136966. lajstromszámú szabadalom • Eljárás az eutektikumnál kisebb töménységű vizes salétromsavból az eutektikus töménységét meghaladó, a monchidrátot megközelítő sűrűségű salétromsav előállítására

2 136.966 útján egyrészt monohidrátot, másrészt pedig mintegy 70%-os salétromsavat állíthatunk elő, melyet nitrogéndioxiddal ill. tetroxiddal és oxigénnel való újabb reakcióhoz használhatunk el. Az ismert eljárásokkal szemben, melyeknél a legerősebb salétromsav előállításához idegen nitrogénoxidforrást kell igénybe venni, a találmány szerinti eljárásnak az az előnye, hogy mind a nitrogénoxidot, . mind pedig a nitrogíénoxidhoz stöchiometrikus viszonyban szükséges oxigént közvetlenül a besűrítendő salétromsavból, idegen ipar igénybevétele nélkül állítjuk elő, és hogy továbbá a szükséges nyomást gyakorlatilag költségmentesen különleges rendszabályok nélkül azzal hozhatjuk létre, hogy a teljes berendezést nyomást tömítően alakítjuk ki, mégpedig nem csupán a szétbontáshoz használt berendezést, hanem az elgőzölögtetőt is, úgyhogy a salétromsavat csupán a berendezésben uralkodó nyomással szemben kell az elgőzölögtetőbe szivattyúznunk, míg az oxigén és nitrogénoxid besűrítéséhez az ismert eljárásoknál elengedhetetlen kompressziós munka elesik. A nitrogéntetroxid cseppfolyósításához továbbá a vízzel való hűtés elegendő. Megállapítottuk továbbá, hogy a bontás útján kapott gázok lényegesen előnyösebben viselkednek, mint a nitrogénoxidokból és szabad oxigénből mesterségesen előállított keverék, amennyiben rövidebb időtartam alatt az eutektikumot meghaladó salétromsav sokkal nagyobb töménysége érhető el. E jelenség oka eddig kétségtelenül nem volt megállapítható. A találmány szerinti eljárás foganatosításánál gyakorlatilag úgy járhatunk el, hogy a besűrítendő és az eljárás alatt mindig újból keletkező eutektikumos töménységű salétromsavat a nitrogéndioxiddal ill. tetroxiddal telítjük és a visszamaradó oxigént e savval a fel nem vett tetroxiddal együtt ellenáramban kezeljük, miközben a monohidráttá való reakció végbe megy. Eljárhatunk azonban akként is, hogy az igen nagy töménységben rendelkezésünkre álló nitrogéntetroxid legnagyobb részét mélyhűtés útján cseppfolyósítjuk, a cseppfolyósított N2Ü4-t a besűrítendő salétromsavval keverjük, majd ezt a nitrózus savat a fent megadott módon az oxigénnel és nem oxidált N2O4-összetevővel ellenáramban kezeljük, mimellett a kezelést még két részre oszthatjuk akként, hogy a cseppfolyós N2O4 és a besűrítendő salétromsav keverékét erősen aláhűtve valamely oszlop felső részébe adagoljuk, melyet szintén mélyhűtéssel láttunk el, míg az oszlop alsó részébe az oxigént és a nem oxidált N2Ü4-t vezetjük, és e részt az oszlop nagyságától és terhelésétől függő mértékben fűtjük. Végül hasznosnak bizonyult, ha az oszlop felső és alsó része között oxigénköráramot alkalmazunkmelynek az a célja, hogy az oszlopban az áramlási sebességet és a folyadékok és gázok ill. gőzök egymásra való behatásának energiáját a legelőnyösebbre állítsuk be. A rajz a találmány szerinti eljárás foganatosításához alkalmas berendezés vázlatát tünteti fel. E berendezés segítségével az eljárást következőképpen foganatosíthatjuk: Az 1 elgőzölögtetőben 65%-os salétromsavat párologtatunk el és a gőzöket a 2 túlhevítőben mintegy 600—700 C°-on gyorsan NO, N02

és O2 gázokra, valamint vízre bontjuk. A gőzök ill. gázok lehűtésének sebessége szerint a 3 kondenzátorban salétromsav alakul vissza. A 3 kondenzátorban keletkező gyenge salétromsavat, melynek töménysége 7%-ig csökkenhet, —3'— vezetéken át elvezetjük és bepárologtatjuk. A kondenzátumtól mentesített gázokat a 4 oxidálótérbe vezetjük. Az oxidálás befejezte után a maradék vizet 70— 75%-os salétromsav alakjában az 5 kondenzátorban választjuk le, majd az —5'— vezetéken át a b oszlopra adagoljuk. A 4 oxidálótérben keletkezett N2O4 legnagyobb részét a —6— cseppf olyósítóban —10 és—20 C° közötti hőmérsékleten cseppfolyósítjuk és az oxigéntől elkülönítjük, majd a —6'— vezetéken át a b oszlop felső részére adagoljuk, míg az oxigént a visszamaradó nitrogénoxidokkal együtt a —6"— vezetéken át a b oszlopba alulról vezetjük be. A b oszlopba felül a —11— vezetéken át továbbá a pl. vizes salétromsav bepárologtatása és rektifikálása útján kapott miritegy 65%-os töménységű savat is beadagoljuk. Ha nyomás alkalmazása nélkül dolgozunk, a b oszlopba bevezetett, salétromsav és nitrogénoxidok 6—10 perc alatt mintegy 90%-os töménységű salétromsavvá reagálnak. Mivel a salétromsav képzését hevítés útján gyorsíthatjuk, a b oszlop alsó részét belülről salétromsavgőzzel melegítjük, mely a b oszlopba az a oszlopból jut. A felmelegítés következtében kihajtott nitrogénoxidokat a b oszlopban felül a 15 hűtővel újból cseppfolyósítjuk, úgyhogy azok a reakciós folyamatba jutnak viszsza. Az oszlopból alul a 12 vezetéken elfolyó mintegy 90%-os savat a 9 forralóval alul összekötött a. oszlopban frakcionált lepárlásnak vetjük alá. Az „a" oszlopból felül a 13 vezetéken át eltávozó tömény salétromsavgőzöket a 7 kondenzátorban lecsapjuk és felül a c oszlopra adagoljuk. A tömény sav a c oszlopban a b oszlopból felül távozó nitrogénoxidtartalmú oxigénnel ellenáramban NO2-ben feldúsul és mint kész terméket a c oszlop aljából a 14 vezetéken át elvezetjük. A c oszlopból távozó oxigént 8 szellőző vagy sugárszivattyú segítségével alul a b oszlopba vezetjük vissza. A 9 forralóból elfolyó mintegy 70%-os savat hűtés után felül a b oszlopra adagoljuk. Szabadalmi igénypontok: 1. Eljárás az eutektikumnál kisebb töménységű vizes salétromsavból az eutektikus töménységet meghaladó töménységű, a monohidrátot megközelítő salétromsav előállítására, melyre jellemző, hogy a mintegy eutektikus töménységű vizes salétromsav elpárologtatásakor kapott gőzt nitrogénoxidra, . oxigénre és vízre való bontása végett 300 C° fölötti hőmérsékletre hevítjük, majd a bontási keveréket hirtelen lehűtjük oly módon, hogy a vízgőz lehetőleg híg salétromsavként csapódjék le, majd a visszamaradó gáz- és gőzelegyet a nitrogénoxid — adott esetben hűtés alatt foganatosított — oxidálása után a besűrítendő salétromsavval reagáltatjuk, melyet előzetes bepárologtatás útján mintegy eutektikus töménységre sűrítettük be. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítá-