AT120414B - Verfahren zum Schützen von Vorrichtungen aus Kupfer oder dessen Legierungen gegen den Angriff von Carbonsäuren. - Google Patents

Description

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   Manche Carbonsäuren, wie Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure, Buttersäure, Milchsäure u. a., greifen alle zum Bau von Apparaten, Behältern usw. verwendeten Metalle, auch Kupfer, mehr oder weniger an. Hiedurch ergeben sich grosse Schwierigkeiten, u.   zw.   nicht nur bei der Destillation und Konzentration solcher Säuren, sondern überhaupt bei allen Vorgängen, bei denen kupferne Apparate oder Behälter Verwendung finden ; selbst schon bei der Aufbewahrung und Beförderung der genannten Säuren in solchen Gefässen. 



   Das Kupfer und dessen Legierungen sind zwar für die verschiedensten Zwecke sehr beliebt, weil sie von solchen Säuren, je nach deren Konzentration verhältnismässig wenig angegriffen werden. Die   Abnutzung   ist aber doch so erheblich, dass Vorrichtungen, in welchen beispielsweise Essigsäure verarbeitet wird, ständig ausgebessert und regelmässig erneuert werden müssen (siehe   Mierzinski, Die Industrie   der Essigsäure und essigsauren Salze", 1905, S. 48). 



   Bei der Essigsäure hat man seit langem den Einfluss der Luft auf die Abnutzung der Metalle   bemerkt. Fleck (C. 1888, II,   1626) führt an, dass Essigsäure bei niedriger Temperatur und bei Luftabschluss nur wenig auf Metalle, im besonderen auf Kupfer, einwirkt, dass jedoch die Einwirkung bei zunehmenden Konzentration der Säure, erhöhter Temperatur und bei Luftzutritt verstärkt wird. Es ist auch bekannt, dass man, um die Acetate des Kupfers und des Bleis durch Auflösen der Metalle in der Säure zu erhalten, in Gegenwart von Luft arbeiten muss. 



   Es wurde nun beobachtet, dass das Kupfer selbst dann stark angegriffen wird, wenn bei   vollständigem     Luftabschluss   gearbeitet wird. 



   Dieser Angriff ist. wie gefunden wurde, der Gegenwart von Sauerstoff in Form oxydierender   Verbindungen, die sieh in den zu verarbeitenden Stoffen vorfinden, zuzusehreiben. Derartige Verbindungen   werden in den kupfernen Vorrichtungen reduziert und greifen letztere selbst bei Abwesenheit von freiem
Sauerstoff an. Erwähnt sei das Cupriacetat, das sich oft in der technischen   Essigsäure, im besondern   in derjenigen, die aus dem Betrieb zurückgewonnen worden ist, vorfindet. 



   Auf je ein Atom im Cupriaeetat enthaltenes Kupfer wird ein weiteres Atom Kupfer aufgelöst, wobei sieh Cuproacetat bildet, welches das Metall nicht weiter angreift. Wenn das Kupfersalz von Anfang an als Cuprosalz vorhanden ist, findet überhaupt kein Angriff statt. 



   Zum Schützen von Vorrichtungen aus Kupfer oder dessen Legierungen gegen den Angriff von
Carbonsäuren, im besondern durch Essigsäure und deren Homologe, ist es, wie gefunden wurde, erforderlich. bei   vollständigem Ausschluss   sowohl von freiem als auch in Form von oxydierenden Verbindungen gebundenem Sauerstoff zu arbeiten. Zu diesem Zwecke ist es notwendig, aus allen zu verwendenden
Stoffen vor deren Verarbeitung den in gelöstem Zustande enthaltenen Sauerstoff zu entfernen und oxy- dierend wirkende Verbindungen unschädlich zu machen. Des weiteren ist es notwendig, in der Atmosphäre eines inerten Gases zu arbeiten, um Sauerstoff fernzuhalten. 



   Der in den verschiedenen Stoffen enthaltene molekulare Sauerstoff kann auf bekannte Weise entfernt werden, so z. B. durch Auskochen der zur'Verwendung gelangenden Flüssigkeiten vor ihrer
Benutzung oder durch Hindurchblasen eines sauerstofffreien Gases, wozu zweckmässig das Gas verwendet 
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 säure von gelöstem Sauerstoff zu befreien, genügt es, für je   1000 l   Flüssigkeit 3000 ! eines sauerstofffreien Gases hindurchzublasen. Auch im Falle feste Körper zur Verwendung gelangen, können diese von dem eingeschlossenen Sauerstoff durch   Hindurehströmenlassen   eines inerten Gases befreit werden. 



   Um der zweiten Bedingung zu entsprechen, werden zuerst die   schädlichen,   oxydierend wirkenden Verbindungen zerstört oder aber unschädlich gemacht, indem man sie z. B. durch Reduktion in Verbindungen niedrigeren Oxydationsgrades überführt, die dann in Abwesenheit elementaren Sauerstoffes Kupfer nicht mehr angreifen ; handelt es sich um Kupfersalze, so kann man aus diesen das Kupfer beispielsweise elektrolytisch oder durch Eisen niederschlagen. Zur Reduktion können die verschiedensten Reduktionsmittel, wie z. B. unterphosphorige Säure, schwefelige Säure, hydroschwefelige Säure und ihre Salze, Aldehyde, Ketone oder leicht oxydierbare mehrwertige Phenole verwendet werden.

   Zweckmässig wird die Reduktion unmittelbar an erster Stelle angewendet, da durch dieselbe dann gleichzeitig auch der in der Flüssigkeit in gelöstem Zustande enthaltene Sauerstoff entfernt wird. 



   Man kann bisweilen sogar beobachten, dass in diesen Fällen die Flüssigkeiten rascher sauerstofffrei gemacht werden können, da die oxydierenden Verunreinigungen bei der Sauerstoffentfernung als Katalysator wirken ; in dieser Weise verhalten sich z. B. die Cupriverbindungen. Zur Entfernung von gelöstem Sauerstoff allein genügt ein Zusatz von sehr geringen Mengen des Reduktionsmittels, besonders wenn man schwefelige Säure oder deren Salze verwendet. 



   Um den Sauerstoff von den so vorbereiteten Flüssigkeiten fernzuhalten, kann man die freie Oberfläche mit einer Ölschicht versehen ; besser ist es aber, in einer neutralen, d. h. keinen freien Sauerstoff enthaltenden Atmosphäre, d. h. unter Durchleiten eines inerten Gases, zu arbeiten. Es ist wünschenswert, dass der innere Druck den äusseren Luftdruck übersteigt, um jeden Eintritt von Luft auszuschliessen. 



   Wenn man die Vorrichtungen gemäss vorliegender Erfindung schützen   will,   ist es wichtig, den Ausschluss von Sauerstoff überall da durchzuführen, wo die betreffenden Säuren auch nur in geringster Menge vorhanden sind, so z. B. auch beim Entleeren und Reinigen der Vorrichtungen. Man soll, wenn z. B. Ausbesserungen vorgenommen werden sollen, erst dann Luft eintreten lassen, wenn jede Spur von Säure, z. B. durch Waschen mit sauerstofffreiem Wasser, entfernt ist. Wird diese Vorsichtsmassnahme bei Seite gelassen, so werden die Vorrichtungen stark angegriffen. Man muss nach kurzer Zeit wieder öffnen, dieses Offnen verursacht einen neuen Angriff usf. ; das Wiederholen dieser Vorgänge würde rasch zur Zerstörung der Vorrichtungen führen. 



   Das vorliegende Verfahren kann bei allen physikalischen und chemischen Vorgängen, bei denen Carbonsäuren, insbesondere Essigsäure oder deren Homologe, zur Verwendung gelangen, so z. B. beim Destillieren, Ausziehen, Eindampfen, Aufbewahren, Befördern, Verestern usw., benutzt werden. 



   PATENT-ANSPRÜCHE :   1.   Verfahren zum Schützen von Vorrichtungen aus Kupfer oder dessen Legierungen gegen den Angriff von   Carbonsäuren,   besonders von Essigsäure und deren Homologen, dadurch gekennzeichnet, dass man die in den Vorrichtungen zu verarbeitenden Stoffe vor ihrer Verarbeitung sowohl von gelöstem, molekularem Sauerstoff als auch von oxydierend wirkenden Verbindungen befreit und die so vorbereiteten Stoffe vor Sauerstoffzutritt schützt, so z. B. indem man in der Atmosphäre eines sauerstofffreien Gases arbeitet oder die Oberfläche durch eine Ölschicht deckt.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Entfernung des molekularen Sauerstoffs sowie die Unschädlichmachung der oxydierend wirkenden Verbindungen in den zu verarbeitenden Säuren gleichzeitig durch Einwirkung von Reduktionsmitteln erfolgt.