Wiadomo, ze przy utlenianiu amoniaku zapomoca powietrza podczas absorbcji otrzymuje sie bezposrednio kwas azotowy o srednim stezeniu, a mianowicie bez sto¬ sowania cisnienia otrzymuje sie kwas okolo 50%-owy, a pod cisnieniem — kwas okolo 62 — 64%-owy, Z tych kwasów przez uzy¬ cie srodków odciagajacych wode, a zwlasz¬ cza stezonego kwasu siarkowego, otrzymu¬ je sie kwas azotowy o duzym stezeniu.Stezony kwas azotowy otrzymuje sie rów¬ niez bezposrednio z tlenków azotu przy utlenianiu amoniaku w ten sposób, ze tlenki azotu skrapla sie pod cisnieniem lub bez zastosowania cisnienia, w zaleznosci od tego, czy utlenianie amoniaku przeprowa¬ dza sie za pomoca powietrza, czy tez za pomoca tlenu, a nastepnie skroplone tlenki azotu przeprowadza sie bezposrednio w kwas azotowy laczac je z tlenkiem i woda pod cisnieniem, najkorzystniej w tempera¬ turze do 70°C, a nawet wyzszej, W praktyce skraplanie pod cisnieniem mozna przeprowadzic jedynie przy bardzo niskich cenach pradu; równiez utlenianie amoniaku za pomoca tlenu oplaca sie tylko wówczas, gdy rozporzadza sie tanim tle¬ nem, np. w postaci produktu odpadkowe¬ go. We wszystkich innych przypadkach, a zwlaszcza, gdy rozporzadza sie gotowymurzadzeniem do otrzymywania rozcienczo¬ nego kwasu azotowego, korzystniejszy jest sposób przerabiania rozcienczonego kwasu azotowego na stezony HNO^ w którym sto¬ suje sie kwas siarkowy. Wady sposobu zwiazanego ze stosowaniem kwasu siarko¬ wego, jak wiadomo, polegaja zwlaszcza na tym, ze stezanie kwasu siarkowego wyma¬ ga zuzycia znacznych ilosci ciepla, przy czym równiez znaczna jest ilosc uzytego kwasu siarkowego, wskutek czegot ogólnie biorac, sposób ten jest zmudny i kosztowny.Sposób wedlug wynalazku umozliwia stezanie rozcienczonego kwasu azotowego otrzymywanego przy utlenianiu amoniaku w urzadzeniu do otrzymywania kwasu azo¬ towego z lepszym wynikiem ekonomicznym i bez uzycia kwasu siarkowego.Podstawa sposobu wedlug wynalazku jest znana reakcja rozkladu kwasu azoto¬ wego w obecnosci tlenków azotu: NO + 2HN0, = 3N02 + H20.Proponowano juz tlenki azotu otrzymy¬ wane podczas utleniania amoniaku wzbo¬ gacac w N02 przepuszczajac te gazy w przeciwpradzie z kwasem azotowym, W ten sposób gazy te mozna co prawda wzboga¬ cic do pewnego stopnia w N02, jednakze, zwlaszcza wskutek obecnosci wielokrotne¬ go nadmiaru obojetnego azotu, nie wystar¬ cza to w mierze dostatecznej, aby z N02 otrzymac kwas azotowy o duzym stezeniu.Wedlug wynalazku prawie calkowita ilosc HNOs zawarta w rozcienczonym kwa¬ sie azotowym rozklada sie za pomoca ga¬ zów zawierajacych NO, przy czym gazy niezbedne do tego celu otrzymuje sie przez rozszczepienie N02 w wysokiej tempera¬ turze: NOz—+N0 + v/3 02 Podana powyzej reakcja rozkladu wy¬ kazuje, ze wystarczy podzialac na kwas azotowy jedna czasteczka NO, by otrzy¬ mac trzy czasteczki N02.Sposób ten przeprowadza sie korzyst¬ nie w obiegu kolowym, przy czym w jed¬ nym punkcie tego obiegu nastepuje rozklad kwasu azotowego, w innym zas punkcie — jedna z otrzymanych trzech czasteczek N02 zostaje rozszczepiona na NO i V2 02, przy czym produkty rozszczepienia dopro¬ wadza sie nastepnie do punktu, w którym odbywa sie rozklad kwasu azotowego. W ten sposób w gazowym obiegu kolowym powstaje stopniowo, zaleznie od ilosci do- -prowadzonego rozcienczonego kwasu azo¬ towego, nadmiar N02 i 02, który usuwa sie z obiegu kolowego i przerabia bezposrednio za pomoca odpowiedniej ilosci H20 na kwas azotowy o duzym stezeniu.Obieg kolowy przeprowadza sie najko¬ rzystniej pod zmniejszonym cisnieniem, dzieki czemu z jednej strony przyspiesza sie znacznie rozklad doprowadzonego HNO:l, z drugiej zas strony sprzyja to roz¬ szczepianiu N02 w niezbyt wysokiej tem¬ peraturze. Równiez dzieki panujacemu niskiemu cisnieniu oslabia sie znacznie po¬ nowne utlenianie sie tlenku azotu NO o- trzymanego przy rozszczepianiu, Mieszanina parowo-gazowa usuwana z obiegu kolowego w celu dalszego jej prze¬ robienia na stezony kwas azotowy sklada sie zasadniczo z pary wody i kwasu azo¬ towego oraz nadmiaru N02 i 02 wytwa¬ rzajacych sie w stosunku 80% N02 : 20% o,.Na rysunku przedstawiono schematycz¬ nie przyklad urzadzenia do wykonywania sposobu.Do kolumny 2 wypelnionej cialami wy¬ pelniajacymi (pierscieniami Raschiga) do¬ plywa od góry przez rure / 50%-owy kwas azotowy otrzymany przez absorbcje przy utlenianiu amoniaku. Do kolumny 2 doply¬ waja od dolu przez krótka rure 8 gorace gazy z pieca 9, w którym odbywa sie roz¬ szczepianie gazów, i wznosza sie ku górze — 2 -w przeciwpradzie do splywajacego kwasti azotowego. Bardzo rozcienczony kwas azo¬ towy zawierajacy resztki kwasu azotowego nierozlozone przez NO pochodzacy z ga¬ zów rozszczepionych, przeplywa przez ru¬ re 10 do zbiornika 11, a stamtad zostaje skierowany z powrotem do jednej z ostat¬ nich faz absorbcji kwasu azotowego. Tem¬ perature w kolumnie 2 reguluje sie za po¬ moca chlodnic 3, 4; cieplo potrzebne do rozkladu kwasu azotowego zostaje pokry¬ te przez wlasne cieplo wprowadzonego go¬ racego, gazowego NO.Czesc gazów, wzbogaconych w N02 wskutek rozkladu kwasu azotowego, zo¬ staje zassana z górnej czesci kolumny 2 przez rure 5 za pomoca smoczka 6 i prze¬ prowadzona do pieca 9, w którym naste¬ puje rozklad N02 na NO i \z02 w tempe¬ raturze okolo 550°C. Piec 9 ogrzewa sie w dowolny sposób, np. za pomoca paleniska 7, 15 (gazowego lub koksowego), albo tez za pomoca odlotowych gazów palenisko¬ wych.Po rozszczepieniu gazy zawierajace NO i 02 zostaja ponownie wprowadzone do obiegu kolowego przez rure 8 do kolumny 2, by rozlozyc dalsze ilosci doplywajacego rozcienczonego kwasu azotowego.Nadmiar gazów zawierajacych N02 i 02 wraz z parami wody i kwasu azotowego zostaje usuniety z gazowego obiegu kolo¬ wego, np. z górnej czesci kolumny 2 za po¬ moca pompy prózniowej 17 przez rure 16.Czesc gazów pod cisnieniem okolo 1 atm przeprowadza sie przez rure 13 do smocz¬ ka 6 i rozpreza w dyszy smoczka. Pompa prózniowa 17, np. znana pierscieniowa pompa wodna napedzana za pomoca silnika 12 utrzymuje cisnienie absolutne okolo 0,1 atm w opisanej dotychczas czesci urzadze¬ nia, to znaczy w obiegu kolowym.Z pompy prózniowej 17 parowó-gazowa mieszanina przeplywa przez rure 18 do chlodnicy 19. Zawartosc HN03 w otrzyma¬ nych skroplinach wynosi 60 do 70%. Skrop¬ lmy wraz z nieskroplonymi w chlodnicy 19 gazami zawierajacymi glównie N02 i 02 zostaja doprowadzone przez rure 20 do pompy 21 sprezone do okolo 20 — 50 atmo¬ sfer i w koncu przeprowadzone przez rure 22 do kolumny cisnieniowej 23. N02 skra¬ pla sie jako N20± czesciowo w silnie chlo¬ dzonej pompie 21, a czesciowo przy wej¬ sciu do kolumny 23, dzieki zastosowaniu chlodnicy 26. Pompa 21 moze byc zbudo¬ wana ze stali kwasoodpornej podobnie do znanych tlokowych pomp kondensacyj¬ nych i zaopatrzona w urzadzenie do bardzo silnego chlodzenia. W kolumnie 23 pod pa¬ nujacym w niej cisnieniem nastepuje po¬ laczenie skladników na kwas azotowy we¬ dlug znanej reakcji: N204 + xk02 + + H20 = 2HNOs. Otrzymany, prawie 98%-owy, kwas azotowy spuszcza sie do zbiornika 24, nieskroplone zas skladniki gazowe skierowuje sie przez rure 25 z po¬ wrotem do obiegu.Aby uniknac ponownego utlenienia NO, gazy rozszczepione nalezy jak najszybciej odprowadzic z pieca 9 i przeprowadzic przez kolumne 2, przy czym zawarty w gazach NO rozklada dalsze ilosci rozcien¬ czonego kwasu azotowego stale doprowa¬ dzanego do kolumny 2. Poniewaz z kazdej czasteczki NO powstaja trzy czasteczki N02, a w piecu 9 czasteczka N02 zostaje rozszczepiona na jedna czasteczke NO i pól czasteczki 02, wiec tworzacy sie nadmiar gazów z obiegu kolowego mozna usuwac bez regulowania w takim stosunku, aby w usunietej mieszaninie gazowej wzajemny stosunek ilosciowy skladników N02 i 02 byl taki, jaki jest potrzebny do pózniej¬ szej syntezy kwasu azotowego. Woda po¬ trzebna do wytworzenia HNOn pochodzi równiez z rozcienczonego kwasu azotowe¬ go, doprowadzanego do kolumny 2. Ilosc wody reguluje sie np. przez dobieranie od¬ powiedniej temperatury w górnej czesci kolumny 2 w ten sposób, aby mieszanina gazowa odessana za pomoca pompy próz- — 3 —niowej 17 byla nasycona para wodna w ta¬ kiej ilosci, jaka odpowiada ilosci H20 po¬ trzebnej do syntezy HNOs, to znaczy, ze w koncowym okresie mieszanina gazowa winna zawierac trzy skladniki, H20, N02< i 02, we wlasciwym stosunku stechiometrycz- nym odpowiadajacym ich bezposredniemu polaczeniu sie na HNOs.Jesli rozporzadza sie dostateczna ilo¬ scia chlodzacej zimnej wody, wówczas mie¬ szanine gazowa nalezy nasycac mniejsza iloscia pary wodnej, natomiast wode bra¬ kujaca do syntezy HNOs nalezy doprowa¬ dzac pod postacia rozcienczonego kwasu azotowego przez rure 14, np. przed pompe 21, przez co zwieksza sie produkcje cale¬ go urzadzenia.Opisany sposób pracy umozliwia bar¬ dzo znaczne stezanie okolo 50%-owego kwasu azotowego otrzymywanego przy utlenianiu amoniaku w urzadzeniu do kwa¬ su azotowego bez zastosowania kwasu siarkowego, przy czym, w przeciwienstwie do innych sposobów, w sposobie tym odpa¬ daja koszta zwiazane z wytwarzaniem tle¬ nu. Przy rozszczepianiu N02 na NO jako produkt uboczny tworzy sie tlen w ilosci stechiometrycznej odpowiadajacej syntezie HNOz przeprowadzanej w znany sposób pod cisnieniem.Ilosci ciepla i pracy uzyte do przepro¬ wadzenia sposobu sa nieznaczne. PL