161124. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés tömény salétromsav előállítására

161124 3 4 A találmány szerinti eljárás kivitelezésére például egy. olyan tálcás kolonnát használhatunk, amelyben a legfelső tálca alá vezetjük közvetlenül az ammónia elégetéséből származó nitró-5 zus gőzöket, amelyek átmennek ezen a tálcán, amely a szokásos alakú lehet, és utána híg salétromsav-rétegen buborékoltatjuk keresztül. A híg salétromsavat vagy magán a tálcán képezzük, vagy például egy olyan tisztító berendelő zésből vesszük, amelyben a gőzöket, amikor a folyamat végén elhagyják a kolonnát, elkülönítjük a nitrált termékektől, amiket ezek tartalmaznak. A kolonna a tálcákat összekötő kürtök és válaszfalak segítségével úgy van felépít-15 ve, hogy a sav a felső tálcáról a közvetlenül alatta levő tálcára jusson, míg a gőzöket, ha átjutnak a felső tálcán, közvetlenül az alatta levő tálca alá vezetjük. Minden egyes tálca hűthető, például hűtőcsövekben cirkuláló hűtő-2o folyadékkal, mint vízzel, ammóniával vagy sólével. Az „egymás után következő tálcák közötti magasság", amely valójában egy tálca és az a fölé emelkedő válaszfal közötti geometriai magasság és a közvetlenül ez alatt a tálca alatti 25 tálca és ez utóbbi alatt levő válaszfal közötti geometriai magasság összegéből adódik, meghatározza az oxidációs zónák térfogatát és ennek következtében a nitrózus gőzök tartózkodási idejét az egyes zónákban. 30 Az a nyomás, amelyen a művelet lejátszódik, elméletileg tetszőleges és például 1 és 50 abszolút atmoszféra között lehet. Mindenesetre előnyös kb. 4 és 8 abszolút atmoszféra nyomás között maradni gyakorlati okok miatt. Valóban a 35 számítások azt mutatják, hogy minél kevésbé emelt a nyomás, annál inkább emelkedik a gázok szükséges ,teljes tartózkodási ideje a készülékben és annál nagyobb térfogatú készülékre van szükség és ennek következtében a 40 készülék ára is megnövekszik. Ezért célszerű bizonyos minimális nyomást alkalmazni, és e téren a 4 abszolút atmoszféra bizonyult az észszerű alsó határnak. Másrészt az első tálca hőmérséklete megnö-45 vekszik egy adott kondenzációs fokra számított nyomással, ha egyébként más tényezők változatlanok. Ez a hőmérséklet 115 C° fölé emelkedik különösen 8 abszolút atmoszféra felett, amint ezt az alanti A) táblázat mutatja és 50 amelyben az első tányér hőmérsékletmaximumai 4—10 abszolút atmoszféra nyomásra vannak megadva, a jelenlevő sav töménysége a mondott tányéron 40% HNO3 és a kondenzáció foka végtelenül kicsi. 55 A) Táblázat amely levegőn nem oxidálódik és ki kell egészíteni égy hőcserélő- és hűtőberendezéssel, amelyek szintén költséges készülékek. Általában megállapíthatjuk, hogy az esetek többségében a nitrózus gőzök hűtésének, szárításának, oxidációjának és abszorpciójának különböző műveleteit egymást követően valósítják meg. Nehézség akkor adódik, ha megkíséreljük ezt a négy műveletet részben vagy egészben, gyakorlatilag együtt, mindvégig ugyanabban a készülékben végrehajtani. Ez elméletileg lehetséges, ha e készülék minden pontjában olyan műveleti körülményeket teremtünk, amelyek lehetővé teszik a különböző reakciók kinematikai összhangját. E probléma tanulmányozása azt mutatja, hogy elméletileg egész sor megoldás található arra, hogy adott kezdeti állapotból kiindulva a kitűzött végső állapotba jussunk. Egy nagyon egyszerű és jólismert eljárást ismertet az 1,462,740 számú francia szabadalom, amely szerint egy ellenáramú sav-kondenzátort használva lehetővé válik — bizonyos körülmények betartása mellett — a nitrózus gőzök hűtése, szárítása és oxidációja gyakorlatilag a nitrózus termékek abszorpciója nélkül, amelyet azután egy külön berendezésben végeznek el. A mostanáig megvalósított eljárások mindegyikénél a nitrózus gőzök és a folyadékok (víz vagy salétromsav) közötti érintkezést ellenáramú, vagy más szokásos keringtetés alapján oldották meg. A szokásos gyakorlattal ellentétben a találmányunk tárgya salétromsav előállítására szolgáló, az ammónia katalitikus elégetéséből származó nitrózus gőzök kezelésére szolgáló eljárás, amelynek folyamán a keringtetést a szokásostól eltérő módon hajtjuk végre és amely lehetővé teszi, hogy a négy műveletet, azaz a gázok hűtését, szárítását, oxidációját és abszorpcióját együttesen ugyanabban a készülékben vitelezzük ki. Az eljárás lényegét tekintve, abban áll, hogy közvetlenül az ammónia katalitikus elégetéséből származó nitrózus gőzöket híg salétromsavval hozzuk érintkezésbe oly módon, hogy ezeket a gőzöket egyidejű hűtés mellett ezen a híg salétromsavoldaton buborékoltatjuk át, aminek eredményeképpen nitrózus gázokban szegény gőzöket és töményebb savat kapunk, majd eze• ket a nitrózus gázokban szegény gőzöket egy oxidációs zónába visszük és az itteni tartózkodásuk után átbuborékoltatás útján, hűtés közben újból érintkezésbe hozzuk a kapott töményebb salétromsavval és ezt a folyamatot addig ismételjük, amíg kívánt töménységű savhoz nem jutunk. Az oxidációs zónákban való tartózkodási időtartamokat úgy választjuk meg, hogy azok kölcsönösen megfeleljenek az egyes érintkezési fokozatok között szükséges oxidációs fokoknak, mimellett a hőmérsékletértékeket, a nitrózus gőzök nyomásértékeit és a sav koncentrációját az alább megadott megfelelő értéken tartjuk. Nyomás (absz. atm.) 4 5 6 7 8 9 10 Hőmérséklet 1. tányér (C°) 95,1 101,2 106,5 111,0 115,0 118,7 122,1 A 115—120 C°-os hőmérsékletértékeket nem lehet túlhaladni, a kohászok szerint, annak veszélye nélkül, hogy a szokásos nem oxidálódó saválló acélok ne korrodeálódnának salétromsav jelenlétében. Ahhoz, hogy 8 abszolút atmoszfé-10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2