DE654103C - Verfahren zur Herstellung von wasserarmem kristallisiertem Ammonnitrat - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von wasserarmem kristallisiertem Ammonnitrat Bei der Neutralisierung anorganischer mittelstarker bis starker Säuren durch Ammoniak treten bekanntlich erhebliche Wärmemengen auf, die zum Konzentrieren der entstehenden Salzlösungen benutzt werden können. Beispielsweise gelingt es, bei der Neutralisierung von Schwefelsäure mit Ammoniak unmittelbar kristallisiertes Ammonsulfat zu erhalten, und zwar lediglich durch Ausnutzen der Reaktionswärme zur Verdampfung des mit der Säure in die Salzlösung hineingebrachten Wassers ohne Anwendung eines zusätzlichen Verdampferbetriebes.
• Im Falle der Herstellung von festem Ammonnitrat aus Salpetersäure und Ammoniakgas stößt jedoch die Verwertung der frei werdenden Wärme zur Konzentrierung der entstehendenAmmonnitratlösung auf Schwierigkeiten. Die Salpetersäure ist nämlich im Gegensatz zur hitzebeständigen Schwefelsäure bei den im Verlauf der Neutralisierung innerhalb der Ammonnitratschmelze auftretenden hohen Temperaturen leicht flüchtig, so daß die Gefahr von Stickstoffverlusten besteht, wenn man die Säure ohne besondere Vorsichtsmaßnahmen mit Ammoniak zusammenführt. Infolgedessen hat man bislang in der Regel die frei werdende Wärme durch Kühlung unschädlich gemacht Es ist ferner bereits vorgeschlagen worden, die Stickstoffverluste dadurch zu vermeiden, daß die Vereinigung der Komponenten im unteren Teil des Reaktionsbehälters unter einem Überdruck erfolgt, bei dem das Reaktionsgemisch nicht siedet. Die Reaktionswärme des unter Druck befindlichen Gemisches wird dabei auf vom Überdruck entastete, bereits neutrale Ammonnitratlösung übertragen, aus der infolge der Druckentlastung Wasserdämpfe entweichen, so daß die Lösung konzentriert wird. Wenn auch dieses Verfahren infolge des verwendeten Überdruckes wohl Stickstoffverluste vermeidet, so ist doch ein Nachteil darin zu erblicken, daß gerade wegen dieses Überdruckes besondere apparative Anforderungen notwendig sind.
• Es wurde nun gefunden, daß bei Einführung der Reaktionskomponenten unmittelbar nebeneinander im unteren Teil des Reaktionsbehälters in feiner Verteilung die Anwendung eines erhöhten Druckes nicht erforderlich ist, wobei ebenfalls auf eine besondere Kühlung verzichtet werden kann.
• Zur Durchführung des Verfahrens wird Salpetersäurelösung mittlerer Konzentration und Ammoniak enthaltendes Gas in feinster Aufteilung innerhalb bereits gebildeter siedender Ammonnitratschmelze zusammengeführt. Die Vereinigung der beiden Komponenten erfolgt, wie bei dem eingangs erwähnten, unter Überdruck arbeitenden Verfahren bekannt, im unteren Teil eines mit Schmelze gefüllten Sättigers. , Trotz Anwendung einer Salpetersäure von mittelstarker Konzentration, deren Siedepunkt z. B. bei r 2o° C liegt, treten keine Säure- oder Stickoxydgase in den Dampfraum über, obwohl die Salpetersäure in eine heiße Schmelze gelangt, deren Temperatur bis zu 16o° C betragen kann. Die fein verteilte . Salpetersäure findet nämlich auf ihrem j@V.,.. zur Oberfläche der siedenden Schmelze Zgt, das Ammoniak zu binden, so daß aus der Schmelze nur Wasserdämpfe, evtl. zur Schonung der Apparatur mit etwas Ammoniakgas vermengt, entweichen. Auch etwa innerhalb der Schmelze gebildete Ammonnitratnebel werden bereits durch die Waschwirkung der Ammonnitratschmelze niedergeschlagen.
• Zur Erläuterung der Arbeitsweise des vorliegenden Verfahrens diene folgendes Beispiel: In den unteren Teil einer bei etwa 15o° C siedenden Ammonnitratschmelze werden 55-bis 65%ige Salpetersäurelösung und Ammoniakgas, beide in feiner Verteilung, eingeführt, wobei die Einführungsstellen. sich in engster Nachbarschaft befinden. Uie Höhe der Flüssigkeitsschicht beträgt i bis i,5o in. Die abziehenden, durch die Reaktionswärme entwickelten Wasserdämpfe sind frei von sauren Bestandteilen und dienen zum Vor= wärmen des Ammoniaks und der Salpetersäure. Die Schmelze wird kontinuierlich abgezogen und liefert ein sehr wasserarmes, nach dem Abkühlen in seiner Gesamtheit erstarrendes, festes Produkt.
• Bei dem vorliegenden Verfahren ist man auch in der Lage z. B. für Sprengstoffzwecke ein noch höher prozentiges Salz zu erhalten, wenn man die Bildung des Ammonnitrats unter sonst gleichen Bedingungen in,einer bei geringem Vakuum siedenden Schmelze vornimmt. Die eine Siedepunkterniedrigung auslösende Druckverminderung ermöglicht nämlich eine weitere Konzentrierung der Schmelze, verhindert aber einen durch die Reaktionswärme bewirkten zu hohen Temperaturanstieg, der die Gefahr einer Zersetzung des Ammonnitrats mit sich bringen würde. Die Höhe des Unterdruckes wird so gehalten, daß eineübersättigung der Schmelze und Ausscheidung von Kristallen im Vakuumgefäß verhindert wird.
• Die Vakuumbehandlung kann auch in einem zweiten Gefäß vorgenommen werden. Diese Art der Betriebsführung wird man zweckmäßig bei, hoher Belastung der Apparatur anwenden, da dann die Gefahr besteht, daß aus dein ersten Gefäß, dem eigentlichen Sättigerraum, zusammen mit den Wasserdampfbrüden noch Ammonnitratnebel, evtl: mit Säure oder Amm:oniakdämpfenvermengt, entweichen. Die durch den Waschprozeß im ersten Gefäß nicht vollständig niedergeschlagenen Nebel werden dann im zweiten Gefäß, das evtl. unter Vakuum gehalten wird und mit Schmelze aus dem ersten Gefäß beschickt ist, nachgewaschen. Bei dieser besonderen Ausgestaltung des Verfahrens treten auch bei hohen Durchsätzen Stickstoffverluste nicht auf.
• Die Arbeitsweise des Verfahrens ist aus der beiliegenden Zeichnung ersichtlich.
• In dem unteren Teil eines mit siedender Ammonnitratschmelze gefüllten Sättigers I werden Ammoniakgas und Salpetersäürelösung, nachdem sie gemeinsam in einem Vorwärmer :b auf etwa 70°C erwärmt wurden, in feiner Verteilung eingeführt. Die bei 3 abziehenden Brüden passieren ein Gebläse 4. und durchstreichen den Sättiger 5, in den mittels der Vakuumpumpe 6 heiße Schmelze durch die Leitung 7 eingezogen wird. In dem Gefäß 5 werden aus dem Sättiger i mitgerissene Ammonnitratnebel zurückgehalten, während die salzfreien Brüden im Vorwärmer z zur Vorwärmung der Ausgangsstoffe dienen und dann in üblicher Weise im Kondensator 8 niedergeschlagen werden. Die fertige Schmelze wird in einen der Frederking-Apparate g abgelassen und, erstarrt in den Kristallisatoren io.

Claims (2)

1. PATENTAN SPRüciir: i. Verfahren zur Herstellung von wasserarmem kristallisiertem Ammonnitrat aus nach dem Abkühlen in ihrer Gesamtheit erstarrenden Ammonnitratscbmelzen unter Ausgang von Salpetersäurelösung mittelstarker Konzentration und Ammoniakgas, die dem unteren Teil eines finit Ainmonnitratschmelze gefüllten Reaktionsbehälters unmittelbar nebeneinander zugeführt werden, unter vollständiger Ausnutzung der verfügbaren Neutralisations- und Lösungswärme zur Konzentrierung der entstehenden Ammonnitratlösung, dadurch gekennzeichnet, daß die Salpetersäurelösung und das Ammoniakgas im unteren Teil des mit bereits gebildeter, unter normalem oder vermindertem Druck siedenderAmmonnitratschmelze'gefüllten Reaktionsbehälters in Meiner Verteilung zusammengeführt werden..
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei hoher Belastung der Apparatur die etwa aus dem Sättiger entweichenden, nicht in Ammonnitrat übergeführten Dämpfe in einem zweiten Sättiger einem Waschprozeß durch bereits gebildete heiße Schmelze, gegebenenfalls unter vermindertem Druck, unterworfen werden.