DE650613C - Herstellung hochprozentiger Salpetersaeure - Google Patents

Herstellung hochprozentiger Salpetersaeure

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DE650613C
DE650613C DEC45247D DEC0045247D DE650613C DE 650613 C DE650613 C DE 650613C DE C45247 D DEC45247 D DE C45247D DE C0045247 D DEC0045247 D DE C0045247D DE 650613 C DE650613 C DE 650613C
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pressure
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nitric acid
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BAYERISCHE STICKSTOFF WERKE AG
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B21/00Nitrogen; Compounds thereof
    • C01B21/20Nitrogen oxides; Oxyacids of nitrogen; Salts thereof
    • C01B21/24Nitric oxide (NO)
    • C01B21/26Preparation by catalytic or non-catalytic oxidation of ammonia

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Description

  • Herstellung hochprozentiger Salpetersäure Die Herstellung hochprozentiger Salpetersäure aus Stickoxyden, z. B. flüssigem Stickstofftetroxyd, wäßriger Salpetersäure und Sauerstoff unter Anwendung erhöhten Drukkes ist bekannt. In der Kälte verläuft die Reaktion nicht schnell genug, und man hat deshalb bereits vorgeschlagen, erhöhte Temperaturen anzuwenden. Die Verwendung beheizter Druckgefäße ist aber hinsichtlich Konstruktion und Haltbarkeit der Apparatur sowie des zusätzlichen Energie- und sonstigen Aufwandes nachteilig. Es ist auch bekannt, die Druckrohre zwecks Durchführung des Prozesses ohne Zusatzheizung zu isolieren: eine Außenisolation ist jedoch unvollständig und in Anbetracht der erforderlichen Kontrolle unerwünscht. Däs vorliegende Verfahren bezweckt die Erzielung maximal erreichbarer Temperaturen durch Rückführung der Reaktionswärme mit dem Sauerstoff unter Verwendung eines in einem Druckmantel befindlichen, nicht besonders beheizten Einsatzgefäße..
  • Es ist bekannt, den Einsatz dadurch von einer unzulässigen Druckbeanspruchung zu entlasten, daß der zwischen Einsatz und Man-tel befindliche Rauin finit inerten Gasen oder mit Sauerstoff, der ja bei dein Prozeß ohnehin verfügbar ist, auf denselben Druck wie der Einsatz aufgefüllt wird. Zwar ist es weiterhin an sich bekannt, die Druckgleichheit des Innenraumes des Einsatzes mit <lern zwischen Einsatz und Druckmantel befindlichen 'Zaum durch eine Druclcatisgleiclisleititnä herzustellen, indessen wird dabei die an den Außenraum abgegebene Wärme nicht zum inneren Reaktionsraum geführt, eine Erwärmung des äußeren Druckmantels bzw. wechselnde Temperatur desselben nicht vermieden, und man muß bei der Salpetersäureherstellung in Anbetracht der beim Arbeiten mit giftigen Stoffen zu stellenden hohen Sicherheitsanforderungen besonders darauf bedacht sein, die Tetroxyd und Salpetersäure enthaltende Atmosphäre des Einsatzes aus dem Mantelraum fernzuhalten.
  • Die Nachteile der früheren Verfahren werden vermieden, wenn man erfinclungsgem:iß bei der mit Einsatzgefäß und Druckaus-leichsleitung ,ersehenen Apparatur den Sauerstoff zuerst durch den Zwischenraum zwischen Einsatz und 'Mantelgefäß hindurch und dann durch die Druckausgleichsleitung in das Einsatzgefäß leitet. Die gesamte vorn Einsatz abgegebene Wärme wird auf diese U'eise vorn Sauerstoff aufgenommen und dadurch in vorteilhaftester Weise derjenigen Stelle des Prozesses zugeführt. an der die Reaktion zu Ende verläuft bzw. Fertigsäure von möglichst niedrigem \T._ O"-Geltalt entnommen «-erden soll. Die besondere Art der Ausnutzung der Reahtions«-ärine durch Rückleitung an die Gaseintrittsstelle iin Einsatzgefäß bildet einen besonderen Vorzug des neuen Verfahrens, das gleichzeitig eine pralaisch rollstündige und besonders wirksame Ausnutzung der Reaktionswärme gestattet. Durch den strömenden Sauerstoff zwischen Einsatz. und'La11tel;`efal.l kann außerdem keine Tetrowd und Salpeter-s 'i Mantel-.- ure enthaltende Atlilo-,;pli:ire in den , raum gelangen, so daß dessen Wandungen gegen zerstörende Einwirkungen vollständig eschützt und die an eine Betriebsapparatur zu stellenden Sicherheitsanforderungen in vollkommeilster «eise erfüllt sind. Hierin besteht ein weiterer Vorteil des neuen Verfahrens.
  • Die erfindungsgem:iße vollständige und besonders wirksame Ausnutzung der Reaktionswärme gestattet, ohne besondere Beheizung auch die höchsten Konzentrationen von 98 bis ioo °%" I31 0, in der Produktion zu erreichen. K=onzentrationen unterhalb 98 % lassen sich selbstverständlich gleichfalls vorteilhaft nach dieseln Verfahren erzeugen. Der Druckausgleich erfolgt am besten durch eine außerhalb des Gefäßes geführte, gegebenenfalls wärmeisolierte Leitung, die mit Abscheideflasche oder sonstigen Behältern und Armaturen ausgerüstet werden kann und mit Sauerstoff gespült wird. Es läßt sich dadurch sicherstellen, daß korrodierende Stoffe nicht durch die Druckausgleichsleitung in den Raum zwischen Einsatz und Druckmantel gelangen können. Die Druckdifferenz zwischen dem Innenraum und dem zwischen Einsatz und Mantel befindlichen Raum wird durch zwei nebeneinandergestellte Manometer oder vorteilhaft durch ein Differentialmanometer sichtbar gemacht. Dieses Manometer kann mit einer Alarmvorrichtung und mit einer Registrierung ausgerüstet sein. Es ist ferner vorteilhaft, den Einsatz auswechselbar einzusetzen. l--r wird z. B. gasdicht in die Dichtung des Deckels eingehängt oder als geschlossenes Gefä13 ausgebildet, welches einen Fortsatz besitzt, der den Druckmantel durchdringt. Der Einsatz wird thermisch nicht beansprucht, da er ja nach seiner Anbringung sich entweder frei dehnen und zusammenziehen kann oder aber Dehnungswellen enthält. Man kann auch einen Einsatz mit Versteifungen o. dgl. versehen, um ihn gegen äußeren oder inneren Cberdruck widerstandsfähiger zu machen, oder ihn mehrwandig ausführen, z. B. um bei einem Materialfehler oder Porosität einer Sch-,veißstelle eine zweite Sicherheit zu haben oder urn eine Isolierung anzubringen u. dgl. Auch die Druckausgleichsleitung samt Zubehör ist nach Bedarf mit einer Auskleidung oder einem Schutzanstrich zu versehen. Die Druckausgleichsleitung kann in dein Innenraum bis zu beliebiger Höhe fortgesetzt werden. gegebenenfalls bis zum anderen Ende des Gefäßes. Sie kann auch in eine Gasverteilungseinrichtung, 7.13. aal Boden des Einsatzes, auslaufen. Der Sauerstoff wird fein verteilt, z. B. durch Siebböden oder poröse Platten zugeführt. Das der Erfindung zugrunde liegende Prinzip kann an verschiedenen Stellen einer Apparatur bzw. eines Prozesses mehrfach zur Anwendung kommen, so claß auch mehrere derartige Rohre gemeinsam arbeiten, unter Herstellung verschiedener Stufen, Gegenstrom usw. Das Verfahren ist sowohl bei periodischer als auch bei kontinuierlicher Betriebsweise vorteilhaft. Es empfiehlt sich, den Prozeß kontinuierlich zu führen.
  • Beispielsweise werden zwei Ausführungsformen des Verfahrens durch die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
  • In Abb. i bedeutet i einen eisernen Druckinantel mit oberem Deckel a. In der Dichtung des Deckels hängt ein Einsatz 3 aus Aluminium, der auch am Boden aufstehen und Delinungswellen besitzen kann. Eine Druckausgleichslcitung 4 führt von dem Raum zwischen Einsatz und Druckmantel zum Deckel des Gefäßes. Die Druckausgleichsleitung durchdringt diesen Deckel und ist bis zum Boden des Einsatzes fortgeführt, wo sich eine Gasverteilungseinrichtung 5 befindet.
  • Der Einsatz wird bis zu einem gleichfalls durch den Deckel geführten Überlauf 6 mit einem Gemisch von wäßriger Salpetersäure und Stickstolftetroxvd gefüllt. Die Füllung kann auch unter Entlüftung des Gefäßes durch 7 bei geschlossener Druckausgleichsleitung vorgenommen werden. Die Sauerstottzuführungsleitung 8, die mit einem Stapelraum 9 verbunden ist und Rückschlagsicherungen enthält, mündet in den Raum zwischen Einsatz und Mantel. Der Sauerstoff tritt durch die bis zum Bodendes Einsatzes geführte Druckausgleichsleitung verteilt in die Flüssigkeit und wird absorbiert. Der zutretende Sauerstoff strömt um den Einsatz und führt die aufgenommene Wärme der Beschickung wieder zu. Nicht absorbiertes Gas kann bei 7 abgeblasen werden. Wenn nur noch wenig oder gar kein Sauerstoff mehr absorbiert wird, nimmt inan die fertige Säure heraus z. B. durch ein durch den Deckel geführtes Tauchrohr io. Vorher kann noch unter Sauerstoffdruck oder -zufuhr eine Abkühlung erfolgen, gegebenenfalls unter Zuhilfenahme von Kühlschlangen, die z. B. um den Einsatz oder in den Einsatz verlaufen o. dgl. Es kann auch mit Sauerstoff gekühlt werden, der unten in den Raum zwischen Einsatz und Druckmantel eintritt und oben in den Stapelraum 9 übertritt, wo er dann für die nächste Charge zur Verfügung steht. Der Raum zwischen Einsatz und Druckmantel ist mit einem Differentialmanometer i i verbunden, welches andererseits mit dem inneren Reaktionsraum in '#,-erl)iitdung steht. In der Druckausgleichsleitung befinden sich Ventile 12 und Abscheideflaschen 13, die als I'ufterbehälter dienen und bei Betriebsstörungen einen Rückschlag, verhindern. Der Druckmantel und die Druckausgleichsleitung sind mit Aluminium 1q. gefüttert. - Im Druckmantel kann dieses Futter auch fehlen oder durch einen losen Einsatz ersetzt sein. Der zum Boden des Druckmantels führende Anschluß 15 mit Probeventil 16 und Schauglas 17 dient zur Reinheitsprüfung des Sauerstoffes im Zwischenraum zwischen Druckmantel und Einsatz. Weitere Ventile i8 und Manometer i9, Thermometer bzw. Thermoelemente und sonstige Meßapparate und Armaturen werden nach Bedarf angebracht. Die beschriebene Arbeitsweise gewährleistet Betriebssicherheit auch bei häufigem Druck-und Temperaturwechsel. Sie befreit von der ständigen Sorge um den etwaigen unbemerkten Angriff des Druckmantels an irgendeiner Stelle hinter der Auskleidung, da die Spülung und Kontrolle des zwischen Druckmantel und Einsatz befindlichen Raumes einfacher und sicherer ist als jede bei fester Auskleidung mögliche, etwa unter Zuhilfenahme von Durchbohrungen des Druckmantels ausgeübte.' In Abb.2 bedeutet i wiederum einen eisernen Druckmantel mit oberem Deckel 2. Der Einsatz 3 besteht aus einem geschlossenen Gefäß mit einem Fortsatz, der durch den Deckel 2 geführt ist. Die Öffnung ist durch ein Zwischenstück ,4 mit einem Verteilungsblock 5 verbunden, an dem die Armaturen angeschlossen sind. Der Prozeß verläuft kontinuierlich. Der von einem Kompressor gelieferte Sauerstoff tritt bei 6 ein, durchstreicht den zwischen dem Druckmantel i und dem Einsatz 3 befindlichen Raum und gelangt nach Durchströmen der Abscheideflasche 7 zu der am Boden des Einsatzes befindlichen, z. B. mit einer porösen, keramischen Platte -oder entsprechenden "füllen versehenen Gasverteilung B. Die flüssigen Rohstoffe treten bei 9 in den Einsatz, der beispielsweise bis zu dieser Höhe mit der Flüssigkeit angefüllt ist. In Höhe bzw. unterhalb der Rohstoffzutrittsstelle befindet sich eine Schicht Raschigringe oder Füllkörper. Die Säure verläßt den Einsatz durch das Rohr io. Es ist selbstverständlich, daß der Einsatz im Rahmen des vorliegenden Verfahrens auch anders ausgerüstet, z. B. ganz mit Füllkörpern angefüllt werden kann oder nach Art einer Kolonne auszurüsten ist, z. B. mit verschiedenen Siebböden mit Überlauf, auf denen die Flüssigkeit von dem aufsteigenden Sauerstoff in feiner Verteilung durchperlt wird.
  • Die Zeichnungen sind selbstverständlich nur schematisch ausgeführt. Der Raum zwischen Druckmantel und Einsatz wird z. B. kleiner gestaltet werden, um .den Druckraum möglichst auszunutzen. Ebenso ist das Verfahren nicht an irgendwelche Materialien gebunden. Es kann z. B. von Vorteil sein, selbst dann nach dem beschriebenen Verfahren zu arbeiten, wenn der Einsatz aus demselben Material besteht, welches für den Druckmantel gewählt wird.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung hochprozentiger Salpetersäure aus Stickoxyden bzw. Stickoxydgemischen, wäßriger Salpetersäure bzw. Wasser und Sauerstoff bzw. sauerstoffhaltigen Gasen bei erhöhtem Druck in einem von einem Druckmantel unter Belassung eines Zwischenraumes befindlichen Einsatzdruckgefäß, wobei beide Gefäße durch Ausgleichsleitungen unter dein gleichen Druck stehen und keine zusätzliche Wärmezufuhr erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß der für die Reaktion erforderliche Sauerstoff durch den Zwischenrauin hindurch und die Druckausgleichsleitung in (las Finsatzdruckgefäß gcl,(:itet wird.
DEC45247D 1931-08-15 1931-08-15 Herstellung hochprozentiger Salpetersaeure Expired DE650613C (de)

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DEC45247D DE650613C (de) 1931-08-15 1931-08-15 Herstellung hochprozentiger Salpetersaeure

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DEC45247D DE650613C (de) 1931-08-15 1931-08-15 Herstellung hochprozentiger Salpetersaeure

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DE650613C true DE650613C (de) 1937-09-27

Family

ID=7026070

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DEC45247D Expired DE650613C (de) 1931-08-15 1931-08-15 Herstellung hochprozentiger Salpetersaeure

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE750981C (de) * 1937-09-22 1952-12-01 Bamag Meguin Ag Kontinuierliche Herstellung von hochkonzentrierter Salpetersaeure aus fluessigem Stickstofftetroxyd, Wasser bzw. verduennter Salpetersaeure und Sauerstoff unter Druck

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE750981C (de) * 1937-09-22 1952-12-01 Bamag Meguin Ag Kontinuierliche Herstellung von hochkonzentrierter Salpetersaeure aus fluessigem Stickstofftetroxyd, Wasser bzw. verduennter Salpetersaeure und Sauerstoff unter Druck
DE767497C (de) * 1937-09-22 1954-04-12 Bamag Meguin Ag Kontinuierliche Herstellung von hochkonzentrierter Salpetersaeure aus fluessigem Stickstofftetroxyd, Wasser bzw. verduennter Salpetersaeure und Sauerstoff unter Druck

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