DE342001C - Verfahren zur Darstellung von Ammonnitrat aus Salpetersaeure und Ammoniak - Google Patents

Description

• Verfahren zur Darstellung von Ammonnitrat aus Salpetersäure und Ammoniak. Die Gewinnung von Ammonsalpeter ist auf verschiedenen Wegen möglich 1. aus Ammoniumsalzen durch Konversion mit Nitraten,.
• z. aus Ammoniak durch Oxydation, 3. aus Ammoniakwasser durch Neutralisation mit Salpetersäure.
• Obgleich die Darstellung nach 1 in der Technik allgemein üblich ist, hält es doch sehr schwer, eine den Qualitätsforderungen der Sprengstoffindustrie entsprechend reine, besonders glührückstandfreie Ware herzustellen. Es sind daher im Laufe der Zeit eine Unzahl Vorschläge gemacht worden, die an sich längst bekannten Umsetzungen so zu leiten, daß eine erhöhte Ausbeute sowie ein völlig metallsalzfreies Nitrat erzielt wird. Besondere Erfolge hierbei sind jedoch nicht bekannt geworden (vgl. z. B. »Salpeter und sein Ersatz« von Konrad W. Jurisch, Leipzig xgo8, S. 113 bis r15).
• Von Wichtigkeit ist auch die Möglichkeit der Herstellung aus Ammoniak durch Oxydation. Aber alle hierauf - bezüglichen Verfahren sind zur Zeit noch nicht über das Versuchsstadium hinausgekommen; j _ denfalls sind zuverlässige Angaben nicht in die Öffentlichkeit gelangt.
• Der einfachste Fabrikationsweg ist die Neutralisation von Ammoniakwasser oder Salmiakgeist mit Salpetersäure; das so gewonnene Salz ist sehr rein. Diese Methode wird aber nur vereinzelt in der Technik ausgeübt, weil die Fabrikationsunkosten zu hoch sind; zuerst muß Salpetersäure hergestellt, diese als- . dann mit Ammoniak gesättigt und die erhaltene Lauge ständig eingedampft werden. Auch spielt hierbei die Abhängigkeit vom Preise des einzuführenden Chilesalpeters eine wesentliche Rolle.
• Von besonderer Bedeutung für die Technik wäre ein Verfahren, welches gestattete, die aus Luftstickstoff hergestellte Salpetersäure vorteilhaft- auf Ammoniumnitrat zu verarbeiten, wie es z. B. die Norsk Hydro-Elektrisk-Kvaelstof-Aktieselskab in Notodden anstrebt (vgl. »Die Industrie des Steinkohlenteers und des Ammoniaks« von Dr. G. Lunge und Dr. H. Köhler, V. Auflage, 1g12, Bd. II, S. q.36). Aber auch bei diesem Verfahren muß die Produktionslauge im Vakuumverdampfer ständig verdampft werden. Welche Schwierigkeiten und Unkosten sich hierbei ergeben müssen, geht wohl ohne weiteres aus der Tatsache hervor, daß das normale Salz in Lösung, besonders wenn es in Berührung mit Metallen erhitzt wird, wie eine Säure wirkt. Die Materialfrage spielt daher beim Verdampfen einer Ammoniumnitratlauge eine bedeutende Rolle, se ist aber bis heute noch nicht mit Erfolg gelöst worden.
• Die praktischste Lösung dieses Mißstandes wäre in erster Linie die Vermeidung des Eindampfens, wobei neben bedeutender Energieersparnis noch die Möglichkeit gegeben wäre, i in Gefäßen zu arbeiten, die einem chemischen Angriff widerstehen, wie z. B. Gefäße aus Steingut, Ton oder Granit usw. -Gegenstand der Erfindung ist nun ein Verfahren zur Gewinnung von reinstem Ammoniumnitrat ohne Verdampfung der Nitratlauge aus nitrosen Gasen bzw. deren höheren Oxydationsstufen cder Salpetersäuredämpfen einerseits und ammoniakhaltigen Gasen oder Abgasen andererseits. Die nitrosen Verbindungen bzw. ihre höheren Oxydationsstufen können entweder synthetisch erhalteä sein, z. B. verdünnte NO- bzw. N02-Gase durch Verbrennung der Luft, oder als Reduktionsprodukte aus Nitraten bzw. Salpetersäure, während die Salpetersäuredämpfe durch Zersetzung von Nitraten mit Schwefelsäure erzeugt sein kennen. Außer dem nach bekannten Methcden erzeugten Ammoniakgas kann vorzugsweise das unter hohem Druck (Verfahren von Haber) erzeugte synthetische Ammoniak zur Verwendung gelangen.
• Es wurde gefunden, daß eine gesättigte Ammoniumnitratlösung in gleichem Maße wie Wasser zur Absorption verdünnter NOz haltiger Gase, wie solche z. B. durch elektrische Behandlung der Luft und darauffolgende Oxydation entstehen, verwendet werden kann. Nachdem nach bekannter Arbeitsweise die salpetrige Säure entfernt ist, was bei steigender Konzentration der Salpetersäure durch den Zerfall der salpetrigen Säure in Salpetersäure t und Stickoxyd ohne Schwierigkeit erreicht werden kann; ergibt sich eine mit Ammoniumnitrat und Salpetersäure gesättigte Lösung. Ferner ist bekannt, daß eine wässerige Lösung von Ammoniumnitrat auch Ammoniak fast in gleichem Maße wie Wasser absorbiert. So nimmt z. B. eine Lösung von 74,1 g Ammoniumnitrat in 53,4 g Wasser 63,75 g NH3 auf, und es entsteht eine Lösung von =,275 Vol.-Gew. Diese Tatsache läßt sich bei Ausübung des vorliegenden Verfahrens vorteilhaft zur Absorption von Ammoniak aus Gasen oder Abgasen und besonders zur Abscheidung des synthetisch hergestellten Ammoniaks mittels einer gesättigten Ammoniumnitratlösung verwerten.
• Wird nun eine mit Ammoniumnitrat gesättigte salpetersaure Lösung mit einer ebenfalls mit Ammoniumnitrat gesättigten ammoniakalischen Lösung bis etwa zur Neutralisation versetzt, so ergibt sich infolge der Neutralisationswärme eine warme, gesättigte oder annähernd gesättigte Ammoniumnitratlauge, welche beim Abkühlen. auf die Temperatur der `zwei - ursprünglichen Lösungen den neugebildeten Salzanteil ausscheidet. In einem Laboratoriumsversuche wurden z. B. von einer kalt gesättigten Lesung von Ammoniumnitrat (von etwa 32,8° B6) je 1o 1 mit Ammoniak- und mit Salpetersäuregas behandelt. Die erhaltenen Ammoniumnitratlaugen, von denen die ammoniakalische etwa 28,8° Be, die salpetersaure 35,7° B6 spindelte, wurden zusammengegossen, wobei eine Temperaturerhöhung auf etwa 6o° C stattfand; beim Abkühlen auf Zimmertemperatur schieden sich rund 66o g Ammoniumnitrat aus.
• Praktisch läßt sich das Verfahren beispielsweise folgendermaßen ausführen: Eine gesättigte Ammoniumnitratlauge wird in einer zweckentsprechenden Apparatur (z. B. einem auswechselbaren Kolonnensystem) entweder mit konzentrierten bzw. verdünnten Stickstoffdioxydgasen beliebiger Herkunft behandelt oder unmittelbar zur Kondensation von Salpetersäuredämpfen aus der Nitratzersetzung mittels Schwefelsäure verwendet. Die. Absorption bzw. Kondensation ist zweckmäßig so zu leiten, daß eine an Ammoniumnitrat sowie Salpetersäure gesättigte Lösung entsteht.
• Diese Lösung kann nun für sich mit Ammoniakgas neutralisiert werden. Dabei ergibt sich im Betriebe eine mehr oder weniger heiße Lösung, welche bei Abkühlung den neugebildeten Anteil Ammoniumnitrat ausscheidet, und man hat alsdann wieder die ursprüngliche gesättigte Ammoniumnitratlösung, welche dauernd abwechselnd zur Salpetersäureabsorption bzw. -kondensation und darauffolgenden Neutralisation mit Ammoniak sowie zur Ammoniumnitratherstellung verwendet wird.
• Man kann auch derart arbeiten, daß man eine gesättigte Ammoniumnitratlösung in einem auswechselbaren Kolonnensystem o. dgl. zweckmäßig im Gegenstrom mit Ammoniak behandelt und alsdann die salpetersauren und ammoniakalischen Ammoniumnitratlösungen zusammenfließen läßt, so daß eine dritte, mehr oder weniger heiße, neutrale oder schwach ammoniakalische Lösung entsteht, welche, der Abkühlung unterworfen, festes Ammoniumnitrat ausscheidet. Nach Beendigung der Salzabscheidung wird die vom Salz befreite gesättigte Ammoniumnitratlösung wieder entsprechend zur Salpetersäure- und zur Ammoniaksättigung in die betreffenden Systeme verteilt, und der Kreislauf beginnt von neuem.
• Selbstverständlich kann man auch in allen Fällen den Prozeß mit reinem Wasser beginnen, die gewünschte gesättigte Ammoniumnitratlösung ergibt sich dabei von selbst.
• Bei Verfahren, welche Stickoxyd- bzw. Stickstoffdioxydverbindungen sowie Ammoniak unter Druck ergeben, wird man das vorliegende Verfahren derart ausführen, daß die Gasabsorption ebenfalls unter Druck erfolgt.
• Die Erfindung stellt insofern einen sehr wichtigen technischen Fortschritt dar, als die Ammoniumnitratherstellung in Tongefäßen usw. ausgeführt und die Abscheidung des Salzes in fester Form und in völliger Reinheit nahezu kostenlos erreicht werden kann.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Darstellung von Ammoniumnitrat aus Salpetersäure und Ammoniak, dadurch gekennzeichnet, daß man in eine gesättigte Ammoniumnitratlösung Salpetersäuredämpfe oder Stickstoff-Sauerstoff-Verbindungen, die Salpetersäure zu liefern vermögen, und alsdann bis zur Abstumpfung Ammoniak in Gasform einleitet oder die beiden Ammoniumnitratbildungskomponenten in Gasform gemeinsam in erforderlichem Verhältnis mit einer gesättigten Ammoniumnitratlösung zusammenbringt und durch Abkühlung den Überschuß des Ammoniumnitrats aus der Lösung abscheidet.
2. 2. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch i, dahin abgeändert, daß die beiden Bildungskomponenten gesondert in gesättigter Ammoniumnitratlauge aufgefangen und die saure und die ammoniakalische Ammoniumnitratlösung sodann zur Neutralisation in. entsprechenden Mengen zusammengegeben werden.
3. 3. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffangung der Ammoniumnitratbildungskomponenten, wenn solche unter Druck erzeugt werden, mittels Wassers oder gesättigter Ammoniumnitratlauge ebenfalls unter Druck geschieht.