和空气。氨氧化催化剂是编织成网状的铂合金(常用铂-铑网),产品为稀硝酸(硝酸浓度为45%～62%)和浓硝酸(硝酸浓度为98%) 二，硝酸生产过程
A．氨氧化
主要反应有:4NH3+5O2====4NO+6H2O
这是一个强放热反应。反应温度760～840℃,压力0.1～1.0MPa,通过铂网的线速度大于0.3 m/S氧氨比(O2／NH3）为1.7～2.0,在以上工艺条件下,氨的氧化率可达95%～97%。
B．NO的氧化
出氨氧化反应器(亦称氧化炉)的反应气经废热锅炉和气体冷却器分出冷凝稀酸后,在低温下(小于200℃)利用反应气中残余的氧继续氧化生成NO2: 2NO+O2====2NO2+112.6KJ/mol NO+ NO2====N2O3+40.6KJ/mol 2NO2====N2O4+59.6KJ/mol
其中生成N2O3和N2O4的反应,速度极快(分别为0.1 s和10-４s),而生成NO2的反应则慢得多(约20 s左右),因此是整个氧化反应的控制步骤。上列三个反应是可逆放热反应,反应后,摩尔数减少,因此降低反应温度,增加压力有利于NO氧化反应的进行。NO的氧化程度α-NO与温度和压力的关系示于下图：
NO的氧化度α-NO与温度、压力的关系
由图可见,当温度低于200℃,压力为0.8MPa时α-ＮＯ接近100%,常压时α-ＮＯ也能达到90%以上,实际操作时α-ＮＯ在70%～80%之间,反应气即可送吸收塔进行吸收操作。NO的氧化是一个非催化氧化反应,反应时间比氨氧化反应长得多,前者为20 s左右,而后者仅为2×１０－４s。当氧氨比γ=1.7～2.0时,相应的氨浓度为11.5%～9.5%,为加速NO的氧化速度,此时需配入二次空气(它又可用作漂白塔的吹出气),将反应气中氧浓度控制在7.0%左右。
C．吸收
吸收在加压下进行。氮氧化合物中初NO外,其他的氮氧化合物在吸收塔内与水发生如下反应:
2NO2+H2O====HNO2+HNO3+116.1KJ/mol N2O4+ H2O ====HNO2+HNO3+59.2 KJ/mol N2O3+ H2O====2HNO2+55.7 KJ/mol
因在常温下N2O3很容易分解成NO和NO2,因此由上列第三式生成HNO２的量不大,可以忽略不计。上列各式生成的HNO２只有在温度低于0℃,以及浓度极小时方才稳定,在工业生产条件下,它会迅速分解:
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3HNO2＝HNO3＋2NO＋H2O－75.9KJ 因此,用水吸收氮氧化物的总反应式可写作:
3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO＋136.2kJ
即NO2中2/3生成硝酸酸,1/3变成NO,它仍需返回到氧化系统参与氧化反应,而且由于受共沸酸浓度的限制,硝酸浓度不会很高,一般在60%左右。
现有的稀硝酸生产方法有5种,即常压法、中压法(0.25～0.50MPa)、高压法(0.7～1.2MPa)、综合法(氧化为常压、吸收为加压)和双加压法(氧化为中压,吸收为高压)。
常压法氧化和吸收都在常压下进行,设备投资和动力消耗都较省,但制得的硝酸浓度不高,仅为45%～52%,排出的尾气中,氮化物NO x(NO、NO2及其他氮化物的总称)含量高,要增加处理装置,经治理后才能排入大气。
中压法、高压法和双加压法氧化和吸收都在加压下进行,设备投资和动力消耗大,但制得的酸浓度高,可达65～72%,尾气中氮化物NOx的含量比较低,容易处理或直接排放。其中双加压法加压方式合理,吸收率达99.5%,尾气中NOx只有180 ppm左右,可直接经烟囱排入大气,因此是值得大力推广的生产方法。综合法氧化在常压下进行,吸收在加压下进行,设备投资和动力消耗介与常压和加压之间,硝酸浓度仍可达到65%～72%
5种生产方法消耗定额表(以生产1吨100%硝酸计) 项目 常压法 中压法 高压法 综合法 双加压法 氨氧化压力/MPa(绝) 常压 0.4-0.6 0.8 0.1 0.25-0.5 NO2吸收压力/MPa(绝) 常压 0.4-0.6 0.8 0.35 0.8-1.0 氨[w(NH3)=100%]/吨 0.296 0.281 0.288 0.281 0.281 铂/克 0.06 0.13 0.18 0.04 0.10 电/度 125 12 1.65 26 10 冷却水/m3 150 143 92 155 141 副产蒸汽/吨 0.9 0.74 0.9 0.25 0.20 产品酸浓度/% 45-52 67 55-67 50 55-67 氧化率/% 97 95-97 - 97 97 吸收率/% 98 98.7 - 98 99.5 天脊集团总部硝酸厂生产硝酸的硝酸装置是采用法国GP公司双加压技术，引进国外先进的“四合一”透平压缩机，国内配套氧化炉、吸收塔等设备，项目总投资29028万元，工期14个月，项目建成后全公司年产硝酸可达81万吨，每年可新增销售收入47716万元。具有单机生产能力大、产品浓度高、能量回收利用合理、废气氧化氮含量低等特点。
目前国内外工业上生产稀硝酸几乎全部采用氨氧化法，根据氨氧化的压力和水吸收氧化氮的压力，稀硝酸生产分为常压法、综合法、中压法、高压法、双加压法5种工艺。我国的硝酸生产工艺已由常压法、综合法、中压法发展为高压法和双加压法，双加压法生产稀硝酸工艺是当今世界最为先进的稀硝酸生产工艺。
1959年法国GP公司首先开发出双加压工艺流程，并不断革新技术。近年来世界各国都相继开发这种流程，由欧洲逐渐向世界各地发展，现已工业化的流程有法国GP 流程和Uhde 流程、比利时SBA流程、意大利Montedison 流程等。天脊集团于1983年首次引进了法国GP双加压法稀硝酸装置，年产硝酸81万吨。
三，双加压法稀硝酸工艺流程介绍
1.制备氨、空气混合气
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液氨经氨蒸发器蒸发成气氨，气氨进入加热器加热，经温度、压力、氨空比调节系统，控制气氨浓度，经气氨过滤器进入氨空混合器。空气经三级过滤被空压机压缩分为二支，一支进入氨空混合器，氨与空气被混合均匀后进入氧化炉，另一支去二次空气漂白塔。
2.氨的氧化与余热回收
氨、空气混合均匀后进入氧化炉顶部，均匀分布到铂网上进行氨的催化反应，氧化压力为0.45MPa，4NH3+5O2 → 4NO+6H2O+Q，反应放出大量的热量，反应后的气体经蒸汽过热器、废热锅炉，产生中压蒸汽外供。
3.NO的氧化和废热回收
从废热锅炉出来的氧化氨气经高温换热器，省煤器回收热量，再经过低压反应水冷器冷却后进氧化氮分离器，与漂白塔来的二次空气混合后去氧化氮气体压缩机，加压至1.1MPa。在氧化氮气被冷却的同时，N O 在设备和管道中氧化成N O -：NO+0.5O2 → NO2+Q。压缩后的氧化氮气经
尾气预热器回收热量后进入吸收塔底部，在过程中NO 进一步氧化，蒸汽在冷凝器进一步冷凝。
4.NO2吸收生成硝酸和硝酸的漂白
由底部进入吸收塔的氧化氮气在吸收塔内被水吸收生成58～60%的硝酸，稀硝酸进入漂白塔被自二次空气冷却器的空气漂白（吹除NOX）后，经酸冷却器后成为成品酸进入硝酸中间槽，用泵送往硝酸库。
5.尾气能量回收及排放
从吸收塔顶部排放出的尾气，经尾气分离器，二次空气冷却器，尾气预热器后，进入换热器加热至360℃，进入尾气透平膨胀机膨胀做功，回收能量，（压缩功的60%），做功后温度降为120℃左右，经排放气筒放空，尾气中NOX 含量在200ppm（V）以下。 三，双加压法稀硝酸的工艺特点
1，氨的氧化率高：氨、空气混合气在氧化炉中均匀地分布于铂网表面，使催化网上温差较小，保持在5℃，对提高氧化率有利，氧化率可达到96.6%。
2，氧化氮吸收率高：氧化氮经压缩机压缩压力由0.45MPa升至1.1MPa，压力的升高、水分的分离及补加二次空气，使NO的氧化反应速度提高，保证了吸收条件，在1.1 MPa 高压下吸收，NOX 吸收率高，可达到99.8%。
3，铂耗较低：氨在低压氧化时，铂的机械损失较低，仅为120mmg/t（回收前）
4，尾气中NOX 含量低：在高压1.1MPa 下吸收，使尾气中NOX 含量降低，尾气中NOX 含量在200ppm（V ）以下，远低于环保要求，不需要另加尾气处理装置，可直接排入大气。
5，能量利用合理：中温（360℃）回收尾气能量，使压缩机的蒸汽透平和尾气膨胀透平之间达到经济匹配，与高温回收相比不必采用高温的尾气透平，工作条件不苛刻，操作稳定可靠，尾气透平的做功占机组总功率的60%。装置蒸汽自给有余，除拖动压缩机外还可外送。
6，装置自动化程度高：采用安全连锁系统和DCS 控制，使整个装置的各个反应得到了很好的控制，任何一个信号点发出信号整个装置都能自动达到安全停机状态，强大的安全连锁功能对装置的安全稳定运行起到了保障作用。
双加压法是继全中压法和全高压法后硝酸生产工艺的进一步发展，它集中了中压法氨耗低、铂耗低和高压法成品酸浓度高及尾气中NOx含量低的双重优点，是目前世界上最先进的硝酸生产工艺。我国山西天脊集团1983年引进了两套双加压硝酸生产装置，开创了我国采用双加压法生产硝酸的先例，随着能源的不断紧缺和环保标准的提高，双加压硝酸生产工艺将成为我国今后生产硝酸的主要工艺。
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参考资料：
百度百科http://baike.http://m.wodefanwen.com//view/48841.html?wtp=tt
《氨催化氧化制硝酸》 http://baike.http://m.wodefanwen.com//view/1666975.htm
《中国科技信息》2006 年第2期《双加压法稀硝酸工艺流程特点浅析》张李铁，李立，于长青，孔敏著。
==================================================================================== 9，天脊集团总部复肥厂
一，硝酸磷肥，硝酸磷钾肥的介绍和制备原理
复肥是由化学方法或混合方法制成的含作物营养元素氮、磷、钾中任何两种或三种的化肥。复肥具有养分含量高、副成分少且物理性状好等优点，对于平衡施肥，提高肥料利用率，促进作物的高产稳产有着十分重要的作用。但它也有一些缺点，比如它的养分比例总是固定的，而不同土壤、不同作物所需的营养元素种类、数量和比例是多样的。因此，使用前最好进行测土，了解田间土壤的质地和营养状况，另外也要注意和单元肥料配合施用，才能得到更好的效果。天脊集团生产的复肥主要有硝酸磷肥和硝酸磷钾肥两类，其中以硝酸磷肥为主。
硝酸磷肥是用硝酸分解磷矿粉制得的磷酸和硝酸钙溶液，然后通入氨气中和磷酸并分离硝酸钙而制成。硝酸磷肥是氮磷二元复合肥，主要成分是硝酸铵、硝酸钙、磷酸一铵、磷酸二铵、磷酸一钙、磷酸二钙。硝酸磷肥呈深灰色，中性，吸湿性强，易结块，应注意防潮。肥料中非水溶性和硝态氮，约各占磷氮总量的一半。硝态氮不被土壤吸附，易随水流失，施在旱地往往比水田好；在严重缺磷的干旱土壤上，应选用高水溶性的硝酸磷肥。作基肥和早期追肥，亩用量30公斤左右。
硝酸磷肥的工业制备是用58%～60%浓度的硝酸，在酸解槽内分解磷矿，酸解液经过沉淀降槽、洗涤鼓除去酸不溶物，然后在间壁冷却结晶器内，用氨水气化或盐水作为冷冻介质，冷却酸解液到-5℃，此时析出大量结晶，用真空过滤分离结晶，用冷硝酸洗涤后，送去硝酸钙转化工段，母液用氨中和，中和料液和硝酸钙转化工段来的硝酸溶液，一并进入真空蒸发器浓缩，浓缩到一定程度进行造粒即得。
天脊集团生产的硝酸磷肥中有效成分的形态和比例，是由国家科委、国家计委、原化工部、农业部、国家土壤肥料总站根据我国北方土壤供肥特点和主要农作物的需肥特性而确定的。在十多年的生产实践中，经过不断的技术革新和优选原料，其生产工艺和管理模式一直处于世界领先地位。具有高效化、长效化、多元化、多功能化等特点。“天脊”牌硝酸磷肥有效成分为40%，其中含氮25%～27%、磷11%～13.5%，并含有3.5%以上的中微量元素(钙、镁、硫、锌、铜、铁、锰)。每袋硝酸磷肥中还含有硝酸稀土30克以上。硝酸磷肥中的枸溶性磷酸二钙，在肥料颗粒中起网状框架结构作用，每种有效成分在颗粒中分布均匀，使颗粒肥料向土壤释放养分的速度与作物从土壤中吸收养分的速度吻合。硝酸磷肥中的硝态氮(占总氮的25%)，流动性大，作用快，聚向根系密集部位，属于速效性氮；铵态氮(占总氮的75%)可与土壤胶体交换结合，肥效相对持久稳定，属于缓效性氮。水溶性磷(占总磷的70%)被作物直接吸收利用，属速效性磷；枸溶性磷(占总磷的30%)在作物生长中后期，随着土温的升高和根系的成熟，可被微生物分泌的酸和作物根部呼出的酸溶解后被作物吸收，属缓效性磷。氮和磷均为一急一缓，缓急相济的性能突破了含磷肥料只能做底肥的传统方法。“天脊”牌硝酸磷肥还有其他肥料无法比拟的特点。硝酸磷肥由天然磷矿加工而成，磷矿中的微量元素和硝酸稀土元素在生产过程中得到活化，可被作物直接吸收利用。施用硝酸磷肥，使土壤中微量元素得到一定的补充，可避免作物缺素症的发生。硝酸稀土在提高作物产量和品质方面有着不可替代的作用。每袋硝酸磷肥产品中含有硝酸稀土30克以上，
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达到中国农科院土壤肥料研究所推荐用量的适宜范围，使农民在既不投资，又不付出繁重劳动的情况下，得到稀土肥料带来的好处。
天脊牌硝酸磷肥具有其他化肥品种不可比拟的特点有：1、肥效高，增产幅度大；2、2∶1的氮磷养分配比；科学合理，适应性广；3、肥效持久，后劲足，作物抗逆能力增强；4、能提高作物果实品质，使瓜果类作物甜度增加；5、不板结土壤；6、含有作物所需的各种微量元素和硝酸稀土，有综合增产效益；7、每粒化肥中都含有均一的养分，适合机械化施肥。
天脊牌硝酸磷钾肥是根据我国现阶段农业结构调整的需要，和农民长期施用单质肥料引起土壤缺钾的实际情况，由山西天脊集团科研人员在生产硝酸磷肥的基础上，于2000年开发出的新一代配比合理的新型肥料。
天脊牌硝酸磷钾肥是一种新型的三元复合肥，是在生产硝酸磷肥的过程中加入优质硫酸钾化合而成的，其氮磷钾比例约为2：1：1，含氮22％、有效磷9％、有效钾9％。是采用国内高品位的优质磷矿，选用国外进口的优质硫酸钾经过严格、科学的工艺生产而成。
天脊牌硝酸磷钾肥不仅继承了硝酸磷肥的一切优点，由于添加了有效钾，非常适用于棉花、烟草、茶叶、苹果、葡萄、蔬菜等经济作物，对于改善作物的果实品质和养分，大幅度提高作物产量具有非常明显的效果，顺应了精品农业的需要；同时硝酸磷钾肥中还含有3％的硫、钙等中微量元素和稀土元素，对土壤中的有效营养成分平衡也起着积极的作用。
由于天脊牌硝酸磷钾肥的氮磷钾配比为2：1：1，符合 我国大多数土壤的用肥特性，尤其符合北方大多数经济作物的养分需求，因此为实现平衡施肥打下了良好基础。 二，硝酸磷肥，硝酸磷钾肥的工业制备流程
天脊集团总部复肥厂用挪威海德鲁公司专利技术，利用间接冷冻法生产硝酸磷肥，年产量为硝酸磷肥90万吨（或硝酸磷钾肥100万吨），这套大型装置的主要工艺操作采用中控室集中操作控制，具有国际先进水平。 工业流程如下图：
工业流程实验分析：
(一) 硝酸分解磷矿(简称酸解)
1．当硝酸用量为理论用量100～110％、硝酸浓度为56％时，磷矿中五氧化二磷的分解率均大于99％。
2．当硝酸用量中采用约1/3的硝酸钙洗涤后的洗涤硝酸时，与全部采用56％浓度硝酸相比，
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