Verfahren zur Aufarbeitung des verbrauchten Waschwassers von explosiven Salpetersäureestern
Vorliegende Erfindung bezieht sieh auf die Aufarbeitung des bei der Herstellung explosiver Salpetersäureester anfal lenden verbrauchten Waschwasse. rs und die Nutzbarmachung des bei der Aufarbeitung erhaltenen Produktes.
Bei der Herstellung flüssiger, explosiver Salpetersäureester mehrwertiger Alkohole wird der Alkohol mit Nitriersäure behandelt, die gewohnlieh aus einer Mischung von Sal petersäure und Schwefelsäure besteht, wonach man den flüssigen Salpetersäureester so gut als moglieh von der verbrauchten Säure- misez abtrennt. Der abgeschiedene flüs- sige, explosive Ester ist beträchtlich diehter als Wasser und wird in der Regel stufenweise ausyewasehen, das heisst zuerst mit Wasser und dann mit verdünnten wässrigen Alkali liiwngen, wodurch er stabilisiert wird.
Zu den so erhaltenen verbrauchten Waschwassern kann man andere wässrige Ströme, die flüs- sige, explosive Salpetersäureester enthalten, geben die sehliessliehe Mischung kann sauer oder alkalisch sein. Das verbrauchte Wasehwasser enthält genügend flüssigen ex plosiven Salpetersäureester, um dessen Hand habung gefährlich zu machen. So wird das verbrauchte Wasehwasser gewöhnlich durch einen Abscheider geführt, in dem ein Teil des ungelösten flüssigen, explosiven Salpeter säureesters sieh abscheidet und zurückgewonnen wird, doch enthält das Wasser immer noch eine kleine Menge gelösten und suspendierten Ester, der sich nachträglich, besonders lei kaltem Wasser,
ausscheiden und zu gefährlichen lokalen Ansammlungen führen kann.
Das Verfahren gemäss vorliegender Erfindung zur Aufarbeitung eines Stromes von ver brauehtem Waschwasser aus der Fabrikation von flüssigen, explosiven Salpetersäureestern ist dadurch gekennzeichnet, dass man diesen Strom mit einem Strom einer Flüssigkeit, die mindestens vorwiegend aus einem flüssigen, niehtexplosiven, aromatisehen Nitrokohlenwasserstoff besteht, emulgiert, wobei man die Menge des emulgierten Kohlenwasserstoffes so bemisst, dass das Waschwasser praktisch vom explosiven Salpetersäureester befreit wird und dass die entstehende Lösung dieses Esters im aromatischen Nitrokohlenwasserstoff genügend verdünnt ist, dass keine Detonation entstehen kann, worauf man den entstandenen Strom der Emulsion sich in die wässrige und niehtwässrige Phase trennen lässt.
Die niehtwässrige Phase enthält dann den Ester im niehtexplosiven, aromatischen Nitrokohlenwasserstoff gelöst.
Die niehtwässrige Phase kann zur Emul- gierung von weiterem verbrauchtem Wasehwasser verwendet werden. Die schliesslich anfallende niehtwässrige Phase wird, wenn sie sauer ist, zweckmässig mit verdünnter wässri- ger Alkalilosung neutralisiert.
Gewünschtenfalls kann die so erhaltene niehtwässrige Phase zur Herstellung von Sprengstoffmischungen verwendet werden.
Der niehtexplosive aromatische Nitrokohlenwasserstoff ist vorzugsweise ein solcher, der bei Temperaturen über 5 C flüssig bleibt.
Vorzugsweise verwendet man o-Nitrotoluol, doch ist es auch möglich, andere niehtexplo- sive, flüssige, aromatisehe Nitrokohlenwasserstoffe zu verwenden, z. B. flüssige Mischungen von Mononitroxylolen.
Die Emulgierung des Waschwassers mit dem Strom des flüssigen, nichtexplosiven, aromatischen Nitrokohlenwasserstoffes kann in einer Zentrifugalpumpe oder mittels eines Luftstromes erfolgen und die anschliessende Trennung des Extraktes vom extrahierten Waschwasser kann in einem ruhenden Abscheider oder in einer Zentrifuge erfolgen.
Eine Lösung, die gleiche Gewiehtsteile Nitroglycerin und o-Nitrotoluol enthält, detoniert nicht, wenn man sie mit einer 28 g (1 oz) Tetrylpille zündet, doch ist es vorteilhaft, den Kreislauf des o-Nitrotoluols zu nnterbre- ehen, bevor diese Nitroglyeerinkonzentration erreicht ist. Das o-Nitrotoluol kann z. B. so lange verwendet werden, bis es 10-20 % seines eigenen Gewichtes an Nitroglyeerin enthält.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorriehtung zur Durchführung des Verfahrens zur Aufarbeitung des verbrauehten Wasehwas- sers, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie einen Lagertank für das verbrauchte Wasehwasser, einen Lagertank für clen flüssigen, niehtexplosiven, aromatischen Nitrokohlen Wasserstoff, 1 Mittel zur Emulgierung dieses Nitrokohlenwasserstoffes mit dem verbrauch- ten Wasehwasser, einen Separator mit Mitteln zur Zuführung der gebildeten Emulsion, eine Rohrleitung zur Abführung cles in diesem sich abseheidenden extrahierten Waschwassers sowie eine Leitung zur Rückführung des sieh ebenfalls abseheidenden niehtexplosiven, aro matisehen Nitrokohlenwasserstoffes in dessen Lagertank,
zwecksWiedereinführung'in den Kreislauf, enthält.
Eine bevorzugte Ausführungsform einer solehen Vorriehtung ist in der beiliegenden Zeiehnung seliematiseh dargestellt. Das Waseh- wasser gelangt dureh die Zuführleitung l in den Lagertank 2 und von da dureh die Lei- tung 3, das Ventil 4 und die Leitung 5 zur Zentrifugalpumpe 6. Ein niehtexplosiver, aro matischer Nitrokohlenwasserstoff aus dem Tank 7 kommt dureh die Leitung 8, das Ven- til 9 und die Leitung 5 ebenfalls zur Zentri galpumpe 6, wobei mit dem Wasehwasser emulgiert wird.
Die Emulsion gelangt durch die Leitung 10 in den Separator 11, aus dem das extralilerte Wasehwasser dureh die Lei tung 12, das Ventil 13 und die Leitung 14 ab- fliesst, und die Nitrokohlenwasserstofflosung des Extraktes kehrt dureh die Leitung 15, das Ventil 16 und die Leitung 17 in den Tank 7 zurück. Wenn der Gehalt an flüssigen, explosiven Salpetersäureestern im Nitrokohlen- wasserstof den gewünsehten Grad erreieht hat,
wird die Losung dureh das Ventil 18 und die Leitung 19 aus dem System entfernt und durch das Ventil 21 und die Leitung 20 fri seher aromatischer Nitrokohlenwasserstoff zu- geführt.
Das Verfahren der Erfindung wird durch das folgende Beispiel erläutert :
Beispiel Wasehwasser aus einer Nitroglyeerin- fabrik, das 0, 35% Nitroglycerin enthÏlt, wird mit einem Durchsatz von 11 340 kg in 8 Stunden in die oben besehriebene Apparatur eingef hrt. 454 kg o-Nitrotoluol werden konti- nuierlieh mit soleher Geschwindigkeit im Kreislauf geführt, dass das Volumen des AN'asehwassers zu dem des o-NitrÏtoluols im Separator 11 ein Verhältnis von 2 : 1 aufweist.
Dies genügt, um das Nitroglycerin praktiseh aus dem Waschwasserzuextrahieren. Das ex trahierte Waschwasser enthält 0, 05% Nitro glycerin und die fertige o-Nitrotoluollösung enthält 7, 0 /o Nitroglycerin und eine kleine Salpetersäure, die mit verdünnter Sodalosung neutralisiert wird.
Der neutralen Lösung kann man gew nschtenfalls die für Sprengstoffe übliehen Zusätze einverleiben, so dass man einen von beispielsweise folgender Zu sammensetzung erhält :
Nitroglycerin 27, 0 Teile Schiessbaumwolle 0, 75
Ammoniumnitrat 40, 45
Natriumehlorid 24, 0 Eiehelselialenmehl 3, 5
Ton 2, 5. o-Nitrotoluoll¯sung 1,8? PATENTANSPRITCH I Verfahren zur Aufarbeitung eines Stromes von verbrauchtem Waschwasser aus der Fabrikation flüssiger, explosiver Salpetersäureester, dadurch gekennzeichnet, dass man diesesWasehwassermit einem Flüssigkeits- strom emulgiert, der mindestens vorwiegend aus einem flüssigen, niehtexplosiven,
aromati schen Nitrokohlenwasserstoff besteht, und das des mit dem Waschwasser emulgierten Nitrokohlenwasserstoffes zum Waschwasser so bemisst, dass das emulgierte Wasch- wasser praktisch vom flüssigen, explosiven Salpetersäureester befreit wird und dass die erhaltene Losung dieses Esters im aromati sellez Nitrokohienwasserstoff genügend ver dünnt ist, um das Ausbreiten einer Explosion wu verhindern, wonaeh man den entstandenen Emulsionsstrom sich in die wässrige Phase und die nichtwässrige Phase trennen lässt.
UNTERANSPRÜCHE 1.. Verfahren naeh Patentansprueh I, da durch gekennzeichnet, dass man die niehtwässrige Phase zur Emulgierung einer weite ren Menge verbrauchten Wasehwassers verwendet.
Process for the processing of the used washing water of explosive nitric acid esters
The present invention relates to the reprocessing of the used washing water resulting from the production of explosive nitric acid esters. rs and the utilization of the product obtained in the work-up.
In the production of liquid, explosive nitric acid esters of polyhydric alcohols, the alcohol is treated with nitrating acid, which usually consists of a mixture of nitric acid and sulfuric acid, after which the liquid nitric acid ester is separated as well as possible from the used acid misez. The precipitated liquid, explosive ester is considerably thicker than water and as a rule it appears in stages, that is to say first with water and then with dilute aqueous alkali, whereby it is stabilized.
Other aqueous streams containing liquid, explosive nitric acid esters can be added to the used wash water obtained in this way; the resulting mixture can be acidic or alkaline. The used washing water contains enough liquid explosive nitric acid ester to make it dangerous to handle. The used washing water is usually passed through a separator in which part of the undissolved liquid, explosive nitric acid ester is separated out and recovered, but the water still contains a small amount of dissolved and suspended ester, which is subsequently, especially in cold water ,
separate and lead to dangerous local build-ups.
The method according to the present invention for processing a stream of used wash water from the manufacture of liquid, explosive nitric acid esters is characterized in that this stream is emulsified with a stream of a liquid which at least predominantly consists of a liquid, non-explosive, aromatic nitro hydrocarbon, The amount of emulsified hydrocarbon is measured in such a way that the washing water is practically freed from the explosive nitric acid ester and that the resulting solution of this ester in the aromatic nitrohydrocarbon is sufficiently diluted that no detonation can occur, whereupon the resulting stream of emulsion is dispersed into the aqueous and the non-aqueous phase can be separated.
The non-aqueous phase then contains the ester dissolved in the non-explosive, aromatic nitro hydrocarbon.
The non-aqueous phase can be used to emulsify further used washing water. The non-aqueous phase that ultimately arises, if it is acidic, is expediently neutralized with dilute aqueous alkali solution.
If desired, the non-aqueous phase obtained in this way can be used for the production of explosives mixtures.
The non-explosive aromatic nitro hydrocarbon is preferably one that remains liquid at temperatures above 5 ° C.
O-nitrotoluene is preferably used, but it is also possible to use other non-explosive, liquid, aromatic nitro-hydrocarbons, e.g. B. liquid mixtures of mononitroxylenes.
The emulsification of the wash water with the flow of the liquid, non-explosive, aromatic nitro hydrocarbon can be carried out in a centrifugal pump or by means of a stream of air and the subsequent separation of the extract from the extracted wash water can take place in a stationary separator or in a centrifuge.
A solution containing equal parts by weight of nitroglycerin and o-nitrotoluene will not detonate when ignited with a 28 g (1 oz) tetryl pill, but it is advantageous to break the o-nitrotoluene circuit before this concentration of nitroglycerin is reached is. The o-nitrotoluene can, for. B. be used until it contains 10-20% of its own weight in nitroglyeerin.
The invention also relates to a device for carrying out the process for processing the used washing water, which is characterized in that it has a storage tank for the used washing water, a storage tank for the liquid, non-explosive, aromatic nitrocarbons, 1 means for emulsifying this nitrohydrocarbon with the used washing water, a separator with means for supplying the emulsion formed, a pipe for discharging the extracted wash water which is separated out and a pipe for returning the non-explosive, aromatic nitrocarbons which also separates out, to its storage tank,
for reintroduction into the circulation.
A preferred embodiment of such Vorriehtung is shown seliematiseh in the accompanying drawing. The washing water passes through the supply line 1 into the storage tank 2 and from there through the line 3, the valve 4 and the line 5 to the centrifugal pump 6. A non-explosive, aromatic nitro hydrocarbon comes from the tank 7 through the line 8, the valve 9 and the line 5 also to the centrifugal pump 6, which is emulsified with the washing water.
The emulsion passes through the line 10 into the separator 11, from which the extra-filtered washing water flows through the line 12, the valve 13 and the line 14, and the nitrohydrocarbon solution of the extract returns through the line 15, the valve 16 and the Line 17 in the tank 7 back. When the content of liquid, explosive nitric acid esters in the nitrocarbon has reached the desired level,
the solution is removed from the system through the valve 18 and the line 19 and initially aromatic nitrohydrocarbons are supplied through the valve 21 and the line 20.
The method of the invention is illustrated by the following example:
Example Wash water from a nitroglycerin factory which contains 0.35% nitroglycerin is introduced into the apparatus described above with a throughput of 11,340 kg in 8 hours. 454 kg of o-nitrotoluene are continuously circulated at such a rate that the volume of the AN'ase water to that of the o-nitrotoluene in the separator 11 has a ratio of 2: 1.
This is sufficient to practically extract the nitroglycerin from the wash water. The extracted wash water contains 0.05% nitro glycerin and the finished o-nitrotoluene solution contains 7.0 / o nitroglycerin and a small nitric acid, which is neutralized with dilute soda solution.
If desired, the additives customary for explosives can be incorporated into the neutral solution, so that one obtains, for example, the following composition:
Nitroglycerin 27.0 parts gun cotton 0.75
Ammonium nitrate 40, 45
Sodium chloride 24, 0 Eiehelselialen flour 3, 5
Tone 2, 5. o-nitrotoluene solution 1.8? PATENT CLAIM I Process for processing a stream of used wash water from the manufacture of liquid, explosive nitric acid esters, characterized in that this wash water is emulsified with a liquid stream which is at least predominantly a liquid, non-explosive,
aromatic nitro hydrocarbon, and that of the nitro hydrocarbon emulsified with the wash water to form the wash water is dimensioned so that the emulsified wash water is practically freed from the liquid, explosive nitric acid ester and that the resulting solution of this ester in the aromatic sellez nitro hydrocarbon is sufficiently diluted to The spread of an explosion would be prevented if the resulting emulsion stream can be separated into the aqueous phase and the non-aqueous phase.
SUBClaims 1 .. Method according to patent claim I, characterized in that the non-aqueous phase is used to emulsify a wider amount of used washing water.