JPH0680408A - 硫酸の濃縮および精製法 - Google Patents

硫酸の濃縮および精製法

Info

Publication number
JPH0680408A
JPH0680408A JP5114151A JP11415193A JPH0680408A JP H0680408 A JPH0680408 A JP H0680408A JP 5114151 A JP5114151 A JP 5114151A JP 11415193 A JP11415193 A JP 11415193A JP H0680408 A JPH0680408 A JP H0680408A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sulfuric acid
max
concentrating
weight
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5114151A
Other languages
English (en)
Inventor
Elmar-Manfred Horn
エルマル−マンフレート・ホルン
Guenter Dr Lailach
ギユンター・ライラツハ
Stylianos Savakis
シユテイリアノス・ザフアキス
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayer AG
Original Assignee
Bayer AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayer AG filed Critical Bayer AG
Publication of JPH0680408A publication Critical patent/JPH0680408A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B17/00Sulfur; Compounds thereof
    • C01B17/69Sulfur trioxide; Sulfuric acid
    • C01B17/74Preparation
    • C01B17/76Preparation by contact processes
    • C01B17/80Apparatus
    • C01B17/806Absorbers; Heat exchangers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B17/00Sulfur; Compounds thereof
    • C01B17/69Sulfur trioxide; Sulfuric acid
    • C01B17/88Concentration of sulfuric acid
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)
  • Removal Of Specific Substances (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来法の欠点を解消し、安全性及び経済性が
改善された使用済み硫酸の濃縮方法を提供する。 【効果】 本発明においては、温度90〜350℃にお
いて随時冷却しながら硫酸を硫酸含量80〜97%まで
濃縮または精製する方法において、該工程は高温の硫酸
と接触する設備の部分の全部または一部がニッケル1
5.5〜17.5重量%、クロム10〜12重量%、珪
素5.7〜6.5重量%、炭素最高0.06重量%、マ
ンガン最高1.5重量%、燐最高0.03重量%、硫黄
最高0.03重量%、チタン最高0.15重量%、ジル
コニウム最高0.8重量%、窒素最高0.2重量%、モ
リブデン最高0.3重量%、残りは実質的に鉄である組
成のオーステナイト型鉄−ニッケル−クロム−珪素合金
から成る鍛造または鋳造した材料からつくられた設備の
中で行われることを特徴とする方法が提供される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明は90〜350℃の温度において、
硫酸と接触する装置の部材として特殊な合金のものを使
用し濃度を80〜97%H2SO4まで濃縮および/また
は精製する方法に関する。
【0002】環境的な理由から、希釈された使用済みの
硫酸を適当なH2SO4濃度に濃縮し回収して工業的に使
用される硫酸の割合が定常的に増加している。しかし一
般に使用済みの硫酸を再利用に適した濃度に濃縮し随時
精製を行う方法は、黄鉄鉱または硫黄からつくられた純
粋な濃硫酸を用いるのに比べ不経済であるとされて来
た。硫酸を回収する方法のコストが高いのは、主として
使用する装置への投下資本および維持経費が高いこと、
およびエネルギー的な経費が高いことに由来する。
【0003】93〜97%H2SO4まで濃縮する方法
は、硫酸の酸化作用により、或いは添加される酸化剤の
作用により大部分の有機物の不純物が破壊されるという
利点をもっている。このような高濃度を得るための通常
の方法は、常圧において320℃程度の温度で操作され
る。このような条件下において煉瓦をライニングした釜
の中で硫酸高温の燃焼ガスに直接接触させる。廃ガスか
ら得られる硫酸の蒸気および二酸化硫黄を分離する費用
は非常に高く、そのためこのような方法はめったに使用
されない。
【0004】別法として炉の中に吊された鋳鉄の釜の上
に分溜塔を取り付け、その中で約320℃の温度で濃縮
することにより濃度95〜96%H2SO4を得ることが
できる[ポーリング(Pauling)法]。この場合
単位装置についての操作能力が低いために、エネルギー
の費用および特に設備の費用の両方が非常に高くなる。
このような鋳鉄の釜は、適切な使用寿命をもたせるため
に壁厚が60〜100mmになるようにつくられる。
【0005】このような従来法の欠点を避けるために、
真空中で低温において硫酸を濃縮する方法が開発されて
いる。温度およびH2SO4濃度に従って、これらの方法
には種々の材料が使われている。タンタルは熔接可能で
あり、最高200℃までの温度に亙り腐食耐性をもって
いるために好適な材料であるが、非常に値段が高い。従
って一般にこれは熱交換器の材料としてだけ使用され、
実際の濃縮装置はガラス、ガラスをライニングした鋼、
または鉛をライニングした鋼の内側に煉瓦をライニング
したものが使用される[ミュンヘン、ウィーンのカルル
・ハウゼル・フェルラーク(Carl Hauser
Verlag)1982年発行、ヴィンナッケル・キュ
ヒラー(Winnacker−Kuechler)著、
ヘミッシェ・テクノロギー(Chemische Te
chnologie)第2巻(第4版)70〜72
頁]。
【0006】作業温度を約180℃に制限する必要があ
るためにしばしば問題が生じる。何故ならばこのような
温度で、またその際のH2SO4濃度が93%では、使用
済み酸の中に含まれる有機不純物が適切には破壊されな
いからである。そのため作業温度範囲を最高330℃ま
での高い温度へと拡げ得る多くの方法が提案されてい
る。
【0007】米国特許第3,972,987号に従え
ば、真空下においてかなりの程度濃縮された硫酸を、温
度320℃で常圧においてさらに濃縮および精製して9
6%H2SO4をつくる方法が記載されている。
【0008】ヨーロッパ特許第16 987号に従え
ば、予め約90%H2SO4まで濃縮された硫酸を、鋳鉄
またはガラスをライニングした釜の中で、浸漬した赤外
線放射器により270〜330℃に加熱することにより
精製し、96%H2SO4まで濃縮し得る方法が記載され
ている。
【0009】カナダ特許第115 8836号において
は、予め90%H2SO4まで濃縮した酸を140〜30
0℃において少なくとも96%H2SO4まで濃縮し、酸
化剤を加えた後に、放射熱で加熱した石英管中で約32
0℃において精製する方法が記載されている。
【0010】カナダ特許第115 2285号において
は、ガラスまたはガラスをライニングした鋼の装置の中
で、温度160〜250℃において真空中で硫酸を約7
5%から90〜98.3%に濃縮し、この際ガラスをラ
イニングした二重ジャケットのパイプ中で熱交換用の油
を用いて加熱を行う方法が記載されている。この用途に
対しては二重ジャケットの鋳物の珪素のパイプが知られ
ているが、この材料の脆さおよび熱的衝撃に対する敏感
性がかなりの危険因子とされている。
【0011】これらのすべての従来法はまた、使用範囲
が最高200℃までに限定されたタンタルのような高価
な材料を使用するか、或いは高価な構造物を用いて硫酸
の濃縮を行う際に生じる公知の腐食の問題による欠点を
もっている。この場合石英および鋳物の珪素のような脆
い材料を使用し、また熱交換器として二重ジャケット管
を使用する際のような多数の気密面を用いて、200〜
300℃の高温の濃硫酸を処理する工程には、安全上の
危険性が著しく増大する。
【0012】従って本発明の目的は使用済みの硫酸を濃
縮する公知方法の欠点をなくし、操作の安全性および工
程の経済性の上で実質的な改善を齎す方法を提供するこ
とである。
【0013】本発明においては驚くべきことには、上記
目的は最高350℃の温度において80〜97%の硫酸
に対し高度の耐性をもち、さらに鋳造および鍛造が可能
であり、また粉砕可能且つ熔接可能であって、機械的強
度および靱性に関し良好な特性を示す特殊な金属材料を
見出だすことにより達成することができる。
【0014】本発明においては温度90〜350℃にお
いて随時冷却しながら硫酸を硫酸含量80〜97%まで
濃縮し且つ随時精製する方法において、該工程は高温の
硫酸と接触する設備の部分の全部または一部が ニッケル 15.5〜17.5重量% クロム 10〜12重量% 珪 素 5.7〜6.5重量% 炭 素 最高0.06重量% マンガン 最高1.5重量% 燐 最高0.03重量% 硫 黄 最高0.03重量% チタン 最高0.15重量% ジルコニウム 最高0.8重量% 窒 素 最高0.2重量% モリブデン 最高0.3重量% 残 り 実質的に鉄 の組成をもち、且つ酸化防止用のマグネシウム、アルミ
ニウムおよびカルシウムを含む通常存在する不純物を最
低量含有するオーステナイト型の鉄−ニッケル−クロム
−珪素合金から成る鍛造または鋳造した材料からつくら
れた設備の中で行われることを特徴とする方法が提供さ
れる。
【0015】高温における作業性をさらに改善するた
め、これらの材料はさらに最高0.01重量%のホウ素
および最高0.25重量%の希土類金属を含んでいるこ
とができる。
【0016】硫酸を高度に濃縮するのに適した上記のオ
ーステナイト型合金および材料を以後「硫酸オーステナ
イト」と呼ぶことにする。
【0017】本明細書において「設備」という言葉は硫
酸を加熱、濃縮、洗浄および/または冷却する任意の装
置およびパイプラインの組み合わせ、例えばポーリング
法における反応釜と分溜塔からなる系、または強制循環
真空装置と必要な加熱器および冷却器とから成る系を意
味するものとする。
【0018】本発明の一具体化例においては、90〜3
50℃において硫酸を含量80〜97%H2SO4まで濃
縮するが、この際水を加熱し蒸発させるのに必要な熱エ
ネルギーは間接的に熱交換器を介して供給され、この熱
交換器の熱を伝える分割された壁は硫酸オーステナイト
からつくられているものを使用する。
【0019】この熱交換器の技術的な側面はそれぞれの
場合の操作条件を考慮して有利に達成することができ
る。本発明の範囲内において硫酸オーステナイトからつ
くられた例えば放出ガス加熱式の固定ヘッド管状熱交換
器、管状の壁または螺旋管、および反応釜を使用するこ
とができる。
【0020】同様に加熱用の水蒸気または傳熱用の油に
より加熱される硫酸オーステナイトからつくられた熱交
換器を使用することができる。これらの熱交換器は例え
ば固定ヘッドの管状または板状熱交換器であることがで
きる。
【0021】本発明の特別な利点は、硫酸オーステナイ
トが熔接可能な材料であること、即ち気密にする操作を
避けることができ、このことは250〜350℃の温度
で操作する場合には特に重要である。
【0022】硫酸を濃縮し随時精製する装置は、熱交換
器の他に、全体を硫酸オーステナイトからつくることが
できる。即ち濃度80〜97%の硫酸と接触する蒸発
器、パイプおよびポンプも硫酸オーステナイトからつく
ることができる。
【0023】硫酸オーステナイトと他の材料、例えば鋳
物の珪素鉄のポンプの形の鋳物の珪素鉄、またはガラス
をライニングしたパイプの形のガラスをライニングした
材料との組み合わせも用いることができる。
【0024】下記実施例により本発明を詳細に例示す
る。これらの実施例は本発明を限定するものではない。
【0025】
【実施例】
実施例 ニトロ芳香族化合物の製造に使用された70%の使用済
み硫酸を96%H2SO4まで濃縮する設備を下記の組成
の硫酸オーステナイトから製作した。
【0026】 ニッケル 17.49重量% クロム 11.34重量% 珪 素 5.94重量% マンガン 0.68重量% ジルコニウム 0.41重量% チタン 0.10重量% モリブデン 0.09重量% 燐 0.021重量% 炭 素 0.015重量% 硫 黄 0.001重量% 残 り 実質的に鉄 この設備は分溜塔を備えた濃縮容器(直径1.0m、高
さ3m)から成っている。この濃縮容器はパイプを介し
て鋳物の珪素鉄のポンプおよび板状の熱交換器(熱交換
面8m2)に連結されている。
【0027】290℃においてポンプにより96%硫酸
を25m3/時の割合で濃縮容器から吸入し、これを熱
交換器を介して濃縮機へと返し、熱交換器の中で硫酸を
310℃に加熱する。板状熱交換器中で350から32
0℃に冷却された傳熱用の油が熱媒体として働く。濃縮
器中では0.4バール(絶対)の圧力を維持する。濃縮
器を出た96%硫酸は固定ヘッド管状熱交換器の中で8
0℃に冷却される。ニトロ芳香族化合物を含む濃度70
%の使用済み硫酸を向流にして流し、これを冷却媒体と
して使用する。使用済み硫酸は154℃に加熱され、還
流冷却器のヘッド部分に供給される。蒸発した水は揮発
性の有機化合物と共に凝縮させる。この設備中で約55
分滞在した後得られる濃縮された硫酸は殆ど無色であ
り、芳香族化合物のニトロ化に再利用することができ
る。
【0028】硫酸オーステナイトからつくられた設備に
おいて硫酸が接触する部分(還流冷却器を備えた蒸発
器、パイプ、板状固定ヘッド熱交換器)の壁厚は、6ヶ
月操作した後に測定し、腐食による損失は認められなか
った。腐食速度は濃縮容器の酸が存在する区域において
のみ、約0.2mm/年であった。
【0029】本発明の主な特徴及び態様は次の通りであ
る。 1.温度90〜350℃において随時冷却しながら硫酸
を硫酸含量80〜97%まで濃縮または精製する方法に
おいて、該工程は高温の硫酸と接触する設備の部分の全
部または一部が ニッケル 15.5〜17.5重量% クロム 10〜12重量% 珪 素 5.7〜6.5重量% 炭 素 最高0.06重量% マンガン 最高1.5重量% 燐 最高0.03重量% 硫 黄 最高0.03重量% チタン 最高0.15重量% ジルコニウム 最高0.8重量% 窒 素 最高0.2重量% モリブデン 最高0.3重量% 残 り 実質的に鉄 の組成のオーステナイト型の鉄−ニッケル−クロム−珪
素合金から成る鍛造または鋳造した材料からつくられた
設備の中で行われる方法。
【0030】2.該鍛造または鋳造した材料は、さらに
酸化防止用の元素であるマグネシウム、アルミニウムお
よびカルシウムを最低量含み、随時最高0.01重量%
のホウ素および最高0.25重量%希土類金属を含んで
いる上記第1項記載の方法。
【0031】3.該設備の熱交換器が上記第1項記載の
オーステナイト型の鉄−ニッケル−クロム−珪素合金で
つくられている上記第1項記載の方法。
【0032】4.煙道ガス、水蒸気または傳熱用の油か
ら成る加熱用媒体により熱交換器中において熱を80〜
97%硫酸に供給する上記第3項記載の方法。
【0033】5.熱交換器中において80〜97%硫酸
を温度90〜350℃からそれよりも低い温度に冷却
し、濃縮すべき硫酸または水を冷却媒体として使用する
上記第3項記載の方法。
【0034】6.該設備における蒸発器またはパイプが
上記第1項記載のオーステナイト型鉄−ニッケル−クロ
ム−珪素合金でつくられている上記第1項記載の方法。
【0035】7.80〜97%硫酸を90〜350℃の
温度において上記第1項記載のオーステナイト型鉄−ニ
ッケル−クロム−珪素合金でつくられたポンプにより移
送する上記第1項記載の方法。
【0036】8.該オーステナイト型鉄−ニッケル−ク
ロム−珪素合金は ニッケル 17.49重量% クロム 11.34重量% 珪 素 5.94重量% マンガン 0.68重量% ジルコニウム 0.41重量% チタン 0.10重量% モリブデン 0.09重量% 燐 0.021重量% 炭 素 0.015重量% 硫 黄 0.001重量% 残 り 実質的に鉄 から成る上記第1項記載の方法。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シユテイリアノス・ザフアキス ドイツ連邦共和国デー5000ケルン80・オー デンタラーシユトラーセ309

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 温度90〜350℃において随時冷却し
    ながら硫酸を硫酸含量80〜97%まで濃縮または精製
    する方法において、該工程は高温の硫酸と接触する設備
    の部分の全部または一部が ニッケル 15.5〜17.5重量% クロム 10〜12重量% 珪 素 5.7〜6.5重量% 炭 素 最高0.06重量% マンガン 最高1.5重量% 燐最高 0.03重量% 硫 黄 最高0.03重量% チタン 最高0.15重量% ジルコニウム 最高0.8重量% 窒 素 最高0.2重量% モリブデン 最高0.3重量% 残 り 実質的に鉄 の組成のオーステナイト型の鉄−ニッケル−クロム−珪
    素合金から成る鍛造または鋳造した材料からつくられた
    設備の中で行われることを特徴とする方法。
JP5114151A 1992-04-23 1993-04-19 硫酸の濃縮および精製法 Pending JPH0680408A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4213324A DE4213324A1 (de) 1992-04-23 1992-04-23 Verfahren zum Konzentrieren und Reinigen von Schwefelsäure
DE4213324.6 1992-04-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0680408A true JPH0680408A (ja) 1994-03-22

Family

ID=6457298

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5114151A Pending JPH0680408A (ja) 1992-04-23 1993-04-19 硫酸の濃縮および精製法

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP0566949B1 (ja)
JP (1) JPH0680408A (ja)
AT (1) ATE125778T1 (ja)
CA (1) CA2094453A1 (ja)
DE (2) DE4213324A1 (ja)
NO (1) NO931369L (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19719394C1 (de) * 1997-05-07 1999-01-07 Bayer Ag Verfahren zum Konzentrieren oder Reinigen von Schwefelsäure
DE19807632A1 (de) * 1998-02-23 1999-09-02 Bayer Ag Vorrichtung zum Konzentrieren und Reinigen von Schwefelsäure
US6405214B1 (en) * 1998-12-17 2002-06-11 Hewlett-Packard Company Method of gathering usage information and transmitting to a primary server and a third party server by a client program
DE10231314B4 (de) * 2002-07-10 2008-07-31 Plinke Gmbh Verfahren zum Einsatz von Edelstahlkondensatoren bei Anlagen zur Strippung von Nitrierabfallsäuren

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR854510A (fr) * 1938-05-10 1940-04-17 Hercules Powder Co Ltd Appareil destiné à la concentration des acides
DE2360706C3 (de) * 1973-12-06 1980-10-16 Hoechst Ag, 6000 Frankfurt Verfahren zur Regeneration von Schwefelsäure
DE2845917C2 (de) * 1978-10-21 1983-10-27 Hoechst Ag, 6230 Frankfurt Verwendung grauer Gußeisenlegierungen zur Herstellung von Kesseln für siedende konzentrierte Schwefelsäure
EP0022181B1 (de) * 1979-06-13 1983-10-12 Bayer Ag Verfahren und Vorrichtung zum Regenerieren von Schwefelsäure

Also Published As

Publication number Publication date
DE4213324A1 (de) 1993-10-28
CA2094453A1 (en) 1993-10-24
NO931369D0 (no) 1993-04-14
NO931369L (no) 1993-10-25
ATE125778T1 (de) 1995-08-15
EP0566949B1 (de) 1995-08-02
DE59300422D1 (de) 1995-09-07
EP0566949A1 (de) 1993-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4576813A (en) Heat recovery from concentrated sulfuric acid
US5032373A (en) Apparatus and process
EP0181313B2 (en) Heat recovery from concentrated sulfuric acid
JPS6134498B2 (ja)
CA1152285A (en) Process and apparatus for regenerating sulphuric acid
JPS6327283B2 (ja)
JPH0680408A (ja) 硫酸の濃縮および精製法
US4010240A (en) Process for the regeneration of sulfuric acid
US3992247A (en) Process for the concentration of diluted salt-containing sulphuric acid
JPH0368937B2 (ja)
JPH11314906A (ja) 硫酸を濃縮しそして精製するための装置
JPH10310408A (ja) 硫酸の濃縮または精製方法
US5030415A (en) Structural part made of ferritic chromium-molybdenum steel which is resistant to concentrated sulfuric acid
US4050928A (en) Corrosion-resistant matrix-strengthened alloy
JP2537515B2 (ja) クロム含有合金の使用法
JPH11292521A (ja) 精製過酸化水素水溶液の製造方法
US5306477A (en) Use of wrought and cast materials and welding fillers for making and using hot concentrated sulphuric acid or oleum
JPH0711393A (ja) 熱濃硫酸もしくは発煙硫酸に暴露される構成要素としての溶接用充填材料と一緒の延性加工および鋳造材料の使用
US3361650A (en) Phthalic anhydride treatment in the presence of hbr in an aluminum vessel
US5229087A (en) Process for the preparation of titanium dioxide
JPS61207551A (ja) 耐硫酸合金
SU172869A1 (ru) СПЛАВ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗАг л ГИЛ о и л ПП П1" П П in ?<Ф- ЛЛТсИТ1;Э --а-:;т:;';;;^'-с::/.п i с;>&5л;;зт?;:л ?
CA1336126C (en) Process for the concentration of sulfuric acid by evaporation
SU1527311A1 (ru) Сталь
JPS5926620B2 (ja) ナフタレン−1,3,6−トリスルホン酸の濃縮分離方法