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Verfahren zur Herstellung von Schwefelsäure u. dgl. Die Erfindung
bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Schwefelsäure, Oleum oder feuchtem
Trioxvdnebel nach dem Kontaktverfahren.
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Bei den gebräuchlichen Verfahren dieser Art mußten besondere Vorsichtsmaßregeln
angewendet werden, um die Schwefeldioxydgase nicht nur von Staub, sondern auch von
Arsen- und Chlorverbindungen sowie anderen Begleitstoffen zu befreien, durch welche
die Wirksamkeit der angewandten Katalysatoren stark beeinträchtigt und herabgesetzt
wird. Die Wirkung der angegebenen Verunreinigungen der Röstgase beruht auf zwei
verschiedenen Ursachen, einerseits einer mechanischen Störung durch den vorhandenen
Staub und, die suspendierten festen Teilchen, die sich .auf dem Katalysator absetzen
und seine wirksame Oberfläche verkleinern können, andererseits auf Vergiftungserscheinungen,
die durch .arsen-, chlorhaltige und verschiedene andere Stoffe verursacht werden.
Es «rar bisher nötig, beide Arten störender Bestandteile gesondert zu entfernen,
um beim Kontaktverfahren die Erzielung eines hohen Wirkungsgrades zu sichern. Als
wünschenswert für diie ununterbrochene Verwendung der Anlage bei hohem Wirkungsgrad
hat es sich außerdem auch noch erwiesen, den Wasserdampf durch Trocknung der gereinigten
Röstgase in Berührung mit starker Schwefelsäure so vollständig wie möglich zu entfernen.
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Es hat sich nun überraschenderweise gezeigt, daß bei Anwendung eines
Katalvsators bestimmter Zusammensetzung, nämlich von Chromhvdroxyd-Hvdrogel, welches
zweckmäßig unlösliche oder schwer lösliche Basen adsorbiert enthält, die Entfernung
der sonst vergiftend wirkenden Verunreinigungen der Röstgase, also insbesondere
des Arsens und Chlors, unnötig ist, vielmehr die Entfernung der suspendierten festen
Teilchen von Staub u. dgl. vollkommen genügt, tun dauernd die Oxydation des Schwefeldioxyds
zu Schwefeltrioxyd mit hohem Wirkungsgrad durchführen zu können.
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Es ist zwar bereits vorgeschlagen worden, Chrom undChromoxvd alsKontaktsubstanzen
bei der Herstellung von Schwefeltrioxyd zu verwenden, und es war bekannt, daß das
Chrommetall gegen die sogenannten Kontaktgifte weniger empfindlich ist als das Chromoxyd.
Aber einerseits war auch bei Anwendung von Chrommetall die vorherige Entfernung
der sogenannten Kontaktgifte auch noch erforderlich, andererseits war gerade nicht
vorauszusehen, daß eine Chromoxydverbindung bestimmter Art sich gegenüber den Kontaktgiften
noch wesentlich günstiger verhalten würde nicht nur als das gewöhnliche Chromoxyd,
sondern sogar als das metallische
Chrom und seine Legierungen. Ein
weiterer Vorteil für die Verwendung des Chromliydroxyd-Hvrlrogels liegt noch darin,
daß bei seiner Anwendung wesentlich bessere Ausbeuten an Schwefeltrioxyd erzielt
werden als bei Verwendung der anderen Katalysatoren, insbesondere des Chromoxyds.
So kann man bei Anwendung .des neuen yKatalysators 95 °/o des Schwefeldioxyds
in Schwefeltrioxyd überführen, während man bei Benutzung von Chromoxyd regelmäßig
nicht mehr als 73 °@" Schwefeldioxyd umwandeln kann.
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Bei Ausführung des neuen Verfahrens werden die Schwefeldioxydgase,
die durch Rösturig von Erzen oder anderen schwefelhaltigen Massen erhalten worden
sind, nur einer abgekürzten Vorreinigung unterworfen, tim den Staub oder sonstige
suspendierte feste Teilchen zu entfernen, die sich andernfalls auf dem Kontakt ablagern
würden, worauf die Gase unmittelbar der Oxydation unterworfen werden. Auf Wunsch
kann man die Schwefeldioxvdgase aus der Röstvorrichtung noch bei hoher Temperatur,
beispielsweise, oberhalb 36o° C, elektrostatischen Staubabschei.dern und bzw. oder
Filtern zuführen, um sie in gznügendem Maße vom Staub zu befreien, worauf man dann
ohne vollständige Kühlung, Waschung und Trocknung die Gase unmittelbar in die Kontaktkammei
führen kann, die den Katalysator, d. h. das Chroinhydroxyd-Hydrogel enthält. Die
Anwendung des neuen Katalysators ermöglicht es auch, die Oxydation mit hohem Wirkungsgrad
wesentlich längere Zeit ununterbrochen durchzuführen, als dies bei Anwendung .der
bisher gebräuchlichen Katalysatoren angängig war.
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Die Herstellung des benutzten Katalysators kann beispielsweise folgendermaßen
erfolgen: Eine kalte wäßrige Lösung, -die etwa io °1n eines löslichen Chromsalzes,
z. B. Chromnitrat oder Chromchlorid, enthält, wird langsam und unter Rühren der
äquivalenten Menge einer kalten Lösung von Ätznatron zugesetzt, die i Gewichtsteil
NaOH auf je 2 Gewichtsteile Wasser enthält. Das Chromoxyd wird ,dann in Form des
Hydrogels gefällt. Die Fällung beginnt unter Umständen erst einige Zeit, nachdem
die Lösungen miteinander vermischt worden sind.
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Wird das gefällte Chr oinliydroxyd-Hydrogel durch Auswaschen mit destilliertem
Wasser von den löslichen Salzen befreit und hierauf filtriert und läßt man das Produkt
langsam an der Luft bei gewöhnlicher Temperatur trocknen, so unterliegt die Masse
einer nierlclichen Schrumpfung, und man erhält schließlich eine harte, bröcklige
feste -lasse, die auf der Bruchfläche eine hell leuchtende OberflIMie zeigt und
in dünnen Schichten durchsichtig ist.
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Das durch Auswaschen von den löslichen Salzen befreite, noch feuchte
Hydrogel besitzt die Fähigkeit, unlösliche oder wenig lösliche Basen zu adsorbieren,
wenn es mit wäßrigen Lösungen ihrer Salze in Berührung gebracht wird, wie z. B.
mit Lösungen .der Acetate von Calcium, Magnesium, Nickel, Kobalt, Mangan oder Zink.
Das so erhaltene Produkt, welches ,Hebetreffende unlösliche Base in adsorbiertern
Zustand enthält, wird gewaschen, filtriert und bei hoher Temperatur (etWa 330° C)
getrocknet und ist dann zur Benutzung als Katalysator fertig.