Ⅰ 工业怎么制硝酸
工业合成硝酸主要采用氨氧化法,这种方法与合成氨工业紧密相关。氨氧化法的核心步骤是将氨与空气混合(氧:氮的比例约为2:1),通入加热至760到840摄氏度的铂铑合金网中,在合金网的催化作用下,氨被氧化生成一氧化氮(NO)。一氧化氮随后在剩余氧气的作用下进一步氧化为二氧化氮(NO₂)。生成的二氧化氮与水反应生成硝酸,从而得到硝酸。此过程中涉及的主要化学反应可以表示如下:
4NH₃(g)+ 5O₂(g)—Pt-Rh→ 4NO(g)+ 6H2O(g)
2NO(g)+ O₂(g)——→ 2NO₂ (g)
3NO₂(g)+ H2O(l)——→ 2HNO₃(aq)+ NO(g)
稀硝酸、浓硝酸、发烟硝酸的生产工艺各有不同。稀硝酸可通过进一步稀释浓硝酸得到,而浓硝酸则需要在更高的温度和压力下进行进一步浓缩。发烟硝酸则需要通过添加更多水蒸气或稀硝酸来增加其浓度。
除了氨氧化法,工业上也曾尝试使用浓硫酸和硝石制备硝酸,但这种方法因为耗酸量大,设备容易腐蚀而逐渐被淘汰。具体反应方程式如下:
NaNO₃(s)+ H2SO₄(l) ——→ NaHSO₄(s)+ HNO₃(g)
尽管这种方法在某些情况下可能有效,但由于其局限性,现在已很少使用。
氨氧化法作为一种高效、稳定的硝酸生产方法,已被广泛应用于现代工业中。其优势在于原料易得、工艺成熟、生产成本较低。通过精确控制反应条件,可以有效提高硝酸的产量和质量。
氨氧化法生产硝酸的过程不仅涉及化学反应,还需要对反应设备进行精心设计和维护。例如,反应器需采用耐高温、耐腐蚀材料,以确保长期稳定运行。此外,反应过程中产生的废气需要经过处理,以减少环境污染。
总之,氨氧化法是当前工业制备硝酸的主要方法之一,其广泛应用得益于其高效、经济的特点。未来,随着技术的进步,氨氧化法有望在硝酸生产领域发挥更大的作用。
Ⅱ 如何在工业上 制得硝酸
氨氧化法制硝酸[工业制法]: 工业制法原料:NH3 ,水,空气. 设备:氧化炉,吸收塔.硝酸的工业制法历史上曾用智利硝石与浓硫酸共热制取。现改用氨氧化法制取,其法以氨和空气为原料,用Pt—Rh合金网为催化剂在氧化炉中于 800℃进行氧化反应,生成的NO在冷却时与O2生NO2,NO2在吸收塔内用水吸收在过量空气中O2的作用下转化为硝酸,最高浓度可达50%。制浓硝酸则把50%HNO3与Mg[NO3]2或浓H2SO4蒸馏而得。 主要反应为:4NH3 + 5O2 =催化剂+强热= 4NO + 6H2O [氧化炉中];2NO + O2 = 2NO2 [冷却器中]; 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO [吸收塔]; 4NO2 + O2 + 2H2O == 4HNO3 [吸收塔]。 从塔底流出的硝酸含量仅达50%, 不能直接用于军工,染料等工业, 必须将其制成98%以上的浓硝酸. 浓缩的方法主要是将稀硝酸与浓硫酸或硝酸镁混合后, 在较低温度下蒸馏而得到浓硝酸, 浓硫酸或硝酸镁在处理后再用.