浓硝酸的制造讲解

其次章浓硝酸的制造浓硝酸广泛用于化学工业和军事工业。随着近代有机合成、化学纤维化肥以及火箭、等工业的进展，均需大量浓硝酸。95％～100％HNO而言。工业上制取浓硝酸方法有三：3馏或蒸馏来获得。②直接合成法。马上液体NO、纯氧与水随接合成浓硝酸，简称直硝法。2 4③共沸酸蒸馏法。马上HNO68.3%编以上的硝酸通过精馏来获得。32．1 加脱水剂法浓硝酸不行能直接由稀硝酸蒸馏来获得。缘由是稀硝酸是由HNO与HO组成的二元3 23905K(120．05℃)这时气相和液相的HNO68．4％。因而，不行能获得68．4％以上3的浓硝酸。另外，从以氨为原料制硝酸的总反响来看NH+2O——HNO+HO (3-2-1)3 2 3 2理论上，生成硝酸的最大HNO63／(63+18)*100％=77．8％。实际上由于氨的氧化3率一般为95％～9772％～73最多也只能获得共沸酸(68．4％)。假设在高压下，例如在0.8MPa下，因可获得较高浓度的NO，这才可能制得HNO70％～85％的硝酸。2 3如欲获得95％～l00％的浓硝酸，必需在稀硝酸中参加脱水剂，以破坏共沸点组成方有可能。工业上承受的脱水剂，应满足以下条件要求：①脱水剂与水的亲和力必需大于硝酸与水的亲和力，这样才可以破坏共沸点组成。②脱水剂本身的蒸汽压应很小，且能大大降低稀硝酸液面上的水蒸气分压。③脱水剂本身不与硝酸起化学反响，并要求其热化学性质稳定，受热时不易分解。2.1.1 浓硫酸脱水法早期使用的脱水剂以浓硫酸最为普遍。(或填料塔)中进展稀硝酸的浓缩。塔内共有2l层塔板。92％～95％的硫酸从由下往上数的第l6层塔板上送人。稀硝酸分别由第l3层和第l065～85℃的浓硝酸蒸气和少量氮氧化物由塔顶引出，送人硝酸冷凝器冷却到35℃左右。冷凝后重进入浓缩塔顶，在塔的第l9、20、2l层塔板上进展漂白，使溶解在硝酸中的氮氧化物完全解吸出来，由第l9层塔板上流出c再经硝酸冷却器冷却，即得I{N0398‘％左右的成品酸。68l50～170℃，经酸封大稀硫酸浓缩器。浓硫酸脱水法制取浓硝酸能消耗大，至今已很少承受。硝酸镁脱水法硝酸镁的性质纯硝酸镁为三斜晶系的无色结晶，易吸水生成含有l、2、3、6、9个结合水的硝酸镁，在肯定条件下可以相互转变。一般常见的是带有6个结合水的硝酸镁：Mg(NO)，6HO为无色单斜晶体，常温时相对密度为1．464。

32 2图3—2—1 Mg(NO)-HO体系的结晶曲线32 2硝酸镁水溶液极易结晶，其结晶温度与浓度有关。由图3-2-1可知，在该相图中硝酸镁结晶曲线上存在四个共饱点：在0～34％区间为饱和水溶液曲线；在34％～38％区间为9水硝酸镁区间；在38％～67.86水硝酸镁曲线；在67.6％～81.92水硝酸镁曲线。在81.9％以上时为无水硝酸镁曲线。四个共饱点分别为-31.9℃、-18℃、54℃和130．5℃。67．6当超过81．95％时，结晶温度便成直线而上升。所以，在工业生产中，假设承受硝酸镁含量64％～8480％64％。图3—2—2 不同温度下硝酸镁水溶液的粘度与硝酸镁含量的关系硝酸镁溶液的粘度与温度及浓度的关系参见图3—2—23-2-1。溶液中硝酸镁含量越大，则粘度也越大，特别是硝酸镁含量增加至75％以上|时，粘度急剧增高。硝酸镁含量／％温度／℃表3-2-1 硝酸镁水溶液的粘度粘度／mPa·s 硝酸镁含量／％温度／℃粘度／mPa·s651209.56 7512055．301307.1813043．271404.3414021．3215012.591607．525701202．0 80120154．413014．9913098．91408.l14051．351504．4715028．6l1603．3216016．63170l3．02硝酸镁水溶液的沸点在常压和不同真空度下，随硝酸镁含量的增大而增高，见图3—2—33-2-2。品硝酸镁真空度Pa(mmHg)%沸点／℃品硝酸镁真空度Pa(mmHg)%沸点／℃种含量79993(600)82660(620)85326(640)82993(660)90659(680)93325(700)纯硝71.2l137．7l34.6131．3l27．3l24.0——酸镁73.92145.2142.0138.5135.0131.2127.369.69143.6140.5137.0133.6129.0——71.52147.1143.1139.7136.0132.4——72.72151.4148.0144.6140.4————镁①杂质系指其他硝酸盐，如Ca〔NO〕Al〔NO〕Fe〔NO〕等。3 2 3 3 3 32。1．2．2 根本原理将硝酸镁溶液参加稀硝酸，形成Mg〔NO〕HO—HNO

三元混合物体系。硝酸镁3 2 2 3吸取稀硝酸中的水分，使水蒸气分压大大降低。加热此三元混合物蒸出HNO，其气相浓度33-2-43-2-5分别为常压下Mg〔NO〕一HO—HNO

三元混合物的液3 2 2 3相组成与沸点的关系，以及液相组成与沸腾液面上气相组成的关系。利用图3-2-4和图3-2-5，可以确定三元混合物沸点及液面上的硝酸蒸气含量。而且假设组成该三元混合物的组成及硝酸镁的理论用量。3—2—4硝酸镁水溶液的沸点图3—2—4 常压HNO3一H2O—Mg〔NO3〕2三元混合物液相组成与沸点的关系图3-2-5 常压下HNO-HO-Mg〔NO〕三元混合物液相组成与蒸气中HNO

含量的关系3 2 3 2 32．1．2．3 工艺流程及主要设备(1)工艺流程用硝酸镁法浓缩稀硝酸的流程，参见图3—2—6。浓缩操作一般在浓硝酸镁高位槽、稀72％～76％的浓硝酸镁与稀硝酸分别经高位槽623[两者系以(4～6)：l的比例]7中，然后自提馏塔l2顶部参加塔内，蒸馏过程所需的热量13115～13080％～90％的HNO3蒸气从提馏塔顶逸出进入精馏塔中，并与精馏塔顶参加回流酸进展换热并进一步蒸浓，温度为80～90℃的98％以上HNO31中冷凝，冷却后的浓硝酸流入酸安排器9，2／3作为精馏塔的回流酸，l／314，赶出其中溶解的氮氧化物，即得成品酸。冷凝器和漂白塔l4中未冷凝的HNO31923抽出送去吸取或放空。图3—2—6 硝酸镁法浓缩稀硝酸工艺流程1一硝酸冷凝器；2一稀硝酸高位槽；3一流量计；4一液封；5一稀硝酸贮槽；6一浓硝酸镁高位槽；7一混合器；8一离心泵；9一酸安排器；l0一回流酸流量计；11一精馏塔；12一提馏塔：l3一加热器；l4一漂白塔；15一大气冷凝器；16一蒸发器；17一液下泵；l8一稀硝酸镁槽；l9一集雾器；20一水喷射泵；21～循环水池；22一浓硝酸镁贮槽；23一风机稀硝酸镁溶液进提馏塔底部流出，进入加热器中。加热器用1.3MPa蒸汽间接加热，温度维持在l74～l77℃，并在此脱硝酸，而后硝酸镁含量为62％～67％、含硝酸0．1％的硝72％～76％，流人硝酸镁贮槽中循环使用。喷射泵循环使用。蒸发过程系在真空度60～93kPa压力下进展。由水喷射泵维持真空。每生产lt浓硝酸需硝酸(l00％HNO3)1.01～1.015t1～1.5kg。(2)主要设备①浓缩塔。这是生产浓硝酸的主要设备。当前多用填料塔。图3—2—7及图3—2—89.3～9.7m25×25×3mm7m。提馏塔顶有分布于塔内。塔中部一般有再分布板，能使液体重分布。 3-2-7提馏塔1-分滤器；2-填料；3，7-塔箅子；4-再分布板；5，6-手孔3-2-8精馏塔1一分酸器；2，7一手孔；3，6一塔箅子；4一填料；5一再分布板5.5~6m3．5~4m15×15×2mm1～1.5m25×25×3mm的钾玻璃环。精馏塔构造与提馏塔根本一样，但在中部一般不设置液体再分布板。浓缩塔的主要操作指标：精馏塔顶温度80~95℃提馏塔顶负压2．5-3．9kPa提馏塔顶温度115～130℃提馏塔顶喷淋密度5~6kg／(m2·s)精馏塔顶负压3.9～5.9kPa提馏塔气体空塔流速0.8~lm／s3-2-9。加热室为用锅炉钢板制成的圆筒体，加热管是不锈钢管，管内走硝酸镁溶液，管外走加热蒸汽依据稀硝酸镁溶液与蒸汽之间的传热，分预热区、沸腾区和饱和蒸汽区。3-2-10中I段。沸腾区乳浊状态流淌，称为乳化段。在Ⅳ段小气泡变成大气泡，称转变段。第V段随气相量的增加，液体沿壁成膜状流淌。沸腾区给热系数最大。图3—2—9 膜式蒸发器 图3—2—10 液体在管内的沸腾l-筛板；2-填料；3-桨叶式涡流分别器；4-人孔；5-温度计孔；6-无缝钢管3—2l0可能扩大，预热区和饱和区缩小。20m/s的速度呈膜状高速流淌进入饱和蒸汽区100～200m／s。度高。由于加热管内液体的高度只有管高的1／5～1／4，并且布满二次蒸汽泡沫，几乎没有液体静压的影响。但是，清洗与更换管子很不便利。膜式蒸发器的主要操作指标：真空度60～93kPa蒸汽压力≤l.2MPa溶液温度140～165℃72％～76％直接合成浓硝酸(Hoko)是至今生产规模最大，技术和经济上都较完善的一种方法。它是利用液态NO纯氧和水直2 4接合成浓硝酸。其总反响如下：2NO(1)+O(1)+2HO(1)===4HNO

△H=一78．9kJ (3—2—2)2 4 2 2 3其生产过程分为四步NONO的氧化和深度氧化；NO2的分别和液化；浓硝酸的直接合成。由于液态NO的制取方法不同，工业上可分蒸汽一氧化法以及吸取法两种：2 4蒸汽一氧化法是在水蒸气的存在下，将氨与纯O (99％)燃烧。因此，燃烧产物中没有2无用的氮，只有NO、氧和水蒸汽。然后将NO氧化并从气相中分别出水分，留下的产物几乎全是l00％的氮氧化物，再将其冷却使之变成NO液体。蒸汽一氨氧化法格外简洁，但2 4是生产lt硝酸(100％计)1000m3O和大量电能。2目前工业上主要还是承受吸取法制取液态NO，以此生产浓硝酸。2 4直接法制硝酸工艺原理氧的催化氧化这与稀硝酸生产中的氨催化氧化完全一样，在此不再表达。含氮氧化物气体冷却和过量水的分别从以下方程式可知：NH2O——HNOHO3 2 3 2这一反响理论上的最大硝酸中HN03含量为77.8％，而要获得l00％的硝酸仅需反响生成水量的1／3，其余2／3的水量必需除去。工业上是将气体高速地通过快速冷凝器(也称快速冷却器)的方法，使气体中大局部水蒸气冷凝下来。而其中的NO因气体穿越冷却器时问仅0．1～0．3s来不及氧化，因此氮氧化物溶于水而造成的NxOy损失并不大。NO的氧化工业上NO的氧化分两步进展：首先是NO与空气中的氧氧化，其氧化度可到达90～93％。余下的NO95％～98％的浓硝酸进展深度氧化，反响式如下：NO+2HNO——3NO+HO3 2 2NO化性，故可将NO氧化得很完全，NO99％，而且反响速度也很大，并随着温度的上升而增快。反响结果，导致硝酸中HNO3含量降至70％～75％。固然，假设气相NONONO氧化得相当完全。由表3—2—399.1表3．2．3 25℃时在68％～98表3．2．3 25℃时在68％～98％HNO液面上的气体平衡组成压 力气体组成体积分数／％3NO 力／MPa化度／％／MPa气体组成体积分数／％NO化度／％NO2NO2 4NONO2NO2 4NO0.13.580.9080.04699.10.52.031.460.20996.10.22.901.1950.09798.30.61.881.500.23795.50.32.491.310.1497.40.71.751.520.25394.80.42.221.400.17696.60.81.641.540.28494.32.2.1.4液态NO的制造2 4NO或NO冷凝则可获得液态NO。在不同温度下液态NO3-2-4。2 2 4 2 4 2 4化条件。N204与水的混合物，其凝固点与水含量的关系，见表3—2—6。表3．2．6 N204与H20的混合物的凝固点与含水量的关系┃混合物中水分的含量／％ ┃ 2 ┃ ^┃5。5┃l0 ┃ l5 ┃ l9．6 ┃┃凝固点／℃ ┃ ┃ ┃—l6．0┃～l9．┃ 一22。 ┃ 一25．4┃浓硝酸吸取NO2，在用空气将氨氧化时，气体中氮氧化物含量不会超过11％。所以要制取纯的NO2气体，必需把惰性气体分别掉。低温时NO2在浓硝酸中有很好的溶解度，在l00．1MPa下，98NO230％～32026％～2800．7MPa下，能够使溶液中N2含量到达32％36N2的含量不会超过01％～0．2NO2氧化物和惰性气体氮分别开来。l000 20 40 60 80 100溶液中N02的含量／％图3—2—12 在各种不同压力下HN03一N02体系的沸腾曲线为欲获得纯的NO2，只要将吸取NO2所形成的发烟硝酸加热分解即可，这是一个一般的二组分蒸馏过程。3—2l2所示为HNO3一NO2二元体系在l01.347kPa下面的三条曲线表示液体的沸点随着液体的组成而变化的状况氮氧化物的含量。在左边纵坐标轴上的各点代表纯HNO3的沸点。假设将含有30％的NO2101kPa4096．5％的氮氧3．5％HNO3；当NO245％时，在每一压力下溶液的沸点均保持一恒定值。NO295N2O4N2O4层。假设将含80％氮氧化物的硝酸加热，则当氮氧化物含量降低到45％以前，该溶液始终是在一个恒定的温度下沸腾，并且所放出的蒸气组成亦保持不变(约l00％的氮氧化物)。当45％以下，沸腾点开头上升，蒸气中HNo飞含量也增加，假设将10溶液在l01kPa85％的氮氧化物和l5％的HN01。假设使这个80kPa7822％的HN3。的蒸出可在微减压下进展操作。蒸出过程是在用铝制的板式塔或填料塔中进展。将溶液加热到850℃的发HN01的含量。气体由塔顶排出，温度为4097％～982％～3％的HN03。氮氧化物经冷却冷凝便可得到液态N704。四氧化二氮合成硝酸直接合成浓硝酸的反响并非象式(3—2—2)所示的那样简洁，实际上由以下步骤组成。N204——2N02 (3—2—3)2N02十H20：--HN03+HN02 (3-2—4)3HN02=“HN03+H2O+2NO (3—2—5)2HN02+2--2HN03 (3—2—6)2NO+02——2N02- “N204 (3—2—7)从化学反响平衡来看，明显，提高N204含量，对反响式(3—2—3)、(3—2—4)有利。而提高压力及氧的含量，对反响式(3—2—51、(3—2_6)的平衡及反响速度有利。工业生产上不但要求转化率高，同时要求反响速度快：假设在5Mt)a压力下操作且有过剩的N20407存在时，即使在高温状况下，从平衡角度来看，也能使反响(3—2—1)进展得很完全。J式为：dCd

kC2 C2NO HO22 2式中C-＼q，CH㈡——分别为N02H20的含量；a——溶液中N02的初始含量／m01／L；易——溶液中H2O的初始含量／mol／L；／e——反响速度常数。不同压力和温度下k3—2l3所示。依据不同条件下的计算结果，提高温度，增加压力，以及提高NO2含量都能使反响加快。下面分别争论各种因素对反响速度的影响。压力40 6080 100温度／口C图3-2-13 不同压力、温度下液体N2O4与稀硝酸及氧作用的反响速度常数3-2—14示出了反响速度随着压力0．5MPa下的反响速度作为l1MPa下反响速度增22MPa3．85MPa5．3倍。假设将压力再提高，效果就5MPa压力，作为直接合成硝酸的操作压力。温度在低温时其分解速度将打算操作所需的总时间。图3—2一l4 高压反响器中反响速度的变化倍数与总压力的关系氧在反响器高压操作中，氧的吸取速度与温度、压力等因素有关，参见图3—2一l5。由图可见，在操作开头时，反响速度增加很快，然后渐渐趋缓。温度由20℃增至60℃，可使反响速度增加数倍。在实际操作中，高压反响器的温度掌握在80℃左右，以防止高压反响器中铝制圆筒患病猛烈的腐蚀。度愈快。而氧的分散度对于增加反响速度有着重要的意义，由图3—2—16可以看出，氧的用量(实线)、气泡的外表积(虚线)NO过剩量很少2 4的混合物来说影响更大。所用氧的纯度是一个重要因素。氧中含惰性气体越少，则加压下的反响速度愈快。原料配比原料配比对反响速度的影响至大。假设按反响式(3—2—2)配料，NO与HO的比例为2 4 292：18=5.11：l，按此比例合成的浓硝酸，即使用很高的压力，反响所需的时间仍很长。假设3—2—7NO/HO与合成时间的关系2 4 2NO/HO3—2—7NO/HO与合成时间的关系2 4 2NO/HO2 4 2时间/min6.2 6.82 7.5 8.3 9.28200 70 30 15 63～2—8lt浓硝酸(以l00％HN03计)需要的生产费用的相比照例。表3．2．8 N204／H2O比与相对生产费用的比例关系┃＼，』／H。O比9．28┃1t硝酸所需相对中┃┃6．2┃┃6．82┃┃7．5┃┃8．3┃┃┃┃l┃0．78┃0．865┃0．965┃I．1 ┃┃产费用比例┃┃┃┃┃因此，实际生产中多项选择片jN14／卜{，=：7～8．5，合成反响生成的硝酸中HN3含量≥98．5％，过剩N，j18％～25％，这相当：_f25％～30％过剩量N24。I成品酸中H＼则操作所需时间越短c95％的HN98％HN03所需时间可缩短一半，98％以上的浓硝酸。工艺流程霍科法流程及主要设备霍科法是直接合成浓硝酸的经典流程，参见图3—2l7。200℃突然降至34～40℃，以将气相中的水蒸气冷凝下来，与此同时伴有少量的氮氧化物溶于水中，形成约2％～3％的稀硝酸从系统中排出。由快速冷凝器导出的混合气体中氮氧化物与水含量之比约为5.1：1，再经气体冷凝器，25％～35％HNO3的硝酸，然后送往洗涤下段作为洗涤液，而含氮氧化物气体则被鼓风机送入两个串联的氧化塔9中，这两个塔在13.7kPa以下的压力下操作。NO氧塔中酸中HNO3含量为50%～55％；而在其次塔中为60％～62％。酸由第一塔流人其次塔，24。NO1298％HNO来3HNO3含量不超过75％，进入混合器24供配料用。这时温度并没有变化，这是由于HNO3分解，为吸热反响，而与NO2叠合反响放出的反响热和水蒸气冷凝放出冷凝热，三者热效应相互抵消的结果。由关心氧化器出来的75％HNO3的硝酸也送入混合器24，而被氧化了的含氮氧化物气13l014中，塔中用98％HNO3的硝酸将氮氧化物吸取。下段循环酸中的NO2含量在30％以下，中段为20％，上段则在l0％以下。NO2溶解时所产生的热量，在冷却器l6中被盐水带走。每一吸取段装有两层填充环。饱和了NO2的硝酸溶液由最下一段流出，并将之送入漂白塔18。由吸取塔出来的气体送入气体洗涤塔1—7中，用稀硝酸加以洗涤。该洗涤塔在不需冷HNO3含量达40％，并送往原料混合器24中。在洗涤塔的最上层填充物上加水将气体进展最终洗涤，这种极稀的洗酸，由系统中放出，经中和后，便可放入下水道中，或在其他工业生产中加以利用。在18NO220NO2提浓的吸取剂。蒸出来的NO22l5040℃。在这里，生成的硝酸冷凝液，18中。然后，将N0222的第一组中用水冷却到20℃，228℃，将冷凝所得的N2O424中与送来的稀硝酸混合。242528压缩到6MPal8％～25％过量的N2O4。将这些酸液先送入酸收集槽27，再送往漂白塔。将液体在贮存时所放出的氮氧化物气体以及吹出的气体在送往鼓风机7之前，使其与送来的主体氮氧化物集合。由关心氧化器l275％HNO398％HNO3的硝酸。这大约使高压反响器的负荷大了一半，在高压反响器制得的全部硝酸中，假设以ltl00％HNO30.5t硝酸用于氧化NO1t成品酸所需用的氧155m365m3是用于氮氧化物气体的氧化方面。下面介绍霍科法的最主要设备高压反响器(又称直硝反响釜)。高压反响器(直硝反响釜)3-2-l8所示。反响釜分三个局部：釜头、大盖和釜体。釜体分三层，外层是碳钢制成的受压外简体；10～l5块筛板，最下面一块规格为Φ830×8mm300mm，上面各块为960×8mm、裙边高=l00～l20mm。筛板上筛孔以正三角形排列，筛孔直径为Φ2mm2lmm，10~154Φ25×5mm铝管串起来，铝管外套有Φ45×5mm的定距铝管，用以支撑和固定筛板。筛板中间穿有2Φ70×5mm、长6020mm的铝管，作为反响釜进氧管和排酸管的套管。内件上部装有吊装用的环形板。1Crl8Ni9Ti不锈钢，1Crl8Ni12Si4ALTi6个孔，分别接有进氧短管c，排酸短管6，吹气短管e，上下溢流短管a、d和内筒压力表管f。外筒体设有压力表接收k。在釜内，Φ50×5mm0.5m处；上下溢流管分别伸到大盖下的lml.5m处。通过釜外的上下溢流视镜，可以观看管内物料溢流状况，进而来掌握釜内的液面。图3-2-18 高压反响器(直硝反响釜)5-保护筒；6-外筒体；7-底座；8-环形板在反响釜底部有检查管i、j和检查阀门，定期检查反响筒是否漏酸或氮氧化物是否由反响筒倒流到保护筒。反响筒与保护筒间平衡管h，用来平衡反响筒内外的压力，使反响筒不承受过大的压力差，以免损坏。在进入反响筒的氧气管线上装有氧气缓冲器和逆止阀。氧气缓冲器的作用，起到集酸作用，减轻对氧气管线的腐蚀。逆止阀用以防止酸倒流现象发生。5MPa1l40mm8500mm36mm。连同顶盖及底座的总高为9800mm。在钢制圆筒体中装有两个纯度为99.8％铝制的内筒。最25mml020mm6m324h可连续反响生25t(100％HNO计)24h200t硝酸。3致受酸性混合物侵蚀。上有直径各异的6管用于将测压管与压力计相联接，另第五根管用来送人氧气，第六根用来导出制成的酸。孑L送人反响器身与反响筒问的空问中，用以平衡反响筒内外的压力，防止反响筒内外压差过的温度在j80～90℃，如操作不正常时可到l00℃。．22．2 蒙特爱迪生法工艺流程…’2，l3j206年月后，国外消灭了一批大幅度转变霍科法工艺条件的合成浓硝酸方法。例如，在合成硝酸时，以空气代替纯氧，不用冷冻剂，从而省去了空分装置和制冷装置，大大简化了传统的生产流程。亦称为稀、浓硝酸兼产流程。产品可依据市场需求调整稀酸与浓酸的产量比例。生产敏捷、经济效益较好，适应性强，因而，近年来进展很快。衡问题。也即是必需将反响所生成的水移去。工业上承受的除水方法：A．将冷凝酸中较多的水分转移到稀酸产品中，也即生产局部稀酸；B．将冷凝酸再加以蒸馏提浓；C．将经预爱迪生法即为其中典型的一例。此外，现今的汉弗莱一格拉斯哥(Humphreys—Glasgow)法，康尼亚(Conia)法，哈康(Hycon)法以及日本住友(Sumitom0)法也都是属于这类兼产浓、稀两酸的流程。蒙特爱迪生法的生产流程，见图3—2l9。此法生产的特点是：0．4～1．0MPaHNo77％～85％的成品酸。②不用纯氧合成硝酸，承受加压的氨空气氧化，可使NO充分氧化成NOh为以后合成硝酸反响供给了良好的条件。③为了尽可能提高_工^JN07的气体返回氧化塔中。8％～85％HN飞的硝酸去吸取N。时，藉全加压的作用，以弥补原含量较低的N，在硝酸中溶解性能欠佳的影响。⑤肉浓硝酸中解吸出来的N02气体，将其冷凝成N，4时，除了库尔曼法以外，此法及同类的其他方法均不承受冷冻剂进展冷却。N1是：在30～40(_、温度进展冷凝过程。这也是得助于加压操作之故。⑥在最终的合成浓硝酸过程中，小Hj纯氰丽，¨rj’≯气氧j卒气用餐较大，为化学讨‘量的1．5t。⑦液相配料的最正确比例：＼Ⅵ)j／6}{，5％10Ⅻ)：?2。u伊～3。l¨5倍。故其反响时间仅为住友法的14n㈠内即f％～85％HN1的成品酸。混合气图3—2一l9 蒙特爱迪生法生产浓酸的流程1一冷凝器；2～乒’e液分别器；3～氧化塔；4一＼(‘)：吸取塔；5一发烟硝酸蒸馏塔；6～反响器；7一气体洗涤塔；8～气提塔；9一浓酸蒸馏塔；l0一换热器：1l一冷凝塔；l2～泵；l3…N。压缩机2．2．2。3 住友法工艺流程}l1][12…3]此法首先由瞄本住友化学公司开发H已工业化，属兼产浓、稀两种硝酸工艺流程。参见3—2—20。0。8Mf)小～0。9MPa98t62e舻～7％两种硝酸，两者产量夕L乎各占一半。住友法各i_【_．^艺点的物料组成，参见表3～2一C)。表3．2。9 住友流程各工艺点的物流量和组成┏━━━━━━━━━━┳━━━━━━━━━━━━━━┳━━━━━┳━━━━━━┳━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┳━━━━━━┓┃图3—2—2f)【}l┃物料睦┃┃艇)j┃绀成体秋分数／％┃┃┃┃┃温度┃┃┃┃┃┃(绝胝)┃┃备沁：所力÷物流，弓‘┃k11¨1／}1┃kg／11┃f‘┃┃＼卜j：┃＼ ┃N．┃(_)，┃N，┃H┃HN：MI’a┃il(J．i┃l6 ┃ 2j93 ┃il(J．i┃l┃ ┃ ┃ j8．i ┃ 68．3┃ 3．4 ┃2(1┃l8．2(1┃l8．3 ┃0，88┃┃5┃．87┃0．6┃【)．2┃┃┃7．f11┃┃┃1842┃┃7．f11┃┃┃1842┃┃┃I9┃ 77 ┃ ┃6．1 ┃ 2．9 ┃ 8 ┃┃。87┃┃0．┃。87┃┃0．2┃压力┃┃┃ J ) ┃ 6。l ┃ 2。9 ┃ 86 ┃ ．6续表┃图3—2—2中┃ 物料量 ┃ ┃组成体积分数／c编温度┃所示物流号┃knlol／h┃kg／h┃r┃(绝压)┃┃备渖Mpa┃NH，┃N0┃7＼JO。┃2┃N2┃H，┃HN。┃ 20 ┃ 1【)6l┃ ┃ 30 ┃ 0．82 ┃┃ ┃．08 ┃2。7 ┃97．3┃ ┃ ┃ ┃┃ 2l ┃ ┃ 6．9 ┃ 4【) ┃ ┃┃ ┃ ┃ ┃ ┃30．5 ┃69．5┃ ┃┃ 22 ┃ ┃ l0．0 ┃ 40 ┃ ┃┃ ┃(1．2┃ ┃ ┃37．5 ┃62．5┃ ┃┃ 23 ┃ ┃ l8．0 ┃ 2 ┃ ┃┃ ┃0．5 ┃ ┃ ┃l8．5 ┃98．J┃ ┃┃ 24 ┃ ┃ 23．6 ┃ 3f) ┃ ．7 ┃┃ ┃23。7 ┃ ┃ ┃l。4 ┃74．9┃ ┃┃ 7气 ┃ ┃ 7，7 ┃ 2 ┃ ．抟5 ┃┃ ┃f)一)2 ┃ ┃ ┃37。5 ┃62．5┃ ┃┃ 26 ┃ ┃ 6．42 ┃ 4 ┃ ┃┃ ┃【1．05┃ ┃ ┃I。85 ┃98．1┃ ┃┃ 27 ┃ ┃ 5．97 ┃ 2 ┃ f)。8(1 ┃┃ ┃94．fj ┃ ┃ ┃ ┃6．┃ ┃┃ 28 ┃ l85 ┃ l5。4 ┃ 6 ┃ ┃┃ ┃．S ┃ ┃ ┃14．5 ┃85．0┃ ┃┃ 29 ┃ ┃ ┃ 3 ┃ 《j．7l ┃┃ I) ┃．j ┃3．┃96．8┃37．5 ┃ ┃ ┃图3—2—20 住友法生产浓硝酸的。0工艺流程l一空气过滤器：2～空气压缩机；3一唧混合气过滤器；4一氧化炉一废热锅炉；5一分解冷凝塔；6一氧化吸取塔；7一N02吸取塔；8一尾气洗涤塔；9一闪蒸蒸馏塔；l～反响器；jl一气体洗涤塔；l2一气提塔；13一催化燃烧炉；l4一尾气膨胀透平；j5～蒸汽透平；l6～29一物流号此法制浓硝酸分两个阶段：①在合成反响器内首先用空气、稀酸(60％～68％HN，)N2480t焰一87％HNO气的硝酸。80％～87％王{NQ98％～99％刚Q赉名98％_卜州03的硝酸，也可生产或80％一85％刚q的硝酸。还可同时兼产浓硝酸和稀硝酸(60％HN3)。市场适应性强。本法假设用以仅生产浓度为85％HN01。依据实际生产阅历，其合成反响的最正确工艺条仁如下：压力0．7～1．0MPa45～65℃，空气氧过量为化学计量的0．5～1．5倍。N?4／68．4％HN：(质量比)：=。5～0．630～40min。超共沸酸精馏法制取浓硝酸2.3.l 根本原理超共沸酸法制取浓硝酸的根本原理，可依据由HNO3一H2O所组成的二元相图来说明。3—2—2l0.lMPa下的HNO3一H2O的二元相图。3—2—21可见，图形点M为硝酸溶液的最高恒沸点(120℃)，对应M点的68.4t％HNO。3今假设以位于M点左侧的任一浓度的稀硝酸进展蒸馏，则随着硝酸中HNO含量3的增大，溶液的沸点也随之上升，直到M点为止。也即是说，通过蒸馏或精馏所得的硝酸中HNO68.4％HNO。3 3MHNO含量的硝酸进展精馏时，则与上述状况恰好相反，3在精馏过程中，溶液的沸点将随着硝酸中HNO含量的增大而下