氨氧化法制硝酸是一種重要的工業生產方法,其主要步驟如下:
將氨和空氣的混合氣(氧:氮≈2:1)通入灼熱(760~840℃)的鉑銠合金網,在合金網的催化下,氨被氧化成一氧化氮(NO)。
生成的一氧化氮利用反應後殘餘的氧氣繼續氧化為二氧化氮。
隨後將二氧化氮通入水中製取硝酸。稀硝酸、濃硝酸、發煙硝酸的製取在工藝上各不相同。該反應在高溫高壓條件下進行。
各步反應的方程式如下:
4NH3(g)+ 5O2(g)——(催化劑加熱)→4NO(g)+ 6H2O(g)
2NO(g)+ O2(g)——→2NO2(g)
3NO2(g)+ H2O(l)——→2HNO3(aq)+ NO(g)
此外,氨氧化法制硝酸過程中還有一些注意事項和副產物處理。例如,NH3被氧化成NO僅需要0.002s,但NO轉化為NO2是一個"慢"反應。最後尾氣中的NOx量>0.4%。在工業製法中,還需要考慮反應條件、催化劑選擇、設備腐蝕等問題。
總的來說,氨氧化法制硝酸是一種複雜但高效的工業生產方法,廣泛套用於硝酸的生產中。