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" Procédé pour la fabrication de l'acide nitrique concentré."
Le nitrate de chaux se décompose par la chaleur vers 6000 pour donner N0 et de l'oxygène ,
En recueillant ces gaz, on peut fabriquer l'acide nitrique concentré directement sans concentration par l'acide sulfurique, mais la chose n'est possible que si la proportion d'eau entraînée est très faible .
Si l'on part du nitrate commercial, obtenu par l'attaque du calcaire par l'acide nitrique, qui contient une forte proportion d'eau, cette eau recueillie en même temps que les gaz ne permet guère de fabriquer un acide à plus de 80 %.
Pour que le nitrate permette la fabrication directe de N03E concentré, il faut que la proportion d'eau correspon- de à :
2 NO2 + 0 + H2O = 2 NO3H soit 18 gr. d'eaupoux 28 gr. d'azote .
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Si l'on veut de l'acide à 98 % la quantité d'eau pour 28 gr. d'azote peut atteindre 20 gr., mais sans dépasser ce chiffre .
Le nitrate commercial à 13% d'azote contient environ 23% d'eau soit 50 gr. pour 28 gr. d'azote .
L'évaporation de l'eau en excès peut se faire par chauffage, mais il est très difficile d'évacuer la quantité nécessaire soit 30 gr. pour 28 gr. d'azote, sans. que certaines parties du nitrate traité atteigne la température de décomposition et, à cause de ce fait, le procédé n'a pas été employé de façon industrielle .
La présente invention a pour objet un nouveau procédé de fabrication de l'acide nitrique concentré, supprimant les inconvénients que l'on vient de signaler . Ce procédé consiste à décomposer par la chaleur, du nitrate de chaux préparé par voie sèche ou du nitrate de chaux déshydraté et à liquéfier par le froid, une partie du peroxyde d'azote dégagé. Le nitrate de chaux utilisé sera préparé par exemple et de préférenoe, suivant le procédé décrit dans les brevets français :
N 667.115 du 9 Janvier 1929
N 715.357 du 24 Août 1930
N 63.049 du 16 Janvier 1933.
Dans la mise en pratique du procédé ci-dessus, la décomposition du nitrate se fait sans perte d'azote et les gaz recueillis sont utilisés à la fabrication de l'acide concentré, car la proportion de NO et d'oxygène est celle qui correspond à cet acide .
En effet, dans le nitrate préparé par voie sèche, la chaux qui existe toujours en excès ne gène nullement; la décomposition a lieu suivant la formule : (NO3)2 Ca = 2 NO + 3 0 + Cao
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Après refroidissement et oxydation, le gaz correspond à 2 NO2 + 0.
La pression partielle de NO2 est ainsi considérable et il est très facile d'en liquéfier la majeure partie à la pression atmosphérique en ne descendant que peu au-dessous de 0
Le gaz qui s'échappe contient de l'oxygène et une proportion assez forte de vapeurs nitreuses ; est faci- lement recueilli dans des tours de petites dimensions et donne un acide relativement concentré .
Cet acide est mélangé ensuite dans un autoclave au peroxyde liquide, auquel il apporte l'eau nécessaire à la fabrication de l'acide .
Le gaz qui s'échappe des tours d'absorption est de l'oxygène. On débarrasse, cet oxygène des traces d'acide entraînées par un lavage µ l'acide concentré, à l'eau et au besoin par un lavage alcalin. Cet oxygène est ensuite comprimé par un compresseur de préférence à injection d'eau pour éviter les corrosions que pourraient produire des traces d'acide entraînées; il est refoulé sous pression dans l'autoclave en présence du peroxyde d'azote liquide et de l'acide, il forme avec ceux-ci l'acide nitrique concentré . L'opération qui comporte une dénitration de l'acide produit se fait avec récupé- 'ration des oxydes d'azote suivant les procédés de la pratique industrielle, par exemple suivant le brevet français N 496.626 du 15 Mai 1918.
Dans une variante du procédé, on part de nitrate de chaux commercial à 13 %. On versece nitrate dans une marmite ou cornue chauffée dans un premier four, électrique de préférence, avec thermostat automatique coupant le courant pour une température qui correspond à l'apparition des vapeurs nitreuses .
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Ge four devra être de puissance notablement plus faible que le four de décomposition et la durée de séjour de la marmite sera relativement grande, car l'apport de uhaleur sera lent puisque la paroi de la marmite ne doit pas être à température élevée .
La vapeur d'eau provenant de la déshydratation sera envoyée à l'extérieur sans précautions spéciales puisqu'il n'y a pas de vapeurs nitreuses .
Une fois obtenue la déshydratation suffisante, la marmite est portée dans un autre four, électrique de préférence, servant à la décomposition et dont la puissance de chauffage est beaucoup plus élevée .
Les gaz qui s'échappent contiennent encore un peu d'eau qui, par refroidissement en contact avec le peroxyde d'azote, contiendra en dissolution de l'acide nitrique ; il est donc indispensable que toute la tuyauterie et l'appareillage, réfrigérant, condenseurs, etc.... soient en métal inattaquable à l'acide nitrique .
L'installation comporte ainsi : l des fours de déshydratation à puissance réduite;
2 des marmites contenant le nitrate et permettant le chauffage extérieur et la mise en place successivement dans les fours de déshydratation et dans les fours de décomposition .
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"Process for the manufacture of concentrated nitric acid."
Lime nitrate decomposes by heat around 6000 to give N0 and oxygen,
By collecting these gases, we can manufacture concentrated nitric acid directly without concentration by sulfuric acid, but this is only possible if the proportion of water entrained is very low.
If we start with the commercial nitrate, obtained by attacking the limestone with nitric acid, which contains a high proportion of water, this water collected at the same time as the gases hardly makes it possible to manufacture an acid with more than 80%.
In order for the nitrate to allow the direct manufacture of concentrated N03E, the proportion of water must correspond to:
2 NO2 + 0 + H2O = 2 NO3H or 18 gr. water-lice 28 gr. nitrogen.
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If you want 98% acid the amount of water for 28 gr. of nitrogen can reach 20 gr., but without exceeding this figure.
Commercial 13% nitrogen nitrate contains about 23% water or 50 gr. for 28 gr. nitrogen.
Evaporation of the excess water can be done by heating, but it is very difficult to evacuate the necessary quantity, ie 30 g. for 28 gr. nitrogen, without. that some parts of the treated nitrate reach the decomposition temperature and, because of this fact, the process has not been used industrially.
The present invention relates to a new process for the manufacture of concentrated nitric acid, eliminating the drawbacks which have just been pointed out. This process consists in decomposing by heat, nitrate of lime prepared by the dry route or dehydrated nitrate of lime and in liquefying by cold, part of the nitrogen peroxide released. The lime nitrate used will be prepared for example and preferably, according to the process described in French patents:
N 667.115 of January 9, 1929
N 715.357 of August 24, 1930
N 63.049 of January 16, 1933.
In the practice of the above process, the decomposition of the nitrate takes place without loss of nitrogen and the gases collected are used in the manufacture of the concentrated acid, since the proportion of NO and oxygen is that which corresponds to this acid.
In fact, in the nitrate prepared by the dry route, the lime which always exists in excess does not interfere in any way; decomposition takes place according to the formula: (NO3) 2 Ca = 2 NO + 3 0 + Cao
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After cooling and oxidation, the gas corresponds to 2 NO2 + 0.
The partial pressure of NO2 is thus considerable and it is very easy to liquefy most of it at atmospheric pressure, only slightly below 0.
The escaping gas contains oxygen and a fairly high proportion of nitrous vapors; is easily collected in small towers and gives a relatively concentrated acid.
This acid is then mixed in an autoclave with liquid peroxide, to which it supplies the water necessary for the manufacture of the acid.
The gas which escapes from the absorption towers is oxygen. This oxygen is freed from traces of acid entrained by washing μ the concentrated acid, with water and, if necessary, by an alkaline washing. This oxygen is then compressed by a compressor, preferably with water injection, in order to avoid the corrosion that could be produced by traces of entrained acid; it is delivered under pressure into the autoclave in the presence of liquid nitrogen peroxide and of the acid, it forms with these concentrated nitric acid. The operation which comprises a denitration of the acid produced is carried out with recovery of the nitrogen oxides according to the methods of industrial practice, for example according to French patent N 496,626 of May 15, 1918.
In a variant of the process, the starting point is 13% commercial lime nitrate. This nitrate is poured into a pot or retort heated in a first oven, preferably electric, with an automatic thermostat cutting off the current for a temperature which corresponds to the appearance of nitrous vapors.
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The furnace will have to be of significantly lower power than the decomposition furnace and the pot life will be relatively long, since the supply of heat will be slow since the wall of the pot should not be at high temperature.
The water vapor resulting from the dehydration will be sent outside without special precautions since there are no nitrous vapors.
Once sufficient dehydration has been obtained, the pot is taken to another oven, preferably electric, used for decomposition and the heating power of which is much higher.
The gases which escape still contain a little water which, by cooling in contact with nitrogen peroxide, will contain nitric acid in solution; it is therefore essential that all the piping and the apparatus, refrigerant, condensers, etc., be made of metal which is resistant to nitric acid.
The installation therefore includes: l dehydration ovens at reduced power;
2 pots containing the nitrate and allowing external heating and successive installation in the dehydration ovens and in the decomposition ovens.