[发明专利]工业硝酸的制作方法

说明书

本发明涉及硝酸的制作技术领域，具体涉及工业硝酸的制作方法，首先氨气氧气混合预热，再预热含氧气的二氧化氮，再预热少量的水，三部分同时加入反应室Ⅰ，通过升温二氧化氮和氨气反应生成一氧化氮和水。再通过一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮，再利用生成的二氧化氮和氧气、水反应生成硝酸，得到稀硝酸。大部分的二氧化氮和氧气混合物通过加水得浓硝酸。反应室Ⅲ中二氧化氮和水生成硝酸过程有一氧化氮和氧气产生，一氧化氮和氧气反应为慢反应，而前面的反应速率较快，所以需氧气和一氧化氮反应生成二氧化氮，在用水回收，再次产生的一氧化氮和剩余氧气再反应，经两次氢氧化钠水溶液吸收得硝酸钠。从而一方面减少损失，二方面不造成空气污染。

技术领域

本发明涉及硝酸的制作技术领域，具体涉及工业硝酸的制作方法。

背景技术

硝酸(Nitric acid)是一种具有强氧化性、腐蚀性的强酸，属于一元无机强酸，是六大无机强酸之一，也是一种重要的化工原料，化学式为HNO₃，其水溶液俗称硝镪水或氨氮水。在工业上可用于制化肥、农药、炸药、染料、盐类等；在有机化学中，浓硝酸与浓硫酸的混合液是重要的硝化试剂。所属的危险符号是O(Oxidizing agent氧化剂)与C(Corrosive腐蚀品)。硝酸的酸酐是五氧化二氮(N₂O₅)。

现有的硝酸有工业合成和实验室两种制法：

1、工业合成

硝酸工业与合成氨工业密接相关，氨氧化法是工业生产中制取硝酸的主要途径，其主要流程是将氨和空气的混合气(氧：氮≈2:1)通入灼热(760～840℃)的铂铑合金网，在合金网的催化下，氨被氧化成一氧化氮(NO)。生成的一氧化氮利用反应后残余的氧气继续氧化为二氧化氮，随后将二氧化氮通入水中制取硝酸(PS：原料二氧化氮是由氨氧化而得，因此硝酸工业与制氨工业密不可分)，稀硝酸、浓硝酸、发烟硝酸的制取在工艺上各不相同。

2NO+O₂＝2NO₂(工业上制时要不停通入氧气)

3NO₂+H₂O＝2HNO₃+NO(NO循环氧化吸收)

4NO+3O₂+2H₂O＝4HNO₃

4NO₂+O₂+2H₂O＝4HNO₃

工业上也曾使用浓硫酸和硝石制硝酸，但该法耗酸量大，设备腐蚀严重，现基本停止使用

NaNO₃(s)+H₂SO₄(l)→NaHSO₄(s)+HNO₃(g)

2、实验室制法

原料：浓硫酸，硝酸钠

设备：烧瓶，玻璃管，烧杯，橡皮塞，加热设备(酒精灯，煤气灯等)

原理：(高沸点酸制低沸点酸)

H₂SO₄(l)+NaNO³(s)＝Na₂SO₄(s)+HNO₃(g)(不挥发酸制备挥发性酸)

步骤：烧瓶中加入沸石，浓硫酸，硝酸钠。置于铁架台上的铁圈上，铁圈下隔石棉网放置加热设备，烧瓶口用带有玻璃管的橡皮塞塞住，玻璃管用橡皮管相连，另一头置于有水的烧杯中。注意事项：加热硫酸需要用沸石以防止硫酸暴沸，玻璃管连接处要尽量挨在一起，防止反应生成的NO2泄露，制备完成后要用碱中和瓶中物质，以免污染环境。