DE565879C - Verfahren zur Herstellung von Salpeter aus Chlornatrium und Salpetersaeure - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Salpeter aus Chlornatrium und Salpetersäure Es sind zahlreiche Vorschläge bekannt, um aus Salpetersäure und Natriumchlorid Salpeter zu gewinnen. Hierzu wird beispielsweise empfohlen, möglichst konzentrierte Lösungen beider Ausgangsstoffe (Salpetersäure und Chlornatrium) stark abzukühlen und den aus Salpeter bestehenden Kristallbrei abzunutschen. Abgesehen von der sehr lästigen künstlichen Kühlung muß man bei dieser Arbeitsweise und noch mehr bei den anderen vorgeschlagenen Verfahren der Behandlung des Chlornatriums mit Salpetersäure bzw. mit Stickoxyden in der Wärme mit großen Überschüssen an Salpetersäure handhaben. Infolgedessen hat man bei diesen Verfahren auch mit der Schwierigkeit der Trennung der entstehenden Salzsäure von der überschüssigen Salpetersäure oder gar von ihren Zersetzungsprodukten zu kämpfen.
• Es hat sich herausgestellt, daß es möglich ist, die Umsetzung zwischen Chlornatrium und Salpetersäure so gut wie quantitativ durchzuführen, ohne daß überhaupt irgendwelche ins Gewicht fallende Verluste an Salpetersäure entstehen, wenn man über Chlornatrium (Salz) ein Gemisch von Salpetersäure mit viel Wasserdampf bei etwas über loo' C: durchleitet, ähnlich wie ;lies bei der Herstellung von Kalisalpeter aus Kaliumchlorid laut Patent 531 :I05 geschieht.
• Am zweckmäßigsten arbeitet man in der Weise. daß ein stehender Turm, welcher in seinem unteren Teil mit einem Rost versehen ist, mit Salzstücken oder -brocken beschickt wird. Unter dem Rost wird ein Gemisch von Wasserdampf von etwa i io° oder etwas darüber mit Salpetersäure (beispielsweise auf i Gewichtsteil Salpetersäure 13 Gewichtsteile Wasserdampf) eingeblasen oder einströmen gelassen.
• Bei Berührung des Säurewasserdampfstromes mit dem Salz entsteht eine Lösung von Natriumnitrat (Salpeter) und von Chlornatrium, die herunterrieselt, wobei diese Lösung in Berührung mit dem Salpetersäuredampfstrom kommt. Hierbei geht ein großer Teil der herunterrieselnden Chlornatriumlösung- ebenfalls in Salpeterlösung über, so daß in der Wirklichkeit unter dem Rost sich eine sehr konzentrierte heiße Lösung von Salpeter, welche mitunter nur etwas Chlornatrium gelöst enthält, sammelt. Diese konzentrierte Lösung wird von Zeit zu Zeit oder auch dauernd und selbsttätig abgehebert. Im allgemeinen löst sich aus der festen Beschickung um so weniger Chlornatrium (als solches) auf, je heißer der benutzte Wasserdampf ist. In Rücksicht jedoch auf die bei hoher Temperatur leicht eintretende Selbstzersetzung der Salpetersäure empfiehlt es sich, mit der Überhitzung fies Wasserdampfes nicht über 13o° zu gehen. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß für die eigentliche Umsetzung schon die Temperatur von etwas über ioo bis i 2o0 C die geeignetste ist und daß die Anwendung etwas höherer Temperatur-.n lediglich die Deckung der Wärmeverluste durch Ausstrahlung und Ableitung bezweckt.
• Damit dem Durchgang des Salpetersäurewasserdampfstromes durch den mit Chlornatriumbrocken beschickten Turm nicht zu großer Widerstand geboten wird, kann es zweckmäßig sein, das Chlornatrium gegebenenfalls unter Zuhilfenahme von etwas Wasser oder sonstigen Bindemitteln zu Kugeln, Eiern oder sonstigen leicht zu handhabenden Formkörpern durch Pressen zu verformen und mit ihnen den Reaktionsturm zu füllen.
• Die Höhe der Beschickungssäule läßt sich je nach dem Durchgangswiderstand der Beschickung durch etliche Vorversuche leicht bestimmen, indem man die Beschickung im Reaktionsturm allmählich so lange erhöht, bis der Wasserdampfstrom seine ganze Salpetersäure abgegeben hat und nur Salzsäure aufweist. Eine weitere erhebliche Erhöhung der Beschickung kann unter Umständen sogar schädlich sein, weil dann die Salzsäure die Neigung hat, sich aus dem Dampf niederzuschlagen und herunterzurieseln.
• Wenn es doch wünschenswert erscheint, beispielsweise um die Salzsäuredämpfe nicht in die oberhalb des Beschickungsturmes befindlichen Förderschnecken oder Fördertrichter gelangen zu lassen, die Beschickung höher zu halten, so kann die Ableitung des Salzsäure-Wasserdampf-Gemisches durch seitlich angebrachte Stutzen beispielsweise in 3/4 der Beschickungshöhe vorgenommen werden.
• An Stelle von festem Chlornatrium kann man auch Salzsole benutzen, indem man sie in bekannter Weise in einem mit Platten oder Bimssteinstücken oder mit säurefesten Brocken beschickten Turm so langsam herunterrieseln läßt, daß die Sole Zeit hat, sich mit dem Salpetersäure-Wasserdampf-Gemisch nahezu völlig umzusetzen. Es empfiehlt sich, beim Arbeiten mit Salzsole den Wasserdampf so heiß, wie dies die Salpetersäure ohne Zersetzung verträgt; zu halten und außerdem den Reaktionsturm vor Wärmeabgabe nach außen zu schützen. Auch kann hierbei die Wasserdampfmenge verringert werden, beispielsweise auf i Gewichtsteil Salpetersäure 8 Gewichtsteile Wasserdampf. Mitunter ist es zweckmäßig, zur Füllung des Reaktionsturms stückiges oder verformtes Kochsalz zu nehmen, über welches dann die Chlornatriumsole herunterrieselt. Hierdurch wird die Leistungsfähigkeit der Türme erhöht und daneben an Wasserdampf gespart.
• Die unterhalb des Beschickungsrostes sich ansammelnde heiße Lauge, welche vorwiegend oder ausschließlich aus aufgelöstem Salpeter besteht, wird nun abgehebert und, sei es in Ruhe, sei es in Bewegung, kristallisiert. Die verbleibende Mutterlauge wird entweder eingedampft oder, falls sie noch chlornatriumhaltig ist, von neuem zur Beschickung des Reaktionsturmes benutzt.
• Diese Arbeitsweise, welche sich kontinuier-. ]ich durchführen läßt und bei welcher das zu behandelnde Gut (Chlornatrium oder Salz) im Gegenstrom dem Salpetersäure-Wasserdampf-Gemisch entgegengeführt wird, ist mit einem Mindestmaß an Wärme- und Kraftbedarf verknüpft und weist so gut wie gar keine Verluste an der wertvollen Salpetersäure auf, wie dies aus folgendem Ausführungsbeispiel hervorgeht.
• Durch Heizgas oder durch überhitzten Wasserdampf wird der in dem Hauptpatent beschriebene Reaktionsturm i von innen heraus auf etwa 12o° vorgewärmt und darauf mit grobkörnigem Kochsalz oder Steinsalz beschickt. Übrigens kann auch der Turm kalt beschickt und erst daraufhin erhitzt werden. Unterhalb des Rostes 2 wird nun überhitzter Wasserdampf beispielsweise mit einer Temperatur von 1190 eingeleitet, und dieser Wasserdampf führt 4,5 01s Salpetersäure mit. Nach dem Durchleiten von 13,7 kg Salpetersäure, welche in obiger Weise mit dem Wasserdampf verdünnt war, stellte sich heraus, daß im ganzen 14,3 kg Kochsalz verbraucht wurden. Die unter dem Rost erhaltene breiige Masse enthielt insgesamt 17.4 kg Natriumnitrat und außerdem noch 65o g Salpetersäure. Beim Abkühlen konnte man den weitaus größten Teil des enthaltenen Nitrats nahezu in reinem Zustand kristallisiert erhalten, wobei die Kristalle nur o,6 bis o,85 °jo Kochsalz enthielten.
• Nur i °1o Salpetersäure ist hierbei mit den Salzsäuredämpfen entwichen. Es hat sich herausgestellt, daß auch diese ganz geringfügige Menge Salpetersäure vorwiegend beim Beginn des Arbeitens vor der Einstellung der Gleichgewichte unumgesetzt entweicht..
• Der aus dem oberen Teil des Apparates bei 195 bis 1o6,5° entweichende Wasserdampf enthielt im Durchschnitt 2,5 01, Salzsäure und. ließ sich derartig fraktioniert auffangen, daß man eine Salzsäure mit etwa i 5 01a H Cl erhielt. Der hierbei entweichende Wasserdampf mit nur ganz geringen Mengen Salzsäure konnte von neuem nach der Überhitzung, oder mit stark überhitztem Frischdampf vermengt, für den Kreislauf verwendet werden.
• Ähnlich verhält es sich, wenn man in den Reaktionsturm, welcher mit säurefesten Brocken oder stückigem Steinsalz oder auch einem Gemisch der beiden aufgefüllt ist, konzentrierte Salzsole herunterrieseln läßt. Auch in diesem Fall ist es zwecks Vermeidung der Kondensation der Salzsäuredämpfe innerhalb des Reaktionsturmes nötig, im oberen Teil des Apparates die Temperatur auf etwa 104 bis io8° zu halten. Um diese Temperatur durch die zufließende Salzsole nicht sinken zu lassen, empfiehlt es sich, dieselbe vor dem Eintritt in die Säule entsprechend vorzuwärmen.
• An Stelle von fertiger Salpetersäure können auch nitrose Dämpfe und Gase, wie sie bei der Verbrennung von Ammoniak oder des Luftstickstoffes (im Lichtbogen) erhalten werden, zum Vermischen mit Wasserdampf für die hier beschriebene Arbeitsweise benutzt werden.
• Die von diesen Gasen mitgeführten inerten Gase, wie Luft oder Stickstoff, sind für die hier geschilderte Umsetzung nicht schädlich.
• Der mit Salzsäure beladene Wasserdampfstrom wird beim Verlassen der Beschickungssäule in ein Kondensationssystem geleitet, wobei sich eine etwa i5 °1oige oder etwas stärkere Salzsäure niederschlägt. Der entweichende Wasserdampf ist fast säurefrei. Er kann daher beispielsweise vermittels eines Dampfinjektors o. dgl. angesaugt, dann mit Frischdampf vermengt und auf die gewünschte Temperatur überhitzt, von neuem in den Kreislauf eingeführt und zur weiteren Salpetergewinnung benutzt werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Salpeter aus Chlornatrium und Salpetersäure laut Patent 531 4.05, dadurch gekennzeichnet, daß man auf Chlornatrium in stückiger oder körniger Form oder auch in Form wässeriger, in dünnen Schichten ausgebreiteter Lösung wässerige Salpetersäure in Dampfform bei einer Temperatur von etwas über ioo° einwirken läßt. z. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das zu behandelnde Chlornatrium zu Formkörpern verarbeitet der Umsetzung zugeführt wird. 3. Verfahren nach Anspruch i und a, dadurch gekennzeichnet, daß man die zu behandelnde Salzsole über Stücke, Brokken oder Formkörper aus Chlornatrium herunterrieseln läßt. q.. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle reiner Salpetersäure Salpetersäure bzw. andere Stickoxyde enthaltende Gase und Dämpfe, wie sie bei Verbrennung von Ammoniak oder von Luftstickstoff erhalten werden, benutzt. 5. Verfahren nach Anspruch i bis dadurch gekennzeichnet, daß aus dem erhaltenen Salzsäure-Wasserdampf-Gemisch die Salzsäure niedergeschlagen und der Wasserdampf nach dem Vermischen mit Frischdampf. und gegebenenfalls nach Überhitzung von neuem dem Kreislauf zugeführt wird.