DE2637734C3 - Verfahren zur Aufarbeitung von Salpetersäure - Google Patents
Verfahren zur Aufarbeitung von SalpetersäureInfo
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Description
a) die organische Verbindungen enthaltende Salpetersäure in den Rektifizierbereich einer
Rektifikationskolonne eingespeist wird und am Kopf der Kolonne Salpetersäure einer Konzentration,
die über der azeotropen Konzentration liegt, abgenommen wird,
b) gegebenenfalls das Sumpfprodukt in einem (oder mehreren) weiteren Rektifizierschritt(en)
durch Abdestillieren von Salpetersäure einer Konzentration, die über der azeotropen Konzentration
liegt, weiter aufgearbeitet wird, und
nach Erreichen des Azeotroppunktes der Salpetersäure in Schritt a) oder b) diese in einer gesonderten Apparatur vollständig verdampft.
nach Erreichen des Azeotroppunktes der Salpetersäure in Schritt a) oder b) diese in einer gesonderten Apparatur vollständig verdampft.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in die Rektifizierkolonne(n)
unterhalb der Zugabestelle des zu reinigenden Salpetersäuregemisches Wasser oder Salpetersäure
einer Konzentration unterhalb oder gleich derjenigen im zu reinigenden Salpetersäure-Gemisch
zugibt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man Wasser oder Salpetersäure mit
einer Konzentration, die gleich oder geringer als diejenige im aufzuarbeitenden Salpetersäuregemisch
ist, in den Sumpf der Rektifizierkolonne(n) zugibt.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man in den Rektifizierbereich der
Rektifizierkolonne(n) unterhalb der Zugabestelle des Nitriergemisches Salpetersäure einer Konzentration
zugibt, die maximal um ±5 Gew.-% von der Konzentration der Salpetersäure abweicht, die ohne
Zugabe der Salpetersäure an der Zugabestelle der Rektifizierkolonne(n) vorhanden ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man Rektifizierkolonne(n) mit
3 bis 20 theoretischen Böden einsetzt.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die Rektifizierkolonne(n)
bei einem Druck im Bereich von 50 bis etwa 760 Torr betreibt.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man eine wäßrige Salpetersäure
einer Konzentration von etwa 70 bis etwa 80 Gew.-%, die Anthrachinon und Nitroanthrachinone
gelöst oder suspendiert enthält, aufarbeitet, wobei während der Rektifikation bei Säurekonzentrationen
von 80 und 68 Gew.-%, Gewichtsverhältnisse von Salpetersäure und Wasser zu organischen
Bestandteilen zu vermeiden sind, die kleiner sind als 53 und 4.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufarbeitung von Salpetersäure einer Konzentration,
die über der azeotropen Konzentration liegt und die bei der Nitrierung von aromatischen Verbindungen verwendet
wurde und bei der partiellen Abtrennung von aromatischen Nitroverbindungen anfällt
Es ist bekannt, daß bei der Nitrierung von Aromaten mit Salpetersäure einer Konzentration »70 Gew.-%
und bei der anschließenden Aufarbeitung des Reaktionsgemisches verdünnte Salpetersäure anfällt, die
noch organische Verbindungen gelöst oder suspendiert enthält.
Für eine wirtschaftliche Durchführung solcher Nitrierungsverfahren
ist es vorteilhaft, die verdünnt anfallende, mit organischen Verbindungen verunreinigte Salpetersäure
destillativ so aufzuarbeiten, daß man über eine Rektifikation azeotrope Salpetersäure sowie
konzentrierte Salpetersäure erhält, wobei letztere wieder in den Nitrierungsprozeß eingesetzt werden
kann.
Gegen eine destillative Aufarbeitung von Salpetersäure einer Konzentration, die über der azeotropen
Konzentration liegt und die noch mit aromatischen Verbindungen, insbesondere mit Nitroaromaten verunreinigt
ist, besteht ein Vorurteil, da bekanntgeworden ist, daß in einer Anlage zur Nitrierung von Benzol mit
65- bis 75gew.-%iger Salpetersäure eine Mischung von Nitrobenzol, Salpetersäure und Wasser detonierte
(siehe Chem. Eng., May 9, 1966, Seite 163, und Chem.
Eng. News, Nov. 28,1960, Seite 47).
Es wurde nun ein Verfahren zur Aufarbeitung von wäßriger Salpetersäure einer Konzentration, die über
der azeotropen Konzentration liegt und die organische Verbindungen gelöst oder suspendiert enthält, gefunden,
das dadurch gekennzeichnet ist, daß man in einem (oder mehreren) Rektifizierschritt(en) soviel Salpetersäure
einer Konzentration, die über der azeotropen Konzentration liegt, abdestilliert, bis eine azeotrope
Salpetersäure vorliegt, wobei während der Rektifikation bei Säurekonzentrationen von 80, 75, 70 und 68
Gew.-%, Gewichtsverhältnisse von Salpetersäure und Wasser zu organischen Bestandteilen zu vermeiden
sind, die kleiner sind als 13,8,5 bzw. 4, indem
a) die organische Verbindungen enthaltende Salpetersäure in den Rektifizierbereich einer Rektifikationskolonne
eingespeist wird und am Kopf der Kolonne Salpetersäure einer Konzentration, die über der azeotropen Konzentration liegt, abgenommen
wird,
b) gegebenenfalls das Sumpfprodukt in einem (oder mehreren) weiteren Rektifizierschritt(en) durch
Abdestillieren von Salpetersäure einer Konzentration, die über der azeotropen Konzentration liegt,
weiter aufgearbeitet wird,
und nach Erreichen des Azeotroppunktes der Salpetersäure in Schritt a) oder b) diese in einer
gesonderten Apparatur vollständig verdampft.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird im allgemeinen zur Aufarbeitung von Salpetersäure einer Konzentration,
die über der azeotropen Konzentration liegt und die organische Verbindungen gelöst oder suspen-
diert enthäi», angewendet, wobei die azeotrope Konzentration bei Normaldruck bei etwa 67,5 Gew.-Vo
liegt. Vorzugsweise läßt sich das Verfahren zur Aufarbeitung von 70- bis 90gew.-%iger SaJpetersäure
anwenden. Besonders geeignet ist das erfindungsgemäße Verfahren bei der Aufarbeitung von Salpetersäure
mit einer Konzentration von 70 bis 80 Gew.-%.
Durch die Menge der in der Salpetersäure gelösten oder suspendierten organischen Bestandteile wird die
Aufarbeitung der Salpetersäure nicht oder nur in untergeordnetem Maße beeinträchtigt. Besonders gut
gelingt die Aufarbeitung der Salpetersäure, wenn darin nicht mehr als etwa 10 Gew.-% organische Bestandteile
gelöst oder suspendiert sind.
Die in der Salpetersäure gelösten oder suspendierten
organischen Verbindungen umfassen insbesondere die für die Nitrierung eingesetzte, aber nicht umgesetzte
aromatische Verbindung und Nitrierprodukte dieser aromatischen Verbindung.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden solche Mengen Salpetersäure eingesetzt, daß bei einer
bestimmten Konzentration der Salpetersäure möglichsl bestimmte Gewichlsverhältnisse von Salpetersäure und.
Wasser zu organischen Bestandteilen nicht unterschritten werden.
Das Gewichtsverhältnis ist wie folgt definiert- Man,
addiert das Gewicht der vorhandenen Salpetersäure, gerechnet als 100gew.-%ige Salpetersäure, zu dem
Gewicht des vorhandenen Wassers, das mit der Salpetersäure eingebracht wurde, und dividiert diese
Summe durch das Gesamtgewicht der vorhandenen organischen Bestandteile.
Das bei der Aufarbeitung nicht zu unterschreitende Gewichtsverhältnis beträgt beim Vorliegen von 80gew.-%iger
Salpetersäure 13 und beim Vorliegen von 68gew.-°/oiger Salpetersäure 4. Zwischen diesen beiden
Säurekonzentrationen kann in erster Näherung eine lineare Abhängigkeit zwischen dem dicht zu unterschreitenden
Gewichtsverhältnis und der jeweils vorliegenden Säurekonzentration angenommen werden. Bei
exakter Betrachtung ist diese Abhängigkeit nicht streng linear, sondern bei höheren Säurekonzentrationen
etwas stärker ausgeprägt als bei niedrigeren Säurekonzentrationen.
Vorzugsweise arbeitet man aber nicht so, daß bei dem aufzuarbeitenden Salpetersäure-Gemisch die obengenannten
Gewichtsverhältnisse, sondern etwas höhere Gewichtsverhältnisse vorliegen.
Beispielsweise kann beim Vorliegen von 80gew.-%iger Salpetersäure das Gewichtsverhältnis mindestens
15 und beim Vorliegen von 68gew.-%iger Salpetersäure mindestens 4,5 betragen. Bei dazwischenliegenden
Salpetersäure-Konzentrationen kann es bei entsprechenden Zwischenwerten liegen.
Die Aufarbeitung der Salpetersäure nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann im Vakuum, aber
auch bei Normaldruck erfolgen. Vorzugsweise wird die Aufarbeitung bei Normaldruck durchgeführt. Die
Temperaturen richten sich nach der jeweils vorliegenden Säurekonzentration und dem Druck. Sie liegen im
allgemeinen im Bereich von 40°C bis 125°C.
Die erfindungsgemäße Aufarbeitung des Salpetersäure-Gemisches kann in einer oder mehreren Rektifizierkolonnen
erfolgen. Hierfür können beliebig gestaltete Rektifizierkolonnen verwendet werden, beispielsweise
Boden-, Füllkörper- oder Rieselfilmkolonnen. Insbesondere eignen sich solche Rektifizierkolonnen, wie sie
üblicherweise für die Gewinnung von hochkonzentrierter Salpetersäure aus Salpetersäure einer Konzentration
oberhalb 66 Gew.-% verwendet werden.
Die Rektifizierkolonne wird so betrieben, daß man am Kopf eine höher konzentrierte Salpetersäure als
diejenige im eingespeisten Gemisch abnimmt Es ist vorteilhaft, am Kopf der ersten Rektifizierkolonne
Salpetersäure einer solchen Konzentration abzunehmen, die für die Nitrierung von aromatischen Verbindungen
wieder verwendet werden kann. Die am Kopf der Rektifizierkolonne abgenommene Salpetersäure
kann noch Stickoxide, wie N2O5, N2O4 und/oder NO
enthalten. Am Kopf der ersten Kolonne wird vorteilhafterweise 81- bis 99,5gew.-%ige Salpetersäure abgenommen,
die dann wieder direkt für eine Nitrierung verwendet werden kann. Wird die Rektifikation jedoch
so durchgeführt, daß im Sumpf dieser Kolonne eine azeotrope Salpetersäure eingestellt wird, so kann in
einem weiteren Verdampfungsschritt ohne Kolonne die gesamte Salpetersäure abdestilliert werden und auf
diese Weise die in der Salpetersäure vorhandenen organischen Produkte abgetrennt werden. Wird eine
Salpetersäure einer Konzentration, die über der azeotropen Konzentration liegt im Sumpf eingestellt, so
muß in einem zweiten Rektifikationsschritt im Sumpf der zweiten Kolonne azeotrope Salpetersäure erhalten
werden, damit in einem weiteren Schritt die Trocknung des organischen Produkts durchgeführt werden kann.
Hierzu können am Kopf der zweiten Kolonne Salpetersäurekonzentrationen eingestellt werden, die
im Bereich von 70 bis 95 Gew.-% liegen.
Eine besonders vorteilhafte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß am Kopf der
ersten Kolonne konzentrierte Salpetersäure abgenommen wird, die wieder in die Nitrierreaktion eingesetzt
werden kann und daß in dem sich anschließenden zweiten und/oder dritten Destillationsschritt Säuren
erhalten werden, die so rein sind, daß sie sich in dieser Form direkt wieder verwenden lassen.
Die Anzahl der Böden der erfindungsgemäß zu verwendenden Rektifizierkolonne(n) richtet sich nach
der Säurekonzentration des eingespeisten Salpetersäure-Gemisches und der gewünschten Konzentration der
am Kopf abzunehmenden Salpetersäure. Allgemein kann man Rektifizierkolonnen verwenden, die 3 bis 20
theoretische Böden besitzen. Vorzugsweise werden Rektifizierkolonnen mit 4 bis 15 theoretischen Böden
verwendet.
Die Einspeisestelle des Salpetersäure-Gemisches in die jeweilige Rektifizierkolonne richtet sich nach der
Konzentration der Salpetersäure im Gemisch und dem Konzentrationsprofil in dieser Rektifizierkolonne.
Die Rcktifizierkolonnc(n) wird (werden) so ausgelegt und betrieben, daß im Sumpf eine niedriger konzentrierte
Salpetersäure als bei der Eingabe vorliegt, wobei die minimale Konzentration der Salpetersäure im Sumpf
jedoch nicht unter den Azeotroppunkt absinkt.
Es ist ein wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung, daß während der destillativen Aufarbeitung
an allen Stellen der Rektifizierkolonne(n) in Abhängigkeit von der Konzentration der jeweils vorliegenden
Salpetersäure Gewichtsverhältnisse von Salpetersäure und Wasser zu organischen Bestandteilen von 4 (beim
Vorliegen von Azeolrop-Salpetersäure) bis 13 (beim Vorliegenden von 80gew.-%iger Salpetersäure) nicht
unterschritten werden.
Dem Teil der Rektifizierkolonne(n), in dem die Aufkonzentrierung der Salpetersäure erfolgt, das ist der
Teil zwischen der Zugabestelle des Salpetersäuregemi-
sches und dem Kopf der Rektifizierkolonne(n), muß dabei keine besondere Aufmerksamkeit gewidmet
werden. In diesem Apparateteil stellen sich zwangsweise höhere Gewichtsverhältnisse als im einlaufenden
Salpetersäuregemisch ein. Unterhalb der Zugabestelle des Salpetersäuregemisches, insbesondere im Sumpf der
Rektifizierkolonne(n) findet normalerweise eine Anreicherung der organischen Bestandteile unter gleichzeitiger
Abtreibung von Salpetersäure statt Hier erniedrigt sich also das Gewichtsverhältnis.
Wenn im aufzuarbeitenden Salpetersäure-Gemisch eine relativ verdünnte Salpetersäure, beispielsweise
eine Salpetersäure im Konzentrationsbereich 70 bis 80 Gew.-°/o und ein relativ hohes Gewichtsverhältnis,
beispielsweise ein Gewichtsverhältnis von über 15 (bei Salpetersäure-Konzentrationen im Bereich von 70—75
Gew.-%) oder von über 20 (bei Salpetersäure-Konzentrationen im Bereich von 75—80 Gew.-%) vorliegt, sind
im allgemeinen keine besonderen MaPnahmen erforderlich, um im unteren Bereich und im Sumpf der
Rektifizierkolonne(n) die zuvor zugegebenen Gewichtsverhältnisse nicht zu unterschreiten.
Sind jedoch andere Gemische aufzuarbeiten, beispielsweise Gemische, in denen Salpetersäure in einer
Konzentralion im Bereich von 70—75 Gew.-°/b und ein relativ niedriges Gewichtsverhältnis, beispielsweise ein
Gewichtsverhältnis unter 12 vorliegen, oder Gemische, in denen konzentrierte Salpetersäure, beispielsweise
75 —100gew.-0/oige Salpetersäure und ein Gewichtsverhältnis
unter 15 vorliegen, so ist es im allgemeinen notwendig, besondere Maßnahmen zu ergreifen, damit
im unteren Teil oder im Sumpf, insbesondere der ersten Rektifizierkolonne, die zuvor angegebenen Gewichtsverhältnisse nicht unterschritten werden. Man kann in
diesen Fällen ein zu starkes Absinken des Gewichtsverhällnisses vermeiden, indem man unterhalb der
Zugabestelle des zu reinigenden Salpetersäure-Gemisches Wassei oder Salpetersäure einer Konzentration
unterhalb od°r gleich derjenigen im zu reinigenden Salpetersäure-Gemisch zugibt. Dabei isl zu beachten,
daß so viel Wasser oder Salpetersäure zugegeben wird, daß die zuvor angegebenen Gewichtsverhältnisse an
keiner Stelle der Rektifizierkolonne(n) unterschritten werden. Wenn Salpetersäure in einer Konzentration
oberhalb des Azeotroppunktes zugegeben wird, ist darauf zu achten, daß die Summe aller Koionnenzuläufe
eine Mischung mit einer Salpetersäure-Konzentration über dem Azeotroppunkt ergibt. Die Zugabe von
Wasser oder Salpetersäure mit einer Konzentration, die gleich oder geringer als diejenige im aufzuarbeitenden
Salpetersäuregemisch ist, kann an beliebiger Stelle unterhalb der Zugabestelle des aufzuarbeitenden
Salpetersäure-Gemisches erfolgen, beispielsweise in den Sumpf der Rektifizierkolonne(n). Wenn die Zugabe
in den Rektifizierbereich der Rektifizierkolonne(n) erfolgen soll, ist es vorteilhaft, Salpetersäure in einer
Konzentration zuzugeben, die maximal um ±5 Gew.-% von der Konzentration der Salpetersäure abweicht, die
ohne Zugabe der Salpetersäure an der Zugabestelle in der (den) Rektifizierkolonne(n) vorhanden ist. Auf diese
Weise wird die Rektifikation in der (den) Kolonne(n) nicht allzusehr gestört. Die jeweilige Rektifizierkolonne
kann unabhängig davon, ob zusätzlich Wasser oder Salpetersäure eingespeist wird oder nicht, bei Normaldruck,
vermindertem Druck oder leicht erhöhtem Druck betrieben werden. Im allgemeinen arbeilet man bei
Drücken im Bereich von etwa 50 bis etwa 760 Torr, vorzugsweise jedoch bei Normaldruck.
Die Temperaturen, bei denen die Rv;ktifizierkolonne(n)
betrieben wird (werden), richten sich nach dem Druck in der Rektifizierkolonne(n), nach der Konzentration
der Salpetersäure im Gemisch und nach der Konzentration der am Kopf der Rektifizierkolonne{n)
abgenommenen Salpetersäure.
Das Rücklaufverhältnis R/F (Verhältnis von flüssigem
Rücklauf zu Abnahme von Salpetersäure einer Konzentration, die über der azeotrcpen Konzentration liegt)
ίο der Rekiifizierkolonne kann in weiten Grenzen variiert
werden. Beispielsweise kann das Rücklaufverhältnis im Bereich von 0 bis 5 liegen. Bevorzugt sind Rücklaufverhältnisse
von 0,1 bis 1. Die Konzentration der gegebenenfalls rücklaufenden Salpetersäure kann höher
oder gleich groß sein wie die Säurekonzentration auf dem Boden, auf den die rückgeführte Säure zurückläuft
Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf die deslillative Aufarbeitung der bei der Herstellung
von Nitroanthrachinonen durch Nitrierung von Anthrachinon mit konzentrierter Salpetersäure und anschließender
Aufarbeitung anfallenden Salpetersäure mit einer Konzentration von etwa 70 bis etwa 80 Gew.-°/o,
die Anthrachinon und Nitroanthrachinone, hauptsächlich 1- und 2-Nitro-anthrachinon, aber auch Dinitroanthrachinon
gelöst oder suspendiert enthält kann so verfahren werden, daß man in ein (oder mehreren)
Rektifizierschritt(en) so viel Salpetersäure einer Konzentration, die über der azeotropen Konzentration liegt,
abdestilliert, bis schließlich eine azeotrope Salpetersäure vorliegt, wobei während der Rektifikation bei
Säurekonzentrationen von 80 und 68 Gew.-°/o, Gewichtsverhältnisse
von Salpetersäure und Wasser zu organischen Bestandteilen zu vermeiden sind, die
kleiner sind als 13 und 4, indem
a) die Anthrachinon und Nitroanthrachinone enthaltende Salpetersäure in den Reklifizierbereich einer
Rektifizierkolonne eingespeist wird und am Kopf der Kolonne Salpetersäure einer Konzentration,
die über der azeotropen Konzentration liegt, abgenommen wird,
b) gegebenenfalls das Sumpfprodukt in einem (oder mehreren) weiteren Rektifizierschritt(en) durch
Abdestillieren von Salpetersäure einer Konzentration, die über der azeotropen Konzentration liegt,
aufgearbeitet wird.
und nach Erreichen des Azeotroppunktes der Salpetersäure bei Schriit a) oder b) diese in einer
gesonderten Apparatur vollständig verdampft. Die Rektifikation kann hierbei im Vakuum oder auch
unter Normaldruck erfolgen.
Bei einer technischen Ausführungsform wird ein Gemisch aus Salpetersäure (<80 Gew.-%), Anthrachinon
und Nitroanthrachinonen in einem Gewichtsverhältnis von >5 in die obere Hälfte einer Rektifizierkolonne
eingespeist, die insgesamt 6 bis 14 theoretische Böden enthält. Die Rektifizierkolonne wird üblicherweise
bei Normaldruck betrieben (sie kann aber auch unter Vakuum betrieben weiden). Am Kopf der Kolonne wird
eine 81- bis 99gew.-°/oige Salpetersäure abgenommen, die für eine Nitrierung wieder verwendet werden kann.
Das Rücklaufverhältnis am Kopf der Kolonne beträgt etwa 0,1 bis 4.
Im Sumpf der Kolonne wird eine ca. 70gew.-%ige Salpetersäure eingestellt; das Gewichtsverhältnis liegt
ί>5 bei >
5. Das Sumpfprodukt wird sodann in die obere Hälfte einer weiteren Rektifizierkolonne eingespeist,
die insgesamt 4 bis 8 theoretische Böden enthält. Diese Rektifizierkolonne wird üblicherweise bei Normaldruck
betrieben. Sie kann aber auch unter Vakuum betrieben werden. Am Kopf der Kolonne wird so viel Salpetersäure
einer Konzentration, die über der azeotropen Konzentration liegt, abgenommen, daß sich im Sumpf
eine Säurekonzentration von 67,5 bis 68,0 Gew.-% und ein Gewichtsverhältnis <
7 einstellt. Das Rücklaufverhältnis am Kopf dieser Kolonne beträgt hierbei etwa 0,1
bisl.
In einem weiteren Schritt (Dünnschichtverdampfer etc.) wird das Anthrachinon/Nitroanthrachinon-Gemisch
vollständig von Salpetersäure befreit.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders für eine Aufarbeitung von Salpetersäure einer
Konzentration, die über der azeotropen Konzentration liegt, und die bei der Nitrierung von aromatischen
Verbindungen verwendet wurde und organische Verbindungen gelöst oder suspendiert enthält. Dabei
können die zurückgewonnene konzentrierte Salpetersäure in den Nitrierungsprozeß und die verdünnte Säure
an anderen Stellen wieder eingesetzt werden, was eine besonders wirtschaftliche Durchführung des Nitrierverfahrens
gewährleistet. Daneben wird durch die Aufarbeitung und Wiederverwendung der nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren erhaltenen Salpetersäure den heutigen hohen ökologischen Anforderungen Rechnung
getragen. Als weiteren Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens läßt sich anführen, daß das Verfahren ohne
sicherheitstechnische Bedenken für eine destillative Aufarbeitung von Salpetersäure, die mit aromatischen
Nitroverbindungen verunreinigt ist, eingesetzt werden kann.
Durch die folgenden Beispiele soll das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert werden, ohne es jedoch
auf diese Beispiele zu beschränken.
Die in den Beispielen aufgeführten Anthrachinon/Nitroanthrachinon-Gemische
können in ihrer Zusammensetzung variieren. Sie enthalten neben Anthrachinon, 1-Nitro- und 2-Nitro-anthrachinon auch noch Dinitroanthrachinone(l,5-,
1,6-, 1,7-, 1.8-, 2,6- und 2,7-Dinitroanthrachinon).
98,7 kg/h einer Lösung aus Salpetersäure (75,6 Gew.-%) und einem Anthrachinon/Nitroanthrachinon-Gemisch
bei einem Gewichtsverhältnis von GV ~ 30 wird auf den 7. Boden einer 14bödigen Rektifizierkolonne
geleitet Am Kopf der Kolonne werden stündlich 18,9 kg hochkonzentrierte Salpetersäure (99gew.-°/oig)
bei einem Rücklaufverhältnis von R/E = 4/1 gewonnen. Die Kolonne arbeitet bei Normaldruck; hierbei stellt
sich am Kopf eine Temperatur von 84° C ein. Am Sumpf der Kolonne wird bei 1220C Sumpftemperatur ein
Gemisch abgezogen, welches aus dem Anthrachinon/ Nitroanthrachinon-Gemisch und einer 70gew.-%igen
Salpetersäure besteht. Die stündlich abgezogene Menge beträgt 79,8 kg. Das Gewichtsverhältnis beträgt
GV-24. Dieses Gemisch gelangt in eine zweite Rektifizierkolonne auf den 6. Boden. Die Kolonne hat 8
Böden und arbeitet bei Normaldruck. Am Kopf dieser Kolonne werden 60,5 kg/h Salpetersäure (70,6gew.-%ig)
bei einem Rücklaufverhältnis von R/E = 0,2/1 abgezogen. Die Kopftemperatur beträgt 12O0C. Am
Sumpf der Kolonne konzentriert sich das Anthrachinon/Nitroanthrachinon-Gemisch
auf ein Gewichtsverhältnis von GV = 5 bei einer Säurekonzentration von ca. 67,5 Gew.-°/o. Dieses Sumpfprodukt (19,3 kg/h) wird
anschließend in einem Dünnschichtverdampfer in azeotrope Salpetersäure (16,1 kg/h) und Anthrachinon/
Nitroanthrachinon-Gemisch (3,2 kg/h) aufgetrennt.
55 kg/h einer Lösung aus einer 74gew.-%igen Salpetersäure und einem Anthrachinon/Nitroanthrachinon-Gemisch
bei einem Gewichtsverhältnis von GV = 10 wird auf den 10. Boden einer Hbödigen
Rektifizierkolonne geleitet. Am Kopf der Kolonne werden stündlich 25 kg einer 81,5gew.-%igen Salpetersäure
bei einem Rücklaufverhältnis R/E = 1/1 abdestilliert. Die Kolonne arbeitet bei Normaldruck. Der
Siedepunkt am Kopf liegt bei 1100C. Am Sumpf der Kolonne wird bei 1230C Sumpftemperatur ein Gemisch
abgezogen, welches aus 67,5gew.-%iger Salpetersäure und dem eingesetzten Anthrachinon/Nitroanthrachinon-Gemisch
besteht. Das Gewichtsverhältnis beträgt GV = 5, die abgezogene Menge 30 kg/h. Dieses
Sumpfprodukt kann anschließend in einem Dünnschichtverdampfer in azeotrope Salpetersäure (25 kg/h)
und Anthrachinon/Nitroanthrachinon-Gemisch (5 kg/h) aufgetrennt werden.
90 kg/h einer Lösung aus einer 8Ogew.-°/oigen Salpetersäure und einem Anthrachinon/Nitroanthrachinon-Gemisch
bei einem Gewichtsverhältnis von GV = 14 wird auf den 9. Boden einer lObödigen Rektifizierkolonne geleitet. Am Kopf der Kolonne
werden stündlich 60 kg einer 85gew.-°/oigen Salpetersäure bei einem Rücklaufverhältnis R/E = 0,15/1
abdestilliert Die Kolonne wird bei Normaldruck betrieben. Der Siedepunkt am Kopf liegt bei 106° C. In
den Sumpf der Kolonne werden 6 kg/h einer azeotropen Salpetersäure (67,5 Gew.-%) eingespeist, damit das
Sumpfprodukt (ca. 36 kg/h) mit einem Gewichtsverhältnis GV = 5 abgezogen werden kann. Die ablaufende
Säure hat einen Salpetersäuregehalt von 67,5 Gew.-°/o. Dieses Sumpfprodukt wird anschließend in einem
Dünnschichtverdampfer in azeotrope Salpetersäure (30 kg/h) und Anthrachinon/Nitroanthrachinon-Ge-'
misch (6 kg/h) aufgetrennt
Claims (1)
1. Verfahren zur Aufarbeitung von wäßriger Salpetersäure einer Konzentration, die über der
azeotropen Konzentration liegt und die organische Verbindungen gelöst oder suspendiert enthält,
dadurch gekennzeichnet, daß man in einem (oder mehreren) Rektifikationsschritt(en)
soviel Salpetersäure einer Konzentration, die über der azeotropen Konzentration liegt, abdestilliert, bis
eine azeotrope Salpetersäure vorliegt, wobei während der Rektifikation bei Säurekonzentrationen
von 80, 75, 70 und 68 Gew.-%, Gewichtsverhältnisse von Salpetersäure und Wasser zu organischen
Bestandteilen zu vermeiden sind, die kleiner sind als 13,8,5 bzw. 4, indem
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