Cap 7 Acido Nitrico

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Todas as plantas de produção são baseadas em duas etapas fundamentais: 
 
(1) Oxidação da amônia a óxido nítrico (NO) 
 
 
(2) Oxidação do óxido nítrico (NO) a dióxido de nitrogênio (NO2) e absorção 
em água para formação de solução (HNO3). 
 
 
 
Há 2 tipos de plantas: 
• Compressão – pressão constante: a pressão da primeira etapa é igual à da 
segunda etapa 
• Pressão dual – a pressão da primeira etapa é menor que a pressão da 
segunda etapa. 
 
Maior pressão → Menor equipamento → Menor Inv. | Maior desgaste de 
catalisador 
Aumento do consumo energético devido a maior temperatura requerida. 
 
Menor pressão → Maior equipamento → Maior Inv. | Menor desgaste de 
catalisador 
 
 
 
 
Reação extremamente rápida, que se efetua pela passagem da amônia 
misturada com ar pré aquecido através do catalizador. 
Catalizador: tela fina de Pt-Rh. 
 
 
 
Não precisa de catalizador. 
Equilíbrio é mais facilmente favorecido a baixas temperaturas e alta pressão. 
Abaixo de 150 ºC, praticamente todo o NO se combina com o O2, bastando 
que haja tempo de residência suficiente. 
 
 
 
 
Reação controladora da produção de HNO3 (lenta). Para aumentos de 
rendimento, aumenta-se a pressão da torre de absorção, com resfriamento, 
utilizando-se água purificada ou ácido diluído em contracorrente. 
 
A corrente de gás sobe pela torre em contracorrente com o fluxo de ácido 
(ou “água de processo”) e o NO2 se dissolve na água e forma HNO3 e libera 
NO, que deve ser reoxidado. A oxidação do NO, nesta etapa, ocorre no 
espaço entre as bandejas, pelo excesso de ar presente ou pela injeção de ar 
na própria coluna para aumentar a formação de NO. 
Com o avanço da absorção de NO2, a velocidade de liberação de NO cai, o 
que requer maior tempo para a sua reoxidarão. Assim, o espaçamento entre 
os pratos aumento da base para o topo da torre. 
 
 
A figura abaixo mostra um diagrama de blocos para o processo 
compressão. 
 
Etapas do processo 
 
Ar é comprimido em dois estágios, passa por um trocador de calor e é 
filtrado remover poeira e óleo. 
 
Amônia armazenada como líquido é evaporada continuamente e 
superaquecida para evitar carreamento de gotículas e bloqueio das telas de 
catalisador do reator. 
A filtração remove produtos de corrosão do vaso de armazenamento 
(fuligem). 
 
A proporção é ajustada para que a conversão seja máxima e evitar o 
perigo de explosões. 
 
 
Os gases que saem quentes da queima de NH3 (NO e ar) são resfriados 
numa caldeira a calor perdido e num aquecedor de gás residual para 
aumentar a formação de NO2, de modo a recuperar calor (geração de 
vapor). 
 
O gás é resfriado, a fim de que a condensação de solução diluída ocorra. A 
solução é separada e bombeada até a torre de absorção. 
 
Ao deixar o fundo da torre de absorção, o ácido é um líquido de coloração 
amarelada, devido à presença de óxidos de nitrogênio (NOx) dissolvidos por 
isso, o ácido passa por uma torre de alvejamento onde ar é injetado em 
contracorrente para dessorver os óxidos. 
 
O gás residual da torre de absorção é aquecido num trocador de calor com 
os gases quentes que saem do reator catalítico e, em seguida, é enviado ao 
sistema de tratamento de gás residual, para remoção de NOx antes de 
passar pelo expansor para recuperação de calor, que será usada na 
compressão do ar. 
 
 
O ácido nítrico formado é ideal para a produção de fertilizantes, mas para 
reações orgânicas de nitração é necessário um acido mais concentrado. A 
concentração pode ser feita por reação adicional por destilação extrativa 
com ácido sulfúrico, por exemplo. 
O ácido sulfúrico atua como agente dessecante para quebrar o azeotopo 
com água produzindo ácido nítrico. 
 
 
Os gases emitidos de plantas de HNO3 são NO, NO2 e N2O, todos 
indesejáveis, por causarem problemas pulmonares, smog e efeito estufa 
(N2O).