蚀刻液稀硝酸生产

稀硝酸是以氨为原料进行生产的。
生产步骤：分为氨的接触氧化和氧化氮吸收两步。
①氨的接触氧化　在催化剂存在和一定温度下氨与空气中的氧作用生成一氧化氮，反应式为：

4NH3+5O2─→4NO+6H2O+226kJ

此反应十分迅速。催化剂有以铂为主体的铂铑网（见金属催化剂）和以铁、钴的氧化物为主体的非铂催化剂(见金属氧化物催化剂),工业上广泛采用的是铂铑网。反应温度为800～900°C，氨氧化率可达95％～98％，混合气中氨含量为9.5％～12％(体积),若氨含量达到爆炸极限（16％～25％体积）将引起爆炸。

②氧化氮的吸收　先将一氧化氮氧化成二氧化氮，反应式为：

2NO+O2─→2NO2+57kJ

此反应与通常的化学反应不同，温度越高，反应速度越慢。然后用水吸收二氧化氮生成硝酸，反应式为：

反应中放出的一氧化氮返回吸收过程，再氧化成二氧化氮。这是体积缩小、放热的可逆反应，故增加压力和降低温度对反应有利。由于该反应受化学平衡限制，在通常的氧化氮气体浓度时，只能获得稀硝酸。常压吸收下的浓度不超过50％HNO3，加压吸收下的浓度不超过70％HNO3。

吸收后的气体中还残留有氧化氮，含量多少取决于操作压力和温度。为了防止污染环境，有些国家规定氧化氮排放浓度为200～300ppm。80年代,工业生产上有两种尾气处理方法。①溶液吸收法：采用较早，以碳酸钠、氢氧化钠等碱性物质或硫酸亚铁等盐类的水溶液作吸收剂，流程简单，易于操作，但难以将氧化氮含量降到200ppm以下,故仅适用于尾气中氧化氮含量较高的常压吸收流程。②催化还原法：有催化剂存在时利用氨、甲烷等使氧化氮还原为氮和水，此法不能回收氧化氮，但装置紧凑，操作方便，可以将尾气中氧化氮含量降到200ppm以下。

生产流程
根据氨氧化和氧化氮吸收两部分的压力不同，稀硝酸生产流程分为三种类型：　①常压法，全部过程在常压下操作。特点是：氨氧化率高，铂催化剂损失较低，设备结构简单；但吸收塔容积大，成品硝酸浓度较低，尾气中氧化氮排放浓度较高。②全压法，全部过程在加压下操作,因采用压力不同分为中压（250～500kPa）和高压（710～1420kPa）两种流程。特点是：氧化氮吸收率高、成品硝酸浓度高、吸收塔容积小、能量回收率高；但加压下氨氧化率稍低、铂催化剂损失较多。③综合法，氨氧化和氧化氮吸收分别在常压和压力下操作，具有常压法和全压法的优点。近年来，新建的大型硝酸生产装置大多采用双加压硝酸流程。这种流程氨氧化在360～560kPa（绝对压力）下操作，氧化氮吸收在850～1550kPa（绝对压力）下操作。氨气、空气分别经过滤处理，在混合器中均匀混合,于800°C左右氧化温度下从上而下通过氨氧化器（俗称氧化炉，的铂网进行反应。出氨氧化器的高温氧化氮气体经回收热能和冷却,由氧化氮压缩机加压到吸收压力，冷却后进入吸收塔，被水吸收制得稀硝酸。因酸中有氧化氮溶解，故在漂白塔中用空气将氧化氮吹出,即得成品硝酸。吸收塔出口的尾气经过透平膨胀机回收能量后放空。合成氨装置的大型化和高浓度复合肥料的迅速增长，促进了稀硝酸生产技术的发展，其方向是提高操作压力、提高成品硝酸浓度、降低尾气中氧化氮浓度、充分回收能量，以求自给以及扩大生产规模。80年代中期最大的单系列硝酸装置为日产1500t(以100％HNO2计)。