DE1067007B - Verfahren und Vorrichtung zum Konzentrieren wäßriger Salpetersäure - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Konzentrieren wäßriger SalpetersäureInfo
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Description
DEUTSCHES
E11303IVa/12i
19. SEPTEMBER 1955
BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 15. O KTO B E R 1959
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Konzentrieren wäßriger Salpetersäure, die, wie dies durch die
üblichen Herstellungsverfahren gewöhnlich bedingt ist, zunächst in einer Konzentration von etwa 50 bis
70% vorliegt, und eine hierzu dienende Vorrichtung.
Salpetersäure kann von Wasser nicht durch einfache •Destillation getrennt werden, da sie mit diesem ein
Azeotrop bildet, das etwa 67% Salpetersäure und 33% Wasser enthält. Zum weiteren Konzentrieren
wäßriger Salpetersäure hat man bisher gewöhnlich Schwefelsäure als Dehydratisierungsmittel verwendet,
das das Wasser bindet und so das Abdestillieren der Salpetersäure ermöglicht. Diese Verfahren sind wegen
des verhältnismäßig schwierigen Rückkonzentrierens der dabei gebildeten verdünnten Schwefelsäure ziemlich
kostspielig und umständlich.
Man hat daher, in neuester Zeit Verfahren entwickelt, bei denen die zu konzentrierende Säure mit einer dehydratisierend
wirkenden Nitratlösung gemischt, in eine eine Abtriebssäule enthaltende Destillicrvorrichtung
eingebracht und fraktioniert destilliert wird, wobei vom oberen Teil der Destilliervorrichtung konzentrierte
Salpetersäure entnommen und verdünnte Nitratlösung vom unteren Teil der Abtriebssäule entnommen,
eingeengt und im Kreislauf zurückgeführt werden. Ein solches Verfahren ist beispielsweise in der
USA.-Patentschrift 2 463 453 beschrieben. Dabei ist es möglich, das im Verlaufe des Verfahrens verdünnte
Dehydratisierungsmittel durch bloßes Wegkochen von Wasser so weit zu konzentrieren, daß es neuerlich als
Dehydratisierungsmittel eingesetzt werden kann. Auch dieses Verfahren weist jedoch verschiedene Nachteile
auf: Vor allem enthält bei dem bekannten Verfahren die als Folge des Dehydratisierungsvorgangs anfallende
verdünnte Lösung des Dehydratisicrungsmittels noch verhältnismäßig viel Salpetersäure, so daß
es sowohl aus wirtschaftlichen Gründen als auch wegen der Korrosionscigenschaften dieser Säure äußerst unvorteilhaft
wäre, die verdünnte Lösung des Dehydratisierungsmittels direkt durch Abdampfen von Wasser
(das an Salpetersäure angereichert wäre) zu reaktivieren. Um das bekannte Verfahren für die Praxis geeignet
zu machen, ist also eine relativ komplizierte Anordnung verschiedener Destilliereinrichtungen sowie
das Pumpen von Magnesiumnitratlösung mit verhältnismäßig hohem Salpetersäuregehalt erforderlich, das
ebenfalls mit Schwierigkeiten verbunden ist.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, diese Schwierigkeiten zu überwinden und ein vereinfachtes Verfahren
zum Konzentrieren der wäßrigen Salpetersäure zu entwickeln, wobei vor allem das bei der Reaktivierung
des Dehydratisierungsmittels anfallende Destillat einen so niedrigen Salpetersäuregehalt aufweisen soll, daß es
unbedenklich verworfen werden kann.
IO
Verfahren und Vorrichtung
zum Konzentrieren wäßriger Salpetersäure
zum Konzentrieren wäßriger Salpetersäure
Anmelder:
Eastman Kodak Company,
Rochester, N. Y. (V. St. A.)
Rochester, N. Y. (V. St. A.)
Vertreter: Dr.-Ing. W. Wolff, Patentanwalt,
Stuttgart-N,- Lange Str. 51
Stuttgart-N,- Lange Str. 51
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 20. September 1954
V. St. v. Amerika vom 20. September 1954
Robert Ammon Williams, Kingsport, Tenn. (V. St. A.), ist als Erfinder genannt worden
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß etwa 1 Gewichtsteil Salpetersäure mit mindestens
etwa 5 Gewichtsteilen einer etwa 130 bis 150° C warmen, 65- bis 75%igen dehydratisierend wirkenden
Nitratlösung gemischt wird und daß die so erhaltene Beschickungsmischung unmittelbar darauf in einen
zum oberen Teil einer Ab.tricbssäule gehörenden oder mit diesem in Verbindung stehenden leeren Teil der
unter Normaldruck oder Vakuum befindlichen Destilliervorrichtung eingebracht wird, wobei die Abtriebssäule so ausgebildet ist, daß die unten abgezogene
Nitratlösung höchstens etwa 2%, zweckmäßig aber höchstens 0,2 °/o Salpetersäure enthält. Durch die vorstehend
genannten Mischungsbedingungen wird erzielt, daß ein Großteil der in der Beschickungsmischung enthaltenen
Salpetersäure plötzlich entweicht, wobei das Einbringen der Beschickungsmischung in einen leeren
Teil deswegen von Bedeutung ist, weil dadurch die Gefahr eines stoßweisen Übersiedens weitgehend ausgeschaltet
wird.
Wie ohne weiteres ersichtlich, erhält man bei dem Verfahren Salpetersäuredämpfe am oberen Ende der
Abtriebssäule. Zweckmäßig führt "man nun zur
So weiteren Konzentrierung der Salpetersäure diese
Dämpfe über eine Rektifizierkolonne oder eine ähnliche Rückflußvorrichtung, wodurch die Salpetersäuredämpfe
aus der Abtriebssäule einem Rückfluß unterworfen werden, bevor sie kondensieren. Man gelangt
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so oliiic weiteres zu einer etwa 99,5"/0IgCn Salpetersäure,
wobei sich ein Rücklaufvcrhältnis von etwa 1,5 bis 3 :1 empfiehlt.
Am unteren Ende der Abtricbssäulc fällt die verbrauchte,
von Salpetersäure im wesentlichen befreite '.Lösung des Dchydratisicrungsmittcls an. Diese Lösung
wird durch Auskochen des Wassers reaktiviert, wobei das abgehende Destillat so wenig Salpetersäure enthält,
das es ohne weitere Vorkehrungen, ohne daß dies wirtschaftlich ins Gewicht fällt, verworfen werden
kanu.
Für das Mengenverhältnis der anfangs zugeführten Salpetersäure zu der Dchydratisicrungslösung wird
ein Mengenverhältnis von 1 zu 5 bis 8 Gcwichtsteilcn bevorzugt.
Als Dchydratisicrungsmiltcl verwendet man, wie oben gesagt, eine 65- bis 75°/oige Lösung eines dchyrlr.'ilisicrciid
wirkenden Nitrates. In der Praxis hat sich eine Magncsiumnilratlösung solchen Konzcntrationsberciches
am besten bewährt, obwohl auch andere Nitrate, wie Lilhiumnitrat, Calciumnitrat,
Strontiumnitrat oder Mangannitrat, in Frage kommen. Der Konzcntrationsbcrcich liegt für diese Nitrate in
der gleichen Größenordnung, obwohl die optimalen Bedingungen, die sich durch einfache Versuche ermitteln
lassen, je nach dem verwendeten Nitrat und je nach der angewandten Temperatur geringfügig schwanken
können. Für Magncsiumnitrat hat sich eine Temperatur
von etwa 1350C und eine Konzentration von
etwa 73,5% besonders bewährt. Um eine solche Lösung zu erhalten, wird die verbrauchte Lösung des Dehydralisicrungsmitlcls,
beispielsweise bei Atmosphärcnclruck, auf eine Temperatur von 175 bis 185° C
oder bei 600 bis 650 Torr auf eine Temperatur von 135 bis J45° C gebracht, wobei Wasser abdampft, und
nach Erreichen der gewünschten Konzentration, gegebenenfalls unter vorherigem Kühlen des Dchydratisierungsmittcls
auf die gewünschte Mischtemperatur, mit der zugeführlcn Salpetersäure vereinigt. Die angegebenen
Bedingungen gestalten die Herstellung einer hochkonzentrierten Salpetersäure bei verhältnismäßig
geringem Rückfluß, wodurch eine gute Leistungsfähigkeit des Salpctcrsäurckondcnsators erzielt und mit
wenig Kühlwasser das Auslangen gefunden wird. Falls man das Dchydratiscrungsmittel, wie vorstehend angedeutet,
vor dem Zumischen zu der Salpetersäure kühlt, so kann die frei werdende Wärme beispielsweise
zur Erzeugung eines Nicdcrdruckdampfcs in einem Abhitzekessel verwendet werden.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfiiidung
werden das Dehydratisicrungsmittel und die zu konzentrierende Salpetersäure der Abtriebssäule
durch den freien unteren Teil der Rektifizierkolonne zugeführt, wobei die beiden Komponenten entweder
vor der Einführung in die Kolonne oder während des .Eiiiführcns in sie gemischt werden. Um zu erreichen,
daß die vom unteren Ende der Abtriebssäule abgezogene Nitratlösung nur vernachlässigbare Mengen
Salpetersäure enthält, ist es im allgemeinen erforderlich, daß die Abtricbssäulc eine Aggrcgatlängc von
mindestens acht theoretischen Böden aufweist. Unter diesen Umständen enthält die am unteren Ende der
Abtricbssäule abgezogene Lösung so wenig Salpetersäure, daß sie, ohne daß ernsthafte Korrosionsproblcme
auftreten, durch Röhren geleitet und bei hohen Tcmpcratüren
gepumpt werden kann, und das Wasser aus dieser Lösung kann zur Inaktivierung des Dehydratisieruiigsmittcls
abgedampft werden, ohne daß an eine Rückgewinnung der darin enthaltenen Salpetersäure
gedacht werden muß.
Die Zeichnungen zeigen schematisch Ausführungsformen einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
gemäß der Erfindung, an Hand deren sich das Verfahren anschaulich erläutern läßt.
In dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel wird schwache Salpetersäure in die X'Orrichtung durch eine
Leitung 1 eingeführt und wird mit einer aus einer Leitung 2 kommenden Lösung von Magnesiumnitrat
gemischt, z. B. in einem T-Rohr, oder die Salpetersäure
\md das Magnesiumnitrat können in eine senkrechte Rektifizierkolonne 3 getrennt eingeführt und
erst dpr't gemischt werden. Der obere Teil der Kolonne 3 ist mit geeigneten Füllkörpern gefüllt, z. B.
mit Raschig-Ringen od. dgl. Bei einer anderen Ausführungsform kann die Kolonne 3 Glockenboden enthalten.
Vorzugsweise sind alle mit der Salpetersäure, insbesondere der konzentrierten Salpetersäure, in Berührung
kommenden Teile der Vorrichtung einschließlich der Füllkörper aus Dureisen. Der unterste Teil
der Rektifizierkolonne hat keine Füllkörper; in ihm wird ein Flüssigkeitsspiegel aufrechterhalten, derart,
daß die Flüssigkeit durch eine Leitung 8 kontinuierlich in eine senkrechte Abtriebssäule 9 fließt. Der
nichtgefüllte Teil der Rektifizierkolonne 3 wirkt als Verdampfungsraum, weil in diesem freien Raum erhebliche
Mengen von Salpetersäure verdampft werden und durch den Rektifizierteil dieser Kolonne hindurchgehen.
Dieser untere, nicht gefüllte Abschnitt unterdrückt auch die Tendenz zum Stoßen, wenn in ihm
etwa kalt zugeführte Salpetersäure mit dem heißen Magnesiumnitrat gemischt wird. Die Dämpfe, die
durch die Rektifizierkolonne 3 hindurchgetreten sind, werden durch eine Leitung 4 in einen Kondensator 5
geführt, der unter vermindertem Druck gehalten wird, z. B. unter einem bei 29 wirkenden Vakuum mit einem
Druck in der Größenordnung von 51 cm Wassersäule. Dadurch entsteht in der Rektifizierkolonne ebenfalls
ein Vakuum mit einem Druck von etwa 51 cm Wassersäule. Ein Teil des hier sich bildenden Kondensats
wird durch einen Auslaufe abgezogen, der Rest wird durch eine Leitung 7 als Rückfluß in die Rektifizierkolonne
zurückgeführt.
Das aus der zugeführten Salpetersäure und dem Dehydratisicrungsmittel
bestehende Gemisch im unteren Teil der Kolonne 3 tritt durch die Leitung 8 in die
senkrechte Abtriebssäule 9 ein, wo es sich abwärts bewegt und in zunehmendem Maße aus ihm der Gehalt an
Salpetersäure durch die sich in der Säule aufwärts bewegenden Dämpfe entzogen wird. Um zweckmäßige
Dimensionen zu bekommen, kann die Abtricbssäule 9 in zwei oder mehreren Säulen von geeigneter Aggregatlänge
unterteilt sein. Die Säule 9 ist mit irgendeinem geeigneten Füllmaterial gefüllt, z. B. mit
Z.S-mal^^-cm-Raschig-Ringen aus Dureisen, Berl-Sattel-Füllkörpern
od. dgl. Die Säule 9 kann auch eine herkömmliche G locken bodensäule aus geeignetem
Werkstoff, z. B. Dureisen, sein, oder sie kann andere geeignete Mittel aufweisen, um die Flüssigkeit mit
dem Dampf in Kontakt zu bringen, z. B. geschlitzte Böden.
Die in der Säule 9 entstandenen Säuredämpfe werden durch eine Leitung 10 in den leeren Teil der
Rektifizierkolonne 3 geleitet. Am unteren Ende der Säule 9 ist die Magnesiumnitratlösung (oder das
sonstige Dehydratisicrungsmittel) erheblich verdünnt und hat eine beträchtliche Menge Wasser aus der zugeführten
Salpetersäure und aus dem in die Säule eingeführten Dampf aufgenommen. Diese verdünnte Lösung
des Dchydratisierungsmittels wird von der Säule durch eine Leitung 11 in einen Erhitzer 12 abgezogen,
der durch einen mit Hochdruckdampf gespeisten Wärmeaustauscher 13 geheizt wird. Hierdurch wird
dem Erhitzer 12 genügend Wärmeenergie zugeführt, um aus der verbrauchten Magnesiumnitratlösung eine
hinreichende Menge Wasser auszukochen, so daß man eine 65- bis 75%ige Konzentration der Lösung aufrechterhält.
Die Lösung in dem Erhitzer und der aus ihr ausgekochte Wasserdampf haben eine Salpetersäurekonzentration
von 2% oder weniger. Ein Teil des durch Auskochen des verbrauchten Dehydratisierungsmittels
erzeugten Dampfes wird durch eine Leitung 14 in die Abtriebssäule zurückgeführt, und der andere Teil wird
aus der Vorrichtung durch eine Leitung 15 und einen Kondensator 16 abgezogen und das erhaltene Wasser
weggeschüttet. Der Anteil des in die Säule rückgeführten Dampfes hängt von der Menge ab, die notwendig
ist, um in der Abtriebssäule die gewünschte Temperatur aufrechtzuerhalten, vorzugsweise eine
Temperatur von 80 bis 90° C am oberen und eine Temperatur von 125 bis 150° C am unteren Ende der
Säule. Die konzentrierte Dehydratisierungslösung wird von dem Erhitzer 12 durch eine Leitung 17 mittels
einer Pumpe 18 abgezogen. Die Leitung 17 kann ummantelt sein oder ein in ihr verlaufendes Dampfrohr
aufweisen, um die hohe Temperatur der konzentrierten Salzlösung aufrechtzuerhalten, wenn die Möglichkeit
besteht, daß die Lösung in der Leitung 17 zähflüssig wird. In der Nähe der Stelle, an der das Magnesiumnitrat
in die Säule eingeführt wird, tritt dessen heiße Lösung durch einen Wärmeaustauscher 19 hindurch,
durch den die Temperatur der Magnesiumnitratlösung auf etwa 130 bis 150° C gebracht wird. Hierbei kann
Dampf erzeugt werden, oder die Hitze kann ungenutzt abgeführt werden.
Fig. 2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens der Erfindung.
Bei Verwendung dieser Vorrichtung erfolgen die Zufuhr der Salpetersäure, die Rektifikation und der
Rückfluß in der gleichen Weise wie bei der Anordnung nach Fig. 1, es ist jedoch eine verbesserte Vorrichtung
zum Entziehen des Wassers aus der verbrauchten Magnesiumnitratlösung vorgesehen. Die zu konzentrierende
Salpetersäure und die Magnesiumnitratlösung werden wie oben durch die Leitung 8 in die Abtricbssäule
9 eingeführt, wo sie durch die Säule nach unten wandern, wobei der Salpetersäuregehalt des Gemisches
immer geringer und der Wassergehalt immer größer wird, bis es das untere Ende der Säule erreicht. Die
Lösung wird nun von da durch die Leitung 11 in das Destilliergefäß 12 geführt und durch den Wärmeaustauscher
13 hindurch umlaufen gelassen, in dem der Lösung genügend Wärme zugeführt wird, um einen
hinreichenden Dampfstrom durch die Leitung 14 aufrechtzuerhalten und den Wärmeverbrauch in der Abtriebssäule
9 auszugleichen. Von dem Erhitzer 12 wird <lie verbrauchte Salzlösung durch eine Rohrleitung 20
und eine Pumpe 21 zu einem unter einem Unterdruck im Bereich von etwa 600 bis 650 Torr gehaltenen Verdampfungsgefäß
22 geführt, wo der Salzlösung Wasser entzogen wird, das aus der Vorrichtung durch einen
Kondensator 23 entfernt wird. Das Wasser aus dem Kondensator 23 wird in den Ablauf geleitet und enthält
nur eine Spur von Salpetersäure. Eine Vakuumpumpe 24, z. B. eine Strahlpumpe, ist über den Kondensator
23 mit dem Verdampfer 22 verbunden, so daß dort das Vakuum aufrechterhalten wird. Die konzentrierte
Salzlösung in dem Verdampfer wird mittels einer Pumpe 26 durch einen Wärmeaustauscher 25 hindurch
ständig in Umlauf gehalten. Vor dem Verdampfer 22 wird Salzlösung mittels einer weiteren
Pumpe 27 fortlaufend abgezogen und durch eine Rohrleitung 28 und die Leitung 2 zu der Stelle geführt, wo
sie sich mit der zugeführten schwachen Salpetersäure mischt.
Bei dem Verfahren nach der Erfindung kann der Rektifiziersäule entweder ein Gemisch von z. B. 58- bis
65°/oiger Salpetersäure mit einer konzentrierten Lösung des dehydratisierend wirkenden Salzes zugeführt
ιό werden, oder die Salpetersäure und das dehydratisiercnde
Salz können erst in der Rektifizierkolonne 3 gemischt werden. Das Gemisch von wäßriger Salpetersäure
und Dehydratisierungsmittel tritt aus der Rektifizierkolonne in die Abtriebssäule 9 ein, wo sich SaI-petersäuredämpfe
bilden und aufsteigen. Die so entstandenen Salpetersäuredämpfe werden durch den gefüllten
Teil der Kolonne 3 hindurchgeführt und in ihm infolge des Rückflusses zu einer Säure von großer
Reinheit rektifiziert. Wenn das Dehydratisierungs-
ao mittel das untere Ende der Abtriebssäule erreicht, ist es ziemlich verwässert und enthält im wesentlichen
keine Salpetersäurereste mehr (0,2% oder weniger). Diese Salzlösung wird durch Auskochen des Wassers
regeneriert, so daß sie wieder eine Salzkonzentration von etwa 65 bis 75% erhält, worauf diese Lösung, wie
beschrieben, in die Säule zurückgeführt wird. Das Abwasser aus dieser Anordnung enthält nur einen kleinen
Anteil von Salpetersäure und kann ohne weitere Verfahrensschritte aus der Anordnung entfernt werden.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.
Eine 73,5%ige Lösung von Magnesiumnitrat in Wasser, die bei einer Temperatur von 140° C Spuren
von Salpetersäure enthält, wird mit 60%iger Salpetersäure (Rest Wasser) in einer Mischröhre gemischt,
von wo die Mischung in eine unter Unterdruck stehende Rektifizierkolonnc aus Dureisen *) mit 61 cm
Durchmesser eingeführt wird; die obere Hälfte dieser Rektifizierkolonne ist mit 2,5-mal-2,5-cm-Raschig-Ringen
gefüllt, der untere Teil ungefüllt. Die Mischung wird in den ungefüllten unteren Teil der
Rektifizierkolonne eingeführt. Das Gewichtsverhältnis
Magnesiumnitratlösung zu 60%iger Salpetersäure bcträgt etwa 5:1. Vom oberen Ende der Kolonne wird
Salpetersäuredampf mit einer Konzentration von mindestens 98,5% abgezogen. Dieser Dampf wird kondensiert
und gekühlt; ein Teil des Kondensates wird als konzentrierte Salpetersäure entnommen, der Rest
als Rückfluß in die Kolonne zurückgeführt, das Rücklaufverhältnis beträgt angenähert 2 :1.
Die Mischung von Dehydratisierungsmittel und wäßriger Salpetersäure im unteren Teil der Rektifizierkolonne
wird durch eine senkrechte Abtriebssäule von etwa i2m Länge hindurchgeführt. Der bequemeren
Konstruktion halber wurden die unteren 6 m dieser Säule als getrennt angeordneter Turm gebaut. Die in
der Abtriebssäule entstehenden Salpetersäuredämpfe werden in die Rektifizierkolonnen unmittelbar unterhalb
von deren gefülltem Teil eingeführt. Vom unteren Ende der Abtriebssäule wird wäßriges Magnesiumnitrat
in einer Konzentration von 61,8% zu einem Haupterhitzer geführt und dort durch Kochen eingeengt,
so daß eine Magnesiumnitratkonzentration von 73,5% bei einer Temperatur von etwa 173° C erreicht
wird. Die Wärme wird durch einen mit Hochdruck-
*) Dureisen ist eine eisenhaltige Legierung mit 14,5 %>
Silicium, 0,35 °/o Mangan und 0,85 %> Kohlenstoff, die gegenüber Salzwasser
und Säuren widerstandsfähig ist.
dampf gespeisten Wärmeaustauscher geliefert. Der heim lMncngcn abgehende Dampf enthält angenähert
2% Salpetersäure und 98°/o Wasser. Ein Teil dieses Dampfes wird in die Abtricbssäulc zurückgeführt, wo
er nölig ist. um das Austreiben der Salpetersäuredämpfe
aus der zugeführten wäßrigen Säure zu erleichtern. Der Rest des in dem liaupterhitzer gebildeten
Wasserdampf es wird kondensiert und verworfen.
Die so konzentrierte Magncsiumnitratlösung wird
kontinuierlich aus dem Maupterhitzer abgezogen, in einem Wärmeaustauscher von 175 auf 140° C abgekühlt
und dann der Vorrichtung wieder, wie oben beschrieben, zugeführt.
Bei Anwendung des beschriebenen Verfahrens kann unter günstigen Bedingungen Salpetersäure mit einer
Konzentration von 99,5 bis 100% erhalten werden.
Schwache Salpetersäure wird wie im Beispiel 1 ein- so geengt, mit der Ausnahme, daß im Haupterhitzer eine
Konzentration von 69°/o Magnesiumnitrat, 31% Wasser und 0,2% oder weniger Salpetersäure bei
einer Temperatur von 140° C aufrechterhalten wird. Wasserdampf und Spuren von Salpetersäure werden
aus dieser Lösung im Haupterhitzer ausgekocht und durch die Leitung 14 der Abtricbssäulc als Heizdampf
zugeführt. Aus dem I-Tauptcrhitzcr wird die derart vorkonzcntricrtc
Salzlösung kontinuierlich abgezogen und zu einem Hilfsgerät geführt, wo sie durch einen
Wärmeaustauscher hindurch zu einem unter einem Unterdruck von etwa 625 Torr stehenden Schncllverdampfcr
geführt wird. Dort wird weiteres Wasser entzogen, so daß man eine Lösungskonzentration von
73,5% Magncsiumnitrat, 26,5% Wasser und Spuren
von Salpetersäure bei einer Temperatur von etwa 140° C erhält. Das verdampfte Wasser wird kondensiert
und kann verworfen werden, da es weniger als 1 % Salpetersäure enthält.
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Claims (11)
1. Verfahren zum Konzentrieren etwa 50- bis 70%igcr wäßriger Salpetersäure, bei dem die zu
konzentrierende Säure mit einer dehydratisicrend wirkenden Nitratlösung gemischt in eine eine Abtriebssäulc
enthaltene Dcstillicrvorrichtung eingebracht und fraktioniert destilliert wird, wobei
vom oberen Teil der Dcstillicrvorrichtung konzcntricrtc
Salpetersäure entnommen und verdünnte Nilratlösung vom unteren Teil der Abtriebssäule
entnommen, eingeengt und im Kreislauf zurückgeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß etwa
I Gewichtsteil Salpetersäure mit mindestens etwa 5 Gcwichtstcilcii einer etwa 130 bis 150° C warmen
65- bis 75%igen lVitratlösung gemischt wird und daß die so erhaltene Bcschickungsmischung unmittelbar
darauf in einen zum oberen Teil der Abtricbssäulc (9) gehörenden oder mit' diesem in Vcrbindung
stehenden leeren Teil, der unter Normaldruck oder Vakuum befindlichen Destilliervorrichtung
eingebracht wird, wobei die Abtriebssäulc so ausgebildet ist, daß die unten abgezogene Nitratlösung
höchstens etwa 2%, zweckmäßig aber hoch .tens 0,2% Salpetersäure enthält.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bcschickungsmischung dem
oberen Teil der Abtricbssäule (9) durch den freien unteren Teil einer an deren oberes Ende angeschlossenen,
unter Vakuum, vorzugsweise unter einem Druck von etwa 51 cm Wassersäule, stehenden Rektifizicrkolonne (3) zugeführt wird
und daß die konzentrierte Salpetersäure vom oberen Ende der Rektifizicrkolonne bei einem Riicklaufverhältnis
von etwa 1,5 bis 3 :1, vorzugsweise 2:1, entnommen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die verdünnte Nitratlösung
zum Einengen auf eine Temperatur von etwa 180 bis 185° C erhitzt wird, daß die dabei gebildeten
Dämpfe zum Teil zum Heizen der Abtriebssäule (9) verwendet und zum Teil verworfen werden und
daß die eingeengte Nitratlösung, bevor sie mit neuer zu konzentrierender Säure gemischt wird,
auf etwa 130 bis 150° C gekühlt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die verdünnte Nitratlösung zum Einengen
zunächst in einen ersten Erhitzer (12) gebracht wird, von dem die abgehenden Dämpfe der
Abtricbssäule (9) zugeführt werden, daß die in dem ersten Erhitzer (12) teilweise konzentrierte Nitratlösung
dem zweiten Erhitzer (22) zugeführt wird, in dem sie bei etwa 135 bis 140° C/61 bis 66 Torr
auf eine Konzentration von etwa 65 bis 75% gegebracht wird und daß die so konzentrierte Nitratlösung
im Kreislauf zurückgeführt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß als Nitrat Magnesiumnitrat verwendet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
dadurch gekennzeichnet, daß die Abtricbssäulc (9) eine Aggrcgatlängc von mindestens acht theoretischen
Böden aufweist.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zu konzentrierende Säure
mit einer etwa 135 bis 140° C warmen, etwa 73,5%igcn Magnesiumnitratlösung gemischt wird.
8. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß sie aus einer gegebenenfalls mit Füllkörpcrn ausgestatteten senkrechten Abtricbssäulc
(9) mit einer mindestens acht theoretischen Böden entsprechenden Aggregatlängc. einer oberhalb
der Abtricbssäulc (9) ebenfalls senkrecht angeordneten, aus einem unteren freien und einem
oberen gefüllten Teil bestehenden Rcktinzierkolonne (3) und mindestens einem Erhitzer (12)
besteht, daß der Kopf der Abtricbssäulc (9) mit der Rektifizicrkolonne (3) durch eine zu deren
unterem Ende führende Leitung (8) und eine zum oberen Ende von deren freiem Teil führende
weitere Leitung (10) verbunden ist, daß der untere Teil der Abtriebssäule (9) mit dem Erhitzer (12)
durch eine zu dessen Boden führende Leitung (11) und eine zu dessen oberem Ende führende weitere
Leitung (14) verbunden ist, daß am Boden des Erhitzers (12) eine dem Rückführen der eingeengten
Nitratlösung zum Boden der Rektifizierkolonne (3) dienende Leitung (17, 20) angeordnet ist und daß
die Rektifizierkolonne (3) im unteren freien Teil einen Einlaß für das Bcschickungsgcmisch und im
oberen gefüllten Teil einen Auslaß für die konzentrierte Säure aufweist, an den ein mit einem Vakuumanschluß
(29) und einer Rdcklauflcitung (7) versehener Kondensator (5) angeschlossen ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Erhitzer (12) durch einen
mit Hochdruckdampf gespeisten Wärmeaustauscher (13) geheizt wird.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß in die vom Erhitzer (12)
zur Rektifiziersäule (3) führende Leitung ein dem teilweisen Abkühlen der Nitratlösung dienender
Wärmeaustauscher (19) eingeschaltet ist.
11. Vorrichtung nach Ansprüche oder 9, dadurch
gekennzeichnet, daß in die vom Erhitzer (12)
zur Rektifizierkolonne (3) führende Leitung ein als Schnellverdampfer ausgebildeter Erhitzer (22) eingeschaltet
ist.
In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 902 730;
USA.-Patentschrift Nr. 2 463 453.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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GB (1) | GB817739A (de) |
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CN115212598B (zh) * | 2022-08-01 | 2024-02-23 | 辽阳环亚废酸再生科技有限公司 | 一种锅式硫酸浓缩装置用分馏塔 |
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1955
- 1955-09-15 GB GB26400/55A patent/GB817739A/en not_active Expired
- 1955-09-20 FR FR1141452D patent/FR1141452A/fr not_active Expired
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10302955A1 (de) * | 2003-01-24 | 2004-08-12 | Plinke Gmbh | Salpetersäurehochkonzentrierung mit Magnesiumnitrat |
DE10302955B4 (de) * | 2003-01-24 | 2007-03-01 | Plinke Gmbh | Salpetersäurehochkonzentrierung mit Magnesiumnitrat |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR1141452A (fr) | 1957-09-03 |
GB817739A (en) | 1959-08-06 |
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