El cido ntrico es un cido fuerte que se produce en la naturalezaslo en la forma de sales de nitrato . Cuando a gran escalala produccin de cido ntrico comenz , nitrato de sodio( salitre soda, salitre Chile ) se utiliz comomateria prima. A principios del siglo 20las reservas de Chile salitre se pensaba que erana punto de agotamiento , por lo que se desarrollaron procesospara reemplazar el nitrgeno de nitratos naturalescon el nitrgeno atmosfrico . tres tcnicasfueron utilizados industrialmente :1. Produccin de monxido de nitrgeno por reaccin deel nitrgeno atmosfrico y oxgeno a > 2000C ( procesos directos )2. Produccin de amonaco por hidrlisis decianamida clcica bajo presin3. Produccin de amonaco a partir de nitrgeno yhidrgenoLa combustin directa del aire en un arco elctrico ,desarrollado por BIRKELAND y EYDE , fue abandonadodebido a su pobre eficiencia de energa.Procesos directos posteriores , tales como nitrgeno trmicasntesis de monxido de combustibles fsiles o de nitrgenosntesis de monxido en los reactores nucleares , no lo hizolograr la aceptacin generalizada . La produccin de amonacode cianamida de calcio fue de slo transitoriavalor . El amonaco producido a partir de nitrgenoy el hidrgeno por el Haber - Bosch proceso de( ! Amonaco , 2. Procesos de Produccin) es ,Sin embargo , todava se utiliza como materia prima para el cido ntricoproduccin.El paso crucial en la produccin de cido ntrico ,la combustin cataltica de amonaco, eradesarrollado por OSTWALD alrededor de la vuelta de lasiglo. Los parmetros de diseo ms importantespara una planta de cido ntrico se determinaron por primera vez enpruebas de laboratorio y ms tarde en una planta piloto. Elprimera planta de produccin que emplea el Ostwaldproceso entr en funcionamiento en 1906 en Gerthe enAlemania. La mayor parte del cido ntrico producido se utiliza para formar fertilizantes inorgnicos (fosfato Fertilizantes!); se neutraliza con amoniaco para la mayora nitrato de amonio forma (! compuestos de amonio, Seccin 1.2.1.). 1.2. Propiedades El cido ntrico era conocido por los antiguos egipcios debido a su capacidad especial para separar el oro y plata. Muchos alquimistas conocidos en la Edad Media experiment con el cido. en el mediados del siglo 17, inform su GLAUBER Preparacin a partir de salitre y cido sulfrico. Propiedades fsicas. El cido ntrico [7697-37- 2], el Sr. 63.013, es miscible con agua en todas proporciones. A una concentracin de 69,2% en peso, se forma un azetropo de mxima ebullicin con agua. La mezcla azeotrpica hierve a 121,8 C. puro cido ntrico anhidro hierve a 83-87 C?; la razn una gama de puntos de ebullicin se citan en la literatura es que el cido se descompone al calentamiento [4]: 4 HNO3! 2 H2O4NO2O2 El dixido de nitrgeno formado en la descomposicin colores el amarillo cido o incluso rojos en alto concentraciones. Debido a que los vapores pueden tambin absorber la humedad, el trmino '' ntrico fumante rojo cido '' se utiliza. En el puro estado anhidro, ntrico cido es un lquido incoloro. Las propiedades fsicas ms importantes de puro seguimiento cido ntrico: fp? 41.59? C pb 82.6? 0,2? C Densidad, lquido a 0? C 1549.2 kg / m3 a 20? C 1512.8 kg / m3 a 40? C 1476.4 kg / m3 ndice de refraccin n24 D 1.3970 viscosidad dinmica a 0? C 1.092 mPa? s a 25? C 0.746 mPa? s a 40? C 0.617 mPa? s tensin superficial a 0? C 0,04356 N / m a 20? C 0,04115 N / m a 40? C 0,03776 N / m La conductividad trmica (20? C) 0,343 W m ? 1 K ? 1 Entalpa estndar de formacin Lquido 2,7474 J / g Gas 2,1258 J / g El calor de vaporizacin (20? C) 626,3 J / g calor especfico a 0? C 1,7601 J g ? 1 K ? 1 a 20? C 1,7481 J g ? 1 K ? 1 La descomposicin de cido ntrico hace su propiedades fsicas difcil determinar en mayor temperatura. Hasta ca. 50? C, convencional son posibles mtodos de medicin; ms all esto, los clculos termodinmicos indirectos o mtodos especiales de medicin de corta duracin deben ser empleado. La Figura 1 ilustra la presin de vapor curva de cido ntrico puro. La Tabla 1 muestra importante propiedades fsicas de cido ntrico en solucin acuosa. la revisin completa de la fsica y qumica propiedades del cido ntrico se da en [6]. Propiedades qumicas. ntrico concentrado cido, con nitrgeno en el estado de oxidacin , acta como un agente oxidante fuerte. la reaccin se utiliza para separar el oro de plata. Algunos metales base, tal como el aluminio y el cromo, son atacados por el cido ntrico slo en su superficies porque una fina capa de xido se forma, que protege (es decir, pasivados) el ncleo contra la oxidacin adicional. Como resultado de esta pasivacin, equipos de acero aleado puede utilizarse en cido ntrico tecnologa. cido ntrico altamente diluida es casi completamente disociada y no ataca el cobre y el ms noble metales. Debido a su naturaleza cida, sin embargo, reacciona con metales comunes, liberando hidrgeno y formando nitratos. A (relacin de volumen de 3: 1) mezcla de concentrado cido ntrico y cido clorhdrico concentrado (agua regia) tambin se disuelve el oro. 1.3. Produccin Industrial La produccin industrial de cido ntrico por el Proceso de Ostwald se describe en esta seccin. la proceso consta de tres pasos qumicos (Fig. 2): 1. La oxidacin cataltica del amonaco con la atmsfera oxgeno para producir monxido de nitrgeno:

La oxidacin del producto de monxido de nitrgeno a dixido de nitrgeno o tetrxido de dinitrgeno:

2. La absorcin de los xidos de nitrgeno para dar cido ntrico:

La forma en que estos tres pasos son implementado caracteriza el cido ntrico diversos procesos. En monopressure (de una sola presin) procesos, la combustin de amonaco y la absorcin de NOx llevar a cabo a la misma presin de trabajo. Estos incluyen a media presin (230 - 600 kPa) y de alta presin (700 a 1100 kPa) procesos. Muy pocas plantas emplean actualmente bajo presin (100-220 kPa) tanto para la combustin y la absorcin. En los procesos de doble presin (split-presin), la presin de absorcin es mayor que la combustin presin. Plantas de doble presin modernos de combustin en funcin de 400-600 kPa y absorcin a 900 - 1400 kPa. Algunas plantas de ms edad todava emplean la combustin atmosfrica y mediano la absorcin de la presin.Trabajo intensivo en la combustin de amonaco como as como la oxidacin y absorcin de nitrgeno xidos ha sido bien documentada desde principios del 1920. Hasta ahora la combustin de amoniaco ha sido considerado como un cataltica heterognea reaccin superficial con reacciones secundarias indeseables. La oxidacin de monxido de nitrgeno es un raro ejemplo de una fase gaseosa homognea de tercer orden reaccin. La absorcin de NOx es un heterognea reaccin entre el fluido (es decir, gas y lquido) fases. 1.3.1. La oxidacin de amonaco La oxidacin de amoniaco a monxido de nitrgeno se describe por la ecuacin

Ms de un catalizador adecuado, 93 a 98% de la alimentacin amonaco se convierte en monxido de nitrgeno. la resto participa en reacciones secundarias indeseables que conduce a monxido de dinitrgeno (nitroso xido, gas de la risa) y al nitrgeno Otras reacciones indeseables son la descomposicin del producto monxido de nitrgeno y su reaccin con amonaco Mecanismo de reaccin. Las primeras teoras del mecanismo para la oxidacin de amoniaco diferan en cuanto a la cual se form producto intermedio. Las teoras clsicas fueron propuestos por ANDRUSSOV (teora nitroxilo, 1926), Raschig (teora imida, 1927), y BODENSTEIN (teora de hidroxilamina, 1935) [3]. De acuerdo con la hidroxilamina teora, el amonaco reacciona con el oxgeno atmico adsorbido sobre el catalizador para producir hidroxilamina. Esto a su vez reacciona con el oxgeno molecular para formar cido nitroso, que luego se disocia a monxido de nitrgeno e hidroxilo iones en experimentos de oxidacin bajo alto vaco, BODENSTEIN y compaeros de trabajo detectadas tanto hidroxilamina y cido nitroso como productos intermedios en el catalizador de platino. Estudios posteriores con un espectrmetro de masas ha demostrado que no hay tal intermedio productos se encuentran por encima de 400 C [8]. en estas pruebas, tanto oxgeno molecular y atmico fue encontrado en la superficie del catalizador. Una reaccin directa entre el oxgeno y el amonaco era, por tanto, postulado de acuerdo con las siguientes ecuaciones:

En reacciones rpidas, como la combustin de amonaco (el tiempo de reaccin para la Ec. 4 es ca. 10 ? 11 s), sin embargo, los posibles intermedios ms probable es que no se puede detectar debido a que son de muy corta duracin y presente en concentraciones muy bajas. NOWAK [9] ha comparado la numerosa teoras de la combustin de amonaco. Pignet y SCHMIDT presenta un clsico de Langmuir - Hinshelwood tratamiento del proceso [10]. la posibilidad que la combustin del amoniaco puede ser considerado como una reaccin cataltica homognea ahora que se est discutiendo. A baja temperatura (200-400 C?), La tasa de de amoniaco de oxidacin est limitada por la reaccin de cintica. El nitrgeno subproductos, y especialmente xido nitroso, se forman preferentemente. Entre 400 y 600? C, la velocidad de reaccin se vuelve limitada por la transferencia de masa, que es entonces dominante por encima de 600? C. Control por la masa la transferencia se refiere a la velocidad de difusin de amoniaco a travs de la pelcula de gas a la superficie del catalizador. la producto en este rgimen de reaccin es nitrgeno monxido. La superficie del catalizador experimenta una muy baja presin parcial de amoniaco y una disminucin presin parcial de oxgeno debido a la transferencia de masa-limitaciones. La reaccin cataltica entre lado amonaco y monxido de nitrgeno es acelerado por un aumento de las presiones parciales de ambas especies en la superficie del catalizador. Si se produce envenenamiento del catalizador, el nmero de centros activos disminuye y la presin parcial, en particular la de amoniaco, aumenta en los centros activos restantes. El resultado es una mayor formacin de subproductos indeseables. En la prctica, este cambio se ve compensado por el aumento de la temperatura, la reaccin se desplaza de nuevo a la regin limitada por difusin de gas de pelcula. Catalizadores de metales preciosos se emplean por lo general la forma de n estrechamente apilados, gasas de malla fina. Al comienzo de una campaa que tienen una superficie lisa y limitan por lo tanto, slo ligeramente de transferencia de masa en la fase de gas. Esto da una rendimiento inicialmente inferior de monxido de nitrgeno. Despus de un corto tiempo en servicio, sin embargo, el rea de superficie del catalizador aumenta en gran medida debido a los cambios microestructurales y las interacciones con la volatilizacin de los constituyentes del catalizador Catalizador de crecimiento aumenta la limitacin de la transferencia de masa en la fase gaseosa y por lo tanto el rendimiento de monxido de nitrgeno. Ingeniera de la Reaccin. Desde un punto de vista de ingeniera, la combustin de amonaco es una de las reacciones catalticas ms eficientes de conversin mxima posible (98%). De acuerdo con la estequiometra .el amoniaco - mezcla de reaccin debe contener aire 14,38% de amonaco. Un amoniaco inferior - la relacin aire est, sin embargo, emplea para una variedad de razones, siendo la ms importante que la conversin disminuye con una proporcin demasiado alta; amonaco y aire tambin forman una mezcla explosiva. Debido a que la mezcla de amoniaco y aire en la prctica industrial es incompleta, localmente relaciones ms altas pueden occur.Aratio que incluye un margen de seguridad por debajo del lmite de explosin es por lo tanto necesario. El lmite de explosin disminuye con la presin, de manera que los quemadores de alta presin pueden funcionar con hasta 11% de amonaco, mientras que 13,5% de amonaco es posible en sistemas de baja presin. El Lmite de explosin, tambin depende de la velocidad de flujo de acuerdo con el principio de Le Chatelier, el aumento de volumen implica que la disminucin de conversin a medida que aumenta la presin. Si las velocidades del gas son demasiado altos o el nmero de gasas de catalizador es insuficiente, la conversin de monxido de nitrgeno disminuye a causa de la hoja (fuga) de amoniaco que reacciona con el. Si las velocidades del gas son se utilizan gasas demasiado bajas o demasiado muchos, la descomposicin de monxido de nitrgeno.Una alta temperatura de reaccin promueve amoniaco de combustin (Fig. 4), pero de alta temperatura disminuye la conversin. Las temperaturas mximas hasta 950? C se han dado cuenta, pero catalizador prdidas, principalmente debido a la vaporizacin, aumento en gran medida (Fig. 5). La forma habitual para mantener la conversin hacia el final de una campaa en A pesar de la desactivacin del catalizador y las prdidas, es elevar la temperatura. El amonaco - la relacin aire es directamente relacionada con la temperatura de reaccin: un 1% aumento en la proporcin de los aumentos de amonaco la temperatura por ca. 68 K. Si la temperatura es demasiado baja, la conversin de monxido de nitrgeno disminuye. La temperatura de reaccin depende tambin de la temperatura de la mezcla de gas de entrada. La siguiente frmula proporciona un aproximado valor en C?: treactor TGAs mixturer? 68 donde r NH3 = NH3air 9 Catalizadores. [12]. Desde la introduccin de la produccin industrial de cido ntrico por el Proceso de Ostwald, varios materiales cien tienen sido probados como catalizadores para la combustin de amonaco. Los catalizadores de platino han demostrado ser ms adecuada y se utilizan casi exclusivamente en la actualidad. xidos de metales no nobles tambin pueden ser empleadas; estos costar menos de catalizadores de platino, pero la conversin es menor. Otra desventaja de no noblemetal catalizadores es que son ms rpidamente envenenado [13]. La forma usual de catalizador es una de malla fina gasa (estandarizado en 1024 mallas / cm2). Fabricantes dimetros oferta de alambre de 0,060 y 0.076 mm. El Johnson Matthey '' Adaptado Pack '' combina gasas hechas de alambre diferente dimetros [14]. Las gasas aguas arriba tienen un alambre dimetro de 0.076 mm y los intermedios 0,060 mm para optimizar el rea de superficie del catalizador. Plantas de alta presin tambin utilizan '' de fibra packs '' en el que una fraccin del catalizador de fibra el material se lleva a cabo entre dos gasas [15]. la paquetes tienen la ventaja de platino reducida prdida y por lo tanto ya veces correr. '' Paquetes '' de fibra an no se han utilizado en presin media combustin de amonaco debido a que menos gasas se utilizan en-medio de presin que en alta presin procesos (vase el cuadro 3), por lo que el menor resultados de cada de presin en la distribucin ms pobre. Para reducir el consumo de catalizador, en particular en gasas en la parte inferior del reactor, de cermica rejillas recubiertas con platino - rodio tiene tambin ha desarrollado [16]. El platino se alea generalmente con un 5 - 10% rodio para mejorar su fuerza y reducir prdida de catalizador. Durante la combustin, la superficie de metal se enriquece en rodio, mejorando de esta manera actividad cataltica [17]. Debido a que el rodio es ms caro que el platino, un contenido de rodio 5 - 10% ha demostrado ser ptimo. Figura 6 muestra la eficiencia de la conversin a nitrgeno monxido de y la prdida de platino como una funcin de el contenido de rodio de la aleacin [18]. Si una temperatura de reaccin baja (