Proceso de producción de acido nitrico

El ácido nítrico es uno de los más usados, es de común uso en la fabricación de fármacos, fertilizantes, colorantes, explosivos (trinitrotolueno “TNT”, por ejemplo) e incluso en la industria metalúrgica, debido a sus propiedades físicas y químicas debe almacenarse adecuadamente para evitar su descomposición y los posibles efectos que puede causar en el medio ambiente, ya que es capaz de liberar vapores ricos en compuestos nitrosos que pueden producir desde una lluvia acida hasta intoxicaciones por inhalación, por lo cual debe manejarse con las mejores medidas de seguridad debido a que es un líquido corrosivo y toxico, para trabajar en presencia de este,  se hace necesario usar los elementos de protección personal para evitar irritaciones y tener preparados planes de respuesta ante emergencias para disminuir lesiones en los trabajadores y las perdidas en la planta.

El ácido nítrico se conoce desde el del siglo VIII siendo usado por los alquimistas con el nombre de “aqua fortis” para separar la plata del oro, obtenido mediante la destilación de nitrato de potasio con ácido sulfúrico. Este compuesto tiene distintos métodos de obtención, pero el más usado a nivel industrial es uno creado en el año 1902 el químico Wilhem Ostwald desarrollo en método para sintetizarlo, actualmente se le conoce como el método Ostwald, el cual desarrolla la síntesis mediante la oxidación catalítica del amoniaco a alta temperatura con exceso de aire, consistido en las siguientes 3 reacciones exotérmicas:  

1. Oxidación catalítica de NH3(g) a NO(g):  

 4NH3(g) + 5O2(g) → 4NO(g) + 6H2O(g)

A temperaturas 820-950°C y presiones 1-12 bares.

1. Oxidación del NO(g) a NO2(g):

2NO (g) + O2 (g) → 2NO2 (g)

Esta reacción se favorece mucho bajas temperaturas y altas presiones.

1. Desproporción del NO2 (g) en agua:

3NO2(g) + H2O(l) → 2HNO3(l) + NO(g)

Este proceso obtiene el ácido nítrico con purezas del 60%, que es muy útil en la fabricación de fertilizantes, pero si se requiere obtener con valores más grandes de concentración como para la nitración de compuestos orgánicos, es necesario aplicar una destilación extractiva con ácido sulfúrico para eliminar el agua presente, debido al que el punto azeótropo del agua y el ácido no permite separarlos por destilación.

Como se vio anteriormente, la obtención del ácido nítrico consta de tres reacciones, por lo cual en la industria se usan tres reactores en serie para llevar a cabo cada etapa del proceso de Ostwald, un ejemplo de esto es la multinacional YARA, que utiliza tamices de platino para catalizar la primera etapa, como el NO(g) es un producto adicional en la tercera etapa, este se recircula para disminuir costos, la necesidad de producir ácido nítrico hace que las compañías productoras utilicen diseños de reactores que pueden medir metros de largo y de alto para cubrir con la demanda de ácido nítrico, entre estos diseños se encuentra el siguente:

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