硝酸的生产xiaosuan de shengchan

近代工业制硝酸均采用氨氧化法，生产过程由氨的氧化、一

氨氧化制硝酸的原则流程示意图
1 换热器 2 氧化炉 3排管冷却器 4吸收塔5酸泵 6酸槽 7蛇管冷却器

氧化氮氧化和二氧化氮吸收三步完成。它们的反应式分别为

4NH₃+5O₂＝4NO+6H₂O+906.5kJ (1)
2NO+O₂＝2NO₂+1126.1kJ (2)
3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO+136.0kJ (3)

氨氧化时，在不同的条件下还可能发生如下反应：

4NH₃+4O₂＝2N₂O+6H₂O+1103.9kJ (4)4NH₃+3O₂＝2N₂+6H₂O+1267.9kJ (5)

为了使氨的氧化迅速按式 (1) 进行，生产上将氨与空气在800～900℃范围内，通过铂丝网催化剂进行燃烧反应，反应速度极快，气体与铂丝网接触时间仅10^-4～10^-3s，但氨的转化率可达96%～98%。反应式(2),(3)为可逆放热反应，氨氧化后的气体必须冷却降温后才能进行式(2)。(3)的反应。此外，式(3)表明： 被水吸收后的NO2只有2/3生成硝酸，其余又变成NO。因此必须将NO再氧化成NO₂进行吸收，反复氧化吸收，以期有效利用NO，减少尾气中的NO含量，防止环境污染。
氨氧化制硝酸的生产流程分常压法、全压法（加压氨氧化和加压吸收）和综合法(常压氨氧化、加压吸收)3种。目前，我国主要采用4.4×10⁴Pa的全压法（见下图）。
经过滤器净化并经压缩机增压后的空气与氨气混合，配成氨浓度为10%～11%的原料气 (净化、压缩、配气设备未画出)。原料气通过换热器的壳方被预热至催化剂起燃温度 （参见硫酸的生产），自上而下通过铺有数层铂丝网催化剂的氨氧化炉。反应后的气体通过换热器的管方，降温至260℃左右，导入冷却排管，被水冷却至30℃以下。冷却后的反应气由第一吸收塔底部导入，与来自第二吸收塔的稀酸逆流接触； 第一塔顶出来的气体由第二塔底导入，与来自第三塔的稀酸逆流接触。以此类推，气体通过4个塔的反复吸收和氧化，氮氧化物的收率可达99.8%以上。水由第四塔顶导入，喷洒在填料表面上，吸收NO₂变为稀硝酸，由塔底导出并冷却后进入第三塔，在第三塔中继续吸收NO₂后，再由塔底导出，冷却后进入第二塔。以此类推，最后由第一塔导出的硝酸浓度达60%左右，一部分作为成品出厂，另一部分送去制取98%的浓硝酸。第四塔导出的气体中含NO₂0.1%～0.2%左右，可用NaOH溶液吸收制成亚硝酸钠，尾气经吸收处理后放空。
由于硝酸存在着最高恒沸点 (最高恒沸点的浓度为68%)，因此不能把稀硝酸直接浓缩成98%的浓硝酸。工业上制取浓硝酸时，多采用加浓硫酸 （消除恒沸点） 蒸馏法，或采用加无水硝酸镁脱水浓缩法。有的国家已开始采用氨氧化法直接制取浓硝酸，即氨与纯氧混合配成原料气，首先经氧化炉制成高浓度的NO气，然后再制成浓度为60%的硝酸与N₂O₄。浓度为60%的硝酸在加压条件下与N₂O₄逆流接触并通入纯氧可直接制得98%的浓硝酸。