PL19516B1 - Sposób jednoczesnego wytwarzania kwasu siarkowego i azotowego. - Google Patents

Description

Wedlug znanych metod wytwarzanie kwasu siarkowego odbywa sie przez utle¬ nianie S02 na S03 w obecnosci tlenków a- zotu, które dzialaja zazwyczaj w obiegu za¬ mknietym i pozwalaja teoretycznie na u- tlenienie nieograniczonej ilosci S02.Wiadomo, ze wraz ze wzrostem stezenia tlenków azotu szybkosc reakcyj znacznie wzrasta, jednakze w sposobach wyzej wspo¬ mnianych, w zwiazku z koniecznoscia od¬ zyskiwania par azotowych, ilosc wprowa¬ dzanych tlenków azotu jest ograniczona.Rzecz jasna, ze ten warunek, ograniczajacy stezenie par azotowych, jest glówna przy¬ czyna z jednej strony wykonywania sposobu yt dosc wysokiej temperaturze, a z drugiej strony dosc malej wydajnosci wytwarzania kwasu siarkowego. Zreszta zlozone reakcje tworzenia sie H2SO± i odzyskiwania tlenków azotu wymagaja, aby zawartosc tlenu w mieszaninie gazowej byla o wiele wieksza od potrzebnej wedlug teorji do przeprowa¬ dzenia reakcji. W zwiazku z tern skutecz¬ nosc sposobu i wydajnosc na m3 przestrzeni absorbcyjnej sa stosunkowo slabe, nawet w najbardziej pomyslnych warunkach.Z drugiej strony, syntetyczny kwas a- zotowy, wytwarzany z gazów azotowych, pochodzacych z pieców lukowych lub z u- tleniania amonjaku, jest wytwarzany obec¬ nie przez pochlanianie przez wode tlenków azotu, W tern ostatniem stadjum zachodzazlozone reakcje, których ostatnim wyrazem jest kwas azotawy, ale podczas których za¬ chodza kolejne utleniania i odtleniania tlen¬ ków azotu. Wszystkie te reakcje posrednie sa naogól bardzo powolne, zwlaszcza ku koncowi ukladu pochlaniajacego, gdzie ste¬ zenie tlenków azotu jest bardzo slabe. Dla¬ tego tez przeksztalcanie tlenków azotu wy¬ maga zawsze olbrzymiej i kosztownej prze¬ strzeni reakcyjnej, przyczem w ostatecz¬ nym wyniku daje rozcienczony kwas azoto¬ wy. Aby stezyc ten kwas, np. do monohy¬ dratu, potrzebna jest dodatkowa destylacja i stosowanie substancyj odwadniajacych (np. kwasu siarkowego).Okazuje sie jednak, ze wszystkie te nie¬ dogodnosci moga byc z latwoscia usuniete przez polaczenie procesów, t. j. przez jed¬ noczesne wytwarzanie kwasu siarkowego i przygotowywanie i stezenie kwasu azotowe¬ go zapomoca sposobu, laczacego wszystkie reakcje w jednej aparaturze. Kwasy siar¬ kowy i azotowy mozna wtedy otrzymywac jednoczesnie w dowolnie zgóry obranych ilosciach stosunkowych i stezeniach. W szczególnosci mozna uwazac którykolwiek z produktów za glówny, a drugi — za ubocz¬ ny.Jedna z cech sposobu wedlug wynalaz¬ ku polega na tern, ze wprowadzone tlenki a- zotu sa usuwane z ukladu pochlaniajacego natychmiast po reakcji i nie kraza w obiegu zamknietym, lecz wychodza stale z obiegu pod postacia kwasu azotowego. Z drugiej strony zmienia sie bieg i kierunek reakcji glównej, przy której wytwarza sie kwas siarkowy, w ten sposób, ze podczas pochla¬ niania S02 i tlenków azotu wytwarza sie tylko siarczan nitrozylu lub roztwór tego ostatniego w stezonym kwasie siarkowym.Ten siarczan nitrozylu przeksztalca sie na¬ stepnie w dodatkowym procesie na kwasy siarkowy i azotowy, wyodrebniane oddziel¬ nie.Doswiadczenie wykazuje, ze jedno¬ czesne pochlanianie S0Z i tlenków azotu od¬ bywa sie szybko i calkowicie w dosc znacz¬ nym rozdziale temperatury (np. od 15 — 100°), a poza tern to pochlanianie wymaga tylko bardzo nieznacznego nadmiaru tlenu.Denitracje siarczanu nitrozylu uskutecz¬ nia sie bez trudnosci przez zwykle rozcien¬ czenie na cieplo mieszaniny kwasów para wodna i woda lub para wodna i rozcienczo¬ nym kwasem azotowym, otrzymanym np. po odzyskaniu par azotowych, wywiazuja¬ cych sie z siarczanu nitrozylu.W praktyce mozna wykonywac sposób, jak nastepuje: Po uprzedniem oziebieniu wprowadza sie jednoczesnie gaz siarkawy (pochodzacy np. z pieców pirytowych) i gaz azotawy (wytworzony np. przez katalityczne utle¬ nianie amonjaku) do ukladu, skladajacego sie z jednej lub wiecej wiez absorbcyjnych, skrapianych kwasem siarkowym o wiekszej lub mniejszej zawartosci siarczanu nitrozy¬ lu. Skladniki mieszaniny gazowej, kwas siarkawy, pary azotawe, tlen oraz woda cie¬ czy pochlaniajacej reaguja natychmiast i calkowicie, tworzac kwas siarkowy i siar¬ czan nitrozylu w krazacym kwasie siarko¬ wym. Zatem stezenie kwasu siarkowego stopniowo wraca. Moze sie ono wahac w dosc obszernych granicach, np. od 65 — 95% kwasu normalnego. Uzyskuje sie w ten sposób intensywny uklad polaczony o ol¬ brzymiej wydajnosci produkcji, mogacej np. dojsc do jednej tonny H2SO± na metr sze¬ scienny dziennie.Ilosci wzgledne wytworzonych w ten sposób kwasu siarkowego i siarczanu nitro¬ zylu moga byc zmieniane dowolnie, zaleznie od stosunku objetosci i skladu obu pierwot¬ nych strumieni gazu.W kolumnie lub kolumnach pochlania¬ jacych moga krazyc gazy i ciecze pochla¬ niajace najlepiej w jednym i tym samym kierunku.Gaz siarkawy moze pochodzic z wypa¬ lania pirytów, blendy, mineralów miedzio¬ wych lub z kazdego innego zródla; gazy a- — 2 —zotawe mozna otrzymywac przez utlenianie katalityczne amonjaku, przez utlenianie a- zotu w plomieniu luku elektrycznego lub tez moga one byc kazdego innego pochodze¬ nia.Roztwór siarczanu nitrozylu, otrzymany przy wylocie ukladu pochlaniajacego, prze¬ chodzi do kolumny denitracyjnej, gdzie u- lega rozkladowi zapomoca wody i pary wod¬ nej lub rozcienczonego kwasu azotowego i pary wodnej; jednoczesnie wprowadza sie do obiegu okreslona ilosc powietrza.Siarczan nitrozylu ulega rozkladowi pod dzialaniem wody i pary wodnej, przyczem rozkladowi temu sprzyja wyzsza tempera¬ tura. Jednoczesnie zachodzi stezanie wpro¬ wadzanego rozcienczonego kwasu azoto¬ wego.Pary, uchodzace z kolumny, skladaja sie z kwasu azotowego, dajacego sie natych¬ miast skroplic przez oziebienie, i z par azo¬ tawych stezonych i czesciowo juz utlenio¬ nych.Kwas siarkowy zdenitrowany lub cze¬ sciowo zdenitrowany, wychodzacy z tej ko¬ lumny, przechodzi do urzadzenia o typie wiezy Glover'a, gdzie dobiega konca jego denitracja i stezenie pod dzialaniem pier¬ wotnego goracego strumienia gazu siarka¬ wego. Otrzymuje sie tu kwas siarkowy tech¬ niczny o stezeniu, dochodzacem do 92% kwasu normalnego. Czesc tego samego kwasu, wychodzaca z kolumny denitracyj- nej, moze przejsc do kolumny pochlania¬ jacej.Kwas azotowy skroplony przy wyjsciu z kolumny denitracyjnej posiada równiez stezenie, zalezne od calkowitej ilosci wody, wprowadzonej do tej kolumny, i mogace sie wahac w dosc rozleglych granicach, dochodzac nawet do stezenia monohydratu.Kolumna denitracyjna jest tutaj rów¬ niez aparatem o intensywnem dzialaniu, dzieki wysokiemu stezeniu siarczanu ni¬ trozylu w fazie cieklej i tlenków azotu w fazie gazowej.Pary azotawe, uchodzace z kolumny de¬ nitracyjnej, sa, dzieki ich wysokiemu steze¬ niu i znacznie posunietemu utlenieniu, szyb¬ ko pochlaniane przez wode w odpowied¬ nich kolumnach; daja one rozcienczony kwas azotowy, który zasila kolumne deni¬ tracyjna zamiast wody. Widac wiec, ze ca¬ ly kwas azotowy mozna wycofac z obiegu w stanie bardziej lub mniej stezonym przez skraplanie za kolumna denitracyjna.Z powyzszego zespolu reakcyf wynika fakt, ze najwieksza czesc wody, potrzebnej do wytworzenia kwasów siarkowego i azo¬ towego, bedacych przedmiotem fabrykacji, jest wprowadzana do kolumny denitracyj¬ nej, t. j. poza glównym ukladem pochla¬ niajacym. Naogól proces powyzszy odzna¬ cza sie intensywna i jednoczesna produk¬ cja kwasu siarkowego i azotowego, dzieki wielkiej szybkosci wszystkich reakcyj za¬ sadniczych, przyczem koszt instalacyj jest bardzo nieznaczny. PL

Claims (6)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób jednoczesnego wytwarzania kwasów siarkowego i azotowego, znamien¬ ny tern, ze do wspólnego obiegu wprowadza sie strumien gazu siarkawego i strumien par azotawych, w celu jednoczesnego i inten¬ sywnego wytwarzania kwasów siarkowego i azotowego.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tern, ze gaz siarkawy i gaz azotawy dopro¬ wadza sie razem do kolumn lub komór ab- sorbcyjnych, skraplanych kwasem siarko¬ wym o wiekszej lub niniejszej zawartosci siarczanu nitrozylu, przyczem ciecz ta po¬ chlania gazy szybko i calkowicie, zwiek¬ szajac jednoczesnie stezenie kwasu siarko¬ wego i siarczanu nitrozylu.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tern, ze kwas siarkowy, zawierajacy siar¬ czan nitrozylu, poddaje sie rozkladowi w kolumnie denitracyjnej zapomoca wody lub rozcienczonego kwasu azotowego. — 3 -
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2, zna¬ mienny tern, ze pary kwasu azotowego po opuszczeniu kolumny denitracyjnej sa na¬ tychmiast skraplane na kwas, którego ste¬ zenie moze byc odpowiednio regulowane.
5. 5. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2, zna¬ mienny tern, ze stezone i utlenione pary a- zotawe sa pochlaniane przez wode i tworza rozcienczony kwas azotowy, wprowadzo¬ ny nastepnie do kolumny denitracyjnej.
6. 6. Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tern, ze ciecz, zawierajaca kwas siarkowy, kierowana jest dla ostatecznego jej steze¬ nia i denitracji z kolumny denitracyjnej do aparatu typu wiezy Glover'a, w której kra¬ za gorace gazy siarkawe. Pierre Kachkaroff. Camille Matignon. Zastepca: Inz. M. Brokman, rzecznik patentowy Druk L. Boguslawskiego i Ski, Warszawa. PL