DE2242055B2 - Verfahren zur Konzentration und Reinigung von durch organische Substanzen verunreinigter Schwefelsäure - Google Patents
Verfahren zur Konzentration und Reinigung von durch organische Substanzen verunreinigter SchwefelsäureInfo
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- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B17/00—Sulfur; Compounds thereof
- C01B17/69—Sulfur trioxide; Sulfuric acid
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- C01B17/905—Removal of organic impurities
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B17/00—Sulfur; Compounds thereof
- C01B17/69—Sulfur trioxide; Sulfuric acid
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Description
20
Die heutigen Umweltschutzbedingungen fordern weitgehende Maßnahmen zur Vermeidung unnatürlicher
Verschmutzung der Flüsse, insbesondere durch Sulfate und organisch-chemische Substanzen.
In der organisch-chemischen Industrie fallen jedoch beträchtliche Mengen durch organische Substanzen
verunreinigter, verdünnter Schwefelsäure an. Ihre Ableitung in die Flüsse läßt sich dadurch vermeiden, daß
die Abfallsäuren nach Reinigung und Konzentration wieder verwendet werden.
Die allgemein bekannten Verfahren zur Konzentration und Reinigung solcher Abfallsäuren beruhen
entweder auf der Anwendung hoher Temperaturen, um die organischen Substanzen zu zerstören, oder auf der
Entfernung von Verunreinigungen durch Waschen mit ölen, die in der verdünnten Säure unlöslich sind, oder
auf der Zugabe eines geeigneten Oxidationsmittels zu einer auf etwa 70% vorkonzentrierten Säure bei
höheren Temperaturen.
In der DE-AS 1143 492 ist ein Verfahren zur
Konzentration von Schwefelsäure beschrieben, welches bei Unterdruck von weniger als 16 mbar durchgeführt
wird, wobei 180°C bei der Endkonzentration nicht überschritten werden. Die stufenweise Aufkonzentration
in einer kaskadenförmigen apparativen Anordnung sorgt dafür, daß der Wasserentzug bis zu einer 95- bis
96%igen Schwefelsäure ohne Verluste an Säure vor sich geht. Es hat sich aber gezeigt, daß das bekannte
Verfahren nur dann zu einer reinen, wieder einsatzfähigen Schwefelsäure führt, wenn die Abfallsäure von
vornherein von organischen chemischen Substanzen frei ist.
Abfallschwefelsäuren, z. B. aus den Sprengstoffabriken, enthalten aber außer gewissen Stickstoffsäuren
noch weitere Verunreinigungen, die sich insbesondere bei nachheriger Regenerierung anreichern und die
aufkonzentrierte Säure zu einem weiteren Einsatz unbrauchbar machen.
Aus der DE-AS 10 25401 ist ein Verfahren bekannt
geworden, bei dem in einer kaskadenförmigen Anlage sowohl die Aufkonzentration als auch die Reinigung der
auf 96% aufkonzentrierten Schwefelsäure von organischen Verunreinigungen durchgeführt wird. Hierbei
wird in der gesamten Anlage ein Unterdruck aufrechterhalten, und auch der Bleichvorgang, bei dem die
Schwefelsäure für einige Zeit auf etwa Siedetemperatur gehalten wird, erfolgt bei Unterdruck. Die angewendeten
Temperaturen liegen über 2500C. Hieraus folgt, daß
die Apparatur, zumindest in der Endkonzentrationsund der Bleichzone aus Gußeisen oder mit Silizium
legiertem Gußeisen bestehen muß, wobei Korrosionsangriffe der siedenden Schwefelsäure auf die Apparatur
in Kauf genommen werden müssen, die die Lebensdauer der Apparatur verringern.
In der DE-OS 17 67 446 ist ein Verfahren zur Reinigung und Wiederkonzentration von mit Kohlenwasserstoffen
verunreinigter Schwefelsäure beschrieben, bei dem die Reinigung der Schwefelsäure von den
genannten Verunreinigungen in einem getrennten Verfahren durchgeführt wird, das dem Vorgang der
Aufkonzentration vorgeschaltet ist Die Aufkonzentration der bereits gereinigten Schwefelsäure erfolgt in
zwei Stufen, wobei in der ersten Konzentrationsstufe die gereinigte, verdünnte Säure unter Drücken zwischen
33,33 und 200 mbar bei einer Temperatur zwischen 162 und 232° C bis auf etwa 85 bis 90 Gew.-% konzentriert
wird und die Konzentration auf 97 bis 98 Gew.-% in der zweiten Stufe bei Drücken von 0,27 bis 66,65 mbar und
einer Temperatur zwischen 148 und 232°C erfolgt. In der zweiten Konzentrationsstufe können wegen des
niedrigen Siedepunktes der Schwefelsäure bei dem hier vorliegenden Unterdruck Vorrichtungen mit mit Glas
ausgekleideten Bauelementen verwendet werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Konzentration und Reinigung von durch
organische Substanzen verunreinigter Schwefelsäure anzugeben, bei dem der Reinigungs- und Konzentrationsvorgang
miteinander kombiniert und der erforderliche apparative Aufwand gegenüber den bekannten
Anlagen beschränkt sowie die Anschaffungs-, Unterhalts- und Betriebskosten der Anlage verringert werden
können.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Konzentration und Reinigung von durch organische
Substanzen verunreinigter Schwefelsäure bis zu maximal 95 bis 96%, wobei die Konzentration stufenweise
unter indirekter Beheizung bei Unterdruck und die Reinigung durch Erhitzung der konzentrierten Säure
vorgenommen wird, dadurch gelöst, daß die Aufkonzentration der Schwefelsäure in der letzten Konzentrationsstufe
bei 20,00 bis 33,33 mbar und einer Temperatur von 180 bis 1900C in einer Glas- oder Emailanlage
durchgeführt wird und die daran anschließende Reinigung der anfallenden aufkonzentrierten Schwefelsäure
in einer Anlage aus Gußeisen oder aus mit Silizium legiertem Gußeisen durch Erhitzen auf 270 bis
280° C bei atmosphärischem Druck erfolgt.
Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Druckunterschiede bei dem Aufkonzentrationsvorgang und
dem Reinigungsvorgang wird erreicht, daß die unter Unterdruck bei einer Temperatur von 180 bis 1900C in
dem Umlaufverdampfer siedende ca. 95- bis 96%ige Schwefelsäure nach Abzug aus dem Verdampfer zur
Zersetzung der organischen Verunreinigungen bei atmosphärischem Druck auf etwa 270 bis 2800C
gebracht werden kann, ohne daß dabei die Siedetemperatur der Schwefelsäure erreicht wird, da diese bei
atmosphärischem Druck über den genannten Temperaturen liegt. Damit wird aber der Vorteil erzielt, für die
Aufkonzentrationsanlage, deren Temperaturen 180 bis 190° C nicht übersteigen, Glas- oder Emailapparaturen
wählen zu können, während man die Verwendung von Materialien aus Gußeisen oder mit Silizium legiertem
Gußeisen auf die Anlage für die Reinigung, z. B. auf
einen Kessel oder eine Durchlaufschlange, beschränken
kann.
Dies bedeutet aber eine Verringerung der sonst für die Durchführung der bekannten Verfahren benötigten
teuren Teile aus Gußeisen oder mit Silizium legiertem Gußeisen und eine Verminderung der hohe Kosten
verursachenden Verschleißteile auf etwa den 50sten Teil. Darüber hinaus wird die Korrosion der vorhandenen
Teile aus den vorstehend genannten Materialen bei Vorgehen nach der erfindungsgemäßen Lehre stark
reduziert, da unterhalb des Siedepunktes der Schwefelsäure gearbeitet wird.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt in der Verringerung des erforderlichen
Energieverbrauchs. Da die aufkonzentrierte Säure bei 180 bis 1900C aus dem Umlaufverdampfer abgezogen
wird und zur Zersetzung der organischen Verunreinigungen lediglich nur noch um etwa 80 bis 9O0C
aufgeheizt zu werden braucht, entfällt die für die Verdampfungswärme der Schwefelsäure bei dem
bekannten Verfahren benötigte Energiezufuhr.
Bei der praktischen Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geht man von einer stufenweisen
Aufkonzentration bei Unterdruck aus oder man konzentriert die verunreinigte Schwefelsäure unter
Verwendung von Tauchbrennern bis auf maximal 75%. Anschließend wird diese Säure bei einem Druck von
66,65 bis 93,31 mbar in einem Glas- oder Emailumlaufverdampfer bei 150 bis 155° C auf 85% aufkonzentriert.
Die gewonnene ca. 85%ige Säure kann unmittelbar anschließend in einem zweiten Umlaufverdampfer aus
Email bei 20,00 bis 33,33 mbar bei einer Temperatur von 180 bis 190" C bis auf 95 bis 96% auf konzentriert
werden.
Die Kondensation der Dämpfe kann in üblicher Weise durch die vorkonzentrierte Schwefelsäure
erfolgen.
Die auf diese Weise erhaltene dunkle Schwefelsäure wird dann bei atmosphärischem Druck in einem Kessel
oder einer Schlange aus Gußeisen oder mit Silizium legiertem Gußeisen, die die aufkonzentrierte verunreinigte
Schwefelsäure ständig durchfließt, auf 270 bis 2800C erhitzt und bei dieser Temperatur kurzzeitig, z. B.
etwa 10 Minuten, belassen. Eine weitere Aufkonzentration
erfolgt während des Aufheizens und der Verweilzeit bei 270 bis 2800C nicht, da die Siedetemperatur der
95%igen Schwefelsäure bei Atmosphärendruck über diesen Temperaturen liegt
Während dieser relativ kurzen Verweilzeit der konzentrierten Säure bei 270 bis 2800C werden bekannterweise alle organischen Substanzen zerstört, so daß nach Abkühlung und gegebenenfalls nach einer anschließenden Filtration eine reine, klare, konzentrierte Schwefelsäure zur Wiederverwendung vorliegt
Während dieser relativ kurzen Verweilzeit der konzentrierten Säure bei 270 bis 2800C werden bekannterweise alle organischen Substanzen zerstört, so daß nach Abkühlung und gegebenenfalls nach einer anschließenden Filtration eine reine, klare, konzentrierte Schwefelsäure zur Wiederverwendung vorliegt
Wenn man, um eine klare, von organischen Verunreinigungen freie konzentrierte Schwefelsäure zu
erhalten, bisher die Eindampft mg der Schwefelsäure von etwa 75% auf etwa 95% in einer Anlage aus Gußeisen
vornehmen wollte, so mußte man die verhältnismäßig kurze Lebensdauer solcher Anlagen in Kauf nehmen,
was aber nicht nur hohe Anschaffungskosten verursachte, sondern auch dazu zwang, mehrere Hochkonzentrationsanlagen
zugleich zu erstellen, um einen gesicherten Verfahrensablauf zu gewähren.
2r> Ein weiterer kostenverursachender Nachteil ist daß
solche Anlagen aus Gußeisen oder mit Silizium legiertem Gußeisen fortlaufend betrieben werden
müssen, um vorzeitigen Brüchen durch Temperaturgefälle entgegenzutreten.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Aufkonzentrationsprozeß in Apparaten aus Glas oder
Email vorgenommen, die ein einwandfreies Arbeiten bei niederen Temperaturen gewährleisten. Der Erhitzer,
vorzugsweise in Form einer Durchlaufschlange aus Gußeisen oder mit Silizium legiertem Gußeisen, nimmt
in bezug auf die gesamte Bedampfungsanlage eine unbedeutende Rolle ein. Im Verhältnis zu den bisher
bekannten Verfahren stellt dieser Teil, bezogen auf Einsatzzeit und Durchsatzmenge, weniger als ein 50stel
•io der sonst anzuwendenden Anlage dar.
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zur Konzentration und Reinigung von durch organische Substanzen verunreinigter Schwefelsäure bis zu maxima! 95 bis 96%, wobei die Konzentration stufenweise unter indirekter Beheizung bei Unterdruck und die Reinigung durch Erhitzung der konzentrierten Säure vorgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufkonzentration der Schwefelsäure in der letzten Konzentrationsstufe bei 20,00 bis 33,33 mbar und einer Temperatur von 180 bis 1900C in Glas- oder Emailanlagen und die daran anschließende Reinigung der anfallenden aufkonzentrierten Schwefelsäure in einer Anlage aus Gußeisen oder aus mit Silizium legiertem Gußeisen durch Erhitzen auf 270 bis 2800C bei atmosphärischem Druck durchgeführt werden.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19722242055 DE2242055C3 (de) | 1972-08-26 | 1972-08-26 | Verfahren zur Konzentration und Reinigung von durch organische Substanzen verunreinigter Schwefelsäure |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19722242055 DE2242055C3 (de) | 1972-08-26 | 1972-08-26 | Verfahren zur Konzentration und Reinigung von durch organische Substanzen verunreinigter Schwefelsäure |
Publications (3)
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DE2242055A1 DE2242055A1 (de) | 1974-03-07 |
DE2242055B2 true DE2242055B2 (de) | 1978-10-05 |
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ID=5854634
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19722242055 Expired DE2242055C3 (de) | 1972-08-26 | 1972-08-26 | Verfahren zur Konzentration und Reinigung von durch organische Substanzen verunreinigter Schwefelsäure |
Country Status (1)
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DE (1) | DE2242055C3 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2909029A1 (de) * | 1979-03-08 | 1980-09-11 | Jenaer Glaswerk Schott & Gen | Verfahren zum konzentrieren und reinigen von schwefelsaeure |
DE3018663A1 (de) * | 1979-06-13 | 1980-12-18 | Bayer Ag | Verfahren und vorrichtung zum regenerieren von schwefelsaeure |
EP0022473A1 (de) * | 1979-06-13 | 1981-01-21 | Bayer Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Regenerieren von Schwefelsäure |
Families Citing this family (3)
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DE3409717C2 (de) * | 1984-03-16 | 1994-03-31 | Bayer Ag | Verfahren zur Herstellung von Nitrobenzol |
FR2687656B1 (fr) * | 1992-02-20 | 1994-06-17 | Inst Francais Du Petrole | Procede d'elimination des matieres organiques contenues dans un acide sulfurique impur. utilisation de l'acide resultant et traitement de l'effluent gazeux forme. |
-
1972
- 1972-08-26 DE DE19722242055 patent/DE2242055C3/de not_active Expired
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE2909029A1 (de) * | 1979-03-08 | 1980-09-11 | Jenaer Glaswerk Schott & Gen | Verfahren zum konzentrieren und reinigen von schwefelsaeure |
EP0016987A1 (de) * | 1979-03-08 | 1980-10-15 | Schott Glaswerke | Verfahren zum Konzentrieren und Reinigen von Schwefelsäure |
DE3018663A1 (de) * | 1979-06-13 | 1980-12-18 | Bayer Ag | Verfahren und vorrichtung zum regenerieren von schwefelsaeure |
EP0022473A1 (de) * | 1979-06-13 | 1981-01-21 | Bayer Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Regenerieren von Schwefelsäure |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2242055A1 (de) | 1974-03-07 |
DE2242055C3 (de) | 1979-05-31 |
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Legal Events
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OGA | New person/name/address of the applicant | ||
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: NIGU CHEMIE GMBH & CO, 8264 WALDKRAIBURG, DE |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |