Salpetersäure

Salpetersäure ist eine Grundchemikalie, die mittels Oxidation von Ammoniak gewonnen werden kann. Die Substanz wird im Ostwald-Verfahren hergestellt, das drei Prozessschritte beinhaltet und der natürlichen Entstehung von Salpetersäure nachempfunden ist. Salpetersäure entsteht durch Reaktion von Stickstoffdioxid in sauerstoffreichem Wasser.

Herstellung

Im ersten Schritt des Ostwald-Verfahrens wird Ammoniak mit Luft vermengt und unter Zugabe eines Platin-Rhodium-Katalysators bei einer Temperatur von 900 °C zu Stickstoffmonoxid und Wasser umgesetzt. Danach folgt innerhalb des zweiten Produktionsschrittes durch Abkühlung auf 30 °C die Oxidation des Stickstoffmonoxids zu Stickstoffdioxid. Dieser wird in Rieseltürmen mit Wasser in Verbindung gebracht und reagiert zu Salpetersäure. Am Ende wird die Salpetersäure im letzten Herstellungsschritt in Absorptionsanlagen zu 50 Prozent-iger Salpetersäure aufkonzentriert. Durch einen weiteren Destillationsvorgang kann eine Konzentration des Endproduktes von 65 Prozent erreicht werden.

Je nach Druckverhältnissen, die bei der Oxidations- und Absorptionsstufe herrschen, lässt sich zwischen Monodruck- und Polydruckanlagen unterscheiden. Um geringere Produktionsausbeuten zu kompensieren, die aus höheren Druckverhältnissen im Produktionsablauf resultieren, werden höhere Temperaturbedingungen geschaffen, was allerdings einen erhöhten Energiebedarf zur Folge hat. Dennoch gilt das Oswald-Verfahren derzeit als beste verfügbare Technik in Bezug auf den Energieverbrauch und unter dem Aspekt der Emission von Treibhausgasen.

Salpetersäure findet zu 80 Prozent im Düngemittelsektor Anwendung, im Speziellen für die Herstellung von Ammoniumnitrat und Kalkammonsalpeter. Für technische Anwendungen ist jedoch ein hochkonzentrierteres Endprodukt notwendig. Dieses kann durch direkte Verfahren mit Hilfe von Distickstofftetroxid oder durch indirekte Verfahren aus Schwachsäuren hergestellt werden.

Energierelevanz

Das Ostwald-Verfahrend ist hinsichtlich des Energieverbrauchs die beste verfügbare Technik. Die Reduktion von Emissionen konzentriert sich unter anderem auf die Reduktion der direkten Lachgas-Emissionen, die bei der Oxidation des Ammoniaks anfallen.

Tabelle 1 enthält die spezifischen Energieverbräuche bei der Herstellung von einer Tonne Salpetersäure.

Synonym(e):

Scheidewasser, Hydrogennitrat

Englische Übersetzung(en):

nitric acid, azotic acid