DE2516173A1 - METHOD FOR PURIFYING SULFURIC ACID CONTAMINATED WITH ORGANIC SULPHONIC ACIDS - Google Patents

METHOD FOR PURIFYING SULFURIC ACID CONTAMINATED WITH ORGANIC SULPHONIC ACIDS

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DE2516173A1
DE2516173A1 DE19752516173 DE2516173A DE2516173A1 DE 2516173 A1 DE2516173 A1 DE 2516173A1 DE 19752516173 DE19752516173 DE 19752516173 DE 2516173 A DE2516173 A DE 2516173A DE 2516173 A1 DE2516173 A1 DE 2516173A1
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    • C01B17/00Sulfur; Compounds thereof
    • C01B17/69Sulfur trioxide; Sulfuric acid
    • C01B17/90Separation; Purification
    • C01B17/92Recovery from acid tar or the like, e.g. alkylation acids

Description

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IMPERIAL CHEMICAL INDUSTRIES LIMITED London, GroßbritannienIMPERIAL CHEMICAL INDUSTRIES LIMITED London, United Kingdom

Verfahren zur Reinigung von mit organischen Sulfonsäuren verunreinigter SchwefelsäureProcess for the purification of sulfuric acid contaminated with organic sulfonic acids

Die Erfindung bezieht sich auf die Reinigung von Schwefelsäurerückständen.The invention relates to the purification of sulfuric acid residues.

Viele Reaktionen der organischen Chemie umfassen eine Hydrolyse von organischen Sulfonsäuren. Eine solche Hydrolyse von Sulfonsäuren verläuft im allgemeinen nur bis zu einem gewissen Grade, da die Sulfonsäurehydrolyse zu Schwefel säure führt, so daß, wenn deren Konzentration eine bestimmte Höhe erreicht, die umgekehrte Reaktion, d.h. die SuIfurierung, verherrscht. Die durch eine solche HydrolyseMany organic chemistry reactions involve hydrolysis of organic sulfonic acids. Such hydrolysis Sulphonic acids generally proceed only to a certain extent, since sulphonic acid hydrolysis to sulfur acid, so that when its concentration reaches a certain level, the reverse reaction, i.e. the SuIfurierung, prevailed. The result of such hydrolysis

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gebildete Schwefelsäure, die hier als "rohe Säure" bezeichnet werden soll, hat im allgemeinen eine dunkle Farbe und sie enthält im allgemeinen nicht-hydrolysierte Sulfonsäuren zusammen mit Wasser und weiteren Reaktionsprodukten wie Teere.sulfuric acid formed, which shall be referred to herein as "crude acid", is generally dark in color and it generally contains unhydrolyzed sulfonic acids along with water and other reaction products like tars.

Die Abgabe bzw. Beseitigung der rohen Säure bereitet Schwierigkeiten, da sie zwar mit Kalk oder Calciumcarbonat etwa in Form von Kreide oder Kalkstein neutralisiert werden kann, jedoch haben die Calciumsalze von organischen Sulfonsäuren oft eine beachtliche Löslichkeit in Wasser, so daß die Möglichkeit besteht, daß sie in das Grundwasser bzw. die Wasserversorgung gelangen, wenn die neutralisierte Säure verworfen bzw. weggekippt wird.The release or removal of the crude acid causes difficulties because it is indeed with lime or calcium carbonate Can be neutralized in the form of chalk or limestone, but the calcium salts have organic sulfonic acids often a considerable solubility in water, so that there is a possibility that they can be found in the groundwater or the water supply can be achieved if the neutralized acid is discarded or dumped away.

Ziel der Erfindung ist daher die Beseitigung solcher Schwierigkeiten, wofür ein Verfahren vorgesehen wird, nach dem die rohe Säure nicht wie üblich neutralisiert und verworfen, sondern mit wirtschaftlich tragbaren Mitteln aufbereitet wird. Die bei diesem Verfahren gereinigte und aufkonzentrierte Säure kann dann für weitere Reaktionen verwendet werden.The aim of the invention is therefore to eliminate such difficulties, for which a method is provided after which the raw acid is not neutralized and discarded as usual, but with economically viable means is processed. The acid purified and concentrated in this process can then be used for further reactions be used.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die rohe Säure zunächst auf einen Schwefelsäuregehalt von zumindestAccording to the process according to the invention, the crude acid is first reduced to a sulfuric acid content of at least

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90 Gew.% aufkonzentriert bzw. gebracht und dann mit Salpetersäure bei erhöhter Temperatur behandelt.90% by weight concentrated or brought and then with Treated nitric acid at an elevated temperature.

Mehr im einzelnen umfaßt die Erfindung ein Verfahren zur Reinigung von mit organischen Sulfonsäuren kontaminierter Schwefelsäure, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die verunreinigte Schwefelsäure auf einen Schwefelsäuregehalt von zumindest 90 Gew.96 bringt bzw. konzentriert und dann die konzentrierte verunreinigte Säure bei Temperaturen zwischen 270 und 335°C mit Salpetersäure behandelt und die verdampften bzw. in den Dampfzustand gebrachten Verunreinigungen abdestilliert.More particularly, the invention comprises a method for purifying organic sulfonic acids contaminated Sulfuric acid, which is characterized in that the contaminated sulfuric acid is reduced to a sulfuric acid content of at least 90 wt.96 brings or concentrated and then the concentrated contaminated acid Temperatures between 270 and 335 ° C treated with nitric acid and the vaporized or brought into the vapor state Impurities distilled off.

Dieses erfindungsgemäße Verfahren ist überraschend, da organische Sulfonsäuren sehr stabil - insbesondere gegenüber einer Oxidation - sind und doch mit Salpetersäure unter Bildung von verdampfbaren und/oder farblosen organischen Verbindungen umgesetzt werden können.This process according to the invention is surprising, since organic sulfonic acids are very stable - especially with respect to an oxidation - are and yet with nitric acid with the formation of vaporizable and / or colorless organic Connections can be implemented.

Es wird angenommen, daß die organischen Verunreinigungen beim erfindungsgemäßen Verfahren hydrolysiert, nitriert und/oder oxidiert werden unter Bildung von verdampfbaren oder farblosen organischen Materialien.It is assumed that the organic impurities are hydrolyzed, nitrated and / or in the process according to the invention are oxidized to form volatile or colorless organic materials.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden die organischen Verunreinigungen in der Schwefelsäure mit SaI-In the process according to the invention, the organic impurities in the sulfuric acid are treated with salt

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petersäure umgesetzt. Diese Salpetersäure kann konzentrierte Salpetersäure, rauchende Salpetersäure, Salpetersäure von konstantem Siedepunkt oder Salpetersäuredampf sein.pitric acid implemented. This nitric acid can be concentrated nitric acid, fuming nitric acid, nitric acid constant boiling point or nitric acid vapor.

Die Temperatur, bei der die Salpetersäure mit der konzentrierten rohen Säure zur Reaktion gebracht wird, liegt vorzugsweise im Bereich von 300 bis 3150C, da die Reinigung bei niedrigeren Temperaturen nur langsam fortschreitet, während bei höheren Temperaturen größere Mengen Salpetersäure benötigt werden, da eine Zersetzung auftritt, bevor sie mit den organischen Verunreinigungen reagieren kann,The temperature at which the nitric acid is reacted with the concentrated crude acid is preferably in the range from 300 to 315 0 C, since the cleaning proceeds only slowly at lower temperatures, while larger amounts of nitric acid are required at higher temperatures, since a Decomposition occurs before it can react with the organic contaminants,

Die angewandte Temperatur liegt vorzugsweise im Bereich von 310 bis 315°C, da dann Säure mit einem Schwefelsäuregehalt von etwa 96 Gew.% gebildet werden kann und diese im allgemeinen für eine Anwendung bei weiteren chemischen Reaktionen wie z.B. Sulfurierungen oder Sulfonierungen geeignet ist.The temperature used is preferably in the range of 310 to 315 ° C, since then acid may be formed with a sulfuric acid content of about 96 wt.%, And this is generally suitable for use in further chemical reactions, such as sulfurations or sulfonations.

Es wurde gefunden, daß es für die Entfernung der organischen Verunreinigungen durch Behandlung der Schwefelsäure mit Salpetersäure bei einer Temperatur über 2700C notwendig ist, daß die zu behandelnde Schwefelsäure einen Schwefelsäuregehalt von über 90 Gew.% hat. Da die rohe Säure im allgemeinen einen geringeren SchwefelsäuregehaltIt has been found that it is necessary for the removal of the organic impurities by treating the sulfuric acid with nitric acid at a temperature above 270 0 C, that the sulfuric acid to be treated has a sulfuric acid content of more than 90 wt.%. Because the crude acid generally has a lower sulfuric acid content

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besitzt, ist es daher zunächst notwendig, die rohe Säure auf einen Schwefelsäuregehalt von mehr als 90 Gew.% zu bringen, bevor sie mit der Salpetersäure bei mehr als 2700C behandelt wird.has, therefore, it is first necessary to bring the crude acid to a sulfuric acid content of more than 90 wt.%, before it is treated with the nitric acid at more than 270 0 C.

Die rohe Säure enthält vorzugsweise weniger als 20 Gew.% organische Sulfonsäuren. Wenn der Sulfonsäuregehalt über diesen Wert liegt, sollte die rohe Säure einer weiteren Hydrolyse unterworfen werden, um mehr organische Sulfonsäure zu hydrolysieren. Die rohe Säure enthält vorzugsweise zumindest 70 Gew.% Schwefelsäure.The crude acid preferably contains less than 20% by weight organic sulfonic acids. When the sulfonic acid content is above this value, the crude acid should be subjected to further hydrolysis to be more organic Hydrolyze sulfonic acid. The crude acid preferably contains at least 70% by weight sulfuric acid.

Wenn die rohe Säure nur eine kleine Menge an nichthydrolysierten Sulfonsäuren und anderen organischen Verunreinigungen (weniger als 3 Gew.%) enthält, kann die Konzentrierung einfach durch Abdestillieren von V/asser von der rohen Säure durch Aufheizen bewirkt werden. Dieses Aufheizen kann einfach durch dasjenige gebildet werden, das erforderlich ist, um die rohe Säure auf die Temperatur zu bringen, bei der sie mit der Salpetersäure umgesetzt wird. Da 90 Cew.% Schwefelsäure enthaltende Säure bei Atmosphärendruck einen Siedepunkt von etwa 2550C hat (der tatsächliche Siedepunkt wird jedoch durch die Anwesenheit der organischen Sulfonsäuren verändert sein), wird durch Aufheizen der rohen Säure auf eine Temperatur im Bereich von 250 bis 2600CIf the crude acid contains only a small amount of unhydrolyzed sulfonic acids and other organic impurities (less than 3% by weight), concentration can be effected simply by distilling off water from the crude acid by heating. This heating can simply be formed by that which is necessary to bring the crude acid to the temperature at which it is reacted with the nitric acid. Since 90 Cew.% Sulfuric acid containing at atmospheric pressure a boiling point of about 255 0 C has (the actual boiling point is, however, be altered by the presence of the organic sulfonic acids), is by heating the crude acid at a temperature in the range 250-260 0 C.

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und Abdestillieren des Wassers eine ausreichende Konzentrationserhöhung bewirkt. Wenn die rohe Säure größere Mengen an nicht-hydrolysierten Sulfonsäuren enthält, kann eine wirksame Konzentrierung durch Zugabe von konzentrierter Schwefelsäure mit einem Schwefelsäuregehalt'über 90 Gew.% (beispielsweise von solcher, wie sie beim erfindungsgemäßen Verfahren gebildet wird) herbeigeführt werden. Die zugesetzte Menge an konzentrierter Schwefelsäure sollte derart sein, daß die resultierende Mischung ggf. nach Abdestillieren von Wasser durch Aufheizen auf die Temperatur, bei der die Umsetzung mit Salpetersäure stattfindet, einen Schwefelsäuregehalt von zumindest 90 Gew.% aufweist.and distilling off the water a sufficient increase in concentration causes. If the crude acid contains larger amounts of non-hydrolyzed sulfonic acids, can Effective concentration by adding concentrated sulfuric acid with a sulfuric acid content over 90% by weight (For example, such as is formed in the method according to the invention). the added amount of concentrated sulfuric acid should be such that the resulting mixture, if necessary, after distilling off of water by heating it to the temperature at which the reaction with nitric acid takes place Has sulfuric acid content of at least 90% by weight.

Ein abgewandeltes und bevorzugtes Verfahren zur Aufkonzentrierung der solche größeren Mengen an nicht-hydrolysierten Sulfonsäuren enthaltender rohe Säure besteht in der Zugabe von einiger Salpetersäure zu der rohen Säure bei einer niedrigeren Temperatur z.B. bei Zimmertemperatur, d.h. etwa 200C, bis 2500C und Aufheizen der Mischung auf z.B. 250 bis 26O0C zum Abdestillieren von Wasser und irgendwelchen durch Reaktion der Salpetersäure gebildeten flüchtigen Materialien unter Erzeugung einer konzentrierten Schwefelsäure mit einem Schwefelsäuregehalt von mehr als 90 Gew.%. Die für diese Konzentrationsstufe erforderliche Salpetersäuremenge nimmt mit dem Gehalt an Sulfonsäure und anderen organischen Verunreinigungen der rohen Säure zu.A modified and preferred method for concentrating the crude acid containing such larger amounts of unhydrolyzed sulfonic acids consists in adding some nitric acid to the crude acid at a lower temperature, for example at room temperature, ie about 20 ° C. to 250 ° C. and heating the mixture to for example, 250 to 26O 0 C to distill off water and any volatile materials by reaction of the nitric acid formed to produce a concentrated sulfuric acid having a sulfuric acid content of more than 90 wt.%. The amount of nitric acid required for this concentration level increases with the content of sulfonic acid and other organic impurities in the crude acid.

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Diese mit Salpetersäure arbeitende Konzentrationsstufe kann mit Vorteil auch dann angewandt werden, wenn die rohe Säure nur eine geringe Menge an nicht-hydrolysierten Sulfonsäuren enthält. Es wurde nämlich gefunden, daß die insgesamt zur Reinigung erforderliche Salpetersäuremenge vermindert ist, wenn ein mit Salpetersäure arbeitendes Konzentrationsverfahren angewandt wird. Es wurde gefunden, daß bis zu 90 % und vorzugsweise zumindest 10 %1 insbesondere 25 bis 50 Gew.% (bezogen auf das Gesamtgewicht der angewandten Salpexersäure) bei dieser Konzentrierungsstufe angewandt werden können. Die erforderliche Gesamtmenge Salpetersäure hängt von der Menge an organischen Sulfonsäuren und anderen organischen Verunreinigungen in der rohen Säure ab. Da unter den beim Verfahren vorherrschenden Bedingungen etwas Salpetersäure durch Umsetzung mit Schwefelsäure verbraucht wird, sollte im allgemeinen zumindest 1 Gew.96 Salpetersäure (gerechnet als HNO,) bezogen auf das Gewicht der rohen Säure benutzt werden, d.h. zumindest etwa 1,5 Gew.% konzentrierte Salpetersäure (konstant siedende Säure; 69 % HNO,). Wenn rauchende Salpetersäure (95 % HNO,) an Stelle der konstant siedenden Säure zur Anwendung kommt, wird natürlich eine geringere Menge benötigt. Die insgesamt angewandte Menge Salpetersäure liegt vorzugsweise bei zumindest 3 % und sollte geringer als 20 %t vorzugsweise geringer als 10 Gew.% (gerechnet als HNO,) bezogen auf dasThis concentration stage, which works with nitric acid, can also be used to advantage when the crude acid contains only a small amount of non-hydrolyzed sulfonic acids. Namely, it has been found that the total amount of nitric acid required for purification is reduced when a nitric acid concentration process is used. It has been found that up to 90% and preferably at least 10% 1, in particular 25 to 50 wt.% Can be used (based on the total weight of the Salpexersäure applied) at this concentration step. The total amount of nitric acid required depends on the amount of organic sulfonic acids and other organic impurities in the crude acid. Under the prevailing conditions in the method as little nitric acid is consumed by reaction with sulfuric acid, generally at least 1 Gew.96 should nitric acid (calculated as HNO,) on the weight of the crude acid to be used based, at least or about 1.5 wt.% concentrated nitric acid (constant boiling acid; 69% ENT). If fuming nitric acid (95 % ENT) is used instead of the constant boiling acid, a smaller amount is of course required. The total amount of nitric acid used is preferably at least 3 % and should be less than 20 % t, preferably less than 10% by weight (calculated as HNO,) based on the

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Gewicht der rohen Säure sein, da die Ausbeute an Schwefelsäure wegen der Reaktion zwischen Salpetersäure und Schwefelsäure unangebracht vermindert wird, wenn größere Mengen Salpetersäure benutzt werden.Weight of the crude acid because the yield of sulfuric acid because of the reaction between nitric acid and Sulfuric acid is inappropriately reduced when larger amounts of nitric acid are used.

Die Salpetersäure wird vorzugsweise zur konzentrierten rohen Säure langsam hinzugegeben. Dadurch können die erforderliche Salpetersäuremenge bei einem Minimum gehalten und das Risiko heftiger Reaktionen möglichst gering gehalten werden, die auftreten können, wenn die konzentrierte rohe Säure Verunreinigungen wie Phenole und aromatische Kohlenwasserstoffe enthält. Im Hinblick auf zu ergreifende Vorsichtsmaßnahmen ist es ratsam, die verunreinigte Schwefelsäure vor der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu analysieren.The nitric acid is preferably added slowly to the concentrated crude acid. This enables the required The amount of nitric acid kept to a minimum and the risk of violent reactions kept as low as possible that can occur when the concentrated crude acid contains impurities such as phenols and aromatic Contains hydrocarbons. In terms of precautions to be taken, it is advisable to remove the contaminated sulfuric acid to be analyzed before carrying out the method according to the invention.

Die Salpetersäure, die beispielsweise in Form von konstant siedender Säure (mit etwa 69 % HNO,) oder rauchender Salpetersäure (mit etwa 95 % HNCU) vorliegen kann, kann in flüssiger oder Dampfform oder als eine Mischung mit Schwefelsäure - eine Mischung mit 30 bis 40 Gew.% konstant siedender Salpetersäure und entsprechend 70 bis 60 Gew.% konzentrierter (98 ?6iger) Schwefelsäure ist besonders geeignet - zugesetzt werden. Es wurde gefunden, daß die erforderliche Salpetersäuremenge auf einem MinimumThe nitric acid, which can be in the form of constant boiling acid (with about 69 % HNO,) or fuming nitric acid (with about 95 % HNCU), can be in liquid or vapor form or as a mixture with sulfuric acid - a mixture with 30 to 40 % By weight of constant-boiling nitric acid and correspondingly 70 to 60% by weight of concentrated (98-6%) sulfuric acid is particularly suitable - be added. It has been found that the amount of nitric acid required is kept to a minimum

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gehalten wird, wenn die Salpetersäure in Dampfform oder als solch eine Mischung mit Schwefelsäure zugegeben wird. Ferner wird die erforderliche Salpetersäuremenge so gering wie möglich gehalten, wenn die Salptersäure - gleichgültig ob allein oder in Mischung mit Schwefelsäure - in das die konzentrierte rohe Säure enthaltende Reaktionsgefäß unterhalb des Pegels des Gefäßinhalts eingespeist wird. Wenn Salpetersäure während der Konzentrierungsstufe anwesend ist, kann sie vorteilhafterweise mit der rohen Säure vor der Aufheizung von letzterer gemischt werden.is kept when the nitric acid is in vapor form or when such a mixture with sulfuric acid is added. Furthermore, the required amount of nitric acid becomes so small as far as possible, if the nitric acid - regardless of whether alone or in a mixture with sulfuric acid - in the concentrated crude acid containing reaction vessel is fed below the level of the vessel contents. if If nitric acid is present during the concentration step, it can advantageously be mixed with the crude acid prior to heating be mixed by the latter.

Bei einer Ausführungsart der Erfindung werden die Vorbehandlungs- und die Reinigungsstufe aufeinanderfolgend ohne jede Unterbrechung durchgeführt, u. zw. durch kontinuierliche oder absatzweise Zugabe von Salpetersäure zur rohen Säure, wenn die Temperatur von Zimmertemperatur auf mehr als 270°C erhöht wird bzw. ansteigt.In one embodiment of the invention, the The pretreatment and the cleaning stage are carried out consecutively without any interruption, and are carried out continuously or intermittent addition of nitric acid to the crude acid when the temperature rises above room temperature 270 ° C is increased or rises.

Die Reaktionsmischung wird vorzugsweise mit Gas, z.B. Luft oder einem Inertgas wie Stickstoff oder Argon, gereinigt bzw. durchgeblasen, um die Entfernung von flüchtigen Reaktionsprodukten zu unterstützen. Ferner wird bevorzugt, daß das Reinigungsgas durch die Reaktionsflüssigkeit geperlt bzw. gepreßt wird.The reaction mixture is preferably supplied with gas, e.g. Air or an inert gas such as nitrogen or argon, cleaned or blown through to remove volatile To support reaction products. It is also preferred that the cleaning gas bubbled through the reaction liquid or is pressed.

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Das dampfförmige "Produkt!' des Verfahrens kann durch einen Wasser- oder Alkali-Absorptionsturm geschickt werden für ein Abfangen oder eine Reaktion mit sauren Gasen und die anderen Gase können verbrannt oder kondensiert werden.The vaporous 'product!' of the procedure can be carried out by a Water or alkali absorption towers can be sent for interception or reaction with acidic gases and the other gases can be burned or condensed.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann chargenweise oder kontinuierlich erfolgen. Bei einem kontinuierlichen Verfahren wird die rohe Säure intermittierend oder kontinuierlich einem bei einer Temperatur von 220 bis 2800C, insbesondere 250 bis 2600C gehaltenen ersten Gefäß zugeleitet, in dem eine Konzentrierung kontinuierlich erfolgt und die aufkonzentrierte rohe Säure wird dann kontinuierlich oder intermittierend in ein zweites, bei einer Temperatur im Bereich von 270 bis 3350C gehaltenes Gefäß überführt. Salpetersäure wird langsam in das zweite Gefäß eingeführt (und wenn ein Salpetersäure anwendender Konzentrierungsprozeß vorgesehen wird, kann sie auch langsam in das erste Gefäß eingeführt oder mit der rohen Säure vor deren Einleitung in das erste Gefäß gemischt werden), und Wasser sowie flüchtige Produkte destillieren ab. Die gereinigte Säure wird dann kontinuierlich oder intermittierend aus dem zweiten Gefäß entfernt.The process according to the invention can be carried out batchwise or continuously. In a continuous process, the crude acid is fed intermittently or continuously to a first vessel kept at a temperature of 220 to 280 ° C., in particular 250 to 260 ° C., in which a concentration takes place continuously and the concentrated crude acid is then continuously or intermittently in a second vessel kept at a temperature in the range from 270 to 335 ° C. is transferred. Nitric acid is slowly introduced into the second vessel (and if a concentration process using nitric acid is envisaged, it can also be slowly introduced into the first vessel or mixed with the crude acid before it is introduced into the first vessel) and water and volatile products distill off . The purified acid is then continuously or intermittently removed from the second vessel.

Ein vereinfachtes Schema der Apparatur wird in der angefügten Zeichnung gezeigt. Die Apparatur umfaßt ein beheiztes und ummanteltes erstes Reaktionsgefäß 1 ausA simplified scheme of the apparatus is shown in the attached drawing. The apparatus includes a heated and jacketed first reaction vessel 1 from

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einem säurefesten Material wie Glas oder Quarz bzw. "Silica" mit einem Einlaß 2, durch den rohe Säure mit kontrolliertem Durchsatz zugeführt werden kann. Durch einen zweiten Einlaß 3 kann eine Mischung von Salpetersäure und Schwefelsäure mit kontrolliertem Durchsatz unterhalb der Oberfläche des Gefäßinhalts eingespeist werden. Alternativ kann der Einlaß 3 entfallen und Salpetersäure zu der rohen Säure vor der Einspeisung durch den Einlaß 2 zugesetzt werden. Eine Effluent-Säule 4 ist vorgesehen, durch die von der Säure abdestillierendes Wasser zusammen mit irgendwelchen vorhandenen oder durch Reaktion der Salpetersäure mit der rohen Säure gebildeten anderen flüchtigen Materialien entfernt werden kann. Diese Effluent-Säule 4 führt zu (nicht gezeigten) geeigneten Reinigern. Eine Gaszufuhr bzw. Verteilung 5 für Luft oder Stickstoff ist ebenfalls zur Unterstützung der Entfernung des verflüchtigten Wassers und anderen flüchtigen Materials vorgesehen. Im Gefäß befindet sich auch ein Rührer 6 und durch einen Auslaß kann im Gefäß 1 gebildete konzentrierte rohe Säure in das zweite beheizte und ummantelte Reaktionsgefäß 8 aus säurebeständigem Material übertreten. Dieses Gefäß 8 ist ebenfalls mit einer Gaseinleitung 9S einer kontrollierten Zuleitung 10 für Salpetersäure/Schwefelsäure-Mischung, einem Rührer 11 und einem Auslaß 12 versehen, durch den die gereinigte Säure in einen geeigneten Aufnahmebehälter 13an acid-resistant material such as glass or quartz or "silica" with an inlet 2 through which crude acid can be fed with a controlled throughput. A mixture of nitric acid and sulfuric acid can be fed in through a second inlet 3 with a controlled throughput below the surface of the contents of the vessel. Alternatively, inlet 3 can be omitted and nitric acid added to the crude acid prior to feeding through inlet 2. An effluent column 4 is provided through which water distilling off the acid can be removed along with any other volatile materials present or formed by reaction of the nitric acid with the crude acid. This effluent column 4 leads to suitable cleaners (not shown). A gas supply or distribution 5 for air or nitrogen is also provided to aid in the removal of the volatilized water and other volatile material. A stirrer 6 is also located in the vessel and concentrated crude acid formed in vessel 1 can pass through an outlet into the second heated and jacketed reaction vessel 8 made of acid-resistant material. This vessel 8 is also provided with a gas inlet 9 S, a controlled feed line 10 for a nitric acid / sulfuric acid mixture, a stirrer 11 and an outlet 12 through which the purified acid enters a suitable receptacle 13

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übertritt. Vom Gefäß 8 abgehende Gase gelangen durch die Überleitung 7 zurück zum Gefäß 1 und von dort zur Effluent-Säule 4. Ventile 14 sind zur Kontrolle der Strömungsgeschwindigkeiten der Säuren vorgesehen. Diese Ventile können zur kontinuierlichen oder intermittierenden Einspeisung oder Überführung der Säuren verwendet werden.transgresses. Gases outgoing from the vessel 8 reach the vessel 1 through the conduit 7 and from there to the effluent column 4. Valves 14 are provided to control the flow rates of the acids. These valves can be used for continuous or intermittent feeding or transfer of the acids.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders brauchbar, wenn die organischen Verunreinigungen im wesentlichen nur durch organische Sulfonsäuren zusammen mit einer kleinen Menge von teerähnlichen Materialien gebildet werden.The inventive method is particularly useful when the organic impurities are essentially only formed by organic sulfonic acids along with a small amount of tar-like materials.

Ein Beispiel, bei dem die Erfindung von Nutzen ist, bezieht sich auf die Herstellung von Bis-(4-chlorphenyl)-sulfon. Dieses wird,wie in der US-PS 3 855 312 beschrieben ist, durch Umsetzung von 4-Chlorbenzolsulfonsäure mit Chlorbenzol gebildet. Wie in der GB-Patentanmeldung 16 448/74 der Anmelderin beschrieben ist, kann das Bis-(4-chlorphenyl)-sulfon vom Reaktionsprodukt durch Kristallisation abgetrennt werden unter Zurücklassung von Mutterlaugen mit etwas Bis-(4-chlorphenyl)-sulfon zusammen mit Chlorbenzol, Chlorbenzolsulfonsäure und Isomeren von Bis-(4-chlorphenyl)-sulfon. Diese Mutterlaugen können durch Behandlung mit Wasser in Gegenwart von Schwefelsäure bei erhöhten Temperaturen von z.B. 220 bis 2500C hydrolysiert werden, wobei die SulfoneAn example in which the invention is useful relates to the preparation of bis (4-chlorophenyl) sulfone. As described in US Pat. No. 3,855,312, this is formed by reacting 4-chlorobenzenesulfonic acid with chlorobenzene. As described in the applicant's GB patent application 16 448/74, the bis (4-chlorophenyl) sulfone can be separated from the reaction product by crystallization, leaving behind mother liquors with some bis (4-chlorophenyl) sulfone together with chlorobenzene , Chlorobenzenesulfonic acid and isomers of bis (4-chlorophenyl) sulfone. These mother liquors can be hydrolyzed by treatment with water in the presence of sulfuric acid at elevated temperatures of, for example, 220 to 250 ° C., the sulfones

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und SuIfonsäure zu Chlorbenzol hydrolysiert werden, das abdestilliert (und wieder verwendet werden kann) unter Zurücklassung von rcher Schwefelsäure mit etwas nicht-hydrolysierter SuIfonsäure zusammen mit Teeren bzw. nSchmierenM. Diese rohe Säure kann nach dem erfindungsgemäßen Verfahren » gereinigt und wieder verwendet werden z.B. zur Erzeugung von Chlorbenzolsulfonsäure aus Chlorbenzol, die dann wiederum für die Herstellung des Bis-(4-chlorphenyl)-sulfons verwendet werden kann.and SuIfonsäure be hydrolyzed to chlorobenzene, the (and can be reused) distilled off, leaving behind rcher sulfuric acid with some non-hydrolysed SuIfonsäure together with tars or lubricating n M. This crude acid can be purified and reused by the process according to the invention, for example for the production of chlorobenzenesulfonic acid from chlorobenzene, which in turn can be used for the production of bis (4-chlorophenyl) sulfone.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Beispielen erläutert.The invention is explained below with the aid of examples.

Beispiel 1example 1

Eine schwarze zähe Reaktionsrestflüssigkeit wurde analysiert und ein Schwefelsäuregehalt von 80 bis 85 Gew.?6 mit starker Verunreinigung durch organische Sulfonsäuren (etwa 10 Gew.%) und Teer (1 Gew.sO festgestellt. Der Rest bestand hauptsächlich aus Wasser. Eine Probe (100 g) der Flüssigkeit wurde in einen 250 ml Glaskolben mit einem Kühler für die Destillation, einem Tropftrichter und Einpreß-bzw. Einleitungsrohr für Stickstoff gegeben. Konstant siedende Salpetersäure (5 g; Dichte: 1,41 g/cnr; bei 200C) wurde bei Zimmertemperatur (250C) zu der Mischung hinzugegeben und die Mischung auf 3100C erhitzt. Es bildeten sichA black viscous residual liquid was analyzed and a sulfuric acid content of 80 to 85 wt g) the liquid or press-in into a 250 ml glass flask equipped with a condenser for distillation, a dropping funnel and inlet tube given for nitrogen constant boiling nitric acid (5 g; density:.. 1.41 g / cnr, at 20 0 C) was added to the mixture at room temperature (25 ° C.) and the mixture was heated to 310 ° C. It formed

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- IU -- IU -

Stickstoffoxide und es wurde etwas flüssiges Destillat gesammelt. Eine weitere Menge (5 g) konzentrierte SalpetersäureNitrogen oxides and some liquid distillate was collected. Another amount (5 g) of concentrated nitric acid

wurde tropfenweise über 10 Minuten hinweg bei 3100C hinzu-was added dropwise over 10 minutes at 310 0 C-

gegeben; die Flüssigkeit im Kolben wurde mit jedem zugegebenen Tropfen heller und es wurden wiederum Stickstoffoxide entwickelt. Nach Zugabe der Salpetersäure war die Flüssigkeit im Kolben sehr hell. Restliche Stickstoffoxide wurden durch 15 Minuten langes Hindurchperlen von Luft ausgetrieben. Die Flüssigkeit wurde auf 25°C abkühlen gelassen, bei welcher Temperatur sie wasserhell war. Die Flüssigkeit enthielt etwa 96 Gew.% Schwefelsäure, eine Spur Salpetersäure und Spuren von organischen Rückständen. Die Flüssigkeit war für SuI-furierungen von Aromaten unmittelbar geeignet.given; the liquid in the flask lightened with each drop added, and nitrogen oxides again became developed. After adding the nitric acid, the liquid in the flask was very pale. Residual nitrogen oxides were through Air bubbled through for 15 minutes. The liquid was allowed to cool to 25 ° C, at which Temperature it was clear as water. The liquid contained about 96% by weight sulfuric acid, a trace of nitric acid and traces of organic residues. The liquid was for suI-furierung immediately suitable for aromatics.

Beispiel 2Example 2

Die Verfahrensweise von Beispiel 1 wurde wiederholt, jedoch unter Abänderung der Folge der Zugabe von konstant siedender Salpetersäure und zwar unter Verwendung einer schwarzen zähen rohen Schwefelsäure mit 86 Gew.% Schwefelsäure und organischen Sulfonsäuren (4 Gew.%).. Der Rest war weitgehend Wasser. Einzelheiten dieser Versuche sind in der nachfolgenden Tabelle angegeben.The procedure of Example 1 was repeated, but changing the sequence of the addition of constant boiling nitric acid using a black viscous crude sulfuric acid with 86 wt.% sulfuric acid and organic sulfonic acids (4 wt.%) .. The rest was largely water. Details of these experiments are given in the table below.

509845/0895509845/0895

Salpetersäurezugabe(TeileAddition of nitric acid (parts 3100C310 0 C 44th roherrawer Dauer beiDuration at Farbe der resulColor of the result ii schwarz, undurchblack, impenetrable pro 100 Gew.teileper 100 parts by weight 3100C310 0 C tierenden Schwefelanimal sulfur sichtigsighted Schwefelsäure)Sulfuric acid) bei an-at (Minuten)(Minutes) säureacid schwarz, undurchblack, impenetrable Zimmerroom 00 dererthose sichtigsighted temperaturtemperature Temperaturtemperature wasserhell, klarwater-clear, clear 1,21.2 00 a)a) 88th 3030th 8 (26O0C)8 (26O 0 C) b)b) 00 2525th 00 c)c) 44th 55

Das Produkt vom Versuch c) enthielt lediglich Spurenmengen von organischem Material. Ein Vergleich der Versuche b) und c) zeigt, daß 1,2 Teile Salpetersäure ungenügend waren zur Erzielung einer Reinigung, selbst wenn 8 Teile bei der Konzentrierungsstufe verwendet wurden, während die Anwendung von 4 Teilen in jeder Stufe das gewünschte Ergebnis lieferte.The product from experiment c) contained only trace amounts of organic material. A comparison of tests b) and c) shows that 1.2 parts of nitric acid were insufficient to achieve cleaning even if 8 parts were used in the concentration step during the application of 4 parts in each stage gave the desired result.

Beispiel 3Example 3

Die Verfahrensweise von Beispiel 1 wurde bei unterschiedlichen Proben von schwarzer roher Schwefelsäure mit organischen Sulfonsäuren und Teeren als Verunreinigungen wiederholt unter Anwendung von unterschiedlichen Salpetersäuremengen und Reaktionsbedingungen. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle wiedergegeben.The procedure of Example 1 was followed with different samples of black crude sulfuric acid organic sulfonic acids and tars as impurities repeatedly using different amounts of nitric acid and reaction conditions. The results are given in the table below.

609845/0895609845/0895

Nr.No. H2SCH 2 SC Zusammensetzungcomposition (Gew.96)(Weight 96) VorbehandlungPretreatment 100100 Typ derType of Reinigungcleaning Typ derType of Dauerduration cncn der rohenthe raw Säure)Acid) benutztenused benutztenused beiat CDCD Schwefelsäuresulfuric acid bei Zimmertempeat room temperature SalpeterSaltpetre zugesetzteadded SalpeterSaltpetre 3100C310 0 C )- j organische) - j organic ratur zugesetzterature added säureacid SalpeterSaltpetre säureacid (Min)(Min) AusseheLook (Gew.%) : Sulfonsäuren(% By weight): sulfonic acids Salpetersäurenitric acid säuremengeamount of acid der rethe right menge (Teile proquantity (parts per (Teile pro(Parts per sultierenderesulting Versuchattempt Gew.-teile roheParts by weight raw 100 Gew,-100 wt. Säureacid ; 2,4; 2 , 4 teile roheshare raw Säure) beiAcid) 11 jj 70 % 70 % 3100C310 0 C 70 9670 96 55 . ' 2,4. '2.4 22 22 22 8686 95 % 95 % 95 % 95 % 55 klar,wasserclear, water cncn 3,33.3 hellbright O
t£L
O
t £ L
22 1,31.3
OOOO 33 8686 3,33.3 »» 95 % 95 % 55 klar, wai" s erclear wai "s him cncn hellbright 44th keineno 95 9695 96 55 95 % 95 % 55 CDCD 8686 klar, aberclear but OOOO 55 22 95 9695 96 2,42.4 95 % 95 % 1010 dunkeldark coco 8686 klar,wasserclear, water cncn 66th 33 70 9670 96 1,251.25 70 %70% 2525th hellbright 8686 klar,wasserclear, water 77th 44th CC. 70 9670 96 66th 70 %70% 1010 hellbright 8686 klar,wasserclear, water 88th 44th 70 % 70 % ^,5^, 5 70 9670 96 1010 hellbright 99 8484 3,33.3 95 %95% 95 %95% 55 klar ,wasserclear, water 33 5,55.5 hellbright 8484 33 (+4 bei 220-240°(+4 at 220-240 ° 1,251.25 klar, dunke
rot
clear, dunk
Red
8383 klar,wasser
hell
clear, water
bright
55 55 77th

Ein Vergleich des Versuchs 3 mit den Versuchen 4 und 5 zeigt, daß durch Zugabe von etwas der Salpetersäure bei tiefer Temperatur geringere Mengen anzuwendender Salpetersäure möglich werden. Es wird angenommen, daß die Säure beim Versuch 3 wasserhell geworden wäre, wenn mehr Säure bei 3100C zugesetzt worden wäre. In gleicher Weise wird angenommen, daß die Säure beim Versuch 8 bei Zusatz von mehr Salpetersäure bei 310 C wasserhell geworden wäre. Ein Vergleich der Versuche 7 und 8 besagt somit, daß durch Anwendung von mehr Salpetersäure bei der Konzentrierungsstufe (d.h. der Aufheizung von Zimmertemperatur an)die erforderliche Gesamtmenge Salpetersäure vermindert werden kann.A comparison of experiment 3 with experiments 4 and 5 shows that by adding some of the nitric acid at a low temperature, smaller amounts of nitric acid to be used are possible. It is believed that the acid would have become clear as water when trying 3 when more acid had been added at 310 0 C. In the same way it is assumed that the acid in experiment 8 would have become water-white at 310 ° C. if more nitric acid had been added. A comparison of experiments 7 and 8 thus indicates that the total amount of nitric acid required can be reduced by using more nitric acid in the concentration stage (ie heating from room temperature).

Beispiel 4Example 4

Als Apparatur wurde ein 250 ml Kolben mit Thermometer, Einlaß für trockenen Stickstoff, Tropftrichter mit Feineinstellung und einem Spritzschutz bzw. Destillationsaufsatz mit Luftkühler mit angefügter Vorlage verwendet.The apparatus used was a 250 ml flask with a thermometer, inlet for dry nitrogen, dropping funnel with fine adjustment and a splash guard or distillation attachment with air cooler with attached template.

Rohe Schwefelsäure (200,1 g mit 80 % Schwefelsäure, 13,3 % organischen Sulfonsäuren, 0,05 % anderen organischen Verunreinigungen und Wasser als Rest) wurde in den Kolben gegeben und Salpetersäure(69 %ig) wurde in den Tropftrichter gegeben.Crude sulfuric acid (200.1 g with 80 % sulfuric acid, 13.3 % organic sulfonic acids, 0.05 % other organic impurities and water as the remainder) was added to the flask and nitric acid (69%) was added to the dropping funnel.

509845/0895509845/0895

Der Kolben wurde aufgeheizt und während des Temperaturanstiegs auf 1200C wurde Salpetersäure (3 ml.) tropfenweise hinzugegeben. Die Salpetersäurezugabe wurde dann unterbrochen und die Temperatur weiter erhöht. Die Mischung schäumte recht heftig bei Erreichen einer Temperatur von 2200C, wurde jedoch "weniger" bei Überschreiten von 235°C. Die Temperatur wurde auf 3050C erhöht und die Mischung dann auf etwa 2400C abkühlen gelassen. Sie wurde dann bei etwa 240 bis 250 C gehalten, während über eine Zeitdauer von 30 Minuten hinweg weitere 5 ml Salpetersäure langsam aus dem Tropftrichter hinzugegeben wurden. Die rohe Säure wurde dunkelrot. Die Temperatur wurde dann auf 310 C erhöht - die Säure begann bei etwa 2800C zu sieden (refluxing) - und dieMischung wurde dann auf 2450C abkühlen gelassen. Weitere 2 ml Salpetersäure wurden tropfenweise hinzugegeben, während die Mischung bei etwa 2400C gehalten wurde. Die resultierende orange-gelbe Mischung wurde dann auf 31C°C erhitzt und weitere 0,5 ml Salpetersäure hinzugegeben. Die Mischung war dann zitronengelb und wurde auf etwa 700C abkühlen gelassen. Die kalte Säure war von fahl-gelber Farbe.The flask was heated up and while the temperature rose to 120 ° C., nitric acid (3 ml.) Was added dropwise. The addition of nitric acid was then interrupted and the temperature increased further. The mixture foamed quite violently when it reaches a temperature of 220 0 C, but was "less" if the temperature exceeds 235 ° C. The temperature was raised to 305 0 C and the mixture was allowed to cool to about 240 0 C. It was then held at about 240-250 ° C. while another 5 ml of nitric acid was slowly added from the dropping funnel over a period of 30 minutes. The crude acid turned dark red. The temperature was then raised to 310 C - the acid started at about 280 0 C to boiling (refluxing) - and the mixture was then allowed to cool to 245 0 C. Another 2 ml of nitric acid was added dropwise while the mixture was kept at about 240 ° C. The resulting orange-yellow mixture was then heated to 31 ° C. and a further 0.5 ml of nitric acid was added. The mixture was then lemon yellow and was allowed to cool to about 70 0C. The cold acid was pale yellow in color.

Die Säure wurde dann erneut auf 31O0C erhitzt und weitere 2 ml Salpetersäure tropfenweise hinzugegeben. Die Mischung wurde dann auf etwa 600C abkühlen gelassen. Die kalte Säure war klar und wasserhell.The acid was then again heated to 31o 0 C and a further 2 ml of nitric acid was added dropwise. The mixture was then allowed to cool to about 60 0 C. The cold acid was clear and water-white.

509845/0895509845/0895

Die insgesamt verwendete Salpetersäuremenge betrug 12,5 ml, d.h. 9,2 Gew.?6 (bezogen auf das Gewicht der rohen Säure) von 69 %iger Säure entsprechend 6,3 Gew.# gerechnet alsThe total amount of nitric acid used was 12.5 ml, i.e. 9.2% by weight (based on the weight of the crude Acid) of 69% acid corresponding to 6.3 wt. # Calculated as

Beispiel 5Example 5

Die Apparatur von Beispiel 4 wurde durch Verbindung von Tropftrichter und Stickstoffeinlaß derart abgewandelt, daß der Stickstoff und die Tropfen vom Tropftrichter unterhalb der Oberfläche des Inhalts des 250 ml Kolbens eingespeist werden konnten.The apparatus of Example 4 was modified by connecting the dropping funnel and nitrogen inlet in such a way that that the nitrogen and the drops from the dropping funnel are fed below the surface of the contents of the 250 ml flask could become.

Rohe Säure (201,1 g - eine weitere Probe der rohen Säure, wie sie in Beispiel 4 verwendet wurde) wurde in den Kolben gegeben und auf 23O0C erhitzt.Salpetersäure (1,5 ml) wurde dann zugesetzt und die Mischung dann auf 3l4°C erhitzt. Die Temperatur wurde dann bei 310 bis 312°C gehalten, während Salpetersäure (6,5 ml) tropfenweise über eine Zeitdauer von 42 Minuten hinzugegeben wurde. (Nach Zugabe von insgesamt von 2,5 ml Salpetersäure war die Mischung sehr dunkelrot-braun; sie wurde dann heller: sie war rot nach Zugabe von insgesamt 6,3 ml Salpetersäure und gelb nach Zugabe von insgesamt 7,0 ml Säure). Die Mischung wurde dann auf etwa 70°C abkühlen gelassen. Die kalte Säure war klar und wasserhell. Die benutzte Gesamtmenge Salpetersäure betrug 8 ml, d.h. 6,8 Gew.% (bezogen auf das Gewicht derCrude acid (201.1 g - a further sample of the crude acid as used in Example 4) was added to the flask and 23O 0 C erhitzt.Salpetersäure (1.5 ml) was then added and the mixture was then 3l4 ° C heated. The temperature was then maintained at 310-312 ° C while nitric acid (6.5 ml) was added dropwise over a period of 42 minutes. (After adding a total of 2.5 ml of nitric acid, the mixture was very dark red-brown; it then became lighter: it was red after adding a total of 6.3 ml of nitric acid and yellow after adding a total of 7.0 ml of acid). The mixture was then allowed to cool to about 70 ° C. The cold acid was clear and water-white. The total amount of nitric acid used was 8 ml, ie 6.8% by weight (based on the weight of the

509845/0895509845/0895

rohen Säure) entsprechend etwa 4,7 Gew.?o gerechnet alscrude acid) corresponding to about 4.7 wt.? o calculated as

Beispiel 6Example 6

Beispiel 5 wurde unter Verwendung einer Mischung von 36 Gew.% Salpetersäure (69 #ig) und 64 Gew.% Schwefelsäure (98 %lg) sowie einer rohen Säure (2C7t96 g) von ähnlicher Zusammensetzung (79,7 % H2SO^; 13,8 % Sulfonsäuren; O,C1 % andere organische Verunreinigungen) wie die in Beispiel 5 verwendete wiederholt. 7 ml der Schwefelsäure/Salpetersäure-Mischung wurden bei Zimmertemperatur (220C) hinzugegeben und der Kolben auf 3080C erhitzt, woraufhin die Schwefelsäure/Salp±ersäuremischung (15 ml) tropfenweise über eine Zeitdauer von 30 Minuten hinweg zugesetzt wurde, wobei die Temperatur bei 307 bis 311°C gehalten wurde. Die result!-.:· : kalk-gelbe Säure wurde abgekühlt, wobei sie jedoch nicut wasserhell wurde.Example 5 (#ig 69) using a mixture of 36 wt.% Nitric acid and 64 wt.% Sulfuric acid (lg 98%) and a crude acid (96 g t 2C7) of similar composition (79.7% H 2 SO ^; 13.8% sulfonic acids; O, C1 % other organic impurities) as that used in Example 5 was repeated. 7, the sulfuric acid / nitric acid mixture were ml added at room temperature (22 0 C) and the piston to 308 0 C is heated, after which the sulfuric acid / Salp ± ersäuremischung (15 ml) was dropwise added over a period of 30 minutes, the Temperature was maintained at 307 to 311 ° C. The result! - .: ·: lime-yellow acid was cooled, however it was not water-white.

Die Mischung wurde dann erneut auf 3100C erhitzt und es wurden dann weitere 0,5 ml der Schwefelsäure/Salpcfcersäure-Mischung tropfenweise hinzugegeben. Bei Abkühlung auf etwa 800C war die resultierende Säure sehr fahl-gelb gefärbt.The mixture was then reheated to 310 0 C and it was then further 0.5 ml of the sulfuric acid / Salpcfcersäure mixture added dropwise. On cooling to about 80 ° C., the resulting acid was very pale yellow in color.

Die Mischung wurde dann erneut auf 3100C erhitzt, und weitere 0,5 ml der Schwefelsäure/Salpetersäure-Mischung wurden zugetropft. Die resultierende Säure wurde dann auf etwaThe mixture was then heated again to 310 ° C., and a further 0.5 ml of the sulfuric acid / nitric acid mixture were added dropwise. The resulting acid was then to about

509845/0895509845/0895

90°C abgekühlt, bei welcher Temperatur sie klar und farblos war.Chilled 90 ° C, at which temperature it was clear and colorless.

Die Gesamtmenge der erforderlichen Salpetersäure lag bei 13,89 g von 69 %iger Säure, d.h. 4,6 % (bezogen auf das Gewicht der rchen Säure) gerechnet als HNCU.The total amount of nitric acid required was 13.89 g of 69 % acid, ie 4.6 % (based on the weight of the real acid) calculated as HNCU.

Beispiel 7Example 7

Die Verfahrensweise von Beispiel 6 wurde unter Verwendung einer schwarz gefärbten rohen Säure (211,45 g) der folgenden Zusammensetzung wiederholt:The procedure of Example 6 was followed using a black colored crude acid (211.45 g) of the the following composition repeated:

H2SO^ : etwa 82,5 Gew.Ji;H 2 SO ^: about 82.5% by weight;

organische Sulfonsäuren: etwa 2,5 Gew.$6; andere organische Verunreinigungen: 0,1 Gew.%; Rest : Wasserorganic sulfonic acids: about 2.5 wt. $ 6; other organic impurities: 0.1% by weight ; Remainder: water

69 %ige Salpetersäure (14,8 g) wurde zu der rohen Säure vor dem Einbringen in den Kolben zugesetzt und es erfolgte keine Zugabe der Schwefelsäure/Salpetersäure-Mischung, bis die Temperatur 3100C erreicht hatte. Während die Temperatur bei 310 bis 312°C gehalten wurde, wurden 8,5 ml der Schwefelsäure/Salpetersäure-Mischung über eine Zeitdauer von 15 Minuten hinweg tropfenweise hinzugegeben. Nach dem Abkühlen war die resultierende Säure klar und wasserhell. Die benutzte Gesamtmenge Salpetersäure betrug 9,5 Gew.% von 69 %iger Salpetersäure (bezogen auf das Gewicht der rohen69% nitric acid (14.8 g) was added to the crude acid before it was placed in the flask and the sulfuric acid / nitric acid mixture was not added until the temperature reached 310 ° C. While maintaining the temperature at 310 to 312 ° C, 8.5 ml of the sulfuric acid / nitric acid mixture was added dropwise over a period of 15 minutes. After cooling, the resulting acid was clear and water-white. The total amount of nitric acid used was 9.5% by weight of 69% nitric acid (based on the weight of the crude

509845/0895509845/0895

Säure) entsprechend 6,5 Gew.% gerechnet als HNO,.Acid) corresponding to 6.5% by weight, calculated as HNO ,.

Beispiel 8Example 8

Als Vergleich wurde versucht, eine weitere Probe (154,81 g) der in Beispiel 7 verwendeten rohen Säure unter Anwendung von Oleum anstelle von Salpetersäure zu reinigen. 5 ml Oleum (mit 20 Gew.% freiem Schwefeltrioxid) wurden tropfenweise zu der rohen Säure bei Zimmertemperatur (21 C) hinzugegeben und die Mischung wurde dann auf 220 C erhitzt. Weitere 5 ml Gleum wurden tropfenweise zugesetzt und die Mischung dann auf 3100C gebracht. Während die TemperaturAs a comparison, an attempt was made to purify another sample (154.81 g) of the crude acid used in Example 7 using oleum instead of nitric acid. 5 ml of oleum (with 20% by weight free sulfur trioxide) was added dropwise to the crude acid at room temperature (21 ° C) and the mixture was then heated to 220 ° C. Another 5 ml gleum was added dropwise and the mixture was then brought to 310 0 C. While the temperature

bei 305 bis 31^0C gehalten wurde, wurde mehr Oleum tropfenweise zugegeben. Selbst nach Zugabe einer Gesamtmenge von 99 ml Oleum (189,36 g, d.h. von etwa 25 Gew.% freiem Schwefeltrioxid, bezogen auf das Gewicht der rohen Säure) wurde keine Änderung der Farbe der rohen Säure festgestellt.was maintained at 305-31 0 ^ C, more oleum was added dropwise. Even after adding a total of 99 ml of oleum (189.36 g, ie about 25% by weight of free sulfur trioxide based on the weight of the crude acid), no change in the color of the crude acid was observed.

Beispiel 9Example 9

Die Verfahrensweise von Beispiel 7 wurde.unter Zugabe unterschiedlicher Mengen Salpetersäure zur rohen Säure vor dem Einbringen in den Kolben wiederholt. In allen Fällen war die Säure nach dem Reinigungsprozeß klar und so gut wie farblos. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengefaßt.The procedure of Example 7 was followed with the addition varying amounts of nitric acid to the crude acid repeatedly before adding to the flask. In all cases the acid was clear and practically colorless after the cleaning process. The results are in the table below summarized.

509845/0895509845/0895

zu Beginn zugesetzte
Menge 69 %iger Salpetersäure (Gew.% der
rohen Säure)
added at the beginning
Amount of 69% nitric acid (% by weight of
raw acid)

Zur Erzielung eines 'Ausbeute an entfarblosen Produkts ;färbter Säure (%; erforderliche Gesamt-'■ bezogen auf das Geimenge 69 %iger SaI- wicht der rohen Säure ; petersäure (Gew.% der'+ der in der zuge-To obtain a 'yield of decolorless product; colored acid (%; required total '■ based on the quantity 69% weight of the crude acid; pitric acid (% by weight of the '+ of the

rohen Säure)raw acid)

setzten Schwefel/Salpetersäuremischung 'enthaltenen Schwefelsäure) put sulfur / nitric acid mixture 'contained sulfuric acid)

8,5 7,8 7,8 9,58.5 7.8 7.8 9.5

82,6 77,6 76,8 75,782.6 77.6 76.8 75.7

BeisOiel 10Example 10

Die rohe Säure, wie sie in den Beispielen 7 bis 9 verwendet wurde, wurde nach einem kontinuierlichen Verfahren unter Verwendung einer Anlage mit zwei Gefäßen, wie sie in Verbindung mit der angefügten Zeichnung beschrieben ist, gereinigt.The crude acid as used in Examples 7-9 was processed by a continuous process using a system with two vessels as described in connection with the attached drawing is cleaned.

Die Gefäße 1 und 8 enthielten jeweils etwa 750 ml Säure von einer vorangehenden Durchführung des Verfahrens. Das Gefäß 1 enthielt etwa 4 Gew.% Salpetersäure und wurdeVessels 1 and 8 each contained approximately 750 ml of acid from a previous run of the procedure. The vessel 1 contained about 4 % by weight of nitric acid and was

o,O,

bei Temperaturen im Bereich von 220 + 5 C gehalten, währendkept at temperatures in the range of 220 + 5 C while

509845/0895509845/0895

das Gefäß 8 bei Temperaturen im Bereich von 310 +_ 5°C gehalten wurde. Eine Mischung der rohen Säure und von 4 Gew.% (bezogen auf das Gewicht der rohen Säure) Salpetersäure wurde mit einem Durchsatz von 4OC ml/Std (654 g rohe Säure pro Stunde) in das Gefäß 1 eingespeist und eine Mischung von Salpetersäure(69 %lg) und Schwefelsäure (98 %±g) mit 0,4 g/ml Salpetersäure (gerechnet als HNO,) wurde durch den Zulauf 10 in das Gefäß 8 mit einem Durchsatz von etwa IGO ml/Std eingespeist. Das den Über- bzw. Ablauf vom Gefäß 8 kontrollierende Ventil 14 wurde intermittierend betätigt, wobei es lediglich alle 5 oder 10 Minuten geöffnet wurde, um entfärbte Säure in das Aufnahmegefäß 13 abzulassen. Das Verfahren wurde etwa 6 Stunden lang durchgeführt und dann unterbrochen. Die Verfahrensweise wurde dann unter Anwendung von unterschiedlichen Temperaturen im Gefäß 1 wiederholt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengefaßt.the vessel 8 was kept at temperatures in the range of 310 ± 5 ° C. A mixture of the crude acid and 4% by weight (based on the weight of the crude acid) nitric acid was fed into vessel 1 at a rate of 40 ml / h (654 g crude acid per hour) and a mixture of nitric acid (69 % Ig) and sulfuric acid (98 % ± g) with 0.4 g / ml nitric acid (calculated as ENT) were fed through the inlet 10 into the vessel 8 with a throughput of about IGO ml / hour. The valve 14 controlling the overflow or drainage from the vessel 8 was actuated intermittently, whereby it was only opened every 5 or 10 minutes in order to let the decolorized acid into the receiving vessel 13. The procedure was carried out for about 6 hours and then interrupted. The procedure was then repeated in vessel 1 using different temperatures. The results obtained are summarized in the table below.

509845/0895509845/0895

Temperaturtemperature 11 imin the Durchsatz derThroughput of the 11 100100 Insgesamt angeTotal indicated Ausbeute an entYield of ent Gefäßvessel 3C) 3 C) Salpeter/SchweSaltpeter / Schwe 9090 wandte Salpeterturned saltpeter färbter Säure (becolored acid (be (c ( c felsäurefic acid AOAO säur emenge (inacid amount (in zogen auf das Gemoved to the Ge mischungmixture 4040 HNO, bezogen aufENT, based on wicht der rohenweight of the raw (ml/Std)(ml / hour) das Gewicht derthe weight of the Säure und der inAcid and the in rohen Säure)raw acid) der eingespeistenthe fed Salpeter/SchwefelSaltpeter / sulfur saure enthaltenenacid contained 50C5 0 C Schwefelsäuresulfuric acid 220 i220 i 50C5 0 C 8,6 % 8.6 % 92 % 92 % 250 +.250+. 5°C5 ° C 8,1 % 8.1 % 85 % 85 % 280 +280 + 50C5 0 C 5,0 % 5.0 % 81 % 81 % 310 +310 + 5,2 % 5.2 % 77 % 77 %

509845/0895509845/0895

Claims (7)

PatentansprücheClaims (lj Verfahren zur Reinigung von mit organischen Sulfonsäuren verunreinigter Schwefelsäure·, dadurch gekennzeichnet, daß die verunreinigte Schwefelsäure auf einen Schwefelsäuregehalt von zumindest 90 Gew.% konzentriert und dann "bei Temperaturen zwischen 270 und 335°C mit Salpetersäure behandelt wird und verdampfte Verunreinigungen abdestilliert werden. (lj process for the purification of sulfuric acid contaminated with organic sulfonic acids, characterized in that the contaminated sulfuric acid is concentrated to a sulfuric acid content of at least 90% by weight and then "treated with nitric acid at temperatures between 270 and 335 ° C and evaporated impurities are distilled off . 2. Verfahren nach Anspruch l,bei dem die verunreinigte Säure weniger als 3 Gew.% organische Sulfonsäuren enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentrierung durch Abdestillieren von Wasser bewirkt wird, während die verunreinigte Säure auf Temperaturen im Bereich von 270 bis 3350C erhitzt wird, bei denen sie mit Salpetersäure behandelt wird..2. The method of claim l, wherein the contaminated acid comprises less than 3 wt.% Organic sulphonic acids, characterized in that the concentration is effected by distilling off the water while the contaminated acid heated to temperatures in the range 270-335 0 C. where it is treated with nitric acid .. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß IC bis 90 Gew,% der Gesamtmenge an benutzter Salpetersäure zur verunreinigten Säure bei Temperaturen
unter 2700C zugesetzt werden.
3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that IC up to 90% by weight of the total amount of nitric acid used to the contaminated acid at temperatures
below 270 0 C are added.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtmenge an benutzter Salpetersäure (gerechnet als HNO,) 1 bis 20 Gew.% (bezogen auf das Gewicht der verunreinigten Säure) beträgt.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized characterized that the total amount of nitric acid used (calculated as HNO,) 1 to 20 wt.% (based on the Weight of the contaminated acid). 509845/089 5509845/089 5 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine kontinuierliche Durchführung durch Einspeisung von verunreinigter Säure in ein erstes, auf eine Temperatur im Bereich von 220 bis 2800C erhitztes Gefäß und Abdestillieren von Wasser von diesem und Überführung der konzentrierteren Säure von diesem ersten Gefäß in ein zweites Gefäß, das bei einer höheren Temperatur als das erste Gefäß im Bereich von 270 bis 3350C gehalten wird, mit Einspeisung von Salpetersäure in das zweite Gefäß und Abdestillieren von V/asser und flüchtigen Produkten aus diesem zweiten Gefäß, aus dem dann gereinigte Schwefelsäure entfernt wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized by a continuous implementation by feeding contaminated acid into a first, heated to a temperature in the range of 220 to 280 0 C vessel and distilling off water from this and transferring the more concentrated acid from this first vessel in a second vessel, which is kept at a higher temperature than the first vessel in the range of 270 to 335 0 C, with feeding of nitric acid into the second vessel and distilling off water and volatile products from this second vessel, from which then purified sulfuric acid is removed. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Salpetersäure in das zweite Gefäß unterhalb des Pegels der verunreinigten Säure eingeführt wird.6. The method according to claim 5, characterized in that the nitric acid in the second vessel below the Level of contaminated acid is introduced. 7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß Salpetersäure mit der verunreinigten Säure gemischt wird, bevor diese in das erste Gefäß eingespeist wird,7. The method according to claim 5 or 6, characterized in that nitric acid with the contaminated acid is mixed before it is fed into the first vessel, 509845/0895509845/0895 itit LeerseiteBlank page
DE19752516173 1974-04-16 1975-04-14 METHOD FOR PURIFYING SULFURIC ACID CONTAMINATED WITH ORGANIC SULPHONIC ACIDS Pending DE2516173A1 (en)

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