Из истории развития азотно-кислотной промышленности
До 20-х годов XX в. азотная кислота получалась главным образом из природной селитры. В настоящее время азотная кислота производится почти исключительно из окиси азота, получаемой окислением синтетического аммиака.
Образование азотной кислоты из окиси азота известно с давних времен, и этот процесс осуществляется довольно легко и просто:
NC&NO^HNO.
Таким образом, в течение многих десятков лет задача состояла в том, чтобы изыскать наиболее эффективные способы промышленного получения окиси азота. К этому имеются два практически целесообразных пути: а) непосредственный синтез N0 из азота и кислорода воздуха и б) окисление аммиака. Как показала практика, первый путь получения окиси азота дуговым методом оказался экономически невыгодным, вследствие чего за последнее время изыскиваются другие, более выгодные способы этого синтеза (способы тихого разряда, каталитические и т. д.). Однако эти изыскания до сих пор еще не выходят за пределы лабораторных исследований. Второй путь получения окиси азота известен с 1839 г., когда немецким ученым Кюльманом было обнаружено, что аммиак в присутствии платины может быть окислен до азотной кислоты:
NH3-f202-HN03+H20.
Более детальное изучение этого вопроса с целью промышленного осуществления реакции окисления аммиака было предпринято в конце XIX в. В результате этих исследований в 1909 г. в Германии был построен первый опытный завод производительностью 1800 т слабой азотной кислоты в год. Вслед за этим аналогичные заводы возникли в Бельгии, Англии и других странах Европы. В качестве сырья на этих заводах использовался аммиак, получаемый главным образом при коксовании угля и в отдельных случаях — разложением цианамида кальция (см. часть четвертая, § 3). Однако вследствие очень несовершенной технологии все эти заводы обладали довольно низкой производительностью и большинство из них оказалось нерентабельными. И только в 1914.
1916 гг., после детального изучения вопроса о влиянии различных факторов (природы и состава катализаторов, каталитических ядов и т. п.) на процесс окисления аммиака, инженером И. И. Андреевым с сотрудниками была разработана более совершенная технология этого процесса. На основе полученных И. И. Андреевым данных был спроектирован, построен (в г. Юзовке, ныне г. Донецк) и в 1917 г. пущен первый в России завод по производству азотной кислоты окислением коксового аммиака на 14 контактных аппаратах. На этом заводе применялась новая технология выделения и очистки аммиака, получаемого при коксовании углей, а также новая конструкция контактных аппаратов с большей площадью контактной массы; процесс окисления аммиака производился без подогрева извне и на более активных (платиноиридиевых) катализаторах; для сооружения поглотительных башен были использованы кислотоупорные строительные материалы (гранит и т. п.). Опыт работы этого завода сыграл исключительно большую роль в развитии советской и мировой азотной промышленности.
В связи с бурным развитием производства аммиака синтезом его из элементов за последние годы вся мировая промышленность перешла на получение азотной кислоты путем окисления синтетического аммиака. Коксовый аммиак при этом почти всюду используется для получения азотных удобрений (сульфата аммония, нитрата аммония и других), а не окиси азота. С начала возникновения промышленных установок синтетического аммиака совершенно прекратилось получение его путем разложения цианамида кальция; последний в настоящее время используется в качестве удобрения или идет на другие цели.