發煙硝酸(煙硝)

發煙硝酸

煙硝一般指本詞條

發煙硝酸,是含硝酸90%~97.5%的有毒液體。因溶解了NO2而呈紅褐色。腐蝕性極強,在空氣中猛烈發煙並吸收水分。為強氧化劑,與強還原劑接觸可能爆炸,與有機物接觸有起火的風險。用於有機化合物的硝化和火箭燃料。

基本介紹

  • 中文名:發煙硝酸
  • 英文名:Fuming Nitric Acid 
  • 化學式:HNO3
  • 分子量:63.01
  • 危險性描述:有強烈的氧化性腐蝕性,切勿與易氧化物接觸。忌與皮膚接觸
簡介,生產技術,直接法,間接法,超共沸酸精餾法,用途,安全措施,緊急處理,滅火方法,

簡介

發煙硝酸,英文名:FumingNitric acid,Nitrosonitric acid。化學式HNO3。相對分子量63.01。是含硝酸90%~97.5%的有毒液體。因溶解了NO2而呈紅褐色。腐蝕性極強,在空氣中猛烈發煙並吸收水分。為強氧化劑,與強還原劑接觸可能爆炸,與有機物接觸有起火的風險。用於有機化合物的硝化和火箭燃料。

生產技術

生產濃硝酸有直接法,間接法和超共沸酸精餾法三種。
直接法即由氨直接合成濃硝酸,基建投資較大,只在國內外大型工廠中採用。
間接法是先生產稀硝酸再設法將稀硝酸中水分脫除,將濃度提高至共沸酸濃度以上,最後經蒸餾得到98%成品硝酸。這種生產方法適宜於中小型濃硝酸生產裝置,在國內外採用比較普遍。
超共沸酸精餾法是使氧化氣中水分脫除較多,使NOx直接生成超共沸酸,再經蒸餾製得濃硝酸的方法,被認為是製造濃硝酸的一種好方法。

直接法

直接法由氨和空氣經氧化直接合成濃硝酸,生產的關鍵是除去反應生成的水。反應經歷以下五個步驟:
①制一氧化氮 氨和空氣通過鉑網催化劑,在高溫下被氧化成一氧化氮,並急冷至40~50℃,使生成的水蒸氣經冷凝而除去;
②制二氧化氮 一氧化氮和空氣中的氧反應,生成NO2後,殘餘的未被氧化的NO和濃度大於98%的濃硝酸再反應,被完全氧化成二氧化氮;
③分出二氧化氮 在低溫下用濃硝酸吸收二氧化氮成為發煙硝酸,不能被吸收的惰性氣體(N2等)排出系統另行處理;
④制純NO2並冷凝聚合為液態四氧化二氮 加熱發煙硝酸,它熱分解放出二氧化氮,然後把這純的NO2冷凝成為液態四氧化二氮;
⑤高壓釜反應制濃硝酸 將液態四氧化氮與稀硝酸混合(要求稀硝酸中水分與液態N2O4成一定比例)送入高壓釜,在5.0MPa壓力下通入氧氣,四氧化二氮與水(來自稀硝酸)和氧反應直接生成98%濃硝酸;
為了加快反應的進行,加入的液態N2O4應過量。這樣得到含大量游離二氧化氮(即發煙硝酸)的白色濃硝酸。將它放到漂白塔內,通入空氣,把游離的NO2吹出,制到98%成品濃硝酸.二氧化氮經回收冷凝後再送到高壓釜使用。如果氨的氧化不用空氣,而採用純氧(需加水蒸氣稀釋以防爆炸),製得的一氧化氮濃度可高些。

間接法

間接法所用脫水劑有硫酸,硝酸鎂,硝酸鈣和硝酸鋅等。經過多年生產實踐的篩選,現在幾乎全部採用硝酸鎂。硝酸鎂是三斜晶系的無色晶體,變成水溶液後,隨濃度的不同,可以形成多種結晶水合物。當硝酸鎂溶液濃度為57.8%時,其結晶溫度為90℃,此時析出Mg(NO32·6H2O結晶;當硝酸鎂溶液濃度為81.1%時,其結晶溫度為130.9℃,此時Mg(NO32和Mg(NO32·2H2O結晶共同析出。在選擇硝酸鎂操作溫度時,應該避開這些最高點,以免溶液結晶。當硝酸鎂溶液濃度大於67.6%時,其結晶溫度隨溶液濃度增加而迅速上升,溶液濃度超過81%時,則結晶溫度直線上升,在此濃度下操作極易造成管道堵塞。因此,硝酸鎂濃度太稀脫水效果固然不好,太高則也難以操作,在實際生產中一般控制在64%~80%之間,即濃硝酸鎂濃度不超過80%(一般為72%),加熱器出口(即吸水後稀硝酸濃度)不低於64%。
硝酸鎂法濃縮原理如下:濃度為72%~74%的硝酸鎂溶液加入稀硝酸中,便立即吸收稀硝酸中的水分,使硝酸濃度提高到68.4%以上,而硝酸鎂由於吸收水分,濃度下降至65%左右,此時在硝酸和硝酸鎂混合溶液的氣相中HNO3濃度在80%以上,再將後者精餾即可得到成品濃硝酸。

超共沸酸精餾法

該法由西班牙Espimdesa公司開發成功,技術關鍵是要求氨氧化反應後氣體中水分要儘量除盡(冷凝酸濃度低於2%HNO3),使脫水後系統總物料中生成硝酸的濃度超過稀硝酸共沸點的濃度。脫水反應氣在氧化塔中用共沸酸氧化,使NO轉化成NO2,在超共沸酸吸收塔中吸收生成濃度80%~90%的HNO3,再進入超共沸酸精餾塔,熱酸漂白塔製得98%成品酸。本法具有可大型化,投資省,運行費用低的優點,是目前最經濟的方法。

用途

用於測膽紅質,作為強氧化劑以及製造染料等。還可用於有機化合物的硝化和火箭燃料。

安全措施

泄漏:迅速撤離泄漏污染區人員至安全區,並進行隔離,嚴格限制出入。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器,穿防酸鹼工作服。從上風處進入現場。儘可能切斷泄漏源,防止進入下水道、排洪溝等限制性空間。
小量泄露:將地面灑上蘇打灰,然後用大量水沖洗,洗水稀釋後放入廢水系統。
大量泄露:構築圍堤或挖坑收容;噴霧狀水冷卻和稀釋蒸氣、保護現場人員、把泄漏物稀釋成不燃物。用泵轉移至槽車或專用收集器內,回收或運至廢物處理場所處置。

緊急處理

皮膚接觸:立即脫去被污染衣著,用大量流動清水沖洗至少15分鐘。就醫。
眼睛接觸:立即提起眼瞼,用大量流動清水或生理鹽水徹底沖洗,至少15分鐘。就醫。
吸入:迅速脫離現場至新鮮空氣處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難,給輸氧。如呼吸停止,立即進行人工呼吸。就醫。
食入:誤服者用水漱口,給飲牛奶蛋清。就醫。

滅火方法

燃燒性:不燃
滅火劑:霧狀水、二氧化碳、砂土。
滅火注意事項:消防人員必須穿全身耐酸鹼消防服

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