DE2826143A1

DE2826143A1 - Verfahren zur herstellung von salpetersaeure

Info

Publication number: DE2826143A1
Application number: DE19782826143
Authority: DE
Inventors: Philip Gary Blakey; Richard William Watson
Original assignee: BOC Ltd
Current assignee: BOC Ltd
Priority date: 1977-06-16
Filing date: 1978-06-15
Publication date: 1978-12-21
Also published as: AU3718178A; AU517218B2; IE47094B1; FR2394493A1; BE868207A; IE781207L; IT7824595A0; GB1603630A; NL188033C; IT1096666B; NL188033B; FR2394493B1; ES470814A1; NL7806528A; US4183906A

Description

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BOC Limited
Hammersmith House
London, Großbritannien

- Case 7756 Dr.Be/fi

Verfahren zur Herstellung von Salpetersäure

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261A3

- Case 7756 -

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Salpetersäure aus einem Gasgemisch, das durch die katalytische Oxidation von Ammoniak gebildet wird, wobei eine Flüssigkeit mit einem Gas in Kontakt gebracht wird. Ein übliches Verfahren zur Herstellung von Salpetersäure umfaßt die Stufen der Oxidation von Ammoniak durch Luft zu Stickoxid und Wasserdampf in einem katalytischen Brenner (wobei der Katalysator gewöhnlich Platin/Rhodium ist) bei einer Temperatur in der Größenordnung von 900°C.

Die Reaktionsprodukte aus dem Brenner enthalten in einem typischen Fall 9 Vol.-% Stickoxid, 70 Vol.-% Stickstoff, 14 Vol.-% Wasser und 7 Vol.-% Sauerstoff. Die Gase werden gekühlt, gewöhnlich in zwei Stufen, auf eine Temperatur unterhalb derjenigen, bei der Wasserdampf kondensiert. Die Reaktion zwischen dem Wasser und dem Stickoxid und Stickstoff ergibt ein Kondensat, das eine verdünnte Lösung von Salpetersäure darstellt. Zunächst reagiert Stickoxid mit Sauerstoff unter Bildung von Stickstoffdioxid, das im Gleichgewicht mit einer dimeren Form steht, nämlich Distickstofftetroxid. Danach reagiert das Stickstoffdioxid mit dem Wasser unter Bildung von Salpetersäure.

Die nicht umgesetzten Gase werden in den Bodenteil von wenigstens einer Absorptionskolonne oder einer anderen Kontaktvorrichtung für Gase mit Flüssigkeiten geleitet, wobei die aufsteigenden Gase mit einem absteigenden Strom Wasser in-Berührung gebracht werden. Die verdünnte Salpetersäure aus dem Kondensator wird in

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die oder jede Kolonne an einer Stelle zwischen dem oberen und dem unteren Ende des Kondensators eingeleitet.

Das Stickoxid reagiert mit Sauerstoff aus der Luft in der oder in jeder Kolonne/ wobei Distickstofftetroxid gebildet wird, welches mit Wasser unter Bildung von Salpetersäure reagiert. Dementsprechend wird das Wasser, das in der oder in jeder Kolonne herabströmt, an Salpetersäure angereichert. Das Produkt, das den Bodenteil der Kolonne verläßt, enthält in einem Normalfall 50 bis 70 Gew.-% Salpetersäure.

Es wird jedoch gefunden, daß dieses Produkt dazu neigt, darin gelöste Verunreinigungen aufzuweisen, was auf die Gegenwart von nicht-oxidiertem Stickoxid und/oder salpetriger Säure zurückzuführen ist. Die Salpetersäure kann daher an die Spitze von wenigstens einem sogenannten "Bleichturm" geleitet werden, in welchem sie durch einen aufsteigenden Luftstrom kontaktiert wird, der zur Entfernung der Verfärbung wirksam ist. Das Gas, das die Spitze des oder der"Bleichtürme" verläßt, wird zu der oder den Absorptionskolonnen zurückgeführt.

Falls gewünscht, können ein oder mehrere Kolonnen, wobei die Kolonne oder jede dieser Kolonnen sowohl die Absorptionsfunktion wie die Bleichfunktion erfüllt, verwendet werden.

Die Absorptionskolonnen und andere Teile der Fabrik können gerade oberhalb Atmosphärendruck betrieben werden (1,3 bis 1,5 bar), darüber auch bei Mitteldruck (d.h. mit 3 bis 6 bar) oder bei Hochdruck (8 bis 12 bar).

Es wurden Vorschläge gemacht, bestehende Verfahren dadurch zu verbessern, daß praktisch reiner Sauerstoff zu dem Gas zugegeben wird, das durch die Absorptionskolonne oder -kolonnen geleitet wird. Keiner dieser Vorschläge schien jedoch von der Er-

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kenntnis Gebrauch zu machen, daß die Zugabe von Sauerstoff an verschiedenen Teilen der Absorptionskolonne oder -kolonnen durchaus unterschiedliche Konsequenzen hat. Es wird darüber hinaus angenommen, daß keiner dieser Vorschläge jemals technisch verwirklicht worden ist.

Die Erfindung betrifft besonders die Durchführung einer Anreicherung von Gasen, die in die Absorptionszone oder -zonen eintreten und durch sie hindurchgeführt werden, an Sauerstoff, derart, daß den verschiedenen Faktoren, die die Wirksamkeit der Absorptionszone oder -zonen beeinflussen, Rechnung getragen wird. Die Erfindung hat daher zum Ziel die Schaffung eines Verfahrens, durch welches ein voll wirksamer Gebrauch des Gases ermöglicht wird, das für die Anreicherung an Sauerstoff eingesetzt wird.

Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung von Salpetersäure durch Oxidation von Ammoniak durch Kontaktieren einer Gasphase mit einer flüssigen Phase geschaffen, das die folgenden Schritte umfaßt:

a) katalytisches Reagieren von Primärluft und Ammoniak bei erhöhter Temperatur unter Bildung eines Gases, das aus Stickoxid, Stickstoff, Sauerstoff und Wasserdampf zusammengesetzt ist;

b) Abkühlen des Gases auf eine Temperatur, bei welcher Wasserdampf kondensiert;

c) Einführen des gekühlten Gases in eine oder mehrere säulenförmige Absorptionszonen und Kontaktieren im Gegenstrom mit Wasser unter Bildung von Produkt-Salpetersäure;

d) Einleiten der Produkt-Salpetersäure in eine Bleichzone, bei welcher Luft für Bleichzwecke durch die Produkt-Salpetersäure geleitet wird;

e) Anreichern der Luft für Bleichzwecke an Sauerstoff in der Bleichzone, an einer Stelle stromauf der Bleidazone oder an

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einer Stelle stromab der Bleichzone;

f) Einleiten von Sekundärluft durch die oder jede Absorptionszone mit der gekühlten Luft, wobei die Sekundärluft wenigstens teilweise durch die an Sauerstoff angereicherte Luft für Bleichzwecke gebildet wird und

g) Anreichern des Gases, das durch die Absorptionszone(n) an einer oder an mehreren Stellen geleitet wird, an denen die Absorptionsreaktion einen Vollständigkeitsgrad von 50 bis 90% erreicht.

Das erfindungsgemäße Verjähren ermöglicht die Erreichung von besonders günstigen Bedingungen in der Absorptionszone oder -zonen für die chemischen Reaktionen, die dort stattfinden. Diese Reaktionen sind die folgenden:
3NO₂ + H₂O = 2HNO₃ + NO

und 2NO + O₂ 2NO₂ = N₂O₄

Wenn das gekühlte Gas zuerst in Kontakt mit Wasser in der Absorptionszone oder -zonen gelangt (d.h. wo die Absorptionsreaktion noch nicht begonnen hat) wird angenommen, daß unter der Annahme, daß das Oxidationsverhältnis des Gases niedrig ist, die Verweilzeit des Gases (die umgekehrt proportional dessen Geschwindigkeit ist) ein kritischerer Parameter ist, als der Partialdruck des Sauerstoffs. Andererseits wird bei fortschreitender Absorptionsreaktion mehr Stickoxid gebildet und der Partialdruck von Sauerstoff in dem Gas wird noch kritischer. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, die Gasgeschwindigkeiten und den Partialdruck des Sauerstoffs in verschiedenen Bereichen der Absorptionszone oder -zonen zu optimieren.

Unter einem niedrigen "Oxidationsverhältnis" wird ein Oxidationsverhältnis in der Größenordnung von 0,05 verstanden, das sich

NO

aus der Beziehung ergibt, wobei NO die Zahl der Mole

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von Stickoxid in dem Gas darstellt, das in die Absorptionszone eintritt, oder in die erste Absorptionszone, falls es mehr als eine Absorptionszone gibt und NO₂ stellt die Anzahl Mole Stickstoffdioxid in dem Gas dar, das in diese Absorptionszone eintritt. Für den Zweck des Oxidationsverhältnisses wird jedes Mol Distickstofftetroxid so behandelt, als ob es aus zwei Molen Stickstoffdioxid bestünde.

Eine übliche Fabrik zur Herstellung von Salpetersäure kann leicht an das erfindungsgemäße Verfahren angepaßt werden. Bei Durchführung einer derartigen Anpassung ist es möglich, die Konzentration von Stickstoffoxiden in dem Gas, das von der Absorptionszone oder den Absorptionszonen abgeblasen wird, zu vermindern, die Produktionsmenge von Salpetersäure zu erhöhen, ohne daß die Konzentration von Stickstoffoxiden in dem Gas erhöht wird, das von der Absorptionszone oder den Absorptionszonen abgeblasen wird oder die Konzentration der Produkt-Salpetersäure zu erhöhen, ohne die Konzentration der Stickstoffoxide zu erhöhen, die in dem Gas vorliegen, das von der Absorptionszone oder den -zonen abgeblasen wird.

Dementsprechend schafft die Erfindung auch ein Verfahren zur Verbesserung eines Verfahrens zur Herstellung von Salpetersäure, wobei in diesem Verfahren folgende Stufen durchgeführt werden:

a) katalytisches Umsetzen von Primärluft mit Ammoniak bei erhöhter Temperatur unter Bildung eines Gases, das aus Stickoxid, Stickstoff, Sauerstoff und Wasserdampf besteht;

b) Abkühlen des Gases auf eine Temperatur, bei welcher der Wasserdampf kondensiert;

c) Einführen des gekühlten Gases in eine oder mehrere Absorptionszonen in Form von Kolonnen und Kontaktieren im Gegenstrom mit Wasser unter Bildung von Produkt-Salpetersäure;

d) Einleiten der Produkt-Salpetersäure in eine Bleichzone, bei

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welcher Luft für Bleichzwecke durch die Produkt-Salpetersäure durchgeleitet wird;

e) Durchleiten von Sekundärluft durch die oder jede Absorptionszone mit dem gekühlten Gas, wobei die Sekundärluft wenigstens teilweise von der Luft für Bleichzwecke gebildet wird, die von der Bleichzone hergenommen wird;

wobei die Verbesserung durch folgende Maßnahmen bewirkt wird: 1.) Verminderung der Durchsatzmenge an Luft für Bleichzwecke oder anderer Luft, die zur Bildung der Sekundärluft entnommen wird;

2.) Anreichern der Luft für Bleichzwecke an Sauerstoff an einer Stelle entgegen der Strömungsrichtung der Bleichzone, innerhalb der Bleichzone oder in Strömungsrichtung unterhalb der Bleichzone;

3.) Anreichern des Gases, das durch die Absorptionszone oder -zonen geleitet wird, an Sauerstoff an einer oder mehreren Stellen bzw. Bereichen, bei denen die Absorptionsreaktion bis zu einem Vollständigkeitsgrad von 50 bis 90% abgelaufen ist,
wodurch das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird.

Die Temperatur, bei welcher die katalytische Reaktion zwischen Ammoniak und Luft durchgeführt wird, ist gewöhnlich die gleiche wie diejenige, die bei bekannten Verfahren verwendet wird, d.h. zwischen 830 und 95O°C. Der Katalysator ist gewöhnlich ein Platin-Rhodium-Katalysator.

Das Gas aus der katalytischen Reaktionszone(n) wird gewöhnlich dadurch gekühlt, daß es durch wenigstens zwei Wärmeaustauscher geleitet wird. In den Wärmeaustauschern reagiert der Sauerstoff in dem Gas mit dem Stickoxid unter Bildung von Stickstoffdioxid, das im tautomeren Gleichgewicht mit der dimeren Form Distickstofftetroxid steht. Der in Strömungsrichtung weiter unterhalb oder ganz unten gelegene Wärmeaustauscher ist in einer gewöhnlichen

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Ausführungsform derart ausgebildet, daß er als Kondensator wirkt, in welchem beim Arbeiten des Verfahrens der Wasserdampf kondensiert. Das Stickstoffdioxid wird mit dem Kondensat reagieren unter Bildung einer verdünnten Lösung von Salpetersäure und Stickoxid. Die gebildete verdünnte Salpetersäure wird gewöhnlich in die Absorptionszone oder -zonen an einer oder mehreren vorgewählten Stellen eingeleitet und verbindet sich mit der Salpetersäure, die in der Absorptionszone bzw. den Absorptionszonen gebildet wird. In einer typischen Ausführungsform wird das Gas auf eine Temperatur bei oder nahe Umgebungstemperatur (d.h. zwischen 0 und 100°C) abgekühlt. Vorzugsweise wird es auf 40 bis 80°C abgekühlt.

In der oder jeder Absorptionszone werden Kontaktflächen für die Gasphase mit der flüssigen Phase bereitgestellt durch Siebböden, über welche die Flüssigkeit beim Verfahrensablauf fließt und von Boden zu Boden absteigt, wobei das kontaktierende Gas durch Öffnungen in den Böden aufsteigt. Es ist jedoch möglich, andere Vorrichtungen zu verwenden, um den gründlichen Kontakt zwischen Gas und Flüssigkeit sicherzustellen. Z.B. können Glockenboden verwendet werden, um die Kontaktflächen zwischen dem Gas und der Flüssigkeit herzustellen.

Es können ein oder mehrere Absorptionszonen vorhanden sein. Wenn nur eine Absorptionszone vorhanden ist, kann Wasser (das praktisch rein ist oder gelöste Salpetersäure enthält) oben in die Absorptionszone eingeleitet werden und das gekühlte Gas und die Sekundärluft können am Boden der Zone eingeleitet werden. Wenn das Wasser in der Zone (oder Säule) herabsteigt, wird es fortschreitend an Salpetersäure angereichert, während beim Aufsteigen des vereinigten gekühlten Gases mit der Sekundärluft dieses Gemisch fortschreitend mehr seines Gehalts an Stickstoffdioxid (oder Distickstofftetroxid :) an der Absorptionsreaktion unter Bildung von Salpetersäure teil-

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nehmen läßt. Außerdem wird beim Aufsteigen des Gases in der Absorptionszone Stickoxid, das von der Absorptionsreaktion zurückgebildet wird, in Stickstoffdioxid zurückgebildet, das anschließend absorbiert wird. Wenn das Gas das obere Ende der Absorptionszone erreicht hat, sind hieraus praktisch alle Stickstoffoxide entfernt. Das Restgas wird gewöhnlich an die Atmosphäre abgeblasen.

Es können anstelle nur einer Absorptionszone eine Reihe solcher Zonen vorliegen. In der ersten Zone, die von den gekühlten Gasen der Sekundärluft angetroffen wird, sind keineswegs alle Stickstoffoxide aus dem Gas entfernt . Somit wird das Gas, das oben an der ersten Absorptionszone abgezogen wird, von dieser Zone entfernt und in den Boden einer zweiten Absorptionszone eingeleitet und diese Verfahrensweise wiederholt, bis praktisch alle Stickoxide aus dem Gas entfernt sind. Normalerweise wird Wasser oben in der letzten Zone, in die das Gas eintritt, eingeleitet und die erhaltene verdünnte Salpetersäure, die sich am Boden dieser Zone ansammelt, in die vorletzte Zone usw. eingeleitet. Somit wird die Produkt-Salpetersäure am Boden der ersten Zone gesammelt.

Die Bleichzone kann innerhalb einer Säule oder eines Turms getrennt von der Absorptionszone oder -Kolonne bzw. den Absorptionszonen oder -kolonnen angeordnet sein. Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist es möglich, die Bleichzone innerhalb der gleichen Kolonne anzuordnen wie diejenige, die die Absorptionszone bildet, oder, falls mehr als eine Absorptionszone vorliegt , in der gleichen Kolonne, in welcher die Produkt-

Salpetersäure gesammelt wird. Wenn eine einzelne Kolonne sowohl eine Absorptionszone wie eine Bleichzone bildet, wird das gekühlte Gas nicht direkt am Boden dieser Säule eingeleitet, sondern statt dessen in einiger Entfernung höher. Somit definiert die Höhe, bei welcher das gekühlte Gas eingeleitet wird, die

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Grenze zwischen der Absorptionszone und der Bleichzone in dieser Kolonne. In einem derartigen Fall kann die für Bleichzwecke dienende Luft normalerweise an Sauerstoff an einer Stelle entgegen der Strömungsrichtung der Bleichzone angereichert sein und die Sekundärluft würde gewöhnlich ausschließlich durch die mit Sauerstoff angereicherte Luft für Bleichzwecke gebildet. Die Luft für Bleichzwecke hat, wie angenommen wird, zwei Hauptfunktionen. Die erste Funktion besteht darin, gelöstes Gas von der Produkt-Salpetersäure abzustreifen. Die zweite Aufgabe besteht in der Oxidation von Verunreinigungen in der Produkt-Salpetersäure. Somit ist die Luft für Bleichzwecke in der Lage, Verfärbungen (falls vorhanden) von der Produkt-Salpetersäure zu entfernen.

Die Luft für Bleichzwecke ist vorzugsweise an einer Stelle stromab der Bleichzone oder innerhalb der Bleichzone selbst an Sauerstoff angereichert. Vorzugsweise wird die Luft für Bleichzwecke an Sauerstoff unter Bildung eines Gasgemisches, das 25 bis 45 VoL-% Sauerstoff enthält, angereichert. Vorzugsweise ist der zum Anreichern der Luft für Bleichzwecke verwendete Sauerstoff handelsüblicher Sauerstoff, worunter reiner Sauerstoff oder ein Gasgemisch,das wenigstens 90 Vol.-% Sauerstoff enthält, gemeint sind. Alternativ kann an Sauerstoff angereicherte Luft verwendet werden, die wenigstens 40 Vol.-% Sauerstoff enthält.

Der Hauptvorteil des Anreicherns der Luft für Bleichzwecke an Sauerstoff an einer Stelle stromauf oder innerhalb der Bleichzone ist der, daß es ermöglicht wird, eine Geschwindigkeit der Einspeisung von Sekundärluft in die Absorptionszone oder -zonen auszuwählen, die günstige Verweilzeiten (oder Gasgeschwindigkeiten) und Partialdrücke von Sauerstoff am Boden der Kolonne ergeben. Dies wird vielleicht am besten unter Hinweis auf die Umwandlung eines üblichen Verfahrens in ein erfindungsgemäßes

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erläutert. Da ein wirksames Bleichen der Produkt-Salpetersäure teilweise von der Geschwindigkeit abhängt, mit welcher Sauerstoff durch die Bleichzone geleitet wird, kann die Geschwindigkeit, mit welcher die Luft für Bleichzwecke in die Bleichzone eingeleitet wird, vermindert werden, ohne daß die Menge, mit der Sauerstoff hindurchgeleitet wird, erheblich geändert wird. Demzufolge wird die Menge, mit welcher Sekundärluft in die Absorptionszone oder -zonen eintritt, vermindert. Dies erlaubt, eine Verminderung der Gasgeschwindigkeiten des gekühlten Gases und der Sekundärluft, die in die Kolonne eintritt, zu erreichen. Somit ist es möglich, die Verweilzeit der Gase im ersten Teil der Absorptionszone oder -zonen zu erhöhen. Wie vorher erwähnt, ist dies eine günstige Änderung in demjenigen Teil der Absorptionszone oder -zonen, die zunächst von dem gekühlten Gas beaufschlagt werden. Außerdem kann eine Erhöhung des Partialdruckes von Sauerstoff in diesem Teil der Kolonne erreicht werden.

Da in den meisten bestehenden Fabriken die Primärluft und die Luft für Bleichzwecke vom selben Kompressor entnommen werden (oder von einer Reihe von Kompressoren) ermöglicht die Verminderung der Menge der verwendeten Luft für Bleichzwecke die Reduzierung der Belastung des Kompressors oder der Kompressoren und somit der verbrauchten Energie oder ermöglicht die Erhöhung der Menge, mit welcher Luft in die katalytische Reaktionszone eingeführt wird, in welcher die Oxidation von Ammoniak stattfindet. Es ist somit möglich, mehr Stickoxid in der Reaktionszone durch entsprechende Erhöhung der Menge, mit welcher Ammoniak in die Reaktionszone eingespeist wird, zu erzeugen. Somit kann durch Adaption des erfindungsgemäßen Verfahrens es möglich werden, die Geschwindigkeiten zu erhöhen, mit welcher Stickstoffoxide in die Absorptionszone oder -zonen eintreten.

Ohne Rücksicht darauf, ob die Geschwindigkeit, mit welcher Oxide des Stickstoffs in die Absorptionszone oder -zonen eintreten, er-

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höht wird, wird eine Erhöhung der Verweilzeit der Gase in dem ersten Teil der Absorptionszone oder -zonen das Ausmaß erhöhen, mit welcher die Absorptionsreaktion am Boden der Absorptionszone oder in der ersten Absorptionszone (wenn mehr als eine Absorptionszone vorliegt ) stattfindet. Die Zugabe von handelsüblichem Sauerstoff (d.h. reiner Sauerstoff oder ein Gasgemisch, das wenigstens 90 Vol.-% Sauerstoff enthält) oder von mit Sauerstoff angereicherte Luft zu dem Gas, das durch die Absorptionszone oder -zonen durchgeleitet wird, ermöglicht es, praktisch alle gebildeten Stickoxide als Resultat der Absorptionsreaktion in Stickstoffdioxid zurückzuüberführen. Dieser Sauerstoff wird an einer oder an mehreren Stellen bzw. Bereichen zugefügt, bei welchen die Vollständigkeit der Absorptionsreaktion 50 bis 90% beträgt (bezüglich der Menge der Oxide von Stickstoff in dem Gas in diesem Bereich oder diesen Bereichen im Vergleich zu derjenigen Menge in dem gekühlten Gas, das in die Absorptionszone oder -zonen eintritt). In diesen Bereichen ist die Verweilzeit des Gases nicht ein solch kritischer Parameter wie der Partialdruck von Sauerstoff, so daß es möglich ist, relativ große Erhöhungen beim Partialdruck von Sauerstoff an dieser Stelle vorzunehmen.

Diejenige Sauerstoffmenge je Zeiteinheit, die benötigt wird, um in diesem Bereich zugefügt zu werden, hängt davon ab, ob die Geschwindigkeit mit welcher Stickoxide in die Absorptionszone oder -zonen eintreten, erhöht wird. Wenn diese Geschwindigkeit nicht erhöht wird und es vorgezogen wird, den Vorteil der Sauerstoffzugaben durch eine Verminderung der Konzentration von Stickstoffoxiden in dem Abgas aus der Absorptionszone oder den Absorptionszonen zu erreichen, kann in einem typischen Fall 1 Volumen Sauerstoff zu dem Gas zugefügt werden, das durch die Absorptionszone oder -zonen geführt wird, auf jeweils 9 bis 10 Volumina zusätzlichen Sauerstoff, der zu der Luft für Bleichzwecke zugesetzt wird. Wenn jedoch die Geschwindigkeit, mit welcher Stick-

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stoffoxide in die Absorptionszone eintreten, erhöht wird, können in einem typischen Fall bis zu 4 Volumina Sauerstoff zu dem Gas zugesetzt werden, das durch die Absorptionszone oder -zonen geleitet wird, auf jeweils 6 Volumina zusätzlichem Sauerstoff, der für die Luft für Bleichzwecke zugefügt wird.

Ein Anstieg der Geschwindigkeit, mit welcher Stickstoffoxide in die Absorptionszone oder-zonen eintreten, kann durch Erhöhung der Konzentration der Produkt-Säure oder durch Erhöhen der Geschwindigkeit der Produktion von Produkt-Säure oder zur Erzielen beider Vorteile ausgebeutet werden.

Der Anstieg der Produktionsgeschwindigkeit von Salpetersäure kann durch Erhöhung der Geschwindigkeit erreicht werden, mit welcher Wasser durch die Absorptionszone oder -zonen geleitet wird.

Wenn kein solcher Anstieg der Geschwindigkeit, mit welcher Wasser durch die Absorptionszone oder -zonen geleitet wird, vorgenommen wird, kann ein Anstieg der Konzentration der Produkt-Salpetersäure erreicht werden. Es kann tatsächlich möglich werden, die Menge, mit der Wasser durch die Absorptionszone durchgeleitet wird, zu vermindern, wodurch ein noch größerer Anstieg der Konzentration von Produkt-Salpetersäure erreicht wird. Sowohl der Anstieg der Produktionsmenge der Säure und/oder der Anstieg an dessen Konzentration können erreicht werden, ohne daß die Konzentration von Oxiden des Stickstoffs in dem aus der Absorptionszone oder -zonen abgeblasenen Gas erhöht wird.

Da das erfindungsgemäße Verfahren es ermöglicht, die Geschwindigkeit zu vermindern, mit welcher Luft für Bleichzwedce abgenommen wird, um die Sekundärluft zu bilden, ist es möglich, das Verhältnis von Primärluft zu Sekundärluft zu erhöhen, wenn ein be-

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stehendes Verfahren in ein solches gemäß der Erfindung überführt wird. In absoluten Zahlen ausgedrückt ist dann, wenn die an Sauerstoff angereicherte Luft für Bleichzwecke 25 bis 45 Vol.-% Sauerstoff enthält, das Verhältnis

^AB ^{+ A}E

A_B + A_E + A_p

ausgedrückt als Prozentsatz, vorzugsweise im Bereich von 5 bis 12%, wobei in dieser Formel

A_B den Durchsatz (Masse je Zeiteinheit) bedeutet, mit welcher Luft abgezogen wird, um die Luft für Bleichzwecke zu bilden;

A den Durchsatz (Masse je Zeiteinheit) darstellt, mit welcher Luft (nicht mit Sauerstoff angereicherte Luft) zu der Luft für Bleichzwecke zugesetzt wird, um die Sekundärluft zu bilden und

Ap den Durchsatz (Maaae je Zeiteinheit) darstellt, mit welcher die Primärluft in die katalytische Reaktionszone(n) eintritt.

Vorzugsweise liegt dieses Verhältnis im Bereich von 5 bis 8%.

Gemäß einer typischen Ausführungsform des Verfahrens braucht der Luft für Bleichzwecke keine besondere Luft zugefügt zu werden, um die Sekundärluft zu bilden (d.h. A_£ = 0). Wenn jedoch eine Fabrik zur Durchführung eines üblichen Verfahrens ein Rohr aufweist, wodurch solche zusätzliche Luft in die Absorptionszone oder -zonen geleitet wird, ist es möglich, die Geschwindigkeit zu vermindern, mit welcher derartige zusätzliche Luft zugeführt wird, anstelle diejenige Geschwindigkeit zu vermindern, mit welcher Luft für Bleichzwecke in die Absorptionszone(n) eingeleitet wird. Außerdem kann der Sauerstoff (im Normfall reiner Sauerstoff) oder die mit Sauerstoff angereicherte Luft, die verwendet wird, um die Luft für Bleichzwecke anzureichern, mit zusätzlicher Luft vorgemischt sein, die zu der Luft für Bleichzwecke zugegeben wird, um die Sekundärluft zu bilden. Dies ist

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jedoch nicht bevorzugt. In vielen, wenn nicht in allen Fabriken wird solche zusätzliche Luft aus der Atmosphäre nicht verwendet.

Vorzugsweise wird der technische Sauerstoff (gemäß obiger Definition), der zur Anreicherung des Gases an Sauerstoff verwendet wird, das durch die Absorptionszone oder -zonen geleitet wird, in diese Zone oder Zonen mit einer Geschwindigkeit im Bereich von 2 bis 15% derjenigen Geschwindigkeit eingeleitet, mit der das gekühlte Gas in die Absorptionszone oder -zonen eingeführt wird.

Vorzugsweise ist das Gas, das durch die Absorptionszone oder -zonen geführt wird, an Sauerstoff an einer oder mehreren Stellen angereichert, an denen die Absorptionsreaktion einen Vollständigkeitsgrad von 70 bis 90% hat.

Gemäß einer typischen Ausführungsform beträgt die Sauerstoffmenge, die zugefügt wird, soviel, daß das von der Absorptionszone oder den Absorptionszonen abgeblasene Gas 4,5 bis 7 Vol.-% Sauerstoff enthält.

Bei der überführung einer bestehenden Anlage zu einer Arbeitsweise gemäß der Erfindung ist es bevorzugt, daß die Anreicherung an Sauerstoff der Luft für Bleichzwecke so durchgeführt werden sollte, daß der Partialdruck des Sauerstoffs in dem Bereich der Absorptionszone oder -zonen um 10 bis 20% erhöht wird, wenn die Luft für Bleichzwecke mit dem gekühlten Gas vermischt wird. Außerdem ist bevorzugt, daß die Verminderung derjenigen Geschwindigkeit, mit welcher Luft für Bleichzwecke zur Bildung der Sekundärluft hergenommen wird, ausreicht, die Geschwindigkeit des Gases zu vermindern, das durch die Absorptionszone oder -zonen geleitet wird, wobei die Verminderung 5 bis 18% beträgt und diese Geschwindigkeit diejenige ist, die an der Stelle auftritt, an der die Luft für Bleichzwecke mit dem ge-

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kühlten Gas vereinigt wird. Zusätzlich ist bevorzugt, daß die Sauerstoffanreicherung des Gases, das durch die Absorptionszone oder -zonen geleitet wird, ausreicht, den Partial-druck von Sauerstoff im Gas in dem Bereich um 30 bis 100% zu erhöhen, in welchem sich das angereicherte Gas mit dem Sauerstoff verbindet, der durch die Kolonne geführt wird.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird es ermöglicht, eine Verminderung des Arbeitsdrucks der oder jeder Arbeitszone zu erzielen. In manchen Fällen kann es auch möglich sein, wie angenommen wird, die Zahl der Absorptionskolonnen zu vermindern, die verwendet wird, wenn eine Fabrik zwei oder mehr Kolonnen aufweist.

Um eine bestehende Fabrik auf das erfindungsgemäße Verfahren umzustellen ist es nicht erforderlich, die Geschwindigkeit zu erhöhen, mit der molekularer Sauerstoff durch die Bleichzone strömt. Es ist daher möglich, einen erheblichen Anstieg des gelösten Sauerstoffs in der Produkt-Salpetersäure zu vermeiden. Jeder derartiger Anstieg der Konzentration von gelöstem Sauerstoff ergibt Schwierigkeiten, wenn die Produkt-Salpetersäure bei erhöhtem Druck erzeugt wird und dann einer Druckverminderung unterworfen wird.

Das Ergebnis einer derartigen Druckverminderung würde eine Sauerstoffemission sein, die ein Risiko von Bränden in sich birgt.

Dem Fachmann für die Erstellung von Fabriken zur Herstellung von Salpetersäure wird geläufig sein, daß in einer neuen Fabrik das erfindungsgemäße Verfahren Vorteile aufweist.

Wenn eine neue Fabrik gebaut wird, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitet, werden zusätzliche Vorteile zu den

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beschriebenen erreicht. Außerdem kann ein erfindungsgemäßes Verfahren eine erhöhte Flexibilität bei der Auswahl der Wandstärken der oder jeder Absorptionskolonne/ der Anzahl der Böden, der Anzahl der Kolonnen, ihre Höhe und Durchmesser, die Größe des Bleichturms und die Größe der Kompressoren bieten.

Eine typische Produkt-Salpetersäure einer Stärke von 50 bis 70% kann nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugt werden.

Die Erfindung wird durch das folgende Beispiel erläutert, wobei auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen wird, die ein Schließschema darstellt, das eine Fabrik zur Herstellung von Salpetersäure zeigt.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnung ist erkennbar, daß die Fabrik eine Rohrleitung 1 für die einströmende Luft umfaßt, die mit dem Einlaß eines Kompressors 3 verbunden ist. Der Auslaß des Kompressors 3 ist mit einem Wärmeaustauscher 5 verbunden. Der Wärmeaustauscher 5 hat einen Ausgang, der mit einer Rohrleitung 7 für gekühlte Luft in Verbindung steht. Die Rohrleitung 7 endet zusammen mit einer Rohrleitung 8 und einer Rohrleitung 10. Die Rohrleitung 10 steht in Verbindung mit dem Einlaß in einen katalytischen Konverter oder Brenner 17 und es befindet sich stromauf des Konverters oder Brenners 17 eine Abzweigungsleitung 12, durch welche Ammoniak aus einer nicht dargestellten Quelle in die Rohrleitung 10 eingeleitet werden kann und mit der Luft vermischt werden kann, bevor diese in den Konverter oder Brenner 17 eintritt.

Der Konverter oder Brenner 17 hat einen Auslaß für die Reaktionsprodukte oder Verbrennungsprodukte in Verbindung mit einer Leitung 18, in welcher sich ein erster Wärmeaustauscher 19 und ein zweiter Wärmeaustauscher 22 befinden, wobei der letztere

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auch als Kondensator arbeitet. Der Kondensator 22 hat eine erste Auslaßöffnung in Verbindung mit einer Leitung 23, die in einer Eingangsöffnung 24 am Boden der Absorptionskolonne 28 endet, welche eine Anzahl Siebboden oder Glockenboden (nicht dargestellt) aufweist.

Der Kondensator 22 hat einen zweiten Ausgang, der in Verbindung mit einer Leitung 26 steht, welche in einer Einlaßöffnung 29 an der Kolonne endet, durch welche eingeleitete Flüssigkeit die Kolonne 28 an einem zwischengeschalteten Niveau eingeleitet werden kann.

Die Absorptionskolonne 28 hat auch eine Eingangsöffnung 42, durch welche Wasser an der Spitze der Kolonne eingeleitet werden kann, eine Auslaßöffnung 40, durch welche Gas an der Spitze der Kolonne abgeblasen werden kann und eine Einlaßöffnung 30, durch welche Sauerstoff oder mit Sauerstoff angereicherte Luft in die Kolonne an einem Niveau eingeleitet werden kann oberhalb desjenigen, bei welchem Flüssigkeit aus der Leitung 26 in die Kolonne eingeleitet wird, aber unter derjenigen, bei welcher Wasser eingeleitet wird in die Eingangsöffnung 42.

Die Absorptionskolonne 28 besitzt auch eine Auslaßleitung 36 in Verbindung mit einer Einlaßöffnung 37 an der Spitze eines Bleichturms 34. Der Bleichturm hat oben eine Gasauslaßöffnung in Verbindung mit einem Durchgang 38, der in der Rohrleitung 23 endet. Der Bleichturm 34 besitzt auch eine Auslaßöffnung für Salpetersäure und einen Einlaß nahe seines Bodens in Verbindung mit einem Durchgang 8, welcher gemeinsam mit den vorher genannten Rohrleitungen 7 und 10 eine Verbindung aufweist. Der Durchgang 8 steht in Verbindung mit einem Rohr 32, durch welches handelsüblicher Sauerstoff oder mit Sauerstoff angereicherte Luft in den Durchgang 8 aus einer nicht dargestellten Quelle eingeleitet werden kann.

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Beim Arbeiten der Anlage kann Luft durch den Kompressor 3 geleitet werden, in welchem sie vom Atmosphärendruck auf einen vorgewählten Druck im Bereich von etwas größer als 1 bar bis 12 bar komprimiert werden kann. Die Luft wird dann in dem Wärmeaustauscher 5 erhitzt. Ein Teil der Luft wird über die Leitung 8 in den Bleichturm 34 geleitet. Der größte Teil geht jedoch in die Leitung 10 und wird mit dem Ammoniak vermischt, das durch die Leitung 12 eingespeist wird. Das Gemisch geht über die Leitung 10 in den Konverter 17, in welchem der Ammoniak unter Bildung von Stickoxid verbrannt wird.

Die Verbrennungsprodukte, die hauptsächlich aus Stickoxid, Stickstoff, Wasserdampf und Sauerstoff bestehen, verlassen den Brenner 17 über die Leitung 18 und werden durch den Wärmeaustauscher 19 und den Kondensator 22 geführt. Die Ausgangstemperatur des Gases, das den Kondensator 22 verläßt, liegt in der Größenordnung von 40 bis 80°C.

In dem Kondensator 22 wird ein Teil des Stickoxids mit Sauerstoff in dem Gasgemisch darin reagieren unter Bildung von Stickstoffdioxid. Stickstoffdioxid wird dann einer Dimerisationsreaktion unterworfen unter Bildung von Distickstofftetroxid.

Das Stickstoffdioxid und Distickstofftetroxid reagieren mit Wasserdampf, der in dem Kondensator kondensiert, unter Bildung von verdünnter Salpetersäure. Die verdünnte Salpetersäure wird in die Absorptionskolonne 28 durch den Einlaß 29 eingeleitet.

Nichtkondensierte Gase, die den Kondensator 22 verlassen, treten in den Boden der Absorptionskolonne 28 durch den Einlaß 24 ein. Diese Gase gehen nach oben durch die Böden in der Kolonne 28 und werden mit Wasser in Kontakt gebracht, das in der Kolonne herabfließt und das durch den Einlaß 42 eingespeist worden war.

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Vor dem Eintritt in die Kolonne durch die Eingangsöffnung 2 4 vereinigen sich die nicht-kondensierten Gase aus dem Kondensator 22 mit Abgasen, die den Bleichturm 34 durch den Durchgang 38 verlassen.

In der Kolonne reagieren Distickstofftetroxid und Stickstoffdioxid mit Wasser unter Bildung von Salpetersäure und Stickoxid. Das Stickoxid reagiert mit Sauerstoff unter Bildung von Stickstoffdioxid, welches dimerisiert. Das so gebildete Distickstofftetroxid reagiert mit Wasser unter Bildung weiterer Salpetersäure und Stickoxid usw. Sauerstoff oder mit Sauerstoff angereicherte Luftvird in die Kolonne 28 über den Eingang 30 eingespeist. Der so eingespeiste Sauerstoff trägt zur Förderung des Umsatzes von Stickoxid zu Stickstoffdioxid und dessen Dimeren bei. Der Einlaß 30 ist in einer solchen Höhe angeordnet, daß der Sauerstoff oder die mit Sauerstoff angereicherte Luft in die Säule eintritt und mit dem Gas vereinigt wird, das durch die Kolonne geführt wird, an einer Stelle, bei der die Absorption einen Vollständigkeitsgrad von 70 bis 90% aufweist.

Nicht-absorbiertes Gas wird aus der Kolonne durch die Leitung 40 abgeblasen. Salpetersäure, die am Boden der Kolonne angesammelt wird, wird oben in den Bleichturm eingespeist, in der sie mit Luft in Berührung gebracht wird, die in die Kolonne über den Durchgang 8 eingeleitet wird. Diese Luft ist mit Sauerstoff durch Zugabe von Sauerstoff durch die Leitung 32 angereichert. Die Wirkung der mit Sauerstoff angereicherten Luft, die in den Bleichturm 34 geleitet wird, besteht darin, Verunreinigungen in der Salpetersäure zu oxidieren und auch aus der Salpetersäure etwa gelöste Stickoxide abzustreifen. Die mit Sauerstoff angereicherte Luft wird dann als Sekundärluft hergenommen und mit dem gekühlten Stickoxid enthaltenden Gasgemisch vereinigt, wenn dieses in die Absorptionskolonne eintritt. Die Produkt-Salpetersäure wird von der Bleichkolonne

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über die Leitung 44 abgezogen.

In einer typischen Ausführungsform besteht das Abgas, das die Fabrik durch die Leitung 40 verläßt, hauptsächlich aus Stickstoff mit kleineren Mengen Sauerstoff und 1500 ppm oder weniger Stickoxiden, je nach dem Druck, bei welchem die Absorptionskolonne betrieben wird.

Die Erfindung wird durch das folgende Beispiel weiter näher erläutert:

Beispiel

Dieses Beispiel bezieht sich auf die Ausbeuteverbesserung einer üblichen Fabrik (wie diejenige, die durch die beigefügte Zeichnung dargestellt wird) zur Herstellung von Salpetersäure. Einige am Boden angeordnete Böden der Kolonne stellen eine Oxidationszone dar, die keine Produkt-Salpetersäure aufnimmt. In dieser Oxidationszone ist das Oxidationsverhältnis des eingeleiteten Gases angemessen vermindert. Beim üblichen Betrieb der Fabrik ist diese dazu ausgelegt, 14,8 t/h Salpetersäure in Form einer 60%-igen Lösung zu erzeugen.

Beim üblichen Arbeiten werden 5 440 m^/h Luft bei einem Druck von 5 bar mit Ammoniak vermischt und in den Ammoniakbrenner eingeleitet. Ammoniak wird in den Brenner in einer Geschwindigkeit eingeleitet, die ausreicht, ein Gasgemisch zu bilden, das 10,4 Vol.-% Stickoxid, 5,0 Vol.-% Sauerstoff, 16,0 Vol.-% Wasserdampf, Rest Stickstoff enthält.

Das Gasgemisch wird dann in einem Abhitzeboiler gekühlt und anschließend in zwei als Kühler und Kondensatoren arbeitende Wärmeaustauscher eingeleitet, in welchen verdünnte Salpetersäure in einer Konzentration von 55 Gew.-% gebildet wird. Der

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Rest der Gase wird mit Sekundärluft gemischt unter Bildung eines Gasgemisches, das 2,8 Vol.-% Stickoxid, 5,8 Vol.-% Stickstoffdioxid (die Moleküle Distickstofftetroxid werden als zwei Moleküle Stickstoffdioxid behandelt), 5,7 Vol.-% Sauerstoff und 0,6 Vol.-% Wasser enthält, wobei der Rest Stickstoff ist. Das Gasgemisch wird in den Boden einer Absorptionskolonne eingeleitet. Die Gasgeschwindigkeit am Boden der Kolonne beträgt 0,15 m je Sekunde. Sie wird fortschreitend geringer mit fortschreitender Reaktion in der Kolonne. Die nicht-absorbierten Gase, die den Absorber verlassen, haben folgende Zusammensetzung: Stickoxide 1500 ppm, 2,85 Vol.-% Sauerstoff, Rest Stickstoff.

Die Produkt-Salpetersäure wird in eine Bleichkolonne eingeleitet, in welche komprimierte Luft durch die Säure mit einem Fünftel derjenigen Geschwindigkeit durchgeleitet wird, mit welcher sie in den Brenner eintritt. Das Gas, das die Bleichkolonne verläßt, wird zur Bildung der Sekundärluft hergenommen.

Die Fabrik wird durch diese Verfahrensweise auf ein um 10% besseres Ergebnis gebracht, so daß 16,3 t/h Salpetersäure in soviel Wasser, daß eine 60%-ige Säure gebildet wird, gelöst werden. Die Luftmenge, die für Bleichzwecke

in die Bleichkolonne eingeleitet wird, wird

um 45 Vol.-% vermindert und die derart gebildete zusätzliche komprimierte Luft wird in den Brenner eingeführt. Zusätzlich wird die Strömungsgeschwindigkeit von Ammoniak in dem Brenner um 10% erhöht, so daß die relativen Mengenverhältnisse von Luft'und Ammoniak, dioden Brenner eintreten, nicht geändert werden.

Es wird reiner Sauerstoff zu der Luft für Bleichzwecke zugefügt, so daß die Sauerstoffmenge, die durch die Bleichkolonne

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strömt, nicht geändert wird. Somit wird ein Bleichgas aus mit Sauerstoff angereicherter Luft gebildet, das 33 VaL-% Sauerstoff und 67 VoI-% Stickstoff enthält. Dies ergibt eine Gesamtverminderung der Strömungsmenge des Gases durch die Bleichkolonne von 36%. Zusätzlich gibt es eine entsprechende Verminderung der Strömungsmenge von Sekundärluft in die Absorptionskolonne. Dies führt zu einer Verminderung der Gasgeschwindigkeit am Boden der Kolonne, wobei die verminderte Geschwindigkeit 0,13 m/sec. beträgt. Da jedoch die gesamte Strömungsmenge Sauerstoff in die Absorptionskolonne nicht geändert wird, ist es notwendig, zusätzlichen Sauerstoff zuzuführen, um zu verhindern, daß die Konzentration von Stickoxiden im Abgas ansteigt. Sauerstoff (praktisch rein) wird zur Kolonne in einem Bereich zugefügt, in welchem die Absorptionsreaktion einen Vollständigkeitsgrad von 50 bis 90% hat. Gemäß einer typischen Ausführungsform kann dies bei einer Kolonne, die etwa 30 Böden enthält, oberhalb des achten Bodens von unten liegen. Die Zugabemenge von Sauerstoff oberhalb dieses Bodens reicht aus, um den Sauerstoffgehalt im Abgas auf 4,5 bis 7 VoL-% zu erhöhen. Somit beträgt die Gesamtmenge Sauerstoff, die zugefügt wird (sowohl zu der Luft für Bleichzwecke als auch zu dem Gas, das durch die Absorptionskolonne durchgeleitet wird) 0,85 t für jede Extra-Tonne Produkt-Salpetersäure.

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Claims

BOC Limited - Case 7756 - Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Salpetersäure durch Oxidation von Ammoniak, wobei eine Gasphase mit einer flüssigen Phase in Kontakt gebracht wird und wobei

a) Primärluft und Ammoniak katalytisch bei erhöhter Temperatur unter Bildung eines Gasgemisches aus Stickoxid, Stickstoff, Sauerstoff und Wasserdampf umgesetzt wird,

b) das Gas auf eine Temperatur abgekühlt wird, bei welcher Wasserdampf kondensiert,

c) das abgekühlte Gas in eine oder mehrere Absorptionszonen in einer Kolonne eingeführt und im Gegenstrom mit Wasser kontaktiert wird, wobei als Produkt Salpetersäure gebildet wird,

d) die Produkt-Salpetersäure in eine Bleichzone überführt wird, in welcher für die Bleichung vorgesehene Luft durch die Produkt-Salpetersäure geleitet wird,

e) und Sekundärluft durch die oder jede Absorptionszone, die das gekühlte Gas enthält, durchgeleitet wird und die Sekundärluft mindestens teilweise durch die für das Bleichen vorgesehene Luft gebildet wird,

dadurch gekennzeichnet, daß folgende Verfahrensstufen eingeschaltet werden:

1.) die für Bleichzwecke eingeleitete Luft mit Sauerstoff in der Bleichzone, an einer Stelle entgegen der Strömungsrichtung oder an einer Stelle mit der Strömungsrichtung der Bleichzone angereichert wird und

2.) das Gas, das durch die Absorptionszone(n) geführt wird, an einer oder an mehreren Stellen, bei denen

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die Absorptionsreaktion mit einem Vollständigkeitsgrad von 50 bis 90% erfolgt, an Sauerstoff angereichert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärluft ausschließlich durch an Sauerstoff angereicherte. Luft gebildet wird, die durch die Bleichzone geleitet worden war.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Sauerstoff angereicherte Luft für Bleichzwecke 25 bis 45 Volumen-% Sauerstoff enthält.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis A-, + A„ ,

^AB ⁺ *B ^{+ A}P

als Prozentsatz ausgedrückt, im Bereich von 5 bis 12% liegt, wobei in der Formel

Ag die Durchsatzmenge (Masse je Zeiteinheit) bedeutet, mit welcher Luft zur Bildung der Luft für Bleichzwecke hergenommen wird;

A_£ den Durchsatz (Masse je Zeiteinheit) bedeutet, mit welchem Luft zu der Luft für Bleichzwecke zur Bildung der Sekundärluft zugefügt wird und Ap den Durchsatz (Masse je Zeiteinheit) bedeutet, mit welchem die Primärluft Sie katalytische Reaktionszone(n) eintritt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich net, daß das Verhältnis im Bereich von 5 bis 8% liegt.

6. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet , daß reiner Sauerstoff oder ein Gasgemisch, das wenigstens 90 Vol.-% Sauerstoff ent-

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hält, zur Anreicherung des Gases an Sauerstoff verwendet wird, welches durch die Absorptionszone oder -zonen geleitet wird, wobei der handelsübliche Sauerstoff in die Absorptionszone oder -zonen mit einem Durchsatz im Bereich von 2 bis 15% desjenigen Durchsatzes eingeleitet wird, mit welchem das gekühlte Gas in die Absorptionszone oder -zonen eintritt.

7. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet , daß das Gas, das durch die Absorptionszone oder -zonen geleitet wird, in einem oder in mehreren Bereichen an Sauerstoff angereichert wird, in welchen die Absorptionsreaktion einen Vollständigkeitsgrad von 70 bis 90% erreicht.

8. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet , daß das Abgas, das von der Absorptionszone oder -zonen abgeführt wird, 4,5 bis 7 Vol.-% Sauerstoff enthält.

9. Verfahren zur Verbesserung eines Herstellungsverfahrens für Salpetersäure, wobei das Verfahren folgende Stufen umfaßt:

a) katalytisches Umsetzen von Primärluft und Ammoniak bei erhöhter Temperatur unter Bildung eines Gases, das aus Stickoxid, Stickstoff, Sauerstoff und Wasserdampf besteht;

b) Kühlen des Gases auf eine Temperatur, bei welcher Wasserdampf kondensiert;

c) Einführen des gekühlten Gases in eine oder mehrere Absorptionszonen in einer Kolonne und Kontaktieren des Gases im Gegenstrom mit Wasser unter Bildung von Produkt-Salpetersäure;

d) Einleiten der Produkt-Salpetersäure in eine Bleichzone,.

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in welche Luft für Bleichzwecke durch die Produkt-Salpetersäure geleitet wird;

e) Einleiten von Sekundärluft durch die oder jede Absorptionszone mit dem gekühlten Gas, wobei die Sekundärluft wenigstens teilweise durch Luft für Bleichzwecke gebildet wird, welche aus der Bleichzone genommen wurde,

dadurch gekennzeichnet , daß man die Verbesserung durch folgende Schritte erreicht: 1.) Verminderung des Durchsatzes, mit welchem die

Luft für Bleichzwecke oder Luft aus anderen Quellen hergenommen wird, um die Sekundärluft zu bilden; 2.) Anreichern der Luft für Bleichzwecke an Sauerstoff an einer Stelle entgegen der Strömungsrichtung bezüglich der Bleichzone, in der Bleichzone selbst oder stromab der Bleichzone und 3.) Anreichern des Gases, das die Absorptionszone oder

-zonen passiert, an Sauerstoff an einer oder mehreren Stellen, bei denen die Absorptionsreaktion einen Vollständigkeitsgrad von 50 bis 90% erreicht, wodurch ein Verfahren nach Anspruch 1 durchgeführt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich net, daß eine Verbesserung durch die Verminderung der Konzentration von Stickoxiden in dem Gas erreicht wird, das von der Absorptionszone oder -zonen abgeblasen wird.

11. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet , daß der Durchsatz erhöht wird, mit welchem Primärluft und Ammoniak in die katalytische Reaktionszone(n) eingeführt werden, so daß die Produktionsmenge von Produkt-Salpetersäure erhöht wird, ohne daß die Konzentration von Stickoxiden in dem von der Absorptionszone oder den Absorptionszonen abgeblasenen Gas erhöht wird.

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12. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet , daß der Durchsatz verringert wird, mit welchem Wasser in die Absorptionszone oder -zonen eingeleitet wird und daß eine Produkt-Säure erhöhter Konzentration hergestellt wird, ohne daß die Konzentration der Stickoxide in dem von der Absorptionszone oder den Absorptionszonen abgeblasenen Gas erhöht wird.

13. Verfahren nach jedem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch
gekennzeichnet , daß . die Anreicherung der Luft für Bleichzwecke an Sauerstoff den Partialdruck des Sauerstoffs in dem Bereich der Absorptionszone oder -zonen um 10 bis 20% erhöht, in welchem die Luft für
Bleichzwecke mit dem gekühlten Gas vermischt wird.

14. Verfahren nach jedem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch
gekennzeichnet , daß die Durchsatzverminderung, mit welcher die Luft für Bleichzwecke entnommen
wird, um die Sekundärluft zu bilden, ausreicht, um die
Geschwindigkeit des Gases, das durch die Absorptionszone oder -zonen durchgeführt wird, um 5 bis 18% zu vermindern, wobei diese Geschwindigkeit eine solche ist, wie sie an derjenigen Stelle herrscht, bei welcher sich die Luft

für Bleichzwecke mit dem gekühlten Gas vereinigt.

15. Verfahren nach jedem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch
gekennzeichnet , daß die Sauerstoffanreicherung des Gases, das durch die Absorptionszone oder -zonen geführt wird, ausreicht, den Partialdruck von Sauerstoff in dem Gas in demjenigen Bereicht, in dem sich das angereicherte Gas mit dem durch die Säule geführten Sauerstoff verbindet, um 30 bis 100% zu erhöhen.

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