DE551072C

DE551072C - UEberfuehrung von Nitriten in waesseriger Loesung in Nitrate

Info

Publication number: DE551072C
Application number: DE1930551072D
Authority: DE
Inventors: Dr Walter Gross
Original assignee: IG Farbenindustrie AG
Current assignee: IG Farbenindustrie AG
Priority date: 1930-06-12
Filing date: 1930-06-12
Publication date: 1932-05-27
Also published as: US2013984A; FR717157A

Description

AUSGEGEBEN AH
27. MAI 1932

J2i I 233.

Bei der Gewinnung von Salpetersäure durch Oxydation von Ammoniak oder Stickstoff werden die letzten Anteile an Stickoxyden in den Gasen gewöhnlich durch Ab-Sorption in Sodalösung gewonnen, wobei man eine Lauge erhält, die Natriumnitrit und -nitrat enthält. Aus dieser wird entweder sowohl das Nitrit als auch das Nitrat gewonnen, oder das Nitrit wird mit Salpetersäure zu Nitrat umgesetzt. Die dabei in Freiheit gesetzten Stickoxyde werden in die Absorptionsanlage zurückgeführt; ein gewisser Anteil von ihnen erzeugt in der alkalischen Absorptionsflüssigkeit wieder weitere Mengen Nitrit und Nitrat.

Sollen die Stickoxyde in Form von Kalksalpeter gebunden werden, so absorbiert man zweckmäßig die letzten Anteile an Stickoxyden statt mit Alkalien mit Kalkmilch.

so Die dabei entstehende, Calciumnitrit und -nitrat enthaltende Lauge, die Calciumcarbonat in Suspension enthält, erfordert jedoch zeitraubende und umständliche Operationen zur Überführung des Nitrits in Nitrat. Es muß nämlich zunächst das Calciumcarbonat abgetrennt werden, weil bei der Behandlung mit Salpetersäure außer den Stickoxyden auch Kohlenoxyd frei wird. Da die Gase der Absorptionsanlage wieder zugeführt werden.

würde sich hier erneut Calciumcarbonat bilden und die Kohlensäure im System anräuchern.

Es wurde gefunden, daß man die an sich bekannte Überführung von Nitriten in die entsprechenden Nitrate durch Oxydation in wässeriger Lösung mittels Salpetersäure und Sauerstoff bzw. sauerstoffhaltigen Gasen in technisch sehr vorteilhafter Weise kontinuierlich durchführen kann, wenn man im unteren Teil eines senkrecht angeordneten Rohres eine innige Mischung der nitrithaltigen Lösung mit Salpetersäure und Sauerstoff bzw. sauerstoffhaltigem Gas erzeugt und das Gemisch im Rohr nach oben steigen läßt, wo man die Trennung von Flüssigkeit und Gas vornimmt. Die Rohrlänge wird derartig bemessen, daß völlige Umsetzung des Nitrits bewirkt wird. Bei dieser Arbeitsweise, die vorteilhaft unter höherem Gasdruck im oberen Gasraum des Turmes durchgeführt wird, werden die aus dem Nitrit sich bildenden Stickoxyde in kontinuierlicher Arbeitsweise vollständig als Nitrat gebunden. Die den Reaktionsraum verlassenden Gase bestehen aus überschüssigem Sauerstoff, gegebenenfalls außerdem aus Stickstoff und Kohlendioxyd. Es werden bei diesem Verfahren keine Gase erhalten, die erneut der

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr. Walter Groß in Leuna.

Absorption zugeführt werden müßten, was eine große Entlastung der Absorptionsanlage bedeutet.

Einen besonderen Vorteil bietet dieses Verfahren bei carbonathaltigen Nitrit-Nitrat-Lösungen, wie sie ζ .B. bei der Absorption der Stickoxyde mit Kalkmilch erhalten werden, da das durch die Salpetersäure in Freiheit gesetzte Kohlendioxyd keine Belastung darstellt, sondern mit den von Stickoxyd freien Abgasen ohne weiteres aus dem Prozeß entfernt wird. Bei Verwendung von Kalkmilch als Absorptionsmittel wird die Reaktion Ca (N O₂) ₂ + O₂ = Ca (N O₃) ₂ in glattem Verlaufe verwirklicht.

Das vorliegende Verfahren gestattet in einfacher Weise eine unmittelbare Überführung des Nitrits in Nitrat. Das Verfahren ist für die Verarbeitung beliebiger Nitrite, insbesondere derjenigen der Alkali- und Erdalkalimetalle, anwendbar. Die bisher, insbesondere bei der Verarbeitung calciumcarbonathaltiger Laugen, notwendige umfangreiche Apparatur für das Filtrieren der Lauge sowie das Auswaschen und Beseitigen des Schlammes fällt fort. Die Eindampfkosten für die Waschwässer werden gespart und durch Restschlamm verursachte Verluste an Stickstoffverbindungen vermieden.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist in der beiliegenden Zeichnung dargestellt.

In ein druckfestes Rohr A aus säurebeständigem Material werden unterhalb des Rostes B die Lauge L, Salpetersäure .S" und Sauerstoff bzw. sauerstoffhaltige Gase O durch Pumpen bzw. Gebläse P₁, P₂, P₃ eingedrückt. Der Raum oberhalb des Rostes ist fast bis zum Ende des Rohres mit Füllkörpern F versehen. Durch das Ventil F₁ verläßt die Flüssigkeit, durch das Ventil V₂ das Gas den Reaktionsraum. Die Ventile werden so eingestellt, daß dauernd ein (am Manometer M angezeigter) bestimmter Druck in der Apparatur herrscht, wobei man unter Benutzung des Schauglases W dafür, sorgt, daß die Flüssigkeit in dem Rohr eine konstante Höhe beibehält und der Gasraum über der Flüssigkeit möglichst klein bleibt.

Man kann.auch die Füllkörper weglassen und die Verteilung des Gases durch übereinandergebaute Siebe herbeiführen.

Nachstehende Beispiele mögen das unter Anwendung einer nach den obigen Angaben gestalteten Vorrichtung durchgeführte Verfahren näher erläutern.

Bezüglich des Sauerstoffgehaltes des oxydierenden Gases sowie des angewandten Druckes und der Abmessung des Rohres ist man nicht an die Angaben der Beispiele eng gebunden, sondern man richtet sich Von Fall zu Fall insbesondere nach der Zusammensetzung der Lauge und der Art der zur Verfügung stehenden sauerstoffhaltigen Gase. So kann man, wie Beispiel 3 zeigt, durch Verlängerung des Reaktionsrohres und durch Herabsetzung des Durchsatzes die Reaktionszeit so vergrößern, daß die Oxydation des Nitrits auch unter Anwendung von Luft glatt verläuft.

Beispiel 1

In den unteren Teil eines 6 m langen Rohres mit einem Durchmesser von 100 mm werden stündlich eingepumpt bzw. eingeblasen: 500 1 Calciumnitrit-nitrat-Schlamm mit 3,8 % Nitritstickstoff und 3 °/₀ Calciumcarbonate 250 1 Salpetersäure von 60 Vol.% und 19 m³ Sauerstoff-Stickstoff-Gemisch mit 87 °/₀ Sauerstoff. Die Gase werden am oberen Ende des Rohres von 7 at Überdruck auf Außendruck entspannt. Das Nitrit wird in der Lösung zu 99,4 °/₀ in Nitrat verwandelt.

Beispiel2

Durch dasselbe Rohr werden stündlich 100 1 Calciumnitrit-nitrat-Schlamm mit 3,8 °/₀ Nitritstickstoff und 3 °/₀ Calciumcarbonat, 50 1 Salpetersäure von 60 "VoL⁰J₀ und 10 m^;i go Sauerstoff - Stickstoff - Gemisch mit 50 °/₀ Sauerstoff geführt. Bei 8 at Überdruck werden 99,9 °/₀ Nitrit umgesetzt.

Beispiel 3

In ein 10 m langes Rohr mit einem Durchmesser von 100 mm werden stündlich eingebracht: 90 1 Calciumnitrit-nitrat-Schlamm mit 4 °/o Nitritstickstoff und 3,5 ⁰J₀ Calciumcarbonat, 100 1 Salpetersäure von 60 Vol./₀° und 25 m³ Luft. Bei 3,6 at Überdruck werden 98 °/o Nitrit in Nitrat umgesetzt.

Beispiel 4

In ein 10 m langes Rohr mit einem Durchmesser von 100 mm werden stündlich eingebracht: 100 1 einer 6 °/₀ Natriumnitrat, 3 °/₀ Natriumnitrit und 2 °/₀ Natriumcarbonat enthaltenden wässerigen Lösung, 20 1 Salpetersäure von 60 VpI.°/„ und 2 m³ Sauerstoff-Stickstoff-Gemisch (1:1). Bei 3 at Überdruck werden 99,9 °/₀ Nitrit in Nitrat umgesetzt.

Claims

"5 Patentansprüche:

i. Verfahren zur Überführung von Nitriten in Nitrate durch Oxydation in wässeriger Lösung mittels Salpetersäure und Sauerstoff bzw. sauerstoffhaltiger Gase, vorteilhaft unter Druck, dadurch

gekennzeichnet, daß man im unteren Teil eines senkrecht angeordneten Rohres die Reaktionskomponenten innig mischt und die erhaltene Mischung durch das Rohr solcher Höhe führt, bei getrennter Ableitung von Flüssigkeit und Gas am oberen Rohrende, daß völlige Umsetzung des Nitrits bewirkt wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß nitrithaltige Lösungen verarbeitet werden, die Carbonate enthalten.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen