DE530369C

DE530369C - Continuous production of nitric acid from gases containing nitrogen oxide and oxygen

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Publication number: DE530369C
Application number: DEF65695D
Authority: DE
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Priority date: 1928-03-18
Filing date: 1928-03-18
Publication date: 1931-07-28

Description

Kontinuierliche Herstellung von Salpetersäure aus Stickoxyd und Sauerstoff enthaltenden Gasen Bei der Herstellung höherer Stickstoff-' Oxyde, wie Stickstoffdioxyd bzw. Stickstofftetroxyd, aus Stickoxyd und sauerstoffhaltigen Gasen wurde die überraschende Beobachtung gemacht, daß, wenn man die Gase mit Schwefelsäure bzw. einem Schwefelsäure-Salpetersäure-Gemisch behandelt, die Reaktion eine wesentliche Beschleunigung erfährt. Durch Absorption dieser Stickstoffoxyde wird eine beschleunigte Herstellung von Salpetersäure erreicht. Dabei wird mit Vorteil eine derartige Konzentration der. Schwefelsäure verwendet, daß sich bei Behandlung mit den stickstoffoxydhaltigen Gasen teilweise Nitrose und. Salpetersäure bildet. Anstatt eines Gemenges von Schwefelsäure bzw. eines Schwefelsäure-Salpetersäure-Gemisches kann mit Vorteil auch ein Gemenge von Schwefelsäure, Nitrosylschwefelsäure und Salpetersäure verwendet werden.Continuous production of nitric acid from nitrogen oxide and oxygen containing gases in the production of higher nitrogen oxides, such as nitrogen dioxide or nitrogen tetroxide, from nitrogen oxide and oxygen-containing gases was the surprising one Observation made that if you mix the gases with sulfuric acid or a sulfuric acid-nitric acid mixture treated, the reaction is significantly accelerated. By absorption These nitrogen oxides accelerate the production of nitric acid. Such a concentration of the. Uses sulfuric acid, that when treated with the nitrogen oxide-containing gases partially nitrous and. Forms nitric acid. Instead of a mixture of sulfuric acid or a mixture of sulfuric acid and nitric acid A mixture of sulfuric acid, nitrosylsulfuric acid and nitric acid can also be used with advantage be used.

Wird z. B. eine 65- bis 70 °hige Schwefelsäure den Stickoxydgasen ausgesetzt, so entstehen unter Mitwirkung des in der Schwefelsäure enthaltenen Wassers etwa 6 bis i o °1o Salpetersäure, welche beim weiteren Durchleiten der Gase unverändert bleibt und man tatsächlich ein Gemenge einer 65- bis 75°Joigen Schwefelsäure mit 6 bis io °/o Salpetersäure erhält, das auf die Oxydation der Stickoxyde beschleunigend einwirkt. Wird beispielsweise eine 75- bis 8o°/oige Schwefelsäure verwendet, so bilden sich etwa 3 bis 5 °/a Salpetersäure, und es entsteht gleichzeitig ' eine Nitrosylschwefelsäure mit i bis 4°/o N,0,-Gehalt.Is z. B. a 65- to 70 ° sulfuric acid nitrogen oxide gases exposed, result from the action of the water contained in the sulfuric acid about 6 to 10 ° 10 nitric acid, which remains unchanged when the gases are passed through stays and you actually have a mixture of 65- to 75 ° Joigen sulfuric acid 6 to 10 per cent. Nitric acid is obtained, which accelerates the oxidation of nitrogen oxides acts. If, for example, 75 to 80% sulfuric acid is used, then About 3 to 5 per cent. of nitric acid are formed, and at the same time a Nitrosylsulphuric acid with 1 to 4% N, 0, -content.

Bei dieser Arbeitsweise wurde die überraschende Beobachtung gemacht, daß sich das angewendete oder sich bildende Gemenge von Schwefelsäurenitrose und Salpetersäure während des Durchganges der stickoxyd- und sauerstoffhaltigen Gase in seiner Zusammensetzung wenig ändert, wenn mit den Gasen Teeine Feuchtigkeit in das Säuregemisch zugeführt- wird. Das Schwefelsäure-, Nitrosylschwefelsäure- und Salpetersäuregemisch übernimmt die Rolle eines Sauerstoffüberträgers und führt zur fast momentanen Bildung von N02 bzw. N204, und zwar scheint der Reaktionsverlauf nach folgenden Gleichungen zu erfolgen: Aus diesen Gleichungen ist zu ersehen, daß sowohl die Schwefelsäure als auch die Salpetersäure unter Bildung von Nitrosylsäuren und letztere= unter Rückbildung von Schwefelsäure und Salpetersäure als Sauerstoffüberträger arbeiten ..und das "vorhandene Stickoxyd zu @N=O4 oxydieren: ä Leitet man-durch .SEhwefelsäure-Sälpetersäure-Gemische Stickoxyd und Sauerstoff enthaltende Gase ein, so treten diese unter gleichzeitiger Annahme einer dunkelgelben bis braunen Farbe aus dem Reaktionsgefäß heraus, was durch die rasche Überführung des NO zu NO, bzw. N204 hervorgerufen wird. Dieses eigenartige Verhalten zeigt klar, daß man es hier mit einer katalytischen Wirkung des Schwefelsäure-Salpetersäure-Nitrosyl-Gemisches zu tun hat, welche die momentane Übertragung des Sauerstoffes auf das :Stickoxyd bewirkt. Die` Konzentration der Säuregemische unterliegt hierbei kaum nennenswerten Veränderungen und kann daher praktisch unbegrenzt lange für die Oxydation des Stickoxyds verwendet werden. Es handelt sich daher im vorliegenden Falle nicht um eine vorherige Absorption von nitrosen Gasen in Schwefelsäure und eine nachträgliche Denitrierung, bei welcher die Stickoxyde ebenfalls in Form von NO, gewonnen werden können, sondern. um eine direkte, fast augenblickliche Oxydation des N O zu NO, Unterwirft man die so erhaltenen Stickstöfftetroxydgase einer wäßrigen Absorption, so erhält man bekanntlich aus letzterem % Salpetersäure und 1/3- Stickoxyd, welches abermals mit dem obenerwähnten Säuregemisch wieder in Stickstoffdioxyd bzw. Stickstofftetroxyd übergeführt werden kann usw. Dabei wurde gefunden, daß man mit Vorteil die stickoxydhaltigen Gase vor ihrer Behandlung mit dem Säuregemisch trocknet, damit eine Verdünnung. des Säuregemisches verhindert wird. Auf diese Weise ist man in der Lage, mit einer gegebenen Menge des Säuregemisches beliebig große Mengen Stickoxyd in NO, und N,0, zu überführen.In this procedure, the surprising observation was made that the mixture of sulfuric acid nitrous and nitric acid used or formed changes little in its composition during the passage of the nitrogen oxide and oxygen-containing gases when moisture is added to the acid mixture with the gases tea. The mixture of sulfuric acid, nitrosylsulfuric acid and nitric acid takes on the role of an oxygen carrier and leads to the almost instantaneous formation of N02 or N204, and the reaction seems to be based on the following equations: From these equations it can be seen that both sulfuric acid and nitric acid work with the formation of nitrosylic acids and the latter = with the regression of sulfuric acid and nitric acid as oxygen carriers .. and oxidize the "existing nitrogen oxide to @N = O4: ä Passes through .Sulfuric acid-nitric acid mixtures containing nitrogen oxide and oxygen, these emerge from the reaction vessel while assuming a dark yellow to brown color, which is caused by the rapid conversion of the NO to NO or N204. This peculiar behavior clearly shows that one is dealing with a catalytic effect of the sulfuric acid-nitric acid-nitrosyl mixture, which causes the momentary transfer of the oxygen to the nitrogen oxide the oxidation of nitrogen oxide can be used In the present case, therefore, I am not concerned with prior absorption of nitrous gases in sulfuric acid and subsequent denitration, in which the nitrogen oxides can also be obtained in the form of NO , but. In order to achieve a direct, almost instantaneous oxidation of the NO to NO, if the nitrogen tetraxide thus obtained is subjected to aqueous absorption, it is known that% nitric acid and 1/3 nitrogen oxide are obtained from the latter, which is again converted into nitrogen dioxide or nitrogen tetroxide with the above-mentioned acid mixture can be etc. It has been found that it is advantageous to dry the nitrogen oxide-containing gases before treating them with the acid mixture, thus diluting them. the acid mixture is prevented. In this way one is able to convert any large amounts of nitrogen oxide into NO and N, 0 with a given amount of the acid mixture.

Man ist ferner in der Lage, durch Zusatz von Salzen, wie Kupfer-, Mangan-, Eisen-und ähnlich wirkenden Salzen, die Reaktionsgeschwindigkeit noch zu beschleunigen.It is also possible, by adding salts such as copper, Manganese, iron and similarly acting salts, the reaction rate still increasing accelerate.

Für die Ausführung des Verfahrens können bekannte Vorrichttirtgen verwendet ,werden, wie- Türme, Absorptionsgefäße und andere. Es wurde jedoch gefunden, daß man mit besonderem Vorteil Absorptionsgefäße und Kolonnen verwenden kann, welche auf ihren Böden größere Mengen Reaktionsflüssigkeit aufzunehmen vermögen, und wenn man-die stickoxydhaltigen Gase in Bläschenform bzw. fein verteilt durch das Säuregemisch saugt oder drückt.Known devices can be used to carry out the method are used, such as towers, absorption vessels and others. However, it was found that you can use absorption vessels and columns with particular advantage, which Able to absorb larger amounts of reaction liquid on their floors, and if so man-the nitrogen oxide-containing gases in the form of bubbles or finely divided by the acid mixture sucks or squeezes.

Durch das vorliegende Verfahren wird die Leistungsfähigkeit einer gegebenen Apparatur wesentlich erhöht, bzw. können für gegebene Produktionen kleinere Apparate Verwendung finden.The present method increases the performance of a The given equipment is significantly increased, or smaller ones can be used for given productions Apparatus find use.

Claims

PATENT CLAIMS; i. Process for the continuous production of Nitric acid by treating nitrogen oxide and gases containing oxygen with sulfuric acid with the formation of nitric acid and nitrous acids, characterized in that dry gases containing nitrogen oxide and oxygen are replaced by sulfuric acid of such concentration that nitric acid passes through only one through the sulfuric acid concentration conditional amount forms and from the resulting mixture of sulfuric acid and nitric acid the Nitric acid is not expelled during the passage of the gases, whereupon the formed higher nitrogen oxides in a manner known per se by aqueous absorption in nitric acid converted into the starting gas mixture with recycling of the nitrogen oxide which was formed in the process.

2. The method according to claim i, characterized by using a mixture of Sulfuric acid, nitrosyl sulfuric acid and nitric acid.

3. The method according to claim i and 2, characterized in that the coming from the aqueous absorption nitrogen oxide-containing gases before their treatment with the acid mixture in itself known way dries. q ..

Method according to claims i to 3, characterized by Addition of reaction accelerators, such as copper, manganese, iron and similar ones Salts, for sulfuric acid or sulfuric acid mixture.

5. Apparatus for execution of the method according to claims i to q., characterized by the use of absorption vessels or columns, which in a manner known per se have larger amounts of reaction liquid on their bottoms can absorb through the nitrogenous gases are sucked or pushed.