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Verfahren zur Herstellung von Misehsäure.
Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Mischsäure aus dünner Salpetersäure und konzentrierter Schwefelsäure oder anderen wasserentziehenden Mitteln.
Bisher ist man bei Verarbeitung verdünnter Salpetersäure auf Mischsäure derart verfahren, dass man die Salpetersäure zuerst in konzentrierte Form übergeführt hat und diese dann in üblicher Weise mit Schwefelsäure gemischt hat. Die Überführung verdünnter Salpetersäure in konzentrierte Säure, welche zumeist mit Hilfe indirekter Feuerung vorgenommen wird, bedingt aber eine ziemlich komplizierte und kostspielige Apparatur sowohl in Bezug auf die Destillation der Salpetersäure, als auch mit Bezug auf die nachfolgende Kondensation derselben, welche bekanntlich in Tongefässen vorgenommen werden muss, da die Salpetersäure Eisengefässe angreift.
Die Anmelderin hat sich nun die Aufgabe gestellt, die verdünnte Salpetersäure direkt in Mischsäure überzuführen und dies Ziel dadurch erreicht, dass die aus konzentrierter Schwefelsäure oder anderen wasserentziehenden Mitteln herausdestillierte Salpetersäure in konzentrierter Schwefelsäure, zweckmässig nach dem Gegenstromprinzip, aufgefangen wird. Das Verfahren sei an einem Beispiel erläutert, bei welchem die Destillation von Salpetersäure aus dem Gemisch derselben mit konzentrierter Schwefelsäure mit direkter Beheizung erfolgt.
Die Mischung von'verdünnter Salpetersäure und konzentrierter Schwefelsäure wird durch einen mit säurefesten Steinen ausgekleideten Turm geleitet mit der Massgabe, dass dem Gemisch ein Strom von Heizgasen, welcher einer Koks-oder Generatorfeuerung entnommen werden kann, oder ein Gemisch von Heizgasen mit Wasserdampf entgegengeleitet wird. Die hierbei abdestillierende Salpetersäure wird durch verschiedene Türme geleitet, welche mit konzentrierter Schwefelsäure berieselt werden und mit einer Kühlung versehen sind. Der letzte Turm wird mit der konzentrierten Schwefelsäure beschickt, welche im Gegenstrom durch die verschiedenen Türme den Gasen entgegenwandert und hierbei bis zur gewünschten Konzentration, z. B. 40 bis o% mit Salpetersäure, angereichert wird.
Schaltet man zwischen den Abtreibeturm und die mit Schwefelsäure berieselten Türme einen unberieselten Turm, so kann man einen Teil der Salpetersäure als reine Salpetersäure gewinnen. Es hat sich ferner noch als zweckmässig erwiesen, hinter dem letzten Schwefelsäureturm noch einen mit Wasser oder Soda berieselten Turm anzuschalten, in welchem die letzten Reste von Salpetersäure aufgefangen werden. Beim Arbeiten nach diesem Ausführungsbeispiel erhält man sofort fertige Mischsäure von gewünschter Zusammensetzung.
Selbstverständlich kann die Abtreibung der Salpetersäure auch in einem anderen geeigneten Reaktionsgefäss geschehen und ebenso kann auch das Auffangen der Salpetersäure in Schwefelsäure in anderen geeigneten Apparaten stattfinden. Auch kann man das Abdestillieren der Salpetersäure in geschlossenem Gefäss mit entsprechender Aussenheizung vornehmen. Indessen bedeutet das beschriebene Arbeiten mit direkter Innenbeheizung einen erheblichen Vorteil.
Beim Arbeiten nach dem bekannten, auf die alleinige Kondensation des Salpetersäuredampfes abzielenden Verfahrens liegt die Sache insofern anders, als dort bei Anwendung der direkten Beheizung die Kondensation der Salpetersäure aus dem Gemisch von Salpetersäuredampf mit Heizgasen infolge der Tension der Salpetersäure mit guter Ausbeute mit den üblichen Mitteln nicht möglich ist, so dass dort die an sich erwünschte Innenbeheizung nur bei Anwendung besonderer mit tiefen Temperaturen arbeitender komplizierter und teurer Kondensationsverfahren möglich ist,
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Bei vorliegendem Verfahren gelingt dagegen, wie Versuche ergeben haben, ein quantitatives
Ausbringen der Salpetersäure in einfachster Weise dann, wenn man, wie in dem Beispiel an- gegeben,
das Gemisch von Salpetersäuredampf und Heizgasen im Gegenstromprinzip mit kon- zentrierter Schwefelsäure behandelt.
Das angemeldete Verfahren bietet den Vorteil, dass die verdünnte Salpetersäure in direktem und kontinuierlich laufendem Betrieb bei vollkommener Ausbeute in Mischsäure erwünschter
Konzentration übergeführt wird. Da in der Industrie der grösste Teil der Salpetersäure auf Mischsäure verarbeitet wird, so erhellt ohne weiteres die technische Wichtigkeit vorliegender Erfindung.
Weitere Vorteile liegen darin, dass an Stelle der bisher für die Salpetersäurekondensation erforderlichen teuren Tontürme bei vorliegendem Verfahren Eisenapparaturen benutzt werden können und dass dasselbe die Anwendung der bedeutend vorteilhafteren direkten Beheizung für das Abdestillieren der Salpetersäure ermöglicht, ohne dass hierdurch irgendwelche Schwierigkeiten bedingt werden.
Die Leistung der kontinuierlich arbeitenden Apparatur ist bei Durchführung vorliegenden Verfahrens eine ausserordentlich grosse.
Bei Ausübung vorliegenden Verfahrens hat es sich als vorteilhaft erwiesen, zwischen den von aussen, besser aber durch Durchleiten heisser Gase oder von Dampf von innen geheizten Destillierturm und den Absorptionsgefässen ein Zwischengefäss einzuschalten, welches mit konzentrierter Schwefelsäure oder mit Ausgangsmischsäure berieselt wird und welches auf einer Temperatur gehalten wird, bei der die Salpetersäure nicht oder doch nicht in wesentlichen Mengen zurückgehalten wird. Zweckmässig wird die konzentrierte Schwefelsäure bzw. die Ausgangsmischsäure in dem zwischengeschalteten Waschturm in starker Zirkulation gehalten. Die aus dem Waschturm ablaufende Säure wird dann im Destillierturm vollständig denitriert.
Beim Arbeiten nach diesem Verfahren geht nur höchstkonzentrierte Salpetersäure in die Absorptionsgefässe über, so dass man unmittelbar eine Mischsäure von sehr hoher Konzentration erhält.
Es hat sich schliesslich noch als vorteilhaft erwiesen, das Gemisch von verdünnter Salpetersäure mit einem wasserentziehenden Mittel, z. B. konzentrierter Schwefelsäure einer kombinierten Behandlung zu unterwerfen, derart, dass das Gemisch zunächst in von aussen beheizten Apparaten der Destillation unterworfen wird, während die vollkommene Denitrierung mit Hilfe indifferenter Gase oder von Wasserdampf oder mit Mischung von indifferenten Gasen mit Wasserdampf in der vorher beschriebenen Weise vorgenommen wird. Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass die Salpetersäuregase in konzentrierter Form in den Prozess eingeführt werden.