DE1073455B

DE1073455B - Verfahren zur Herstellung von Salpetersäure

Info

Publication number: DE1073455B
Application number: DENDAT1073455D
Authority: DE
Inventors: Plainevaux und Jean Joseph Lambert Eugene Riga Grivegnee Frederic Fra^ois Albert Braconier (Belgien)
Original assignee: Societe Beige de l'Azote et des Produits Chimiques du Marly Societe Anonyme, Lüttich (Belgien)
Priority date: 1955-11-23
Publication date: 1960-01-21
Also published as: CH356113A; FR1160227A; GB808234A; BE543041A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft Verbesserungen für Verfahren zur Herstellung von Salpetersäure durch katalytische Verbrennung von Ammoniak. Sie eignet sich insbesondere für die speziellen Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen sowohl die Verbrennung des S Ammoniaks als auch die Oxydation und Absorption der nitrosen Gase unter überatmosphärischem Druck erfolgen.

Es ist bekannt, daß unter diesen Bedingungen die Verbrennung des Ammoniaks unter Druck in bezug auf das festzulegende Kapital wirtschaftlich besonders vorteilhaft ist, infolge der verminderten Abmessungen der Brenner, der zu verwendenden geringeren Mengen an Platin, der Möglichkeit, Turbokompressoren aus gewöhnlichem Stahl zu gebrauchen usw. In Beziehung auf die Verbrennung bei atmosphärischem Druck, auf die eine Oxydation und Absorption der nitrosen Gase unter Druck folgen, bringt sie jedoch den Nachteil mit sich, daß nach der Kondensation des Wassers, das sich gleichzeitig neben den Stickoxyden bei der Verbrennung des Ammoniaks bildet, eine Verarmung der Verbrennungsgase an Stickoxyden eintritt. Diese Verarmung ist die Folge einer größeren durch den Druck bewirkten Oxydationsgeschwindigkeit des Stickstoffmonoxydes NO in Stickstoffdioxyd NO₂ ebenso wie einer stärkeren Absorption der nitrosen Gase in dem unter der Druckeinwirkung kondensierten Wasser. Der mit dem Absorptionsraum der konzentrierten Säure sich im Gleichgewicht befindliche geringere Gehalt an N O und N O₂ erlaubt dann gegenüber der Verbrennung bei atmosphärischem Druck bei gleichen Bedingungen die Herstellung einer weniger konzentrierten Säure. Das Kondensationswasser, dessen Gewicht etwa das lV2fache des eingesetzten Ammoniaks beträgt, enthält tatsächlich etwa 20%· Salpetersäure, während bei der Verbrennung von Ammoniak unter atmosphärischem Druck dieser Gehalt kaum 2 bis 3% übersteigt, was einerseits die Zusammensetzung der Verbrennungsgase nicht merklich verändert und es andererseits ohne weiteres ermöglicht, diese schwache Säure als Absorptionsmedium für die nitrosen Gase zur Herstellung einer konzentrierten Säure in der Absorptionsvorrichtung zu verwenden.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Salpetersäure durch katalytische Verbrennung von Ammoniak unter Druck sowie Oxydation und Absorption der entstandenen nitrosen Gase unter Druck ist nun dadurch gekennzeichnet, daß man, um in der ersten Absorptionsstufe der nitrosen Gase eine Salpetersäure von erhöhter Konzentration zu erhalten, die Kondensation des Reaktionswassers der Verbrennungsgase des Ammoniaks in einem vorgeschalteten, möglichst kleinen Rieselturm durchführt, der mit verdünnter und kalter Salpetersäure berieselt wird, mit Verfahren zur Herstellung
von Salpetersäure

Anmelder:

Societe Beige de Γ Azote

et des Produits Chimiques

du Marly Societe Anonyme,

Lüttich (Belgien)

Vertreter: Dr. W. Schalk, Dipl.-Ing. P. Wirth,

Dipl.-Ing. G. E. M. Dannenberg

und Dr. V. Schmied-Kowarzik, Patentanwälte,

Frankfurt/M., Große Eschenheimer Str. 39

Beanspruchte Priorität:
Belgien vom 23, November 1955

Frederic Francois Albert Braconier, Plainevaux,
und Jean Joseph Lambert Eugene Riga, Grivegnee

(Belgien),,
sind als Erfinder genannt worden

der Maßgabe, daß die Konzentration der Salpetersäure so bemessen wird, daß nur Wasser, nicht aber Stickoxyde absorbiert werden, und daß man die Salpetersäure, in der sich die Kondensation des Wassers vollzogen hat, als Absorptionsmedium für die Stickoxyde in einer entsprechenden Stufe der Absorptionseinrichtung verwendet.

Die Kondensation des Reaktionswassers wird in einem Rieselturm oder -kolonne möglichst kleinen Volumens, vom Typ eines »scrubber«, bewirkt, welche man mit kalter Salpetersäure berieselt, die von einer der Absorptionsstufen für die nitrosen Gase abgezogen wird. In diesem »scrubber«, der also den gewöhnlichen, rohrförmigen Austauschkondensator ersetzt, wird das Wasser der Verbrennungsgase kondensiert und werden die letzteren durch eine Lösung kalter Salpetersäure von mittlerer Konzentration gekühlt und gewaschen, derart, daß auf Grund des mittleren Oxydationsgrades der nitrosen Gase sowie der durch die Kondensation des Wassers bewirkten Verdünnung der dem »scrubber« zugeführten Säure die Absorption der Stickoxyde aufhört oder sich sogar auf Grund

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einer Verschiebung des chemischen Gleichgewichtes, durch teilweise Zersetzung der verwendeten salpetersauren Lösung, Stickoxyde bilden.

Die den »scrubber« verlassenden Gase, die an Stickoxyden nicht verarmt oder an diesen sogar angereichert sind, werden nun in die Oxydations- und Absorptionsvorrichtung geführt, wo sie dank des erhöhten Partialdruckes der sie mitführenden nitrosen Gase es erlauben, im ersten Absorber eine Säure zu erhalten, die in ihrer Konzentration einer Säure, die unter vergleichbaren Bedingungen bei der Ammoniakverbrennung bei atmosphärischem Druck erhalten würde, gleich oder sogar überlegen ist.

Die Absorptionsstufe, wo die zur Berieselung des »scrubber« verwendete salpetersaure Lösung abgezogen werden muß, soll in Abhängigkeit von der Eintrittskonzentration der Säure in den »scrubber« gewählt werden, und zwar so, daß in diesem entweder keine Absorption oder auf Kosten der abgezogenen Säurelösung eine Entwicklung von nitrosen Gasen eintritt.

Die entstehende Säurelösung, die durch die Kondensation des Wasser erhitzt und verdünnt wurde, wird vom »scrubber« abgezogen und nach Durchgang durch einen Kühler in die Absorptionseinrichtung in einen ihrer Konzentration entsprechenden Absorber zurückgeführt.

Wie bereits ausgeführt, ist es erfindungsgemäß möglich, am Beginn der Absorptionseinrichtung eine Säure zu erhalten, deren Konzentration wenigstens gleich oder sogar höher ist als die einer Säure, die durch Verbrennung von Ammoniak bei atmosphärischem Druck sowie Oxydation und Absorption bei überatmosphärischem Druck erhalten wird.

Es ist bekannt, die aus der Verbrennung von Ammoniak erhaltenen Gase ohne Druck abzukühlen, wobei eine 2%ige Salpetersäure entsteht. Die so erhaltenen vorgetrockneten Gase werden dann z. B. mit Salpetersäure getrocknet, wobei eine Absorption der Stickoxyde vermieden wird. Anschließend wird unter Druck oxydiert und in konzentrierter Salpetersäure absorbiert. Die verbleibenden Restgase werden mit der genannten 2°/oigen Salpetersäure behandelt, wodurch eine 30%ige Säure entsteht, die dann in die Oxydation und Absorption des Stickstoffdioxyds zurückgeführt wird.

Erfindungsgemäß wird die Wasserabscheidung im Gegensatz hierzu unter Druck durchgeführt, wobei jedoch die oben beschriebenen, sonst bei solchen Verfahren auftretenden Nachteile beseitigt werden. Ein weiterer Unterschied gegenüber dem bekannten Verfahren, bei dem dann das vorgetrocknete Gas bei normalem Druck mit Salpetersäure in Berührung gebracht wird, besteht darin, daß erfindungsgemäß die nicht vorgetrockneten Gase unter Druck mit Salpetersäure in Berührung gebracht werden. Erfindungsgemäß muß die Absorption des Wassers auch möglichst schnell erfolgen, damit sich nicht größere Mengen an Stickoxyden lösen, wahrend im bekannten Verfahren die Entfernung des Wassers etappenweise erfolgt.

In einem anderen bekannten Verfahren erfolgt die Entwässerung der Verbrennttngsgase bei normalem Druck durch Kondensation und ist mit einer Absorption von Stickstoffdioxyd begleitet. Auch dieses Verfahren ist vom vorliegenden Verfahren, bei dem die Absorption des Wassers in Salpetersäure unter Druck erfolgt, verschieden.

Claims

PATENTANSPRUCH:

Verbesserung des Verfahrens zur Herstellung von Salpetersäure durch katalytische Verbrennung von Ammoniak unter Druck sowie Oxydation und Absorption der entstandenen nitrosen Gase unter Druck, dadurch gekennzeichnet, daß man, um in der ersten Absorptionsstufe der nitrosen Gase eine Salpetersäure von erhöhter Konzentration zu erhalten, die Kondensation des Reaktionswassers der Verbrennungsgase des Ammoniaks in einem vorgeschalteten, möglichst kleinen Rieselturm durchführt, der mit verdünnter und kalter Salpetersäure berieselt wird, mit der Maßgabe, daß die Konzentration der Salpetersäure so bemessen wird, daß nur Wasser, nicht aber Stickoxyde absorbiert werden, und daß man die Salpetersäure, in der sich die Kondensation des Wassers vollzogen hat, als Absorptionsmedium für die Stickoxyde in einer entsprechenden Stufe der Absorptionseinrichtung verwendet.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 855 843;
USA.-Patentschrift Nr. 1 991 452.

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