DE1916814C - Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung von Salpetersaure ver schiedener Konzentrationen - Google Patents

Description

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... \|_1sorptions-Kolonne 3 findet im Die Schwachsäure wird erfindungsgeinäß mit dem einer Oxyüaüons-, > _{dcs er}f.,_rdcrlichen Ox\- Inertgas (Restgas der Anlage) bei Temperaturen ^untcrcn , , ,, _wübei die entstehende Wärme oberhalb 40° C zur Aufnahme zusätzlichen Wassers dattonsgrades staiι _rdncle Kühlschlangen ab-

in Berührung gebracht. Die günstigen Partialdruck- durch ^{aut b}'^cn, _iultf_ren Teil der Kolonne wird Verhältnisse über wäßriger Salpetersäure im in Frage 5 gefuhrt wird, im . ^ ^ _siebböllcn säure

kommenden Konzentrationsbereich führen dazu, daß durch chemiseni. ι ^ ^ , _abgezogcne Ko:-

fast ausschließlich Wasser und praktisch keine Säure von 55'/o gem uci, ^^ _Q^ werden hierbei die verdampft. Das Restgas, welches bei tiefer Tempera- densat angesetzt. w -^ _benötigten Stickstoll lur mit Hoko in der Absorptionskolonne in Kontakt fur die Schwacrtsu ^^ ^.^ _{für dje nach}

war, besitzt nur einen sehr geringen Wasserdampf- ίο oxide ^ent"°'™7_{üdükliün im} Gas. In einer Empartialdruck, welcher unter 0,2 mm Hg liegt. Durch folgende "°^P^r" . . _die gebildete Säure von den m Inberührungbringen dieses Gases mit Schwachsäure g^asunß^skolonn^7₁.:' Stickstoffoxiden befreit durch wird dieser durch Verdunstung Wasser entzogen. ihr noch enma.u. ^ ^ _Ja] ^ _cntgasRli

Diese Wassermenge ist um so größer, je höher die ^Zufulirun.⁸.^V°J,r Anreicherung des Restgases mn Temperatur ist. Bei 40 ' C beträgt der Wasserdampf- x₅ Saure wird zur a ^

partialdruck im Gas über einer Säure von 50«/« Wasserdampf in^n W ^b _{3 |indcl d}ic vollsta..

25 mm Hg. Eine Gasmenge von etwa 10000 nV kann Im obe cn 1 ui ü ^ belindliclic.i Su,

somit etwa 260 kg Wasser aufnehmen. Diese Menge dige Oxidation _dcs ⁿ _är._iiiaustausi;hcr 20 «lid _i:, wird also dem Prozeß entzogen. Angenommen der oxids statt In e _abstIö_menden kalten R^

Schwachsäureanteil fällt als 60«Oige Säure an, dann *o Reaktionsgas aurc _{cf 5 wdcher nlIt} Kai;

läßt sich der Anteil der Hob -roduktion damit von gase vorgekunit, u ^^ ^ _WC:?crcn Kühlui,

57 auf 71 °/o erhöhen. Die Anreicherung des Gases sole beautscmagi . ^^ Säurekondensat aus mit Wasserdampf kann z. B. in einer Füllkörper- ^s Gases HiLroti . _{datjonsltfil der} Kolonne .-schicht oder auf Böden erfolgen. Die Erwärmung auf welches ebenso m Hokoherstellung in eine;

über 40 C geschieht durch das Gas oder durch die ₂₅ gebildete Kondensat ^ _Ko,_{()nRe 6 WCI}

Säure, welche ihrerseits durch z. B. das abzukühlende Autok ^n 12 g 1g _{mit Hok dic} ,,

Tetroxid vorne;.

^W!lSne^Wändere Möglichkeit zur Entfernung des Was- ausgewaschen^ Dieses ^^"^S^gcndc Kühl se rs Hegt erfindungsgemäß in einer Abtrennung von 30 welche ge kühl *^L Kältesole wird d,

Wasser aus im Prozeß anfallenden Schwachsauren «Mangen Du^ t«· _{so einge},_lellt, du

durch Rektifikation. Die Konzentration der Schwach- Tcm^Wt^au _{haU im} Erdgas erre.cn

säure kann hierdurch bis auf maximal 6/ ., ^ ^ⁿ _d^₀^_nne Erlassene Gas ist prakuse, (azeotropes Gemisch) gesteigert werden. Der Rekti- «ird. Das d,e ^oi ^ _{2Q0 ppm)} „ _d

fikation kann sowohl das Schwachsäurekondensa aus 35 f^re^"" ^"S \ vorgewärmt. Bn c· χ erlaßt der Ku' lstufe als auch das Schwachsaureprodi.kt rus ,m Apparat zu un b^^ _unJ ·_{η cuK},_{r fia}.

der Stufe der chemischen Absorption unterworfen die Anlagt um^ ^ ^ _TcXwxid any,-

werden. Im Sumpf der beheizten Rektifizierkolonne turbine entspannt m * _{6 w}._{fd nach Vo}

sammelt sich das Schwachsäureprodukt an. Am Kopf reicherte Hoko aus dc ^ ^ _Bleichkolonne

der Kolonne sammelt sich Wasserdampf an, welcher 40 warmungiⁿ «"«"} ^PP _et_ _{Das abgctnc}he_;ie

kondensiert wird. Ein Teil des Kondensats w.rd wie m, ^.J^^urchlaufen eines Rückflußkul,-üblichBls Rücklauf benutzt. . 7« ?0 in einem Kühler 11 verflüssigt und dann /u-

Ferner wird vorgeschlagen, daß ein Te₁I der lers lfl ine ntm ^ _{e aus dcr} Kolonne 3 m

Schwachsäure aus der Stufe der chemischen Absorp- sammen m t der Ser. ^ ^ _{dwch Zu(uh}.

tion zur Bildung der hochkonzentnerten Saure be- 45 den Autokl^lZ j ^ ^ ^. ^^ _p ^m%™L^ Möglichkeit besteht darin, daß ein 50 ^hochkonzentriert Salpetersäiirc^ko^ ^

Äere Möglichkeit besteht darin, daß em 50 L *^^J^^^ im Teil der Schwachsäure aus der Kondensat.onsstufe det. Die gMUkje Sau . _u

zur Bildung der hochkonzentrierten Saure benutzt übersch^ejUha«,. ^ _ß ,„,„ ₈ ,^, ^.

^WiSe Zeichnung zeigt beispielhaft das Verfahren. sic^ jm Sumjf -Jsa-c.U.· ajnc H; ^

In diesem Falle soll eine hochkonzentrierte Saure nach Kühlung ^. ^.^^^ Teilweise w,nl

von 99·/. und eine Schwachsäure von 60"/,, im Ver- ^,^^¹^,,,. _nach Vorkühlung im Kühler? w.c-

hältnis 1:1-2 hergestellt werden ₀ ς -_tn « d.-r in die Kolonne 6 geleitet.

Bei α treten die unter e.nem Druck von 9 5 ata 55 d.._ir die κ b ablaufende Sclnvach.aure

stehenden Gase aus der ΝΗ,-Vcrbiennung ein η Die us^ 0 ^^ _wjrd .„ _{ei Ko}.

einem Apparat I wird das Reakt.onsgas abgekühlt, mit einer Konzern _{l6 einem Rckllfika}.

während andererseits das Restgas auf etwa 70 C er- lonneΊ5i mit ^n _{Um dic TcmperalurC}n in

wärmt wird. Bei diesem Wärmeaustausch wird das ^ll°ⁿ^ ^ J₀J₁-_{g zu} halten, wird die Rektifikation

Restgas gleichzeitig mit Schwachsäure m Berührung 60 der Kolonn ni^ _z„ _{dicsom Zwcck ist} e.ne

gebrachtfso daP. sich hierbei das Restgas mit Wasser- unter Vakuum g _{FntlufUing bci} ,/ vorgesehen.

dampf weitgehend sättigt. Dieses geschieht im vorhe- Vakuumpumpe _{f wir(1 im Ruck}fl_uß-

genden Fall in den Rohren des Wärmeaustauschers Der ab«pt ebene I^ ._{n dncm}

S'äÄtiÄÄ SSEaS:: ^ Αϊ

etwa 35"/üige Säure bildet, welche abgezogen wird. In Reitet.

Üie'rzuTßTatfZeichnungen

Claims (5)

1 2 Patentansprüche: Schsvachsäure abgezogen wird. Dieses Verfahren ver-

1. Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung von langt einen hohen apparativen Aufwand, weil die Salpetersäure verschiedener Konzentrationen, ins- NH.,-Verbrennung praktisch drucklos durchgeführt besondere von Konzentrationen unter 75% wird, da sonst das zur Aufrechterhaltung der Wasser-(Schwachsäure) und von etwa 98% (hochkonzen- 5 bilanz zu entfernende Wasser zu viel Salpetersäure trierte Säure), aus Gasen der NH.,-Verbrennung, enthält und die StickstolTausbeute unwirtschaftlich dadurch gekennzeichnet', daß die von klein wird. Darüber hinaus ist der maximal abzichder Animoniakverbreniiung kommenden nitrogen bare Anteil an Schwachsäure begrenzt durch den im Gase so weit abgekühlt werden, daß der größte Oxydationsteil der Anlage noch verbleibenden Was-Teil des Verbrennungswassers unter Bildung einer io sergehalt des Reaktionsgases. Erstens ist die Menge schwachen Säure auskondensiert, daß in einer der Schwachsäure begrenzt auf etwa 15% der Geersten Oxydationsstufe das im Nitrosegas enthal- samtproduktion, zweiten.; ist deren Konzentration betene NO auf den Oxydationsgrad gebracht wird, gn nzt durch die Festlegung des Gasdruckes im Oxyder für die Konzentration der in der nachfolgen- dationstei! und liegt allgemein etwa bei 55%. Eint den chemischen Absorption erzeugten Schwach- 15 Erhöhung der erzeugten Schwachsäuremenge ist nur säure erforderlich ist, daß das Nitrosegas unter durch zusätzlichen apparativen Aufwand in Form Einsatz der bei der Kondensation entstehenden einer Absorptionseinrichtur.g möglich, eine Erhöhung Saure einer chemischen Absorption zur Bildung der Säurekonzentration ist praktisch nicht möglich, von Schwachsäure unterworfen wird, daß in einer da sie durch den Anlagendruck gegeben ist.
zweiten Oxydationsstufe das im verbliebenen 20 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, da*- Nitrosegas enthaltene NO praktisch vollständig eingangs erwähnte Verfahren so durchzuführen, daH zu NO., oxydiert wird, daß NO., durch physika- die Anlage- und Betriebskosten geringer sind als bei lische Absorption mit hochkonzentrierter Säure den bekannten Verfahren und daß überdies ein«, aus dem Gasstrom ausgewaschen wird, daß NO₂ Steuerung des Verhältnisses Hoko/Schwachsäure und von der hochkonzentrierten Säure durch Destilla- 25 der Konzentration der Schwachsäure möglich ;st.
tion abgetrennt, verflüssigt und zusammen mit Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge Sauerstoff und wäßriger Salpetersäure unter Druck löst, daß die von der Amrnoniakverbrennung korn zu hochkonzeni.ierter Salpetersäure umgesetzt menden nitrosen Gase so weit abgekühlt werden, dal' wird. der größte Teil des Verbrennungswassers unter BiI

2. Verfahren nach An^cpruch 1. dadurch gc- 30 dung einer schwachen Säure auskondensiert, daß in kennzeichnet, daß die Ammoniak erbrennung bei einer ersten Oxydati jnsstufe das im Nitrosegas ent einem Druck von 2 bis 15 ata, insbesondere 4 bis haltene NO auf den Oxydationsgrad gebracht wird, IO ata erfolgt. der für die Konzentration der in der nachfolgenden

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- chemischen Absorption erzeugten Schwachsäure er kennzeichnet, daß das verbliebene Inertgas in Be- 35 forderlich ist, daß das Nitro«egas unter Einsatz der führung gebracht wird mit im Prozeß gebildeter bei der Kondensation entstehender. Säure einer che-Schwachsäure bei einer Temperatur von über mischen Absorption zur Bildung von Schwachsäure 40' C. unterworfen wird, daß in einer zweiten Oxydaiions-

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch stufe das im verbliebenen Nitrosegas enthaltene NO gekennzeichnet, daß ein Teil der Schwachsäure 40 praktisch vollständig zu NO, oxyd^rt wird, daß NO. aus der Stufe der chemischen Absorption zur BiI- durch physikalische Absorption mit hochkonzentrierdung der hochkonzentrierten Säure benutzt wird. ter Säure aus dem Gasstrom ausgewaschen wird, daß

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch NO., von der hochkonzentrierten Säure durch Destil gekennzeichnet, daß ein Teil der Schwachsäure latiön abgetrennt, verflüssigt und zusammen mit aus der Kondensationsstufe zur Bildung der 45 Sauerstort und wäßriger Salpetersäure unter Druck hochkonzentrierten Säure benutzt wird. zu hochkonzentrierter Salpetersäure umgesetzt wird.

Auf diese Weise wird ein außerordentlich günstiger Wasserhaushalt erzielt. Hinzu kommt, daß man

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur nicht mehr bei Atmosphärendruck arbeiten muß, gleichzeitigen Herstellung von Salpetersäure ver- 50 sondern bei Drücken arbeiten kann, die durch die schicdencr Konzentration, insbesondere von Konzen- Wirtscnaftlichkeit bestimmt sind. Drücke im Vertrationen unter 75% (Schwachsäure) und von etwa brcnnungsieil von 2 bis 15 ata, insbesondere von 98% (hochkonzentrierte Säure), aus Gasen der NH₁- 4 bis 10 ata, haben sich als besonders günstig heraus-Verbrennung. gestellt Auch ist bei hohen Drücken der apparative

Bei einem bekannten Verfahren dieser Art wird 55 Aufwand kleiner als bei niedrigen Drücken. Ferner Schwachsäure hergestellt und ein Teil der Schwach- vermeidet man durch die Verwendung des Kondensäure zu hochkonzentrierter Säure (im folgenden sats zur Erzeugung von Schwachsäure alle mit der Hoko genannt) aufkonzentriert. Bei der Aufkonzen- Beseitigung eines sauren Kondensats anfallenden trierung muß das bei der Schwachsüureherstellung Abwässerprobleme. Schließlich kann man bei dem zugegebene Prozeßvvasscr durch ein Konzentrierungs- 60 erfindungsgemäßen Verfahren das Wbältnis Hoko/ mittel — z. B. Schwefelsäure oder Magnesiumnitrat- Schwachsäure und die Konzentration der Schwachlösung — wieder entfernt werden. Die Konzentrie- säure steuern, dies dadurch, daß man entweder zurung der Salpetersäure und die Rekonzentrierung des sätzlich Prozeßwasser in die Stufe der chemischen Konzentrierungsmittels verursachen hohe Betriebs- Absorption einleitet (mehr Schwachsäure, weniger kosten. 65 Hoko) oder indem man das im Kondensat enthaltene

Bei einem weiteren bekannten Verfahren der oben- Wasser entfernt (mehr Hoko, weniger Schwachsäure),

gekannten Art wird Hoko im sogenannten direkten Zur Entfernung von Wasser bieten sich zwei Mög-

Verbhren hergestellt, wobei während des Prozesses lichkeiten an: