DE834098C

DE834098C - Verfahren zur kuenstlichen Kuehlung von Salpetersaeure-Kondensationsanlagen

Info

Publication number: DE834098C
Application number: DEP4569A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Harry Pauling
Original assignee: HARRY PAULING DIPL ING
Current assignee: HARRY PAULING DIPL ING
Priority date: 1950-11-14
Filing date: 1950-11-14
Publication date: 1952-03-17

Description

Verfahren zur künstlichen Kühlung von Salpetersäure-Kondensationsanlagen Bekanntlich erzielt man in Salpetersäure-Kondensatiotisatilagen bei Verwendung von nitrosen Gasen his zii ioo/o \ O-Gehalt bei der üblichen Wasserkühlung eine Salpetersäure mit einer Konzentration von durchschnittlich 45 bis so%.
Von jeher war da.s Bestreben darauf gerichtet, sowohl die Konzentration der erzeugten Säure zu erhöhen @vie auch die Verkleinerung der Kondensationssysteme durch besonders energische Kühlung zu erreichen. Infolgedessen ist man in neuerer Zeit dazu übergegangen, (las bei .den neueren Ammoniaksynrhcseanlagen in flüssiger Form anfallende Amincnial; vor :einer katalytischen Oxydation einer Verdampfung zu unterwerfen und die hierdurch gewonnene Kälte für die Verstärkung der Absorptionswirknng in dei- Produktionsstufe und damit für die Verstärkung der erzeugten Salpetersäure zu verwenden.
Diese Kälteleistung deckt aber nur etwa ein Drittel des Kältebedarfes des der Voroxydation nachgeschalteten eigentlichen Kondensationssystems. Infolgedessen könnte durch diese Maßnahme zwar eine Erhöhung der Konzentration der Produktionssäure erzielt werden, nicht aber eine wesentliche Verringerung des bisher üblichen Reaktionsraumes. Wollte man eine wesentliche Verringerung erreichen, war man, bisher darauf angewieslen, zusätzliche Kältemengen, also etwa das Doppelte derjenigen, 'die durch einmalige Verdampfung des Ammoniaks zur Verfügung stehen, durch besondere Kältemaschinen und damit durch besonderen Energieaufwand zu erzeugen. Demgegenüber hat Erfinder gefunden, daß es möglich ist, durch die mehrfache Anwendung des für die katalytische Oxydation bestimmten Ammoniaks den gesamten Kältebedarf des eigentlichen Kondensationssystems ohne zusätzlichen Aufwand von Energie zu decken und somit nicht nur die Konzentration der Produktionssäure zu erhöhen, sonciern auch den Kondensation.sturmraum ganz wesentlich zu verkleinern.
Zu diesem Zweck verfährt Erfinder derart, daß er zunächst in bekannter Weise das flüssige Ammoniak entspannt und bei niedriger Temperatur verdampfen läßt und darauf diesen: Ammoniakdampf nach Art einer Resorptionskältemaschine in Wasser zu einer starken Ammonnaklösung absorbiert, die anschließend durch Verminderung des Drucks bei niedriger Temperatur zurr Entgasen gebracht wird. Hierbei wird nicht nur die reine Verdampfungswärme des Ammoniaks zur Kälteerzeugung herangezogen, sondern zusätzlich noch seine recht beträchtliche Lösungswärme.
Um nun den bei dieser Maßnahme wiederum anfal.lenden Ammoniakdampf verwerten zu können., verfährt Erfinder derart weiter, daß er diesen AmmoniaWampf wiederum in Wasser zu einer schwachen Ammaniaklösung absorbiert und nun diese Lösung nach dem Prinzip einer DiffusionskäItemaschine mittels Luft bei niedriger Temperatur ausbläst. Hierbei stellt sich bei richtiger Wahl der Temperaturen und der Konzentration ein Ammoniak-Luft-Gemisch ein, welches direkt für die Verwendung in den Ammoniakoxydationskontaktöfen geeignet ist.
Wenn man diese Aneinanderreihung von NIaßnahmen etwa als eine Nacheinanderschaltung einer Entspannungs-, Resorptions- und Diffusionskältemaschine betrachtet, so geht daraus hervor, daß es nunmehr technisch möglich ist, die bei diesen Maßnahmen anfallende Kälte in einem Temperaturbereich von etwa ± o bis -i5' zu gewinnen, wobei andererseits das für die Wiederaufnahme des Ammoniaks in den einzelnen Lösungsstufen erforderliche Kühlwasser Temperaturen von mehr als 25 bis 3o1 haben kann.
Bei dem vom Erfinder gewählten Verfahren handelt es sich also im wesentlichen um eine dreistufige Kälteanlage, die allerdings nicht wie sonst in der Kältetechnik üblich ein geschlossenes, sondern ein offenes System darstellt. Gleichzeitig ist daraus ersichtlich, daß es tatsäc'hlic'h möglich ist, ohne zusätzlichen Energieaufwand den gesamten für die Salpetersäure-Kondensationsanlage benötigten Kältebedarf durch das vorn Erfinder gewählte Verfahren zu decken und damit die obenenvähnten technischen Vorteile im vollen Umfang zu erzielen.
Dieses Verfahren läßt sich auch dann anwenden, wenn das zur katalytischen Oxydation bestimmte Ammoniak nicht in flüssiger Form zur Verfügung steht, sondern in Form von starkem Ammoniakwasser, wie es beispielsweise bei der Mittel- oder Niederdruckammoniaksynthese anfällt. In diesem Falle fällt die erste Stufe der Kälteerzeugung, nämlich die der Verdampfung des flüssigen Ammoniaks, fort, und das Verfahren beschränkt sich auf die zweite und dritte Stufe in der geschilderten @@'eise.

Claims

PATEN TANS1'PCC11E: 1. Verfahren zur künstlichen Kühlung von Salpetersäure-Kondensationsanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß das fürdiekatalytischeOxv- dation erforderliche Ammoniak zur mehrfacli.en Kälteleistung nach :1rt einer mehrstufigen offenen Kältemaschine verwendet wird, indem die erste Kältestufe nach dem Prinzip einer F_nt- spannungskältemaschitie mit flüssigem Am- moniak, die z-,veite Stufe nach dem Prinzip einer Resorptionskältemaschine mit starken Am- moniaklösungen und die dritte Stufe nach dem Prinzip einer Diffusionslkälteniaschine mit schwachen Ammoni.aklösungenarbeitet und hier- bei für die Diffusionsstufe die für die Her- stellung des für die Oxydation erforderlichen Ammoniak-Luft-Gemisches notwendige Luft verwendet wird. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch ge- kennzeichnet, daß bei mäßigen Temperaturunter- schieden zwischen dem zur Verfügung stehenden Kühlwasser und der gewählten :1rl>eits.tempe- ratur im Salpetersäure-Kondensationssystemeine weitere Resorptionsstufe angewendet wird, so daß nunmehr vier kälteerzeugende Stufen nach Art einer Entspannungskältetnaschine, zweier Resorptionskältemaschinen und einer Diffusions- käl.temaschine angewelid1et werden. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß unter Fortlassung der mit Entspannungskältetnaschine bezeichneten ersten Kältestufe lediglich die übrigen Kältestufen zur Anwendung gelangen, sofern an Stelle flüssigen Ammoniaks nur wäßrige Atnmoniaklösungen, wie sie beispielsweise hei der Mittel- oder N iederd,rucka.mmoniaks_@-nthese anfallen, zur Verfügung stehen.