DE252374C

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Publication number: DE252374C
Application number: DENDAT252374D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 12«. GRUPPE

FREDRIK W. de JAHN in NEW YORK.

im Vakuum.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 23. April 1911 ab.

Es sind verschiedene Verfahren bekannt, Salpetersäure durch Destillation eines aus einem Nitrat und Schwefelsäure bestehenden Gemisches herzustellen. Nach den meisten Verfahren wird die Destillation im Vakuum vorgenommen, und die Erhitzung findet bisweilen dabei im Wasserbade statt. Nach letzterem Verfahren ist jedoch die Temperatur nicht hoch genug, um eine vollständige Zersetzung

ίο des' Nitrats herbeizuführen. Wird das Gemisch jedoch ohne Anwendung eines Wasserbades bis zur vollständigen Umsetzung erhitzt, so muß die Temperatur bis zum Schmelzen des sich bildenden Bisulfats gesteigert werden.

Hierbei bilden sich jedoch außer 'der Salpetersäure auch noch andere Oxydationsstufen des Stickstoffes, so daß eine durch Zersetzungsprodukte verunreinigte Salpetersäure erhalten wird. Das in der Retorte zurückbleibende Bisulfat bildet nach der Entfernung aus der Retorte eine feste Masse, deren Bearbeitung ■ Schwierigkeiten bereitet.

Nach einem anderen Verfahren werden Schwefelsäure und Salpeter in äquivalenten Mengen getrennt erhitzt und alsdann unter Umrühren allmählich zusammengegeben. Bei diesem Verfahren bildet sich neutrales Sulfat, jedoch ist zur vollständigen Umsetzung ein Erhitzen auf über 250 ° erforderlich, so daß auch hier eine durch niedere Oxydationsstufen verunreinigte Salpetersäure erhalten wird, während der über seine Schmelztemperatur erhitzte Rückstand später zu einem festen Kuchen erstarrt.

Nach der vorliegenden Erfindung wird die Salpetersäure aus einem Nitrat [meist Na N O₃ oder Ca (N O₃J₂] und Schwefelsäure im allmählich gesteigerten Vakuum unter Umrühren hergestellt. Es zeigt sich hierbei, daß die Temperatur zur vollständigen Umsetzung des Gemisches bedeutend niedriger gehalten werden kann, als dies bei den bisherigen Verfahren erforderlich war, und zwar liegt sie unterhalb des Schmelzpunktes des in der Retorte zurückbleibenden Sulfats oder Bisulfats. Die Temperatur braucht nur bis etwa 150 ° gesteigert zu werden, so daß bei fast quantitativer Ausbeute eine starke, gar nicht. oder nur spurenweise, durch Zersetzungsprodukte verunreinigte Salpetersäure erhalten wird. Die vollständige Umsetzung erfolgt außerdem in kürzerer Zeit als bei den bisherigen Verfahren, und der Prozeß zeichnet sich daher durch eine hohe Brennstoffökonomie aus, da eine Erhitzung auf eine niedrigere Temperatur und kürzere Zeit hindurch nötig ist, als dies bei den früheren Verfahren erforderlich war. Als Heizmittel kann man lediglich mit Dampf auskommen, was, wie auf.der Hand liegt, in, der Gesamtanordnung eine außerordentliche Vereinfachung hervorbringt. Muß man mit der Temperatur auf 175° und höher gehen, so ist praktisch die Verwendung von Kohlenoder Gasheizung unumgänglich notwendig, weil man diese Temperatur mit Dampf nur bei ganz erheblichen, in der Praxis nicht mehr gut anwendbaren Spannungen erzielen könnte.

Infolge der verwendeten niederen Temperatur werden auch die in der Apparatur verwendeten Tonröhren äußer ordentlich geschont. Sie springen längst nicht so leicht wie bei den sonst angewendeten hohen Temperaturen.

Ein sehr wichtiger Vorzug des Verfahrens ist

noch folgender: Das bei der Umsetzung gebildete Bisulfat mußte bei den bisherigen Verfahren zur Erzielung einer vollständigen Umsetzung geschmolzen werden und erstarrte nach der Entfernung aus der Retorte zu einem festen Kuchen, der vor der Weiterverarbeitung der Zerkleinerung bedurfte. Bei dem Verfahren nach der Erfindung wird der Rückstand infolge des Umrühr ens in Form eines

ίο trockenen Pulvers erhalten und kann sofort weiterverwendet werden.

Die Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung soll nachstehend an einigen Beispielen gez.eigt werden, doch ist das Verfahren nicht auf die angegebenen Einzelheiten beschränkt, sondern kann auch sinngemäße Ab weichungen zeigen.

Beispiel I.

Der Destillierapparat wird mit 1500 kg Natriumnitrat beschickt und darauf in ihm ein Vakuum etwa von 15 cm Quecksilber mittels einer Vakuumpumpe erzeugt. Alsdann werden in den Destillierapparat 1635 kg g8prozentige Schwefelsäure gebracht und die Temperatur des Gemisches allmählich bis auf 135 ° C. gesteigert. Diese Temperatur wird so lange gehalten, bis die Destillation vollendet ist. Sobald sie nachzulassen beginnt, wird das Vakuum von 15 cm auf 71 cm Quecksilber gesteigert. Der im Destillierapparat zurückbleibende Salpeterkuchen ist pulverförmig und praktisch frei von Zersetzungsprodukten des Natriumnitrats. Die erhaltene Salpetersäure enthält praktisch keinerlei Zersetzungsprodukte von Salpetersäure.

Beispiel II.

Das Destilliergefäß wird mit 75 kg Kalziumnitrat, das beispielsweise aus 76 Prozent Ca (N O₃J₂, 0,7 Prozent Kalziumoxyd und 24 Prozent Wasser bestehen kann, beschickt, darauf werden 20 kg 95 prozentige Schwefelsäure zugegeben. Die Temperatur des Destilliergefäßes wird allmählich bis auf 135⁰C. gesteigert. Das Vakuum beträgt dabei anfänglich 15 cm Quecksilber und wird, wenn die Destillation nachläßt, langsam auf 71 cm gebracht, während die oben angegebene Temperatur während der ganzen Dauer des Vorganges konstant gehalten wird.

Nach diesen Beispielen wird eine starke Salpetersäure in praktisch quantitativer Ausbeute erhalten, die gar nicht oder nur von sehr geringen Mengen von Zersetzungsprodukten der Salpetersäure begleitet ist. Die Temperatur liegt unterhalb des Schmelzpunktes des Salpeterkuchens, und der Rückstand ist pulverförmig.

Ein Apparat zur Ausübung des Verfahrens ist in der Zeichnung dargestellt. Das geschlossene Gefäß A, in das das Gemisch gebracht wird, ist gewöhnlich von einem Mantel B umgeben, in den durch das Rohr C Wasser oder Dampf als Heizmittel eingelassen wird. Das Rohr D dient dazu, das Wasser oder den Dampf aus dem Mantel B abzulassen. In die Rohre C und D sind die Ventile C bzw. D' eingeschaltet. Das Destilliergefäß A wird durch den Deckel E geschlossen, durch den mittels der Stopfbüchse F die Welle G eingeführt ist. Das innere Ende dieser Welle ist im Boden des Gefäßes A gelagert. Auf der Welle sind im Innern des Gefäßes A Rührarme H befestigt, während an den Seitenwänden fest angebrachte Stangen H' zwischen diesen Armen hindurchgreifen und einerseits eine Wirbelbildung des Gemisches verhindern und andererseits zur festen Lagerung der Welle G dienen. Am oberen Ende der Welle ist ein Kegelrad / befestigt, das in ein Kegelrad / an der Welle K eingreift. Letztere ist drehbar in festen Lagern gelagert und wird mittels einer Riemenscheibe L in Umdrehung versetzt. Der Deckel E ist mit einer durch einen Deckel M' verschließbaren Einfüllöffnung M für das Gemisch versehen. Fer-, ner befinden sich noch an dem Deckel E ein Einführungsrohr N mit einem Ventil N', die zur Einführung der Schwefelsäure dienen. Die gebildeten Salpetersäuredämpfe entweichen durch das Auslaßrohr O, das mit einem Ventil O' versehen und mit einem Kühler P verbunden ist. Q stellt ein Vakuumgefäß zum Aufsammeln der Salpetersäure dar, das mit der Kühlschlange von P in Verbindung steht und aus dem die Luft mittels des Rohres R abgesaugt wird. S ist die Ausflußöffnung mit dem Ventil S'. Schließlich befindet sich noch an dem Gefäß A eine geeignete öffnung A', durch welche die Reinigung des Gefäßes vorgenommen werden kann.

Claims

Patent-Anspruch:

Verfahren zur Herstellung von Salpetersäure aus einem Nitrat und Schwefelsäure im Vakuum, dadurch gekennzeichnet, daß die Destillation des Gemisches unter Umrühren und allmählicher Steigerung des Vakuums bei einer unter der Schmelztemperatur des sich bildenden Bisulfats bzw. Sulfats liegenden Temperatur vorgenommen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.