沙田蝕刻鋁稀硝酸是以氨為原料進(jìn)行生產(chǎn)的。

生產(chǎn)步驟：分為氨的接觸氧化和氧化氮吸收兩步。

①氨的接觸氧化　在催化劑存在和一定溫度下氨與空氣中的氧作用生成一氧化氮，反應(yīng)式為：

4NH3+5O2─4NO+6H2O+226kJ

此反應(yīng)十分迅速。催化劑有以鉑為主體的鉑銠網(wǎng)（見金屬催化劑）和以鐵、鈷的氧化物為主體的非鉑催化劑(見金屬氧化物催化劑),工業(yè)上廣泛采用的是鉑銠網(wǎng)。反應(yīng)溫度為800～900°C，氨氧化率可達(dá)95％～98％，混合氣中氨含量為9.5％～12％(體積),若氨含量達(dá)到爆炸極限（16％～25％體積）將引起爆炸。

②氧化氮的吸收　先將一氧化氮氧化成二氧化氮，反應(yīng)式為：

2NO+O2─2NO2+57kJ

此反應(yīng)與通常的化學(xué)反應(yīng)不同，溫度越高，反應(yīng)速度越慢。然后用水吸收二氧化氮生成硝酸，反應(yīng)式為：

反應(yīng)中放出的一氧化氮返回吸收過程，再氧化成二氧化氮。這是體積縮小、放熱的可逆反應(yīng)，故增加壓力和降低溫度對反應(yīng)有利。由于該反應(yīng)受化學(xué)平衡限制，在通常的氧化氮?dú)怏w濃度時(shí)，只能獲得稀硝酸。常壓吸收下的濃度不超過50％HNO3，加壓吸收下的濃度不超過70％HNO3。

吸收后的氣體中還殘留有氧化氮，含量多少取決于操作壓力和溫度。為了防止污染環(huán)境，有些國家規(guī)定氧化氮排放濃度為200～300ppm。80年代,工業(yè)生產(chǎn)上有兩種尾氣處理方法。①溶液吸收法：采用較早，以碳酸鈉、氫氧化鈉等堿性物質(zhì)或硫酸亞鐵等鹽類的水溶液作吸收劑，流程簡單，易于操作，但難以將氧化氮含量降到200ppm以下,故僅適用于尾氣中氧化氮含量較高的常壓吸收流程。②催化還原法：有催化劑存在時(shí)利用氨、甲烷等使氧化氮還原為氮和水，此法不能回收氧化氮，但裝置緊湊，操作方便，可以將尾氣中氧化氮含量降到200ppm以下。

生產(chǎn)流程

根據(jù)氨氧化和氧化氮吸收兩部分的壓力不同，稀硝酸生產(chǎn)流程分為三種類型：?、俪悍?，全部過程在常壓下操作。特點(diǎn)是：氨氧化率高，鉑催化劑損失較低，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單；但吸收塔容積大，成品硝酸濃度較低，尾氣中氧化氮排放濃度較高。②全壓法，全部過程在加壓下操作,因采用壓力不同分為中壓（250～500kPa）和高壓（710～1420kPa）兩種流程。特點(diǎn)是：氧化氮吸收率高、成品硝酸濃度高、吸收塔容積小、能量回收率高；但加壓下氨氧化率稍低、鉑催化劑損失較多。③綜合法，氨氧化和氧化氮吸收分別在常壓和壓力下操作，具有常壓法和全壓法的優(yōu)點(diǎn)。近年來，新建的大型硝酸生產(chǎn)裝置大多采用雙加壓硝酸流程。這種流程氨氧化在360～560kPa（絕對壓力）下操作，氧化氮吸收在850～1550kPa（絕對壓力）下操作。氨氣、空氣分別經(jīng)過濾處理，在混合器中均勻混合,于800°C左右氧化溫度下從上而下通過氨氧化器（俗稱氧化爐，的鉑網(wǎng)進(jìn)行反應(yīng)。出氨氧化器的高溫氧化氮?dú)怏w經(jīng)回收熱能和冷卻,由氧化氮壓縮機(jī)加壓到吸收壓力，冷卻后進(jìn)入吸收塔，被水吸收制得稀硝酸。因酸中有氧化氮溶解，故在漂白塔中用空氣將氧化氮吹出,即得成品硝酸。吸收塔出口的尾氣經(jīng)過透平膨脹機(jī)回收能量后放空。合成氨裝置的大型化和高濃度復(fù)合肥料的迅速增長，促進(jìn)了稀硝酸生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，其方向是提高操作壓力、提高成品硝酸濃度、降低尾氣中氧化氮濃度、充分回收能量，以求自給以及擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。80年代中期最大的單系列硝酸裝置為日產(chǎn)1500t(以100％HNO2計(jì))。

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