DE558433C

DE558433C - Herstellung von Stickstoff-Sauerstoff-Verbindungen, insbesondere hochprozentiger Salpeter-saeure, durch katalytische Verbrennung von Ammoniak mit Sauerstoff oder sauerstoffhaltigen Gasen

Info

Publication number: DE558433C
Application number: DEC45001D
Authority: DE
Inventors: Dr Ivar Walfried Cederberg
Original assignee: OXYAMMON AKT GES
Current assignee: OXYAMMON AKT GES
Priority date: 1931-06-25
Filing date: 1931-06-25
Publication date: 1932-09-07
Also published as: FR42036E; NL34254C

Description

Herstellung von Stickstoff-Sauerstoff-Verbindungen, insbesondere hochprozentiger Salpetersäure, durch katalytische Verbrennung von Ammoniak mit Sauerstoff oder sauerstoffhaltigen Gasen In der Patentschrift 531945 ist ein Verfahren zur Herstellung hochprozentiger Salpetersäure durch katalytische Verbrennung von Ammoniak mit Sauerstoff oder sauerstoffreichen Gasen beschrieben, bei dem die bei der Reaktion entstehenden Gase unmittelbar nach ihrem Austritt aus der Kontaktzone eine im Bewegungssinne der Gase nach bzw. über dieser angeordnete Kühlflüssigkeitsschicht hindurchströmen. Diese Kühlflüssigkeitsschicht wird zwecks vollständiger Abführung der Reaktionswärme in einem Umlaufsystem gekühlt. Es findet daher in dieser Flüssigkeit teils eine Kondensation des bei der Reaktion entstehenden Wasserdampfes, teils eine Absorption der gebildeten Stickoxide statt, die um so vollständiger ist, je höher die Flüssigkeitsschicht ist. Die im Umlauf befindliche Flüssigkeit wird bei dem in der Patentschrift 531945 beschriebenen Verfahren in solchen Mengen der über die Kontaktzone befindlichen Flüssigkeitsschicht wieder zugeführt, daß die Höhe derselben innerhalb des Reaktionsbehälters konstant bleibt, während der durch die Wasser- bzw. Salpetersäurebildung bewirkte tTberschuß an Flüssigkeit in einer Absorptionsvorrichtung mit den nicht absorbierten Stickoxyden im Gegenstrom behandelt wird.
Diese Arbeitsweise hat den Nachteil, daß in der über der Kontaktzone befindlichen Flüssigkeitsschicht unter Umständen eine weitgehende Absorption der Stickoxyde stattfindet, so daß in der nachfolgenden Absorptionsvorrichtung die Restgase im Gegenstrom mit einer bereits hochprozentigen Salpetersäure behandelt werden. Eine völlige Erschöpfung der Restgase an Stickoxyden ist aus diesem Grunde in solchen Fällen bekanntlich nicht durchführbar.
Es wurde nun gefunden, daß dieser Nachteil dadurch behoben werden kann, daß die über der Kontaktzone befindliche Kühlflüssigkeitsschicht in mindestens zwei durch einen oder mehrere Oxydationsräume voneinander getrennten Teilschichten derart unterteilt wird, daß in der unmittelbar über der Kontaktzone befindlichen ersten Teilschicht fast nur eine Kondensation des bei der Reaktion entstehenden Wasserdampfes, dagegen fast keine Absorption von Stickaxy den stattfindet, in der zweiten Teilschicht aber eine möglichst weitgehende Absorption der höheren Stickoxyde bewirkt wird, die sich in dem zwischen den Teilschichten befindlichen Oxydationsraum bilden.
Diese Unterteilung der Flüssigkeitsschicht in zum Beispiel zwei voneinander räumlich getrennten Teilschichten erreicht man am zweckmäßigsten durch die Anordnung eines stabilen Drahtgewebes innerhalb des Reaktionsbehälters, das so dicht ist, daß-bei Gasdurchgang die auf demselben ruhende Flüssigkeit nicht nach unten durchtreten kann. Auch können die Teilschichten in voneinander getrennten Behältern angeordnet werden: Zur möglichst vollständigen Kondensation des Wasserdampfes in der ersten Teilschicht bzw. Absorption der Stickoxyde in der zweiten Teilschicht werden die Höhen derselben zweckmäßig so gewählt, daß die Höhe der ersten Teilschicht möglichst gering, die Höhe der zweiten Teilschicht dagegen möglichst groß wird. Ferner ist eine intensive Kühlung der in den Teilschichten enthaltenen Flüssigkeiten notwendig. Diese Kühlung geschieht zweckmäßig durch Umlauf in voneinander getrennten Kühlanlagen oder durch Zugabe kalter Flüssigkeit oder durch beide Maßnahmen zugleich.
Erfindungsgemäß wird zur Erzielung einer praktisch restlosen Umsetzung der bei der Verbrennung entstehenden Stickoxyde in hochprozentige Salpetersäure das in der unmittelbar über der Kontaktzone befindlichen ersten Teilschicht durch Kondensation fortwährend gebildete Wasser bzw. -die in dieser Teilschicht unter Umständen entstehende dünne Salpetersäure ganz oder nur zum Teil mit den aus der zweiten Teilschicht noch entweichenden Stickoxyden behandelt, wobei die anfallende Salpetersäure ganz oder nur zum Teil der zweiten Teilschicht zugeführt wird. Die Gesamtproduktion an hochprozentiger Salpetersäure wird durch ein Überlaufrohr aus dieser zweiten Teilschicht entfernt.
Bei Anwendung mehrerer Flüssigkeitsschichten wird das Verfahren sinngemäß abgeändert.
Durch die beschriebene Arbeitsweise ist es ohne weiteres möglich, Salpetersäure von '7o bis 8o °Jo Stärke in einem Arbeitsgang herzustellen. Auch eine direkte Herstellung höchstkonzentrierter Salpetersäure von 96 bis 98 °/o Stärke ist nach der Erfindung dadurch möglich, daß nur etwa ein Drittel des durch Kondensation des Wasserdampfes gebildeten Wassers in Umlauf gesetzt wird. Allerdings ist in diesem Falle eine sehr intensive Kühlung, beispielsweise unter 0°, sowie unter Umständen die Verwendung eines erhöhten Druckes erforderlich.

Claims

PATENTANSPRÜCIZE: I. Herstellung von Stickstoff-Sauerstoff-Verbindungen, insbesondere hochprozentiger Salpetersäure, durch katalytische Verbrennung von Ammoniak mit Sauerstoff oder sauerstoffreichen Gasen gemäß Patentschrift 531 945, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlflüssigkeitsschicht in mindestens zwei durch Oxydationsräume voneinander getrennten Teilschichten derart unterteilt wird, daß in der unmittelbar über der Kontaktzone befindlichen ersten Teilschicht im wesentlichen nur eine Kondensation des bei der Reaktion entstehenden Wasserdampfes, dagegen fast keine Absorption von Stickoxyden stattfindet, in der zweiten bzw. in den übrigen Teilschichten aber eine möglichst weitgehende Absorption der höheren Stickoxyde bewirkt wird, die sich in den zwischen den Teilschichten befindlichen Oxydationsräumen bilden.
2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß zur möglichst vollständigen Kondensation des Wasserdampfes in der ersten Teilschicht bzw. Absorption der Stickoxyde in den übrigen Teilschichten die Flüssigkeitsschichten intensiv gekühlt werden.
3. Verfahren nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlung der in den Teilschichten enthaltenen Flüssigkeiten durch Umlauf in voneinander getrennten Kühlanlagen oder durch Zugabe kalter Flüssigkeit oder durch beide Maßnahmen zugleich erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das in der ersten Teilschicht gebildete Wasser bzw. die gebildete verdünnte Salpetersäure ganz oder nur zum Teil mit den aus der letzten Teilschicht noch entweichenden Stickoxyden behandelt wird, wobei die anfallende Salpetersäure ganz oder nur zum Teil den übrigen Teilschichten mit Ausnahme der ersten zugeführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der katalytische Verbrennungsprozeß als auch die Kühlung, Oxydation und Absorption der erhaltenen Stickoxyde in an sich bekannter Weise ganz oder teilweise unter einem höheren Druck als Atmosphärendruck ausgeführt wird.