Salpetersyre. Industriel fremstilling af salpetersyre. Luft komprimeres i turbokompressoren K1 til ca. 5 atm, og hovedmængden blandes med fordampet ammoniak og føres til reaktoren, hvor blandingen over et platin-rhodium-net reagerer til NO. Reaktionsvarmen udnyttes i La Mont-kedelen til produktion af overhedet damp, der er med til at drive kompressorerne K1 og K2. Modtryksdampen kan anvendes til fjernvarme. NO-luft-blandingen fra reaktoren køles og komprimeres i turbokompressoren K2 til ca. 10 atm, hvorefter den køles igen og føres til absorptionstårnet og reagerer med vand til salpetersyre. Syren indeholder NOx, som den befries for ved gennemblæsning med luft i syreafgasseren. Restgassen fra absorberen opvarmes og går via afspændingsturbinen T2 til skorstenen. Alle kompressorer og turbiner og en el-generator, G, sidder på samme aksel.
Salpetersyre, hydrogentrioxonitrat, skedevand, aqua fortis, HNO3, farveløs væske med smp. −42 °C og kp. 88 °C. Salpetersyre, der dog ofte er gulbrun pga. dannelse af nitrogendioxid (NO2), er en stærk, oxiderende syre, der afledes af salpeter, kaliumnitrat, KNO3.
Salpetersyre angriber de fleste metaller, men ikke guld og platin; saltene kaldes nitrater. Se også nitrogen (forbindelser).
Salpetersyre anvendes ved fremstilling af nitrater, herunder visse kvælstof- og NPK-gødninger, samt som oxiderende syre og nitrersyre (til fremstilling af sprængstoffer og talrige andre produkter i den organisk-kemiske industri). Salpetersyre er en vigtig, men relativt dyr uorganisk syre.
Salpetersyre fremstilles industrielt ved katalytisk oxidation af ammoniak (NH3) med luftens ilt ved høj temperatur til nitrogenmonoxid (NO). Reaktionen foregår over net af platin-rhodium-tråde (5-10 % rhodium) ved en temperatur på ca. 900 °C: 4 NH3 + 5 O2 → 4 NO + 6 H2O. Nitrogenmonoxid oxideres videre ved lav temperatur til nitrogendioxid (NO2): 2 NO + O2 ⇌ 2 NO2. Nitrogendioxid absorberes i vand, hvorved der fås salpetersyre og nitrogenmonoxid, som igen kan oxideres: 3 NO2 + H2O → 2 HNO3 + NO. Bruttoreaktionen er: NH3 + 2 O2 → HNO3 + H2O. Der fås en salpetersyre med en styrke på 50-70 %. Den katalytiske oxidation giver størst udbytte ved atmosfærisk tryk, mens absorptionen fremmes af højt tryk. I én udformning gennemføres hele processen ved stort set konstant tryk, fx 10 atm; i andre udformninger udføres den katalytiske proces ved lavt tryk, hvorefter den nitrøse gasblanding komprimeres, og absorptionen gennemføres ved højt tryk. Ældre salpetersyreanlæg havde en karakteristisk gulbrun røgfane fra skorstenen pga. uabsorberede nitrogenoxider, men moderne anlæg har forbedret absorptionen og eventuelt suppleret med katalytisk rensning af røggassen, hvorefter røgen er farveløs.
Ønskes koncentreret salpetersyre (>97 %), må man enten fremstille flydende dinitrogentetroxid (N2O4) og omsætte denne med ren ilt og vand eller foretage en ekstraktiv destillation af den svagere salpetersyre med svovlsyre eller magnesiumnitrat.
Den første industrielle produktion var baseret på natriumnitrat (chilesalpeter). Omkring 1903 udvikledes den såkaldte Birkeland-Eyde-proces (se Kristian Birkeland) til fremstilling af nitrogenoxid ud fra luftens kvælstof og ilt. I 1906 opdagede W. Ostwald katalytisk oxidation af ammoniak, den proces, som stadig i dag er totalt dominerende i industrien. Udviklingen kom dog først rigtig i gang under 1. Verdenskrig i Tyskland, hvor der til afhjælpning af manglen på importeret chilesalpeter hurtigt blev opført flere fabrikker til ammoniakbaseret salpetersyrefremstilling. I Danmark var der omkring 1800 et par små salpetersyreværker.
Kommentarer
Kommentarer til artiklen bliver synlige for alle. Undlad at skrive følsomme oplysninger, for eksempel sundhedsoplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer, når de kan.
Du skal være logget ind for at kommentere.