DE1667431C3 - - Google Patents
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- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B21/00—Nitrogen; Compounds thereof
- C01B21/082—Compounds containing nitrogen and non-metals and optionally metals
- C01B21/14—Hydroxylamine; Salts thereof
- C01B21/1409—Preparation
- C01B21/1454—Preparation of hydroxylamine salts by processes not covered by one or more of groups C01B21/1418 - C01B21/1445, e.g. by conversion of one salt into another
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Description
Saures Hydroxylammoniumsulfat besitzt gemäß Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology
(1966), Band 11, Seite 494 einen Schmelzpunkt von 57° C
und disproportioniert in Gegenwart von Wasser. Ein Verfahren zur Herstellung von festem Hydroxylaminsulfat
ist in der CH-PS 2 76 139 beschrieben.
Saures Hydroxylammoniumsulfat wird beispielsweise als Reduktionsmittel oder bei der Synthese von Oximen
verwendet
Handelsübliches saures Hydroxylammoniumsulfat enthält bis zu etwa 3% Wasser und ist ein flockiger
Feststoff, der während der Lagerung zu harten Kuchen zusammenbackt. Wenn das saure Hydroxylammoniumsulfat
wegen seines Schwefelsäuregehalts in Behältern mit säurebeständigen Überzügen verpackt und transportiert
wird, ist es wegen dieses Zusammenbackens schwierig, das Material aus den säurefesten Behältern zu
entnehmen, so daß man es vielfach in kleinen Mengen in Kunststoffbeuteln verpacken muß, was aber zu erhöhten
Verpackungs- und Transportkosten führt.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe bestand somit darin, saures Hydroxylammoniumsulfat in
flüssiger oder leicht zu verflüssigender Form zu erhalten, das für den Transport in Großbehältern
geeignet ist
Das erfindungsgemäße Schwefelsäure und Wasser enthaltende saure Hydroxylammoniumsulfat besitzt
einen Kristallisationspunkt von höchstens etwa 25°C und ist dadurch gekennzeichnet, daß es 75 bis 85
Gew.-% saures Hydroxylammoniumsulfat, entsprechend 12^ bis 2,1 Gew.-°/o Schwefelsäure und als Rest
Wasser enthält
In diesem aus Wasser bestehenden Rest können
In diesem aus Wasser bestehenden Rest können
ίο natürlich irgendwelche kleineren Mengen an Verunreinigungen
enthalten sein, die während des Herstellungsverfahrens der Verbindung hineingekommen
sind.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß in den
is genannten Mengenbereichen saures Hydroxylammoniumsulfat
mit Schwefelsäure und Wasser eutektische Gemische bildet die niedrig schmelzen und somit bei
Normaltemperatur flüssig oder durch sehr geringes Erwärmen leicht verflüssigbar sind und daher in
Großbehältern, wie Tankwagen, transportiert werden können.
Bevorzugte Zusammensetzungen bestehen aus 75 bis 85 Gew.-% saurem Hydroxylammoniumsulfat, entsprechend
12,0 bis 2,8 Gew.-% Schwefelsäure und als Rest Wasser. Diese Zusammensetzungen besitzen einen
Kristallisationspunkt von höchstens 200C.
Bei einem Gehalt an saurem Hydroxylammoniumsulfat von etwa 75 Gew.-% ist der Gehalt an
Schwefelsäure vorzugsweise etwa 5,7 bis 12,5, besonders
ίο etwa 6,8 bis 12,0 Gew.-%. Liegt der Gehalt an saurem
Hydroxylammoniumsulfat bei etwa 80 Gew.-%, dann liegt der Schwefelsäuregehall zweckmäßig bei etwa 3,7
bis 8,1, Vorzug,-weise bei etwa 4,4 bis 7,5 Gew.-u/o. 1st der
Gehalt an saurem Hydroxylammoniumsulfat aber etwa
ii 82,5 Gew.-%, so liegt der Gehalt an Schwefelsäure
vorzugsweise bei etwa 3,0 bis 7,3, besonders bei etwa 3,7 bis 6,6 Gew-%. Liegt schließlich der Gehalt an saurem
Hydroxylammoniumsulfat in dieser Zusammensetzung bei etwa 85 Gew.-%, dann ist der Gehalt an
mi Schwefelsäure vorzugsweise etwa 2,1 bis 6,2, besonders
etwa 2,8 bis 5,5 Gew.-°/o.
In der folgenden Tabelle sind die bevorzugten Zusammensetzungen für handelsübliches und für reines
saures Hydroxylammoniumsulfat angegeben.
Kristallisalionstcmpcratur | Cicw.-% | M2O, | Ciew.-% | höchstens 25 C | Cicw.-% | H2O, | Cicw.-% | |
höchstens 20 C | Max. | Min. | Max. | H2SO4,' | Max. | Min. | Max. | |
H2SO4, | Min. | |||||||
Min. | 12,0 | 13,0 | 17,8 | 12,5 | 12,5 | 18,4 | ||
Handelsübliches saures Hydroxylammoniumsulfat |
7,5 | 12,5 | 14,5 | 6,6 | 8,1 | 11,9 | 15,5 | |
75,0 Gew.-% | 7,2 | 6,6 | 10,9 | 12,5 | 4,5 | 7,3 | 10,2 | 13,3 |
80,0 Gew.-Vo | 5,5 | 5,5 | 11,8 | 9,5 | 4,2 | 6,2 | 8,8 | 12,2 |
82,5 Gcw.-% | 5,0 | 2,8 | ||||||
85,0 Gew.-% | 3,2 | 10,9 | 14,1 | 18,2 | 11,7 | 13,3 | 19,3 | |
Reines saures Hydroxyl ammoniumsulfat |
6,3 | 13,7 | 15,6 | 5,7 | 7,8 | 12,2 | 16,3 | |
75,0 Gew.-% | 6,8 | 5,1 | 12,4 | 13,8 | 3,7 | 6,4 | 11,1 | 14,5 |
80,0 Gew.-% | 4,4 | 3,4 | 11,6 | 12,2 | 3,0 | 4,4 | 10,6 | 12,9 |
82,5 Gew.-% | 3,7 | 2,1 | ||||||
85.0 Gew.-% | 2,8 |
Das saure Hydroxylammoniumsulfat läßt sich in bekannter Weise herstellen, wonach dann, wenn
erforderlich, der Schwefelsäuregehalt und Wassergehalt auf die angegebenen Bereiche eingestellt werden. Dies
kann so erfolgen, daß man eine vorbestimmte Menge des sauren Hydroxylammoniumsulfates in einen geeigneten
Behälter, wie einen rostfreien Stahlbehälter mit einem rostfreien Stahlrührer, gibt Die errechnete
Menge an Wasser und Schwefelsäure wird dann zugesetzt, worauf gerührt wird, bis man eine homogene
Lösung erhält Dabei entwickelt sich etwas Wärme, doch kann das Gemisch auch noch zusätzlich erwärmt
werden, um die Bildung der Lösung zu beschleunigen. Die Temperatur des Gemisches wird dann zweckmäßig
auf etwa 6O0C herabgesetzt, worauf das Gemisch für r>
den Transport in einen Tankwagen oder dergleichen eingefüllt wird.
Wenn zwischendurch das Gemisch abgekühlt wurde oder wenn Außentemperaturen während des Transportes
unterhalb der Kristallisationstemperatur erwartet werden, wird die Temperatur des Gemisches vor
dem Abtransport zweckmäßig auf etwa 50 bis 60° C gesteigert.
Die dabei verwendete Schwefelsäure ist zweckmäßig solche von handelsüblicher Reinheit mit einem :>
Schwefelsäuregehalt von etwa 95%. Das verwendete Wasser ist zweckmäßig solches hoher Qualität mit
einem Minimum an Rückstand. Beispiele hierfür sind entionisiertes Wasser, Wasserdampfkondensat und
destilliertes Wasser.
Das in diesem Beispiel verwendete saure Hydroxylammoniumsulfat mit handelsüblichem Reinheitsgrad
besaß die folgende Zusammensetzung: r>
Saures Hydroxylammoniumsulfat 92,2 Gew.-%
freie Schwefelsäure 4,5 Gew.-%
Wasser 2,7 Gew.-% organische Säure (wie
Propionsäure) 0,16Gew.-%
Hieraus wurde eine Reihe von Zusammensetzungen bereitet, die eine konstante Konzentration an saurem
Hydroxylammoniumsulfat von 85 Gew.-% und einen Schwefelsäuregehalt von 0,45 bis 11,55 Gew.-% π
besaßen. Der Rest der Zusammensetzungen bestand aus Wasser und den in dem Hydroxylammoniumsulfat
vorhandenen kleinen Mengen an Verunreinigungen.
Wegen des anfänglichen Schwefelsäuregehaltes mußte etwas gereinigtes Hydroxylammoniumsulfat züge- w
setzt werden, um einen Teil der Schwefelsäure in den Zusammensetzungen 1 bis 3 zu neutralisieren. Diese
Zusammensetzungen wurden folgendermaßen bereitet:
Saures ilydroxylammoniumsuirat
Gereinigtes
llydroxyl-
ammoniumsulfat
Wasser
1 | 50 g | 3,82 g | 7,83 g |
2 | 50 g | 1,67 g | 5,94 g |
3 | 50 g | 0,84 g | 5,2 g |
ho
Die Kristallisationstemperaturen der Zusammensetzungen waren folgende (die Zahlen in den Klammern
sind extrapolierte Werte, die man erhielt, wenn man die Kristallisationstemperatur gegen den Schwefelsäuregehalt
graphisch auftrug):
Zusammen- Schwefel- Wasser Kristallisationssetzung Nr. säure temperatur
Gew.-% Gew.-% C"
1 | 0,4 | 14,6 | 37,5 |
2 | 2,7 | 12,3 | 25,5 |
3 | (3,2) | (11,8) | (20,0) |
4 | 3,6 | 11,3 | 15,0 |
5 | (4,5) | (10,5) | (S 10,2) |
6 | 5,0 | 10,0 | 16,5 |
7 | (5,5) | (9,5) | (20,0) |
8 | (6,2) | (8,8) | (25,0) |
9 | 7,4 | 7,6 | 34 |
10 | 11,6 | 3,4 | 53 |
Die Lösungen mit einsm Schwefelsäuregehalt im
Bereich von etwa 2,3 bis 6,2 Gew.-% und einem entsprechenden Wassergehalt von etwa 12,2 bis 8,8
Gew.-% besaßen Kristallisationstemperaturen von höchstens 25° C und erwiesen sich als geeignet für die
Verschickung in Tankwagen. Zusammensetzungen mit etwa 3,2 bis 5,5 Gew.-% Schwefelsäure und einem
entsprechenden Wassergehalt von etwa 11,8 bis 9,5 Gew.-% besaßen Kristallisationstemperaturen von
höchstens 20° C und erwiesen sich als besonders brauchbar für den Versand bei kaltem Wetter.
Unter Verwendung der gleichen Menge und Qualität an saurem Hydroxylammoniumsulfat wie in Beispiel 1
wurde eine andere Reihe von Zusammensetzungen mit einer Konzentration von 82,5 Gew.-% saurem Hydroxylammoniumsulfat
bereitet. Die Kristallisationstemperaturen waren folgende:
Zusammen- Schwefel- Wasser Kristallisations-
sctzung Nr. säure temperatur
Gcw.-% Gew.-% C
2,6 | 14,9 | 34,5 |
(4,2) | (13,3) | (25,0) |
4,5 | 13,0 | 23,0 |
(5,0) | (12,5) | (20,0) |
6,0 | 11,5 | > 13,5 |
(6,6) | (10,9) | (20,0) |
(7,3) | (10,2) | (25,0) |
8,0 | 9,5 | 33,5 |
Die Zusammensetzungen mit Schwefelsäuregehalt im Bereich von etwa 4,2 bis 7,3 Gew.-% und einem
entsprechenden Wassergehalt von etwa 13,3 bis 10,2 Gew.-% besaßen Kristallisationstemperaturen von
höchstens 25°C und erwiesen sich als geeignet für den Versand in Tankwagen. Zusammensetzungen mit etwa
5,0 bis 6,6 Gew.-% Schwefelsäure und einem entsprechenden Wassergehalt von etwa 12,5 bis 10,9 Gew.-%
besaßen Kristallisationstemperaturen von höchstens 20°C und erwiesen sich als besonders brauchbar für den
Versand bei kaltem Wetter.
Das Beispiel 2 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß die Konzentration an saurem Hydroxylammonium-
<· Ifat 80 Gew.-°/o betrug. Wie in Beispiel 1 wurden die
Zusammensetzungen Nr. 1 und 2 durch Zugabe von
3,8 g Hydroxylammoniumsulfat und 11,68 g Wasser bzw.
von 0,84 g Hydroxylammoniumsulfat und 8,70 g Wasser zu je 50 g saurem Hydroxylammoniumsulfat bereitet.
Die Zusammensetzungen 3 bis 6 wurden durch Zugabe von Schwefelsäure und Wasser zu dem sauren
Hydroxylammoniumsulfat erhalten.
Zusammen | Schwefel | Wasser | KristaUisations· |
setzung Nr. | säure | temperatur | |
Gew.-% | üew.-% | C | |
1 | 0,4 | 19,6 | 44,5 |
2 | 3,4 | 16,6 | 32,5 |
3 | (4,5) | (15,5) | (25,0) |
4 | (5,5) | (14,5) | (20,0) |
5 | 6,0 | 14,0 | 14,5 |
6 | 7,0 | 13,0 | > 11,0 |
7 | (7,5) | (12,5) | (20,0) |
8 | 8,0 | 12,0 | 24,0 |
9 | (8,1) | (11,9) | (25,0) |
10 | 10,9 | 9,1 | 27,0 |
Die Zusammensetzungen mit einem Schwefelsäuregehalt von etwa 4,5 bis 8,1 Gew.-% und einem >-,
entsprechenden Wassergehalt von etwa 15,5 bis 11,9 Gew.-% besaßen Kristallisationstemperaturen von
höchstens 25° C, die mit etwa 5,5 bis 7,5 Gew.-% Schwefelsäure und einem entsprechenden Wassergehalt
von etwa 14,5 bis 12,5 Gew.-% Kristaüisations- in
temperaturen von höchstens 200C.
Beispiel 2 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß die Konzentration des sauren Hydroxylammonium- r,
sulfats auf 75 Gew.-°/o eingestellt wurde. Wie in Beispiel 1 wurden die Zusammensetzungen Nr. 1 und 2
folgendermaßen bereitet:
Nr. Saures Hydroxyl- Gereinigtes Wasser ■*»
ammoniumsulfat Hydroxylammoniumsulfat
50 g
50 g
50 g
3,82 g
0,84 g
0,84 g
16,08 g 12,67 g
Zusammensetzung Nr.
Schwefelsäure
Gew.-%
Wasser
Gew.-%
Kristallisationstemperatur
0,4 | 24,6 | 46,0 |
3,2 | 21,8 | 39,0 |
6,0 | 19,0 | 27,5 |
6,6 | 18,4 | 25,0 |
(7,2) | (17,8) | (20,0) |
8,0 | 17,0 | 16,5 |
(9,3) | (15,7) | (^9,6) |
10,2 | '4,8 | 12,5 |
12,0 | 13,0 | 20,0 |
(12,5) | (12,5) | (25,0) |
(13,0) | 12,0 | 31,0 |
14,0 | 11,0 | 35,0 |
Gew.-% besaßen Kristallisationstemperaturen von höchstens 25°C, die mit etwa 7,2 bis 12,0 Gew.-%
Schwefelsäure und einem entsprechenden Wassergehalt von etwa 17,8 bis 13,0 Gew.-% hatten
Kristallisationstemperaturen von höchstens 20° C.
Eine Zusammensetzung von relativ reinem saurem Hydroxylammoniumsulfat, Schwefelsäure und Wasser
wurde durch Suspendieren von 1 Mol (164 g) neutralem Hydroxylammoniumsulfat in etwa 25 ml Wasser und
Zugabe von 1 Mol 95%iger Schwefelsäure (103 g) bereitet, wobei man eine etwa 90gew.-%ige Lösung von
saurem Hydroxylammoniumsulfat erhielt. Die Temperatur wurde auf 50 bis 600C gehalten, um eine
Kristallisation zu verhindern.
Dann wurde eine Reihe von Zusammensetzungen bereitet, von denen jede eine Konzentration von 85
Gew.-% des sauren Hydroxylammoniumsulfats und einen Gehalt an freier Schwefelsäure von 2,1 bis 10,4
Gew.-% besaß, wobei der Rest aus Wasser bestand.
Zusammen- Schwefel- Wasser Kristallisations-
setzung Nr. säure temperatur
Gew.-% Gew.-% C
Die Zusammensetzungen mit einem Schwefelsäuregehalt von etwa 6,6 bis 12,5 Gew.-°/o und einem
entsprechenden Wassergehalt von etwa 18,4 bis 12,5
M) 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
2
3
4
5
6
7
8
9
10
2,1
2,6
2,6
(2,8)
3,0
3,0
(3,1)
(3,4)
3,5
3,8
3,5
3,8
(4,4)
4,6
12,9 | 25,0 |
12,4 | 21,9 |
(12,2) | (20,0) |
12,0 | 18,8 |
(11,9) | (=18,5) |
(11,6) | (20,0) |
11,5 | 20,5 |
11,2 | 22,1 |
(10,6) | 25,0 |
10,4 | 25,9 |
Die Zusammensetzungen mit einem Schwefelsäuregehalt von etwa 2,1 bis 4,4 Gew.-% und einem
entsprechenden Wassergehalt von etwa 12,9 bis 10,6 Gew.-% besaßen eine Kristallisationstemperatur von
höchstens 25°C, die mit etwa 2,8 bis 3,4 Gew.-% Schwefelsäure und einem entsprechenden Wassergehalt
von etwa 12,2 bis 11,6 Gew.-% besaßen Kristallisationstemperaturen von höchstens 200C.
Gemäß dem Verfahren von Beispiel 5 wurden sechs Zusammensetzungen bereitet, von denen jede eine
Konzentration von 82,5 Gew.-% des relativ reinen sauren Hydroxylammoniumsulfats und einen Gehalt an
freier Schwefelsäure von 3 bis 6,5 Gew.-% besaß, wobei der Rest aus Wasser bestand.
Zusammen- Schwefel- Wasser Kristallisationssetzung Nr. säure temperatur
Gew.-% Gew.-% C
3,0
3,5
(3,7)
(4,2)
(5,1)
5,5
6,0
(6,4)
6,5
14,5 | 25,0 |
14,0 | 21,5 |
(13,8) | (20,0) |
(13,3) | (2=16,5) |
12,4 | (20,0) |
12,0 | 20,5 |
11,5 | 24,0 |
11,1 | (25,0) |
11,0 | 26,8 |
Die Zusammensetzungen mit einem Schwefelsäuregehalt von etwa 3,0 bis 6,4 Gew.-% und einem
entsprechenden Wassergehalt von etwa 14,5 bis 11,1 Gew.-% besaßen Kristallisationstemperaturen von
höchstens 25° C, die mit etwa 3,7 bis 5,1 Gew.-% Schwefelsäure und einem entsprechenden Wassergehalt
von etwa 13,8 bis 12,4 Gew.-^o besaßen Kristallisationstemperaturen von höchstens 20°C.
Gemäß Beispiel 5 wurden sechs Zusammensetzungen bereitet, von denen jede eine Konzentration von 80
Gew.-% an relativ reinem saurem Hydroxylammoniumsulfat und einen Gehalt an freier Schwefelsäure von 3,5
bis ο Gew.-% besaß, wobei der Rest aus Wasser bestand.
Zusammen | Schwefel | Wasser | Kristallisations |
setzung Nr. | säure | temperatur | |
Gew.-% | Gew.-% | C |
3,5
(3,7)
(3,7)
4,0
(4,4)
(5,0)
(6,3)
(4,4)
(5,0)
(6,3)
7,5
(7,8)
(7,8)
8,0
16,5
(16,3)
(16,3)
16,0
(15,6)
(15,0)
(13,7)
(15,6)
(15,0)
(13,7)
12,5
(12,2)
(12,2)
12,0
26,0 (25,0)
22,0
(20,0)
(2=15,6)
(20,0)
23,9 (25,0)
25,5
Die Zusammensetzungen mit einem Schwefelsäuregehalt von etwa 3,7 bis 7,8 Gew.-% und einem
entsprechenden Wassergehalt von etwa 16,3 bis 12,2 Gew.-% besaßen Kristallisationstemperaturen von
höchstens 25° C, die mit etwa 4,4 bis 63 Gew.-%
Schwefelsäure und einem entsprechenden Wasser gehalt von etwa 15,6 bis 13,7 Gew.-% besäße
Kristallisationstemperaturen von höchstens etwa 200C.
Gemäß Beispiel 5 wurden sechs Zusammensetzung^ bereitet, von denen jede eine Konzentration von saurer
Hydroxylammoniumsulfat von 75 Gew.-% und eine: Gehalt an freier Schwefelsäure von 4 bis 14 Gew.-0/
besaß, wobei der Rest aus Wasser bestand.
Zusammen- Schwefel- Wasser Kristallisationssetzung Nr. säure temperatur
Gew.-% Gew.-% "C
4,0
(5,7)
(5,7)
6,0
(6,8)
(6,8)
8,0
(9,0)
10,0
(10,9)
(11,7)
12,0
14,0
21,0
(19,3)
(19,3)
19,0
(18,2)
(18,2)
17,0
(16,0)
(16,0)
15,0
(14,1) (13,3)
(14,1) (13,3)
13,0
11,0
33,0 (25,0)
23,6 (20,0)
14,6 (=10,5)
14,0 (20,0) (25,0)
26,8
35,0
Die Zusammensetzungen mit einem Schwefelsäuregehalt von etwa 5,7 bis 11,7 Gew.-% und einerr
entsprechenden Wassergehalt von etwa 193 bis 13,2
Gew.-% besaßen Kristallisationstemperaturen vor höchstens 25°C, die mit etwa 103 bis 6,8 Gew.-°/c
Schwefelsäure und einem entsprechenden Wassergehalt von etwa 14,1 bis 18,2 Gew.-% besaßer
Kristallisationstemperaturen von höchstens 200C.
Claims (2)
1. Schwefelsäure und Wasser enthaltendes saures Hydroxylammoniumsulfat mit einem Kristallisationspunkt
von höchjiens etwa 25°C, dadurch
gekennzeichnet, daß es 75 bis 85 Gew.-% saures Hydroxylammoniumsulfat, entsprechend 12,5
bis 2,1 Gew.-% Schwefelsäure und als Rest Wasser enthält
2. Saures Hydroxylammoniumsulfat nach Anspruch 1 mit einem Kristallisationspunkt von
höchstens etwa 20° C, dadurch gekennzeichnet, daß es 75 bis 85 Gew.-% saures Hydroxylammoniumsulfat,
entsprechend 12,0 bis 2,8 Gew.-% Schwefelsäure und als Rest Wasser enthält.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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---|---|
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ID=24362603
Family Applications (1)
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-
1967
- 1967-09-19 GB GB42602/67A patent/GB1149810A/en not_active Expired
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Also Published As
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---|---|
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GB1149810A (en) | 1969-04-23 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OGA | New person/name/address of the applicant | ||
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |