JP2003534221A - 濃硝酸を製造する方法およびそのような方法を実施するための装置 - Google Patents

濃硝酸を製造する方法およびそのような方法を実施するための装置

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Abstract

(57)【要約】 希釈された硝酸から濃度７５〜９９．９％の硝酸を製造するための方法であって、硝酸と水の共沸混合物が形成されないように、濃度４５〜７０％の硝酸を液体の抽出剤に接触させて蒸留し、濃硝酸の蒸気を凝縮させて濃硝酸を得るとともに、抽出剤の濃度を回復させて抽出蒸留に戻す方法において、全工程で利用可能な熱量Ｗ１，Ｗ２，Ｗ５を余すところなく用いながら、２つのカラムＫ１．０，Ｋ１．１内で行なわれる抽出蒸留に、沸騰する液体として、または部分的に蒸発させた状態で濃度回復対象の硝酸を送り込み、抽出蒸留に抽出剤を送り込む前に硝酸を添加し、抽出蒸留に必要なエネルギーを間接的な加熱Ｗ４，Ｗ８によって供給し、できるだけ濃縮された形で抽出剤を抽出蒸留に送り込むことで、抽出蒸留から流出する抽出剤を同時にできるだけ多く希釈しながら抽出剤の循環量を最小化し、エネルギー利用を最大化させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、希釈され、場合によっては汚染された硝酸から濃度７５〜９９．９
％の硝酸を製造するための方法に関する。この方法では、正圧および／または常
圧および／または真空において、硝酸と水の共沸混合物（共沸混合物）の形成を
防止するため、液体の抽出剤に接触させながら濃度４５〜７０％の硝酸を蒸留し
、濃硝酸の蒸気を凝縮させて、濃硝酸を得るとともに、さらに、抽出剤の濃度を
回復させて抽出蒸留に還元する。また、本発明は、このような方法の好適な実施
形態を実現するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
比較的濃度の高い硝酸、おおかた９８重量％以上のＨＮＯ3は、ニトロ置換な
ど多くの有機反応に必要である。
【０００３】 通常の製造方法で得られるのはＨＮＯ3がおよそ６５〜６７重量％の硝酸であ
るので、高濃度の硝酸を得るにはさらなる工程が必要となる。共沸点を超えてさ
らに硝酸を濃縮させるために最も好適な方法は抽出蒸留法である。この方法では
液体の抽出剤、とりわけ濃縮硫酸または硝酸マグネシウム水溶液が用いられるが
、大抵の場合、抽出剤は硫酸である。
【０００４】 抽出剤を用いた抽出蒸留の熱力学的な原理は以下の通りである。
【０００５】 硝酸／水の物質系は、大気圧（１ｂａｒ絶対圧）において、ＨＮＯ3がおよそ
６９．２重量％の場合に沸点１２１．８℃の最高共沸混合物を有している。共沸
混合物に達しない硝酸濃度の場合、水がより揮発しやすい成分となる。共沸点を
超えるとＨＮＯ3はより高い濃度で気相に含まれる。高濃度の硝酸を製造するた
めには、共沸点を迂回するか、乗り越えることが必要である。硫酸または硝酸マ
グネシウム水溶液などの抽出剤を用いて水の相対的な揮発性が低下させられるこ
とは以前から知られている。抽出剤の濃度が比較的高い場合、例えばＨ2ＳＯ4が
５０重量％以上の硫酸濃度では、共沸点の形成が抑制される。従って濃硝酸を蒸
留し、不純物を取り除くことができる。
【０００６】 硝酸を濃縮する基本的な方法は、ポーリング（Pauling）（ＤＥ３０５５５３
，ＤＥ１０５６０９５）にまでさかのぼる。この方法は、産業用に広く用いられ
、様々なプラント技術的な構成で利用されている。抽出剤の硫酸を用いて処理す
るという産業的に実施されている現在の方法を、本発明の基本的な理解を促す目
的から以下に説明する（Schott Engineering GmbH社、印刷物６００１４ｄ ８
８９５．０；図１参照）。本来のプロセスは、主に濃縮カラム（図１中の符号Ｒ
Ｋ）において行われる。このカラム内に、濃硫酸が頭部側で供給され、希硝酸が
そのやや下方で供給される。成分が混ざることによりカラム内には混合熱および
凝縮熱が発生するが、この熱量ではプロセスに必要な熱量需要をまかなうことは
できない。そこで、カラムの脚部側に直接蒸気（「放散蒸気（Strippdampf）」
）が吹き込まれる。このような直接蒸気は、熱の伝達体として機能する他、流出
する希硫酸から硝酸が最大限に取り除かれるように作用する。カラムの頭部側で
出る濃縮された硝酸蒸気（ＨＮＯ3蒸気）には、硝酸の熱分解によって発生する
窒素酸化物も含まれている。窒素酸化物（主にＮＯ2）は、凝縮器においてＨＮ
Ｏ3蒸気とともに同時に凝縮され、発煙性の赤い硝酸になる。凝縮された高濃度
の硝酸を無色の状態で得るために、下流に設けられたカラム、いわゆる漂白カラ
ムにおいて、空気を逆流させながら酸に含まれた窒素ガスを取り除かせる。窒素
酸化物を含む排気ガスは、後続の窒素酸化物吸収段階で清浄化される。
【０００７】 高濃度の硝酸を製造するための統合装置は、硝酸を蒸留する部分以外に、抽出
剤の濃度を回復するための部分も有している。この部分に、すでに述べたような
発煙性硝酸の漂白部、ならびに下流に設けられたＮＯX吸収部が付け加わる。Ｈ
ＮＯ3がおよそ５８重量％より低い濃度である濃縮対象硝酸（「供給酸（Feedsae
ure）」）に対しては、必要に応じて予備濃縮を付加的に行うのも好ましい。ま
た、蒸留抽出（Ueberdampfen）によって硝酸を純化することも有意義である。統
合装置のあらゆる部分は、燃料消費を最小限にしながら、製品の品質や排水の清
浄さに関して要求される仕様を満たすように、互いに最適に調整されていなけれ
ばならない。燃料の消費、特に加熱エネルギー需要が工程の運転コストを主に決
定する。
【０００８】 燃料消費を最小にするには、プロセスに対して必要な加熱エネルギーを最適に
供給して利用しなければならない。昔ながらのやり方では、蒸気、すなわち放散
蒸気（Strippdampf）によってそのまま直に加熱エネルギーの供給がなされる。
直接蒸気を節約する試みは、すでにかなり早い時期からなされてきた。というの
も、そうすることによって抽出剤（硫酸）の消費を減らせることが分かっていた
ためである。
【０００９】 実際に、直接供給される蒸気を節約するために様々な解決方法がとられてきた
。抽出剤として硝酸マグネシウム水溶液を用いる方法では、非常に早くからサン
プヒータ（排出物だめヒータ）（Sumpfheizer）を用いて処理が行なわれた（Ull
manns Encyklopaedie der technischen Chemie；４版、２０巻、３２５ページ参
照）。硫酸を使用する方法ではすでに久しく、カラムヒータとも呼ばれるいわゆ
る中間ヒータが使用されている。（Ullmanns Encyklopaedie der technischen C
hemie；４版、２０巻、３２５ページ参照）
【００１０】 さらに、抽出蒸留カラムにおける（内部および／または外部）還流を減少させ
ると加熱エネルギーを節約できることが知られている。内部還流は、例えば以下
のような場合に存在する。すなわち、抽出剤の流入温度が３つの物質の混合物の
沸騰温度よりも低く、その結果、まず気相の成分の一部が凝縮することによって
一定の熱量が抽出剤により吸収される場合である。
【００１１】 従来の方法においては、抽出蒸留カラムの頭部側に硫酸などの純粋な抽出剤が
供給されるが、この抽出剤が先ず硝酸を凝縮し、その結果、気相と平衡状態にな
ろうとする方向に液体混合物の組成が変化する。その結果、抽出剤を十分冷やし
た状態で供給しなければならず、そのために内部還流が増大する。これにより、
追加加熱エネルギーとして抽出蒸留装置に供給しなければならない追加熱量がさ
らに増大することになる。
【００１２】 抽出剤に液体の硝酸（濃縮対象の硝酸の一部など）を添加すると、抽出蒸留用
カラムにおける硝酸の凝縮特性を調整できることが知られている。かくして、欧
州特許出願公開第０３３０３５１号明細書（「Guenkel」）には、抽出剤の部分
流に濃縮対象の硝酸を混合することが記載されている。しかしながら、Guenkel
が述べるこの方法の不利点は、濃縮対象の硝酸と抽出剤との混合流が、より高い
位置で予め供給された別の分量の純粋な抽出剤の下側においてようやく送り込ま
れることである。そのため、内部還流を減少させるという上述のような望ましい
効果は、欧州特許出願公開第０３３０３５１号明細書に記載された方法によって
得られない。
【００１３】 Guenkelの方法のさらなる欠点は、抽出蒸留に必要なエネルギーが、抽出剤の
濃度回復に必要とされるエネルギーよりはるかに少ないにもかかわらず、抽出剤
の濃度回復も含む全工程に対して必要なエネルギーが完全に抽出蒸留に供給され
てしまうことである。このようにエネルギーが供給されるために抽出剤を大量に
循環させる必要が生じ、抽出蒸留カラムの最低直径が大きくなってしまう。
【００１４】 Guenkelの方法では、濃縮対象の硝酸量の５１〜９９％の量は、完全に蒸発さ
せた状態で抽出蒸留に供給される。このような供給方法により、カラム内の蒸気
量が大幅に増大し、その結果、循環する抽出剤の量が増大することと相俟って、
抽出蒸留のためにより大きな直径のカラムが必要になる。
【００１５】 Guenkelの方法のさらなる欠点は、ＨＮＯ3が９９〜９９．９重量％である高濃
度の硝酸蒸気を得るために、カラムの頭部側に還流させる高濃度硝酸の量を著し
く増大させなければならないことである。
【００１６】 共沸混合物に達しない硝酸（unterazetroper Salpetersaeure）（弱酸）の濃
度を上げて９０重量％以上、好適に９８重量％以上の硝酸（「ホコ酸（Hokosaeu
re）」）を得るためにこれまで建設されたあらゆる装置において、製品の製造コ
ストを決定する主な要因は、加熱蒸気や冷却水などのエネルギー需要であるとい
える。従って、近年従来どおりに建設された（サンプヒータおよび／または中間
ヒータを有する）比較的規模の大きい装置では、およそ６７重量％のＨＮＯ3を
原料とすると、９９重量％のＨＮＯ3を１ｋｇ得るためにおよそ１．５ｋｇの加
熱蒸気がさらに必要である。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
従って本発明の課題は、特に本発明に係る方法において、従来の方法および装
置に対して高い燃料需要を大幅に低下させることにあり、しかも統合装置の製造
コストは、できる限り同じかむしろそれより低くなければならない。特に、抽出
剤の還流比率が大きくなり、もしくは循環量が増大する際に要求されるような、
非常に寸法の大きなカラムを使わなければならないような事態は避けなければな
らない。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
前記の課題は、請求項１に記載の基本的な特徴によって解決される。従属請求
項２から請求項１９に記載されたさらなる特徴は、このような方法のさまざまな
実施の形態の好適な構成を述べている。
【００１９】 硝酸を濃縮するための分割されたカラムを使用した本発明に係る方法の特に好
適な実施形態を実現するための装置は、請求項２０および請求項２１に記載の特
徴を有する。
【００２０】 本発明はまた、請求項２２に記載されるように、抽出蒸留により共沸混合物を
分離するための一般化された方法に関するものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に、好適な実施形態の様々な変形例を示す図を参照しながら、本発明を詳
述する。
【００２２】 種々の好適な実施形態および構成手段における本発明に係る方法の特徴および
長所の説明をわかりやすくするために、まず本発明に係る方法ないしその方法を
実施するための装置の具体的な実施形態について、図に基づいてより詳しく説明
する。
【００２３】 図の説明に際しては例えば以下の点を前提としている。本方法は、共沸混合物
に達しないおよそ６７重量％の硝酸の濃度を向上させることによって、ＨＮＯ３
がおよそ９９重量％の高濃度の硝酸を製造するものである。また抽出剤としては
硫酸を用いるものとする。本発明に係る方法は、斯かる具体的な記載によって上
述の条件に限定されるべきではなく、出発製品および最終製品の濃度が異なった
り、異なる抽出剤が用いられる他の場合も当然含まれる。当業者であれば、本明
細書が基づく点に上記方法を必要に応じて適合させることができ、専門知識を援
用しつつ随時さしたる困難に直面することはないであろう。
【００２４】 図２から図５において互いに機能的に対応する装置の部分は、同一の符号で表
されている。以下の説明は、第一に図２および図３に関するものであるが、明ら
かに相違する点以外は、図４に示す実施形態にもそのまま該当する。図４におけ
る相違点は、第２のカラムＫ１．１が負圧で動かされ、そのために、部分カラム
Ｋ１．３によって補われていることにある。
【００２５】 図２から図５に基づいて説明される方法では、供給されるほぼ共沸混合物の硝
酸（濃縮対象の硝酸）を、抽出蒸留によって９９重量％に濃縮する。抽出剤とし
ては、できるだけ濃硫酸、すなわち好適には８０〜９６重量％、特に好適には８
９重量％の硫酸が用いられる。
【００２６】 上述の特に好適な実施形態では、２つの別個のカラムＫ１．０およびＫ１．１
において抽出蒸留が行われる。２つのカラムのうち第１のカラムＫ１．０は、濃
縮対象の硝酸の蒸留と濃硝酸の蒸気（「硝酸蒸気」）を得るために使用され、２
つのカラムのうち第２のカラムＫ１．１は、硫酸から硝酸を分離させるために使
用される。
【００２７】 濃縮対象の硝酸は、熱伝達体Ｗ５およびＷ１ならびにＷ２を介して第１のカラ
ムＫ１．０のサンプ部（Sumpf）に供給される。このとき濃縮対象の硝酸は、熱
伝達体Ｗ５において、カラムＫ１．０の頭部側で流出する硝酸蒸気によって予熱
され、続いて熱伝達体Ｗ１において濃度を回復された硫酸によってさらに加熱さ
れ、続いて加熱蒸気の凝縮物で稼動する熱伝達体Ｗ２において部分的に蒸発する
。
【００２８】 容器Ｂ３（図３；図５）から得られる濃度を回復された硫酸は、ほぼ沸騰温度
を有し、熱伝達体Ｗ１と、冷却によるさらなる硫酸温度調整用に主に用いられる
熱伝達体Ｗ３とを介してカラムＫ１．０の頭部に送られる。濃縮対象の硝酸の一
部の流れが、図２および図４において熱伝達体Ｗ１の上流側（前方）に示されて
いる混合器を介して硫酸の流れに加えられる。カラムＫ１．０およびＫ１．１へ
のエネルギー供給は、Ｗ２における部分蒸発に加えて、カラムＫ１．０のカラム
ヒータＷ８およびカラムＫ１．１に設けられた蒸発器（サンプヒータ）Ｗ４によ
って実現される。動作開始および制御工程のためにごく少量の放散蒸気を直接Ｗ
４または第２のカラムＫ１．１に送り込むのは、主に蒸発器Ｗ４から排出される
硫酸中の残留硝酸含有量を低減させるためである。カラムＫ１．０の頭部側にお
いて流出する硝酸蒸気は、熱伝達体Ｗ５およびＷ６によって部分凝縮され、放散
空気（Strippluft）で動作する漂白カラムＫ２に供給される。漂白カラムから出
てくるガス混合物は、熱伝達体Ｗ７を介して再凝縮される。窒素酸化物を含む排
気ガスは、窒素酸化物吸収部へと導かれる。
【００２９】 カラムＫ１．１のサンプ部（Sumpf）側でサンプヒータＷ４を介して導出され
た硫酸は、容器Ｂ１（図３）に集められ、濃度を向上させるために真空で動作す
る横になった（liegenden）蒸発器Ｗ１０に搬送される。流れの一部は、フラッ
シュ容器（Flashbehaelter）Ｂ２を介して送られ、容器Ｂ１で温度低下が実現さ
れるよう、Ｂ２においてフラッシュ蒸発させられる。蒸発器Ｗ１０から上昇する
蒸気（ほとんど水蒸気）は、分離カラムＫ４を介して凝縮器Ｗ１１に導かれ、こ
の凝縮器においてフラッシュ容器Ｂ２からの蒸気も同時に結露する。凝縮物は、
水中管（Tauchrohr）を介して導かれるために気圧的には潜水状態で（barometri
sch abgetaucht）容器Ｂ４に到達する。濃度回復された硫酸は、沸点をわずかに
下回る比較的高い温度を有し、容器Ｂ３から第１のカラムＫ１．０に戻される。
【００３０】 上述の例では、硝酸の濃縮は、およそ９５０ｍｂａｒ絶対圧で行われ、硫酸の
濃度回復を行う領域は、およそ８０ｍｂａｒ絶対圧で動作する。
【００３１】 特定の仕様または問題設定に対して、本発明を例えば図４および図５のように
変形させることができる。この場合、カラムＫ１．１を負圧で動作させるので、
さらなる部分カラムＫ１．３が必要となり、場合によっては硫酸の濃度回復のた
めの分岐部を適合させる必要がある。
【００３２】 図に関連して上記のように説明される本発明の方法は、従来の方法に対して一
連の長所および変更点を有している。これらの点について以下に、本発明に係る
方法またはその方法の好適な実施形態において具体的に示される装置の部分に関
連させてそれぞれより詳しく説明する。
【００３３】 本発明の方法は、カラムＫ１．０の頭部側が硝酸、硫酸、及び水の間の沸騰平
衡状態で占められるように行われる。そのためには、ＨＮＯ3が９９重量％以下
の所望の高い硝酸の割合が気相において得られるように、液相に十分な硝酸が含
まれていなければならない。驚くべきことであるが、カラムＫ１．０に抽出剤を
供給する前に、硝酸、好適には５５〜６９重量％の硝酸が、抽出剤に対して、あ
るいは抽出剤の量の少なくとも５０％に対して、濃縮対象の硝酸全体の０．１〜
６０％の量で供給されると、カラムＫ１．０の頭部側において液体と気体の混合
物の沸騰平衡状態がより簡単に実現されることが判明した。このように硝酸を供
給することにより、カラム内部での硝酸の硫酸中への凝縮が減るので、加熱エネ
ルギーの需要を減少させることができる。ここで、供給流（濃縮対象の硝酸及び
濃度回復された硫酸）のその都度実現される組成に対する平衡条件に合わせた所
望の量率が調整される。
【００３４】 上述の手段により、例えば硫酸の場合に８０℃以下にするといったような、こ
れまで必要とされた抽出剤の強い冷却を省略することができ、例えば温度が９０
〜１６０℃の硫酸として、抽出剤を比較的熱い状態でカラムＫ１．０に供給する
ことができる。
【００３５】 また、従来建設された大部分の装置では、濃縮対象の硝酸は、液体として抽出
蒸留装置に供給された。本発明によれば、抽出蒸留と抽出剤の濃度回復を含む全
行程で利用可能なプロセス流（Prozessstroeme）、加熱蒸気流、そして加熱蒸気
凝縮物流に含まれる熱が最大限に利用され、濃縮対象の硝酸は、一部が気化した
状態で抽出蒸留装置に供給される。
【００３６】 上述の点に関連して、利用可能でしかも好適に利用されるのは、以下の熱量で
ある。 ａ）カラムＫ１．０の頭部側で流出する硝酸蒸気の凝縮エンタルピー（例えば熱
伝達体Ｗ５を用いて）。 ｂ）濃度回復された例えば硫酸といった抽出剤の、濃度回復装置からの出口にお
けるほぼ沸騰状態のものと、カラムＫ１．０に流入する状態のものとの間のエン
タルピー差（例えば熱伝達体W１を用いて）。 ｃ）６〜４０ｂａｒゲージ圧の範囲の圧力で加圧された加熱蒸気凝縮物の、およ
び／または加熱蒸気凝縮物からのフラッシュ蒸気（Entspannungsdampfes）の、
および／または１〜１６ｂａｒゲージ圧の範囲の圧力を有する減圧された加熱蒸
気／凝縮物混合物のエンタルピー差（例えば加熱蒸気凝縮物による熱伝達体W２
を用いて）。加熱蒸気凝縮物は、装置の複数の加熱装置（例えばカラムＫ１．１
のための蒸発器W４および／または濃度回復装置に設けられる蒸発器のヒータW１
０）の１つ、幾つか、または全てから発生する加熱蒸気凝縮物であることが好ま
しい。 ｄ）カラムＫ１．１を同時に真空で動作させながら、例えば常圧段階ないし正圧
段階といった想定される２段階ないし多段階での、例えば硫酸といった抽出剤の
濃度回復の際に得られる蒸気の凝縮エンタルピー。
【００３７】 硝酸を抽出剤に添加することを考慮して上述したように熱量を余すところなく
利用する際には、濃縮対象の硝酸の全体量の４０〜９９．９％の量の濃縮対象の
硝酸が、抽出剤ないし抽出剤／硝酸の混合物の供給箇所の下方において蒸気／液
体の混合物または蒸気と液体に分離した形でカラムＫ１．０に送り込まれる。
【００３８】 抽出蒸留は、特に好適な実施形態では、２つの別個のカラム（Ｋ１．０および
Ｋ１．１）か、あるいは２つの別個のカラムに分けることに極めて近い方法であ
るが、２つの分離されたカラム部分（Ｋ１．０およびＫ１．１）に分けられた１
つの濃縮カラムで行われる。このとき２つのカラムのうちの第１のカラム（Ｋ１
．０）は、濃縮対象の硝酸を蒸留し、濃硝酸の蒸気を得るために使用され、他方
、第２のカラム（Ｋ１．１）は、硝酸を抽出剤から分離するために使用される。
２つのカラム（Ｋ１．０，Ｋ１．１）への分割は、概ね濃縮対象の硝酸のための
供給箇所で行われる。さらに相応のバッフル（内部装置）（Einbauten）を用い
て、上方のカラムＫ１．０において滴下する硫酸などの抽出剤が、予熱されて部
分蒸発した濃縮対象の硝酸と完全混和することが保証される。
【００３９】 抽出剤（硫酸または硝酸マグネシウム水溶液）の濃度を回復させるために必要
とされる加熱エネルギー需要をできるだけ少なく保つためには、濃度回復の際に
蒸発せざるをえない水の量をできるだけ少なくする必要がある。従来の方法で吹
き込まれる直接蒸気は流出する硫酸を希釈するので、本願では硝酸の蒸留に際し
、間接的な加熱をできるだけ完全な形で行うことを目指している。この目的のた
めに、抽出蒸留用のカラムには、サンプヒータおよび／または中間ヒータが装備
されている。
【００４０】 これは、それ自身すでに知られた手段であるが、新規な点は、カラムＫ１．１
の下方に横たわる蒸発器W４が設けられて、これにより、補足を行う分離段階が
実現され、したがってカラムの高さの減少、および／またはカラムＫ１．１のサ
ンプ部における熱供給の減少、および／または流出する抽出剤に含まれる残留硝
酸量の減少が実現されるようになっていることである。このために、W４では横
たわる蒸発器が好適に用いられ、この蒸発器の底部領域には抽出剤の流れ方向を
横切るように堰き止め部が設けられており、それによって蒸留蒸気のカスケード
状のチャンバシステムが形成される。一つの相応しい蒸発器が、硫酸濃縮に関す
る出願人の社内報などに示されている。
【００４１】 横になった蒸発器W４（図２および図４）に、好ましくは抽出剤しかもその際
好適には横になった蒸発器W４の後方領域または端部に、一定量の空気および／
または水蒸気を送気することによって、流出する抽出剤中の硝酸濃度をさらに減
少させ、および／または流出する抽出剤に含まれる増大した残留硝酸の量を保持
しながら、供給すべきエネルギー量および／またはカラムＫ１．１の必要な高さ
を減少させることができる。このとき付加的に送気される水蒸気（放散蒸気）と
して、統合装置の複数のヒータから生じる加熱蒸気凝縮物のフラッシュ蒸気が好
適に用いられる。
【００４２】 抽出蒸留を行うためにカラムＫ１のみを用いることもできる（図に示されてい
ない別の実施形態である）。これは、一部が蒸発した濃縮対象の硝酸が側方容器
において液相と気相に分離され、液体の流れが蒸気の流れの上方において単一の
カラムＫ１に供給される場合である。
【００４３】 １つのカラムＫ１または２つの別個のカラムまたはカラム部分Ｋ１．０および
Ｋ１．１において抽出蒸留を実施するかどうかによらず、本発明に係る方法の決
定的な新しい点は、一部が蒸発している送り込まれる濃縮対象の硝酸に含まれる
水蒸気の大半が、蒸発させようとする硝酸との物質交換の際に凝縮する点にある
。このような交換によって還流が減少し、その結果、必要な熱の供給が減少する
。
【００４４】 滴下する抽出剤と流入する供給流とを完全混和させるために、完全混和をさら
に進める内部のヒータおよび／または外部のヒータが用いられるように、すでに
簡単に言及したＫ１．０に設けられたバッフルが構成される。
【００４５】 加熱エネルギー需要は、さらに以下の方法によっても減少させることができる
。すなわち、好適な実施形態によれば、横たわる蒸発器W４から出て行く抽出剤
（例えば硫酸）中の残留硝酸含有量をより多くして、およそ５重量％のＨＮＯ3
まで許容させる。抽出剤の濃度回復における蒸気凝縮物中の硝酸含有量が増大す
るのを防ぐには、約５重量％までのＨＮＯ3を有して流出する抽出剤、例えば硫
酸を、上流に設けられた真空段階Ｂ２（図５）において減圧し、この段階の蒸気
に含まれる硝酸を、下流に設けられた蒸留カラムＫ５によって保留し、さらに共
沸混合物に達しない硝酸として好適にはカラムＫ１．０に戻す（図５）。
【００４６】 またカラムＫ１．０およびＫ１．１を異なる圧力で動作させるとさらにエネル
ギーを節約することができる。抽出蒸留のための可能な動作圧力は、１００ｍｂ
ａｒ絶対圧からおよそ５ｂａｒ絶対圧、好適には２００ｍｂａｒ絶対圧からおよ
そ１．３ｂａｒ絶対圧である。例えば硫酸などの抽出剤の濃度回復の好適な動作
圧力は、３０ｍｂａｒ絶対圧からおよそ４ｂａｒ絶対圧である。個々の領域にお
いて目的に合った動作圧力を余すところなく用いることによって、熱を利用（フ
ラッシュ蒸発、蒸気による加熱）することができる。
【００４７】 本発明に係る方法において、ここで、以下のようなさらなるエネルギー利用手
段も自由に選択することができる。 ａ）カラムＫ１．１をカラムＫ１．０よりもはるかに小さな圧力で動作させる（
図４）。これにより、カラムＫ１．０のサンプ部温度とカラムＫ１．１の頭部側
における混合物の沸騰温度との間で硝酸−抽出剤混合物の潜熱が利用でき、残留
硝酸を排出させるのにカラムＫ１．１のサンプ部における蒸気／水蒸気が一層少
なくて済む。 ｂ）補足的または選択的に行うこととして、硫酸などの抽出剤の濃度回復を２つ
または複数の圧力段階、好ましくは５０ｍｂａｒ絶対圧から４ｂａｒ絶対圧の範
囲で行い、このとき、上記１つまたは複数の段階からのより高圧の蒸気を、上述
したように、抽出蒸留における加熱に利用する。 ｃ）補足的または選択的に行うこととして、１つまたは複数のカラムにおける抽
出蒸留の加熱の前または後に、抽出剤の濃度回復における上記１つまたは複数の
段階からのより高圧の蒸気（図３；図５）を、９０重量％以上で好適には９９〜
９９．９９％の濃度の大半の水と、共沸混合物に達しない好適には３０〜６９重
量％の濃度の硝酸とに分離する。このとき、好適には、共沸混合物に達しない硝
酸をカラムＫ１．０に戻す。
【００４８】 装置の製造コストを低減するため、また時にはスペース上の理由から、カラム
Ｋ１．０の頭部側から出てくる硝酸蒸気の流れの一部（部分流）は、熱伝達体Ｗ
５および／またはさらなる凝縮器Ｗ６において漂白カラムＫ２に流入する前にさ
らに凝縮され、こうして得られた凝縮物が漂白カラムＫ２の頭部側部分に供給さ
れる。漂白カラムＫ２の加熱に必要な硝酸蒸気の未凝縮分は、漂白カラムＫ２の
中間部に導入される。これにより、従来の方法に対し、漂白カラムＫ２の上側部
分を直径に関して大幅に減少させることができる。
【００４９】 本発明の長所を再度まとめると以下のようになる。
【００５０】 本発明の方法により、抽出蒸留カラムにおける還流を減少させることができる
。
【００５１】 内部還流をさらに減少させるために、抽出剤をより熱い状態で供給することが
できる。
【００５２】 使用に供される利用可能なプロセス流、このプロセス流によって濃縮対象の硝
酸の部分蒸発が実現されるのであるが、このプロセス流に含まれる熱を利用する
ことにより、必然的に熱エネルギーの消費が一層少なくなる。
【００５３】 適した構成態様の横たわる蒸発器（Ｗ４）を使用することにより、より簡単に
抽出剤を浄化できる。
【００５４】 従来の硝酸濃縮装置においては、１．０ｋｇの高濃度の硝酸を得るために、お
よそ１．８ｋｇの加熱蒸気が必要であった。周知のように、サンプ部ヒータおよ
び／または中間ヒータを用いた処理がなされると、固有の加熱蒸気需要が、高濃
度ＨＮＯ3１ｋｇあたり１．５ｋｇにまで減少する。本発明の方法によれば、こ
の固有の加熱蒸気需要を、高濃度ＨＮＯ3１ｋｇあたり１．１ｋｇを下回るまで
に減らすことができる。ここで、固有の加熱エネルギー需要というのは、約９９
重量％の硝酸を作り出す場合の約６７重量％の濃縮対象の硝酸のためのものであ
る。
【００５５】 冷却水の需要も加熱蒸気の需要とほぼ同様の割合で減少する。
【００５６】 結局、従来の方法に比べて装置を小さく形成することができ、および／または
装置の大きさがほぼ等しい場合は、処理量を増加させることができる。
【００５７】 高濃度の硝酸の製造に関して開発された本発明に係る方法の核心は、共沸的な
混合物の分離に際してエネルギー利用を最適化させることにあるので、当業者が
関連する工程パラメータを適合させれば、根本的な問題も無く、他の技術的な共
沸的混合物質を分離するための方法としても本発明の方法を実施することができ
よう。ここで、上記混合物質とは、適した抽出剤を添加することによって共沸点
を迂回／乗り越えることができる場合であって、出発混合物の成分の１つから濃
縮された分離生成物が製造されることになるようなものである。このような混合
物質の典型的な例は、ハロゲン水素／水、特に塩化水素またはフッ化水素／水；
アルコール／水、特にエタノール／水、例えばテトラヒドロフラン／水；または
有機化合物の混合物、例えばベンゾール／シクロヘキサンなどである。このよう
な混合物の場合でも、本発明に係る方法が有効かつ効率的に応用できる。従って
、本発明は、請求項２２に記載の基本的な特徴を有する一般的な形式における共
沸混合物の分離方法でもある。一般化された方法の有利な実施形態は、請求項２
から請求項１９に記載の有利な実施形態に一致するが、大部分の具体的な温度の
記載など、これらの請求項に記載の特徴は、純粋に物質に関連しないという限定
付きであって、記載された形式においては、硝酸の濃縮または抽出剤としての硫
酸の使用という点に関してのみ意味を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 発明の詳細な説明の初めに一般的に説明されているような、抽出
剤として硫酸を利用する抽出蒸留により濃硝酸を製造するための、抽出蒸留分岐
部および抽出剤としての硫酸の濃度回復分岐部を用いる工業的に実施される従来
方法の流れ図である。
【図２】 分割された抽出蒸留カラムを用いた本願発明に係る方法の第１の
実施形態の抽出蒸留分岐部の流れ図である。
【図３】 図２に示す本願発明に係る方法の実施形態による抽出蒸留と組み
合わせて行うことができる抽出剤濃度回復のための分岐部の流れ図である。
【図４】 分割された抽出蒸留カラムを用い、このとき、第２のカラムが負
圧で動作するような本願発明に係る方法の他の実施形態の抽出蒸留分岐部の流れ
図である。
【図５】 図２および図４に示す本願発明に係る抽出蒸留と組み合わせて用
いられるような、残留硝酸が比較的高濃度で含まれる抽出剤の再生ならびに濃度
回復のための分岐部の流れ図である。
【符号の説明】
Ｂ１，Ｂ３，Ｂ４・・・容器 Ｂ２・・・フラッシュ容器（真空段階） Ｋ１．０・・・第１のカラム Ｋ１．１・・・第２のカラム Ｋ１．３・・・部分カラム Ｋ２・・・漂白カラム Ｋ４・・・分離カラム Ｋ５・・・蒸留カラム Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ５，Ｗ６，Ｗ７・・・熱伝達体 Ｗ４・・・蒸発器（サンプヒータ） Ｗ８・・・カラムヒータ Ｗ１０・・・蒸発器 Ｗ１１・・・凝縮器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ， ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，Ｃ Ｎ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ， ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，Ｋ Ｒ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ， ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，Ｓ Ｉ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 マンフレット・ザッセンベルク ドイツ・Ｄ−55127・マインツ・フォンタ ネシュトラーセ・20 (72)発明者 ウルリッヒ・ヴァルター ドイツ・Ｄ−65510・イトシュタイン・イ ム・アルテン・ホフ・４

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 希釈され、場合によっては汚染された硝酸から濃度７５〜９
    ９．９％の硝酸を製造するための方法であって、正圧および／または常圧および
    ／または真空において、硝酸と水の共沸混合物が形成されないように、液体の抽
    出剤に接触させて濃度４５〜７０％の硝酸を蒸留し、濃硝酸の蒸気を凝縮させて
    濃硝酸を得るとともに、抽出剤の濃度を回復させて抽出蒸留に戻す方法において
    、 全工程で利用可能なプロセス流に含まれる熱を一部または大部分利用し、 全工程で利用可能な熱量（Ｗ１，Ｗ２，Ｗ５）を余すところなく用いながら、
    前記濃縮対象の硝酸を、沸騰する液体として、または部分的に蒸発させた蒸気と
    液体の混合物として、または蒸気と液体に分離させた状態で、前記抽出蒸留に送
    り込み、 前記抽出蒸留へ前記抽出剤量を送り込む前に、前記抽出剤量の少なくとも５０
    ％に対して、硝酸、好ましくは濃縮対象の硝酸の濃度領域にある硝酸を、濃縮対
    象の硝酸の０．１〜６０％の量で添加し、 前記抽出蒸留に必要なエネルギーを全てまたは大部分間接的な加熱（Ｗ４，Ｗ
    ８）によって供給し、 前記抽出蒸留から流出する前記抽出剤を同時にできるだけ多く希釈しながら前
    記抽出剤の循環量を最小化するよう、できるだけ濃縮された形で前記抽出剤を前
    記抽出蒸留に供給することを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 ２つの別個のカラム（Ｋ１．０，Ｋ１．１）内において、あ
    るいは２つのカラム部分（Ｋ１．０，Ｋ１．１）に分割された濃縮カラム内にお
    いて前記抽出蒸留を行い、前記２つのカラムのうちの第１のカラム（Ｋ１．０）
    を前記濃縮対象の硝酸の蒸留と濃硝酸の蒸気を得るために用い、前記２つのカラ
    ムのうちの第２のカラム（Ｋ１．１）を前記抽出剤から硝酸を分離するために用
    い、前記２つのカラム（Ｋ１．０，Ｋ１．１）への分割を、前記濃縮対象の硝酸
    の供給箇所によって行なうことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記全工程のプロセス流、加熱蒸気流、および／または加熱
    蒸気の凝縮物流に含まれる熱を利用することによって、前記濃縮対象の硝酸を前
    記２つのカラムのうちの第１のカラム（Ｋ１．０）の下部に、沸騰する液体、ま
    たは蒸気と液体の混合物、または蒸気と液体に分離した形で予熱して供給し、前
    記カラム（Ｋ１．０）内で前記液体の抽出剤による対向流において蒸留し、この
    とき、前記抽出剤を前記第１のカラム（Ｋ１．０）に送り込む前に、濃硝酸から
    発生する蒸気が前記抽出剤と接触する際に硝酸の凝縮が最小化するように前記抽
    出剤に硝酸を添加しておき、 前記第１のカラム（Ｋ１．０）の下部から前記抽出剤を排出させかつ前記２つ
    のカラムのうちの第２のカラム（Ｋ１．１）の頭部側部分に供給し、前記第２の
    カラムにおいてわずかな残留硝酸を含有する抽出剤と硝酸蒸気とに分離し、 前記第２のカラム（Ｋ１．１）の間接的に加熱されたサンプ部に前記抽出剤の
    液体を集まらせるとともに、このサンプ部から再生および濃度回復のために前記
    抽出剤の液体を取り出し、 前記抽出剤の液体から出て行く硝酸蒸気を前記第２のカラム（Ｋ１．１）の頭
    部側部分から前記第１のカラム（Ｋ１．０）の下部に戻すことを特徴とする請求
    項１および請求項２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記第１のカラム（Ｋ１．０）から得られる濃縮された硝酸
    蒸気との熱交換（Ｗ５）、および／または前記濃度回復された熱い抽出剤との熱
    交換（Ｗ１）、および／または前記抽出蒸留および／または前記抽出剤濃縮の間
    接加熱された蒸発器（Ｗ４，Ｗ１０）から得られる加熱蒸気凝縮物のフラッシュ
    蒸気および／または加熱蒸気凝縮物との熱交換（Ｗ２）、および／または前記抽
    出剤の濃度回復の際に得られる分離蒸気との熱交換によって、前記濃縮対象の硝
    酸を予熱および／または部分蒸発させることを特徴とする請求項１、請求項２ま
    たは請求項３に記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記２つのカラム（Ｋ１．０，Ｋ１．１）における濃縮段階
    を、１００ｍｂａｒ絶対圧から５ｂａｒ絶対圧、好適には２００ｍｂａｒ絶対圧
    からおよそ１．３ｂａｒ絶対圧の範囲の同一または異なる系圧力で動作させるこ
    とを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記第２のカラム（Ｋ１．１）を前記第１のカラム（Ｋ１．
    ０）よりも低い圧力で動作させることを特徴とする請求項１から請求項５のいず
    れか１項に記載の方法。
  7. 【請求項７】 抽出剤として濃硫酸を使用し、該硫酸が前記第１のカラム（
    Ｋ１．０）に送り込まれる前に、前記硫酸の量の少なくとも５０％に対して、濃
    縮対象の硝酸の濃度領域にある硝酸を、濃縮対象の硝酸の０．１〜６０％の量だ
    け添加することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の方法
    。
  8. 【請求項８】 前記第２のカラム（Ｋ１．１）のサンプ部に集まらせる抽出
    剤を横たわる蒸発器（Ｗ４）内で加熱し、該蒸発器を間接的に加熱し、底部領域
    に酸の流れの方向を横切るようにして堰き止め部を設け、該堰き止め部が蒸留蒸
    気それぞれのカスケード状のチャンバシステムを形成するようにし、これにより
    、前記蒸発器にさらなる分離段階を実現させ、該分離段階によって前記第２のカ
    ラム（Ｋ１．１）の高さの低減および／または前記横たわる蒸発器（Ｗ４）のた
    めの加熱エネルギーの低減および／または前記横たわる蒸発器から流出する抽出
    剤液に含まれる硝酸残留濃度を低減するための調節を可能にすることを特徴とす
    る請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の方法。
  9. 【請求項９】 前記第２のカラム（Ｋ１．１）から流出する抽出剤に残留す
    る硝酸の含有量をさらに減少させるために、空気および／または水蒸気を前記横
    たわる蒸発器（Ｗ４）に送気することを特徴とする請求項８に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 抽出剤である硫酸を前記第１のカラム（Ｋ１．０）に８０
    ℃から１６０℃の範囲の温度で送り込むことを特徴とする請求項７に記載の方法
    。
  11. 【請求項１１】 前記送り込まれる抽出剤および／または前記抽出剤と前記
    部分的に蒸発させた濃縮対象の硝酸の液体成分とからなる混合物に、前記部分的
    に蒸発させた濃縮対象の硝酸に含まれる蒸気成分を確実に完全混和させるように
    、前記濃縮の第１および／または第２のカラム（Ｋ１．０，Ｋ１．１）へ前記部
    分的に蒸発した硝酸を送り込み、前記カラム（Ｋ１．０，Ｋ１．１）の内部およ
    び／または前記カラムの外部にも設けられている適したユニットまたはバッフル
    によって前記完全混和を強化することを特徴とする請求項１から請求項１０のい
    ずれか１項に記載の方法。
  12. 【請求項１２】 前記第２のカラム（Ｋ１．１）の前記横たわる蒸発器（Ｗ
    ４）から取り出された抽出剤の残留硝酸含有量を５重量％以下にすることを特徴
    とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の方法。
  13. 【請求項１３】 残留硝酸含有量が０．１〜５重量％の範囲にある前記抽出
    剤に対して、真空段階でフラッシュ蒸発処理を施し、このようにして得られた蒸
    気に含まれる硝酸を保留し、先行する工程段階、それも好ましくは前記第１のカ
    ラム（Ｋ１．０）に希釈された硝酸として戻し、その一方で、硝酸成分に関して
    差し引かれた前記液体の抽出剤に対して、濃度を回復するためにさらなる再生処
    理を施すことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
  14. 【請求項１４】 ２段階または複数段階において５０ｍｂａｒ絶対圧から４
    ｂａｒ絶対圧の範囲の異なる圧力で前記抽出剤の濃度回復を行い、このような濃
    度回復から得られる比較的高圧の分離蒸気を、前記濃縮対象の硝酸の加熱および
    ／または前記抽出蒸留カラム（Ｋ１．１）の間接的な加熱（Ｗ４）に使用するこ
    とを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の方法。
  15. 【請求項１５】 １つまたは複数の付加的なカラムにおいて濃縮対象の硝酸
    を予熱するために前記分離蒸気を使用する前あるいは後に、前記分離蒸気を主に
    水からなる部分、好ましくは９９〜９９．９９重量％が水からなる部分と、共沸
    混合物に達しない硝酸とに分離し、前記共沸混合物に達しない硝酸を、先行する
    工程段階、好ましくは前記第１のカラム（Ｋ１．０）に戻すことを特徴とする請
    求項１４に記載の方法。
  16. 【請求項１６】 前記第１のカラム（Ｋ１．０）から得られる前記濃硝酸の
    蒸気を前記濃縮対象の硝酸との熱交換（Ｗ５）を用いて少なくとも一部凝縮させ
    、場合によりさらなる凝縮器（Ｗ６）を通過後に得られる液体濃硝酸を漂白カラ
    ム（Ｋ２）の頭部側部分に付与するとともに、その一方で必要な残りの硝酸蒸気
    を前記漂白カラム（Ｋ２）の中間部に供給することを特徴とする請求項項１から
    請求項１５のいずれか１項に記載の方法。
  17. 【請求項１７】 前記濃縮対象の硝酸を予熱するのに共用される加熱蒸気の
    凝縮物を、先に間接的な加熱に使用された特に前記２つのカラム（Ｋ１．０，Ｋ
    １．１）からの加熱蒸気の６〜４０ｂａｒゲージ圧で加圧された加熱蒸気凝縮物
    、および／またはこのような加熱蒸気凝縮物のフラッシュ蒸気、および／または
    加熱蒸気凝縮物とフラッシュ蒸気とからなる１〜１６ｂａｒゲージ圧で加圧され
    た混合物とすることを特徴とする請求項３に記載の方法。
  18. 【請求項１８】 前記横たわる蒸発器（Ｗ４）および／または前記第２のカ
    ラム（Ｋ１．１）に放散蒸気として送り込まれる水蒸気を、加熱蒸気凝縮物を減
    圧することによって得られる水蒸気とすることを特徴とする請求項９に記載の方
    法。
  19. 【請求項１９】 単一のカラムにおいて前記抽出蒸留を実施し、前記部分的
    に蒸発させた濃縮対象の硝酸を気相と液相に分離した状態で前記カラムに送り込
    み、前記気相を液相のための供給箇所の下方において導入することを特徴とする
    請求項１または請求項２に記載の方法。
  20. 【請求項２０】 請求項１から請求項１９のいずれか１項に記載の濃硝酸の
    製造方法を実施するための装置において、 前記濃縮カラムが２つの別体のカラムとしての２つのカラム、あるいは単一の
    カラムの互いに分離された２つの部分としての２つのカラム（Ｋ０，Ｋ１）に分
    割され、前記２つのカラムのうち第１のカラム（Ｋ１．０）には、前記濃縮対象
    の硝酸のための少なくとも１つの供給管、ならびに該供給管の上方の前記カラム
    （Ｋ１．０）頭部側部分に配置される、好ましくは前記濃縮対象の硝酸の一部が
    予め混入された抽出剤液のための少なくとも１つの供給管とが設けられるととも
    に、前記カラム（Ｋ１．０）のサンプ部から希釈された液体の抽出剤混合物を取
    り出すための管が設けられ、 前記第２のカラム（Ｋ１．１）の頭部側部分は、前記第１のカラムから取り出
    された前記希釈された液体の抽出剤混合物の導管に連結され、前記第２のカラム
    （Ｋ１．１）の下端部には、間接的に加熱される横たわる蒸発器（Ｗ４）がさら
    に設けられ、濃度回復ユニットを再生させるための抽出剤が前記蒸発器から供給
    可能とされている一方、前記第２のカラム（Ｋ１．１）の頭部側部分には、前記
    第２のカラム（Ｋ１．１）において前記希釈された抽出剤混合物から排出された
    硝酸蒸気を前記第１のカラム（Ｋ１．０）に還流させるための取り出し管が設け
    られていることを特徴とする装置。
  21. 【請求項２１】 前記濃縮対象の硝酸のための供給管は、少なくとも１つの
    熱交換器（Ｗ５）を通して導かれ、前記工程の少なくとも１つの熱い生成物の流
    れ、好ましくは前記第１のカラムからの蒸気状の濃硝酸の流れとの熱交換が前記
    熱交換器内で行われ、かつ混合器が設けられ、該混合器内において、調節された
    量の前記濃縮対象の硝酸が、前記第１のカラム（Ｋ１．０）に供給された抽出剤
    に対して添加されることを特徴とする請求項２０に記載の装置。
  22. 【請求項２２】 少なくとも１つの共沸混合物を形成する液体の混合物質か
    ら、濃縮された分離生成物を製造するための方法、特に希釈された水を含む混合
    物質から高濃度の揮発性の生成物を分離させる方法または有機化合物の混合物を
    分離する方法であって、正圧および／または常圧および／または真空において、
    共沸混合物が形成されないように、液体の抽出剤に接触させて蒸留し、濃縮され
    た分離生成物の蒸気を凝縮させて濃縮された生成物を得るとともに、抽出剤の濃
    度を回復させて抽出蒸留に戻す方法において、 全工程で利用可能なプロセス流に含まれる熱を一部または大部分利用し、 前記全工程で利用可能な熱量（Ｗ１，Ｗ２，Ｗ５）を余すところなく用いなが
    ら、前記濃度回復対象の混合物質を、沸騰する液体として、または部分的に蒸発
    させた蒸気と液体の混合物として、または蒸気と液体に分離させた状態で、前記
    抽出蒸留に送り込み、 前記抽出蒸留へ前記抽出剤を送り込む前に、前記抽出剤量の少なくとも５０％
    に対して、前記混合物質の一部、または濃縮物として得ようとする生成物を、濃
    縮対象の混合物質の０．１〜６０％の量で添加し、 前記抽出蒸留に必要なエネルギーを全てまたは大部分間接的な加熱（Ｗ４，Ｗ
    ８）によって供給し、 前記抽出蒸留から流出する前記抽出剤を同時にできるだけ多く希釈しながら前
    記抽出剤の循環量を最小化するよう、できるだけ濃縮された形で前記抽出剤を前
    記抽出蒸留に供給することを特徴とする方法。
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