت مایع شاتل ها

از دیگر مصارف اسید نیتریک ۱۰۰ درصد استفاده از آن به عنوان اکسیدکننده در سوخت مایع شاتل‌ های فضایی موشک، سوخت مایع در رشته مهندسی هوافضا و همچنین در راکت‌ ها است و از اسید نیتریک بالای ۸۵ درصد (اسید نیتریک قرمز) به همراه اسید سولفوریک به عنوان اکسیدکننده استفاده می‌ شود.

کاربرد اسید نیتریک در تهیه تیزاب

در تهیه‌” تیزاب سلطانی” و یا نیترو هیدروکلریک‌ اسید (ترکیب اسید نیتریک غلیظ با هیدروکلریدریک اسید غلیظ) از اسید نیتریک استفاده می ‌شود. این ماده خاصیت دودکننده و خورنده زرد یا قرمز دارد.

کاربرد اسید نیتریک در تصفیه نانو لوله ها

برای تولید گروه هاي عاملي روي سطح نانولوله هاي کربني، آن ها در محيط آبي به صورت کاملا هموژن ديسپرس می کنند. به همین خاطر ابتدا نانولوله هاي کربني در محيط هاي اسيدي مختلف ازقبيل اسيد نيتريک، اسيد سولفوريک و اسيد کلريدريک ديسپرس می کنند.

کاربرد اسید نیتریک در تمیزکاری و اسیدشویی

همچنین (۵ تا ۳۰) درصد اسید نیترتیک به همراه (۳۰ تا ۴۰) درصد اسید فسفریک برای تمیز کردن رسوبات، ترکیبات کلسیمی و منیزیمی روی ظروف خوراکی و لبنیات استفاده می‌ شود. از دیگر ویژگی های اسید نیتریک خورندگی بالا و حلالیت بالا (فلزات به راحتی در خود حل می کند) می باشد و این اسید در شست و شو نیز کاربرد فراوانی دارد.

کاربرد اسید نیتریک در صنایع غذایی

برای جلوگیری از رشد باکتری ها و مسمومیت های غذایی کشنده در این فراورده ها از یون نیتریت استفاده می شود. این ماده به عنوان افزودنی به گوشت تازه و برای ثابت ماندن رنگ گوشت قرمزمصرف می شود. به همین دلیل گوشت های قرمز تازه ای که خریداری می کنید لزوما کشتار روز نیستند و ممکن است مقداری نیتریت به آن افزوده باشند.
به عنوان نگهدارنده در فرآیند پردازش گوشت هایی مانند: سوسیس، کالباس، انواع بیف ها، بیکن ها، همبرگر و… مورد استفاده قرار می گیرند.

نام های دیگر اسید نیتریک

اسید نیتریک را با نام های دیگری نظیر ازوتیک اسید، نیترات هیدروژن یا هیدروژن نیترات، اسید ازوتیک، جوهر شور، اسید ازته، نیتروکسید آنیل نیز می شناسند.

کد آیسیک مرتبط با صنعت تولید اسید نیتریک

کد آیسیک مخفف International Standard Industrial Classification (سیستم بین المللی طبقه بندی استاندارد صنایع) است. کد گذاری به عنوان روش ساده و دقیق برای تعیین هویت کالا، قطعات ، مدارک و اموال ، سالها است که در سطح شرکت هاو زنجیره های تأمین مورد استفاده قرار می گیرد.
کد آیسیک اسید نیتریک 2412612323

کد تعرفه گمرکی مرتبط با صنعت تولید اسید نیتریک

تعرفه یا به عبارت دیگری(TARIFF) یک نوع معیار رقمی و یا عددی می باشد برای شناسی و تعیین جایگاه کالا در ترخیص کالا .
تعرفه گمرکی میزان حقوق ورودی قابل پرداخت برای ورود کالا می باشد.تعرفه گمرکی در بستر تاریخ مبتنی بر سیستم و روش های خاصی از قبیل اداره گمرک،آمار،حمل و نقل،بیمه و غیره طراحی و مورد استفاده قرار می گیرد.
کد تعرفه گمرکی اسید نیتریک 31029000 میباشد.

روش‌های تولید اسید نیتریک

۱- تولید صنعتی نیتریک اسید

اسید نیتریک در اثر واکنش دی اکسید نیتروژن (NO2) با آب ساخته می‌شود.
۴ NO2 +2 H2O →۲ HNO3 + NO + NO2+ H2O
۳ NO2 + H2O →۲ HNO3 + NO
به طور معمول، اکسید نیتریک تولید شده در واکنش، توسط اکسیژن موجود در هوا، اکسید شده و دی اکسید نیتروژن اضافی تولید می‌کند. جوشاندن دی اکسید نیتروژن از طریق پراکسید هیدروژن می‌تواند به بهبود عملکرد اسید کمک کند.
۲ NO2 + H2O2 →۲ HNO3
محلول‌های تجاری اسید نیتریک معمولاً دارای خلوط بین ۵۲٪ و ۶۸٪ اسید هستند. تولید نیتریک اسید از طریق فرآیند استوالد انجام می‌شود که به نام “ویلهلم استوالد”، شیمی دان آلمانی نامگذاری شده است.
در این فرآیند، آمونیاک بدون آب در حضور کاتالیزور پلاتین یا رودیم در دمای بالا حدود ۵۰۰ کلوین و فشار ۹ اتمسفر، به اکسید نیتریک، اکسید می‌شود:
(۴ NH3 (g) + 5 O2 (g) → ۴ NO (g) +6 H2O (g) (ΔH = -905.2 kJ / mol
سپس نیتریک اکسید با اکسیژن موجود در هوا واکنش داده و دی اکسید نیتروژن ایجاد می‌کند:
(۲ NO (g) + O2 (g) → ۲ NO2 (g) (ΔH = -114 kJ / mol
این فرآیند به طور پیوسته در آب، جذب می‌شود تا اسید نیتریک و اکسید نیتریک تشکیل شود:
(۳ NO2 (g) + H2O (l) →۲ HNO3 (aq) + NO (g) (ΔH = -117 kJ / mol
اکسید نیتریک برای اکسیداسیون مجدد وارد چرخه می‌شود. اگر آخرین مرحله در هوا انجام شود به صورت زیر است:
(۴ NO2 (g) + O2 (g) +2 H2O (l) →۴ HNO3 (aq
اسید نیتریک تولید شده در این واکنش‌ها دارای خلوص ۶۸% است. خلوص بیشتر تا ۹۸٪ را می‌توان با حذف آب و در حضور با سولفوریک اسید غلیظ به دست آورد.
با استفاده از آمونیاک حاصل از فرآیند هابر، محصول نهایی را می‌توان از نیتروژن، هیدروژن و اکسیژن تولید کرد.

۲- تولید آزمایشگاهی نیتریک اسید

در آزمایشگاه، اسید نیتریک از تجزیه حرارتی نیترات مس (II)، تولید دی اکسید نیتروژن و گازهای اکسیژن و سپس با عبور از آب تولید می‌شود:
۲ Cu (NO3)2 →۲ CuO +4 NO2 + O2
سپس، فرآیند استوالد را دنبال کنید:
۲NO2+H2O → HNO2+HNO3
روش دیگر تولید اسید نیتریک، واکنش مقدار برابر نمک نیترات مانند نیترات سدیم با اسید سولفوریک و تقطیر این مخلوط در نقطه جوش اسید نیتریک، ۸۳ درجه سانتی گراد، است. باقیمانده غیر فرار شامل سولفات هیدروژن فلزی در ظرف تقطیر باقی می‌ماند. بخار نیتریک اسید از رنگ قرمز ممکن است به بخار سفید نیتریک اسید تبدیل شود:
NaNO3 + H2SO4 → HNO3 + NaHSO4

وضعیت واحد های فعال تولید اسید نیتریک

در نمودار زیر تعداد و ظرفیت واحدهای تولید اسید نیتریک در کشور به تفکیک استان آمده است .

جدول واحد های فعال تولید اسید نیتریک

در جدول زیر تعداد و ظرفیت واحدهای تولید اسید نیتریک در کشور به تفکیک استان آمده است .

وضعیت واردات و صادرات اسید نیتریک

نمودار واردات و صادرات اسید نیتریک در کشور به تفکیک سال در شکل زیر آمده است.

پیش بینی وضعیت سرمایه گذاری طرح تولید اسید نیتریک

ظرفیت تولید سالیانه : 100000 تن
نرخ برابری دلار : 25000 تومان
مساحت زمین موردنیاز : 20000 مترمربع
زیربنای کل : 9000 مترمربع
تعداد نیروی انسانی مورد نیاز : 30 نفر
میزان سرمایه گذاری ثابت : 334 میلیارد تومان (بدون احتساب هزینه زمین)
ارزش ماشين آلات و تجهيزات : 200 میلیارد تومان
نرخ بازده داخلی در سال مبنا : 24 درصد

درصورت تمايل به اين مطلب امتياز دهيد: