DE659952C - Herstellung von hochprozentigem Oleum - Google Patents

Description

• Herstellung von hochprozentigem Oleum Es ist bekannt, bei der Absorption des in Kontaktapparaten gebildeten S OB mittels konzentrierter Schwefelsäure Oleum herzustellen. Hierbei werden gewöhnlich vorgetrocknete und gereinigte SO2- und sauerstoffhaltige Gase an geeigneten - Katalysatoren zu S 03 oxydiert. Die den Kontakt verlas-senden heißen Gase werden gekühlt und mit erheblichem Überschuß an kalter Schwefelsäure von etiva 970/0 H?SO" gewaschen. Bei dieser Absorption muß mit einem gewissen überschuß an Schwefelsäure gearbeitet werden-, weil die Absorption der SO3 Wärmernengen frei macht, die eine Aufwärmung der reagierenden Bestandteile zur Folge hab-en. Eine derartige Aufwärmung ist aber außerordentlich ungünstig für die Konzentration des Oleums, da schon bei einer Temperatur von 45' die SOB-Druickwerte nach Knietsich für ein 35%iges Oleum 43,6nun Hg betragen. Man steht also, bei der praktischen Erzeugung von Oleum ül dem Dilemma, daß einerseits ein. zu großer Überschuß an kalt-er Schwefelsäure eine Verdünnung des gebildeten Oleums bewirkt, daß aber anderseits ein Zuwenig an kalter Schwefelsäure eine Erhöhung der Temperatur zur Folge hat, die ebenfalls eine Verminderung der Konzentration bewirkt, weil die erwärmte Schwefelsäure nicht mehr so viel SO.3 lösen kann. Man hat daher vorgeschlagen, durch KühliTg von außen die Temperatur unter #gleichzeitiger Verringerung der umlaufendenSäuremengen herabzusetzen. Zu diesem Zweck wurde ein röhrenförnüger Kühler von außen r 't Wasser berieselt. Hierdurch lassen sich jedoch, da die Temperaturen am unteren Ende der Kondensationsröhren noch nicht tief genug werden, SO3-Konzentrationen von nicht mehr als etwa 200/0 iM Oleum erreichen. Man hat daher weiter in neuerer Zeit vorgeschlagen, Schwefelsäure aus Wasserdampf und SO3 enthaltenden Gasen unmittelbar inForm konzentrierter, tropfbar flüssiger Schwefelsäure niederzuschlagen. Ein geeigneterApparat hierfür besteht aus einer Art Röhrenkühler, in dem die eigentlichen Kondensationsröhren aus keramischem Stoff besteh-en und mit standfesten Eisenröhren umgeben sind. Zwischen beiden ist loser Sand -geschüttet, damit einmal die Wärmeübertragung entsprechend den erforderlichen Abkühlungsbedingungen geringer ist, anderseits eine freie Beweglichkeit der keramischen Rohre bei Temperaturschwankungen gewährleistet bleibt.
• Gegenstand der Erfindung ist nun die Herstellung von hochprozentigem Oleum ineinem derartigen Apparat. Der Unterschied gegenüber den bekannten Verfahren besteht dabei im wesentlichen darin, daß in ein und derselben Vorrichtung zunächst die ' zur AbsQrption dienende Schwefelsäure aus den SOs und Wasserdampf enthaltenden Gasen kondensiert und daß dann unmittelbar im Gleichstrodunter weiterer Abkühlung die so gebild4#-' Schwefelsäure zur Absorption des im üb schuß vorhandenen SO3 verwendet wird. Zu diesem Zweck werden die von. der Katalysie kommenden, Schwefeltrioxyd im Überschuß zu der zur Bildung von #vIonohydrat erforderlich6ii Menge Wasserdampf enthaltenden Gase von oben her in die korrosiansbeständigen Rohre der Kondensationsapparatur eingeführt. Im oberen Teil der Rohre kondensiert nun eine der anwesenden Menge Wasserdampf äquivalente Menge i#l-onohydrat.- Diese, tropft gleichsinnig mit den nach unten weitergeführten Gasen in den Kondensationsröhren hinunter und absorbiert unter ständiger weiterer Kühlung von, außen das noch vorhandene Trioxyd.
• Wesentlich ist also, daß die Gase von oben nach unten strömen und daß das im oberen Teil des Apparates gebildete Kondensat in der gleichen Richtung fließt.
• Ein besonderer Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, daß das Oleum selbst dort abgezogen werden kann, wo der kühlste Punktdes Apparates liegt.
• Die Kühlmittel strömen nämlich zweckmäßig unten m den Apparat ein und somit den Gasen und der gebildeten Säure ent-,>egeri. U Im oberen Teil des Apparates, wo für die Kondensation eine vorsichtige Abküh- lung erforderlich iät, 'hat das Kühlmittel also auch verhältnismäßig schon erhöhte Temperaturen, während im unteren Teil des Apparates, wo es darauf ankommt, zur Erniedri-U ig " ui , des Dampfdruckds des Trioxyds mäg lichst niedrige Endternperaturen einzuhalten, die intensivste Kühlung erfolgt. Man erzielt so eine Konzentration des SO3 im Oleum, die verhältnismäßig hoch ist. Ein weiterer Vorteil gegenüber den früheren Verfahxen besteht außerdem noch darin, daß keine -Kraft zum Umpumpen der Absorption-ssäure aufgewendet zu werden braucht.
• An einem Beispiel sei die Erfindung erläutert: Gase, die gVolumprozent SO2, 5Volumprozent H#O, den für die Katalyse notwendigen Sauerstoff sowie Stickstoff enthielten, wurden an einem Vanadinkontaikt katalysiert und traten, mit etwa 4oo' von oben her in den Kondensationsäpparat ein. Dieser'Kondensator bestand aus einem Porzellanrohr, ,&s in ein Eisenrohr mit etwas. Sand als Zivi-

  -#cn,3chicht eingesetzt war. Die Länge des

  betrug i,i2m, der lichte Durch-

  des Porzellanrohres 27 mm. Es war ge-

  B e r 1 schen Sattelkörpern mit i o mm

  Durchmesser. Die Rohre waren in einen Mantel eingesetzt und wurden in ihrern oberen Teil durch verdampfendes Wasser, auf den untersten iocm dagegen durch 1".ühlwasser direkt gekühlt. Die Gase traten mit einer Geschwindigkeit von :i,6#in/Sek. bei 400' ob-en in das Porzellanrohr ein und verließen es unten nIrt 35'. Die Gase selbst waren nach Verlassen des Apparates nebelfrei und enthielten lediglich entsprechend dein Dampfdruck des Oleums bei etwa 35' noch etwa i Volumprozent SO". Gleichzeitig tropfte unten, über einen Siphon Oleum ab, welches bei einer Temperatur von 35' ein durch Spindeln ermitteltes spezifisches Gewicht von 1,94 hatte, also etwa. 280,;o freies SO3 enthielt.
• Zum Auswaschen der letzten Menge SO, wird man im Anschluß an die Oleumkondensation zweckmäßig noch eine kleine Wäsche der Gase mit konzentrierter Schwefelsäure anschließen. Hier handelt es sich aber nur um einen Bruchteil der insgesamt vorhandenen Menge an SO3, deren Absorption dadurch erleichtert ist, daß die Gase bereits abgekühlt sind.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH. Verfahren zur Herstellung von hochprozentigem Oleum durch Kondensation von Schwefelsäure aus Wasserdampf und Schwefeltrioxyd enthaltenden Gasen, dadurch gekennzeichnet, daß Gase, die Schwefeltrioxyd im Überschuß zu der zur Bildung von Monohydrat erforderlichen Menge Wasserdampf enthalten, in Kondensationsapparate mit korrosionsbeständigen Röhren schlechter Wärmeleitfähigkeit von oben her derart eingeführt wer-,den, daß irl deren oberen Teilen die Kondensation einer der anwesenden Menge Wasserdampf äquivalenten Menge Monohydrat erfolgt und daß dieses weiterhin unter Führung mit den Gasen im Gleichstrom nach unten unter weiterer Kühlung von außen als Absorptionsmittel für das Trioxyd dient.