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- Herstellung konzentrierter Salpetersäure Nach den üblichen Verfahren
zur Herstellung von Salpetersäure aus nitrosen Gasen durch Absorption mit Wasser
erhält man nur verdünnte Salpetersäure. Die bisher angewendeten Verfahren zur Überführung
verdiinnter Säure in eine möglichst-konzentrierte haben den Nachteil, daß sie besondere
Apparaturen und einen erheblichen Aufwand an Wärmeenergie benötigen.
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Es wurde gefunden, _daß. rnan in einfacher Weise ohne großen -Wärmeaufwand
nitrose Gase oder solche enthaltende Gasgemische auf hochkonzentrierte Salpetersäure
'bzw. konzentrierte. Stickoxyde oder ein festes Nitrat verärbeiten''1zann, wenn
man die Gase in eine Lösung von Kaliumsulfat, Schwefelsäure und Salpetersäure einleitet
und gleichzeitig oder zweckmäßig nachher eine solche Menge festen Kaliumsulfats
in die Lösung einträgt, daß eine Doppelverbindung-von- der Zusammensetzung KJH SO,
\T0., ausfällt: aus der letzteren kann man die Salpetersäure unmittelbar als solche,
vorteilhaft durch Erhitzen des Salzes unter vermindertem Druck. oder in Form von
konzentrierten Stickoxyden gewinnen. Beim Erhitzen der Doppelverbindung im Vakuum
entweicht Salpetersäure, die unter Kühlung kondensiert wird, während Kaliumsulfat
zurückbleibt, das in der Mutterlauge, aus der die Doppelverbindungen abgeschieden
wurden, mit neu eingeleiteten nitrosen Gasen zur Reaktion gebracht werden kann.
Die einmal in den Prozeß eingeführte Kaliumsulfatmenge kann also immer wieder benutzt
werden, um beliebige Mengen nitroser Gase in Salpetersäure überzuführen, die in
hochkonzentrierter Form gewonnen wird. Es kann auch unter Umständen; insbesondere
dann, wenn es sich nur .um die Umwandlung von Gasen von verhältnismäßig geringem
Gehalt an Stickoxyden in solche von hohem Gehalt handelt, empfehlenswert sein, die.
erhaltene Doppelverbindung ohne Anwendung des Vakuums zu erhit7en, so daß man bei
Temperaturen bis zu etwa 3oo° die Hauptmenge der Stickoxyde in konzentrierter Form
erhält. Diese Stickoxyde können in bekannter Weise leicht auf Salpetersäure verarbeitet
werden.
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Bei der Zersetzung der Doppelverbindung, deren Durchführung unter
vermindertem Druck zweckmäßig bei Temperaturen bis zu 14.o bis r5o°erfolgt, ist
zwecks Vermeidung örtlicher Überhitzungen für eine gleichmäßige Wärmezufuhr Sorge
zu tragen. Man erhält leicht ungefähr 8o °/o der in der Doppelverbindung enthaltenen
Salpetersäure in Form eines 95- bis 98prozentigen schwach gelblichen Produkts. Es
ist nicht notwendig, die gesamte Salpetersäure auszutreiben, da
ja
der Rückstand wieder in den Betrieb zwecks Iierstellung. neuev Doppelverbindung
zurückkelf rt. ` ' Die Absorption- der.. nitiosen Gase, geht nach Zusatz von festem
Kaliumsulfat in der Mutterlauge leicht von statten, da bei den Gleichgewichtsverhältnissen
der in Betracht kommenden Lösung der Gehalt an Salpetersäure nur etwa r 5'1, beträgt.
Das Verfahren läßt sich leicht bei gewöhnlicher Temperatur ausführen, worin ein
besonderer Vorteil liegt; niedrigere Temperaturen sind zu vermeiden.
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Bei der Herstellung der Mütterlauge: ist es gleichgültig, ob man von
fertiger Salpetersäure ausgeht oder die Bildung der letzteren in einer wäßrigen
Lösung von Kaliumsulfat und Schwefelsäure durch Einleiten von nitrosen Gasen bewirkt
und diese Lösung als Reaktionsflüssigkeit verwendet.
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Beispiel In eine Lösung, bestehend aus t 57 kg Kaliurnsulfat, 35ikg'vVasser,
r2okgIconz,entrierter Schwefelsäure und 175 kg 65prozentiger Salpetersäure (entsprechend
dem Verhältnis 30 Mol.
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HN03), gibt man unter Rühren roo kg Kaliumsulfat. Es bildet sich hierbei
sofort die obenerwähnte Doppelverbindung. Die hierdurch der Lösung entzogene Salpetersäure
wird durch Einleiten von nitrosen Gasen ersetzt. Hat die Reaktionsflüssigkeit beim
Einleiten der Gase um 31,2 kg an Gewicht zugenommen, so sind die zugesetzten
roo kg Kaliumsulfat vollständig in die Doppelverbindung K,HSO,N03 übergeführt. Diese
wird von der Mutterlauge getrennt, wobei man 192 kg Doppelverbindung (lufttrocken)
und 675 kg Mutterlauge erhält. Beim Erhitzen im Vakuum liefert die Doppelverbindung
konzentrierte Salpetersäure und Kaliumsulfat. das zu .-einer neuen Umsetzung benutzt
wird.
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Zu diesem Zweck werden in die erhaltene Mutterlauge zoo kg des bei
der Zersetzung erhaltenen Kaliumsulfats und 7 kg Wasser als Zusatz für das
Wasser, das zur Salpeter-.säurebildung der Lösung entzogen wurde, eingetragen .und
nitrose Gase bis zur Gewichtszunahme der Flüssigkeit um 31,2 kg eingeleitet. Die
neugebildete Doppelverbindurng wird von der Mutterlauge getrennt. Man erhält so
605 kg Mutterlauge und 156 kg lufttrockene Doppelverbindung. Aus der Mutterlauge
gewinnt man durch Zusatz frischer Mengen Kaliumsulfat und nitroser Gase wiederum
die Doppelverbindung usf.
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Man kann auch zweckmäßig so. arbeiten, d-aß man auf die obenerwähnte
Lösung -bzw. auf die Mutterlauge des vorhergehenden Arbeitsganges zunächst die nitrosen
Gase in einem Absorptionsturm einwirken läßt und die Lösung dann erst in einem anderen
Gefäß mit dem festen Kaliumsulfat zusammenbringt.