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Verfahren zur Aufarbeitung von Nitrierabfallsäure Die Erfindung bezieht
sich auf ein Verfahren zur Aufarbeitung von organische Verunreinigungen enthaltendes
Nitrierabfaillscli;wefelsäwren.
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Die Aufarbeitung von Nitrierabfallsäuren ist ein bisher nicht befriedigend
gelöstes Problem. Eine Reihe von Voirsichläigeni @siin(d! bekanntgewojndeni, diie
jedoch durchweg übelstände aufweisen.
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Man hat z. B. solche Nitrierabfallsäuren versucht durch Wärmebehandlung
mit oder ohne Zusatz von Gasen, Dämpfen usw. zwecks Abdestillierung der Fremdbestandteile,
z. B. der Nitroverbindungen, zu reinigen und anschließend zu konzentrieren, jedoch
sind solche Verfahren im allgemeinen viel zu kostspielig, um in großem Maße verwertet
werden zu können. Es sind umständliche Verfahren und besondere Apparaturen notwendig,
und es entstehen erhebliche Kosten durch die notwendige Beheizung und Aufwendungen
für Reparaturen, die erforderlich werden infolge der Einwirkungen der heißen Säuren
und Verunreinigungen auf die Baustoffe der Apparaturen.
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Es: ist auch der Vorschlag bekannworden, Nitrierabfallsäuren mit heißen
Schwefeldioxydgasen zu behandeln. Diesem Verfahren hing aber der übelstand an, daß
stark nitrosehaltige Abfallsäure auf diese Weise nicht aufgearbeitet werden konnte.
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Nach der Erfindung wird vorgeschlagen, organische Verunreinigungen
enthaltende Nitrierabfallsäuren mit heißen schwefeldioxydhaltigen Gasen bei derartigen
Temperaturen zu behandeln, daß die ablaufende Säure bei einem deutlichen Gehalt
an Schzvefel,dioxyd eine Konzentrationi vom. mindlesten:s 76°/o H2 S 04 aufweist.
Bevorzugt
werden bei dem Verfahren nach der Erfindung heiße Röstgase-angewendet, die direkt
benutzt werden können.
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Wenn man z. B. Abfallsäure in Walzenkästen, ausgemauerten Türmen,
Intensivgasmischern, Kaskadenapparaten, Konzentrationskanälen oder anderen geeigneten
Apparaturen mit den heißen Röstgasen behandelt, die aus der Abröstung von schwefelhaltigen
Materialien herrühren, so kommt man ohne Aufwand untragbarer Kosten zu der gewünschten
Gewinnung von brauchbarer Schwefelsäure aus Abfallschwefelsäure.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Behandlung
durchgeführt in vorhandenen Gloverapparaturen'-von nach dem Nitroseverfahren arbeitenden
Schwefelsäuresystemen.
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Die Stickstoff-Sauerstoff-Verbindungen können bei dem Vorgehen nach
der Erfindung in bekannter Weise für die Schwefelsäureerzeugung nutzbar gemacht
werden. -Bei der Behandlung von Abfallschwefelsäure; insbesondere Nitrierabfallsäure,
mit heißen S 02-haltigen Röstgasen tritt eine Aufspaltung und Zerstörung der organischen
Verunreinigungen, insbesondere der organischen Nitroverbindungen, ein, ohne daß,
da die Zersetzung der Verbindungen in flüssiger Phase bzw. in der Grenzphase zwischen
flüssiger und gasförmiger Form stattfindet, eine Explosionsgefahr vorliegt.
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Die Benutzung der heißen, von der Röstung kommenden Gase hat auch
noch den Vorteil, daß der Wärmeinhalt dieser Gase nicht nur zur Aufspaltung der
Verunreinigungen genügt, sondern darüber hinaus für die Aufkonzentrierung der dünnen
gereinigten Schwefelsäure z. B. auf die übliche Gl@owerisäuires.bärke von 5,8 bims
6o° Be hiihreicht.
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Nach der Erfindung kann in einfachen Apparaturen, beispielsweise in
vorhandenen Glovertürmen, ohne künstliche Wärmezuführung die Abfallsäure gereinigt
und konzentriert werden, wodurch sich gegenüber den bekannten Verfahren ein wesentlicher
Fortschritt ergibt.
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Für die geeignete Behandlung der Abfallsäuren ist dafür Sorge zu tragen,
daß S 02-haltige Röstgase genügend hoher Konzentration bei einer ausreichenden Temperatur
auf die Abfallsäure einwirken. 'Es werden bei der Wasserverdampfung infolge der
Wärmeeinwirkung die Nitroverbindungen aus der Abfallschwefelsäure abdestilliert.
Beim Abdestillieren werden die flüssigen bzw. gasförmigen Nitroverbindungen durch
das starke S 02 Gas durch Aufspaltung zerstört. Beispielsweise ist bei - einer Gaseintrittstemperatur
von q.oo° eine Mindestkonzentration von 8,o Volumprozent iS 02 im Röstgas erforderlich;
bei höherer Gaskonzentration kann die Reaktionstemperatur niedriger sein, bei niedriger
Gaskonzentration muß die Reaktionstemperatur höher liegen. Wichtig ist die praktisch
vollilständige Zerstörung der, Verunreinigungen, da selbst sehr kleine Mengen organischer
Nitroverbindungen die regenerierte Säure unverkäuflich machen, da sie alsdann für
viele Verwendungszwecke nicht brauchbar ist. Die restlose Zerstörung wird dadurch
erreicht, daß das Verfahren so durchgeführt wird, daß im Ablauf des Turmes die Säure
eine Stärke von mindestens 76,7% hat. Es wurde nämlich gefunden, daß in der letzten
Stufe die Reinigung nur beii dieser S,äuiresitätrke vor sich geht. Fällt die Säurestärke
unter 76,q.°/0, so -bleiben dieutEch wahrnehmb@aire Resae d_ r organischen Nitroverunreinigungen
unzersetzt, die beispielsweise der Säure einen deutlichen Bittermandelölgeruch geben.
Die durchgesetzte Menge der Abfallsäure ist im Verhältnis zur Röstgasmenge und Röstgasstärke
so zu wählen, daß die ablaufende regenerierte Säure einen deutlichen Gehalt von
S 02 aufweist.
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Die bei der Aufspaltung der organischen Nitroverbindungen gleichzeitig
erfolgende Reduzierung der Schwefelsäure zu S 02 führt bei dem vorliegenden Verfahren
nicht zu Verlusten, da diese S 02 Gase mit dem Gasstrom in die angeschlossene Schwefelsäurefabrik
übergeführt und dort wieder zu Schwefelsäure umgesetzt werden können.
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': -Bei- der Arbeitsweise des Verfahrens wird der größte Teil der
organischen Nitroverbindungen so aufgespalten, daß der Nitroanteil aktiv bleibt
und in dem Schwefelsäuresystem an der Umsetzung der S 02 und H2 S 04 mitwirkt, wodurch
sich ein besonders wirtschäftlicher Effekt ergibt, da für die Schwefelsäureherstellung
an zuzusetzender Salpetersäure gespart wird.
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Das Verfahren kann so geführt werden, daß die Apparatur nur zur Aufarbeitung
von Abfallschwefelsäuren dient, indem die von Röstgasen durchströmte Apparatur nur
mit Abfallsäure beschickt wird.
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- Bei der Durchführung des Verfahrens in Glovertürmen kann aber auch
so gearbeitet werden, daß die Türme neben der Aufarbeitung der Abfallsäuren zugleich
normale Gloverturmfunktionen ausüben, indem die Türme mit einem Gemisch von der
betrieblichen Umlaufsäure zusammen mit der Abfallsäure berieselt werden.
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Falls die Röstgase nicht die erforderliche Temperatur für die Durchführung
des Verfahrens haben, können dieselben durch Zusatzbeheizung so weit aufgeheizt
werden, daß sie beim Eintritt in die Apparatur die notwendige Temperatur für die
Durchführung des Verfahrens haben.
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Röstgase werden zur Durchführung des Verfahrenis bei Inten.sivgasm!i,schern
innügst nut der aufzuarbeitenden Säure gemischt. Sonst wird das Verfahren sot durchgeführt,
daß die Gasie im Gegenstrom zu der zu regenerierenden Säure geführt werden.