161124. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés tömény salétromsav előállítására

161124 9 m vízgőz koncentrációja x oxidációs fok T a gáz abszolút hőmérséklete (amely egyenlő a folyadék absz. hőmérsékletével). A folyadékfázis paraméterei a következők: W a sav töménysége T a folyadék abszolút hőmérséklete. Az öt összefüggés, amely ezeket a paramétereket összekapcsolja a következő: 10 (1) m • P = $ (W, T) (2) X = f g + + h g + h (3) a = f P + g + h (3) a = f P + g + h (4) log ( -j-) - y, (T) (5) log ( -^) = f (W) ír/2 <2> (W, T) függvény azokból az értékekből van levezetve, amelyek a salétromsav oldatok felett levő vízgőz parciális nyomásértékeit feltüntető táblázatban vannak megadva (International Critical Tables). yj(T) és f(W) olyan függvények, amelyek formája és koefficiensei számos korábbi munkában pontosan meg vannak határozva. [Ilyen munkák nevezetesen: Bodenstein, M., Z. Physik, Chem. 100, 68 (1922), Carberry, J. J., Chem. Eng. Sei. 9, 189 (1959)]. Ha a kilenc paraméter közül négy rögzített, a rendszer teljesen határozott. A gyakorlatban két paraméter, így a nitrózus termékek és a vízgőz koncentrációja adott. Az oxidációs paraméter önkényesen választható különösebb nehézség nélkül 0,40 és 0,90 közötti tartományból. A nyomás-paraméter eleve teljesen szabad a fenti megszorítások mellett és a gyakorlati, reális lehetőségekhez igazodik. Ha a fenti négy paraméter rögzítve van, a rendszer megoldása megadja a többi paraméter értékeit. így határozzuk meg a gázfázis és a folyadékfázis jellemzőit a harmatponton. Ha az egész rendszer hőmérséklete csökken, kondenzáció és abszorpció történik. Ha a leírás elején feltüntetett (III) reakcióegyenletből indulunk ki, folytonos megközelítéssel meghatározhatjuk a sav töménységét az adott tálcán és erről a tálcáról eltávozó gáz paramétereit, ami az erről a tálcáról elvezetett kalória miatt fontos. Ha tudjuk végül, hogy az idővel fejlődött gáz oxidációs foka 0 a klasszikus egyenlet szerint: & = Q (a, P, T, X, C) ü fügvéhnyel fejezhető ki, amelyben C a gáz oxigéntartalmát jelenti és amely ugyancsak az előzőekben felsorolt irodalomban van megadva [Bodenstein, M., Z. Physik, Chem. 100, 68 (1922)], meghatározhatjuk a következő tálca alá belépő gáz oxidációs fokát a „tálcák közötti magasság" és a gázáramlás valóságos sebessége függvényében. Egy újabb folytonos közelítési sorozatban 5 meghatározhatjuk ezen új tálca üzemi jellemzőinek megengedhető eltérését, így azt, hogy a tálcán levő sav fokának növekedése eleve egy meghatározott törvényt követ és mégis összefügg a felszabadult kalóriák elvezetésével. 10 - A 10 kondenzátor meghatározása tehát egyre inkább megtörténik. Mindenesetre meg kell jegyezni, hogy egyik lapról a másikra nem választható egészen önkényesen a salétromsavfok változtatásának törvénye és csak folytonos 15 javításokkal lehet azt ír mi, figyelembe véve a számítás folyaméin felmerült fizikai és technikai lehetetlenségeket. Egy adott nyomásra a megoldások egész sora létezik, amelyek közül azonban, a helyi gazda-20 sági feltételek figyelembevételével (gyűrűméretek, tálcák ára...) kell választani. Azt is meg kell jegyezni, hogy a fentemlített öt egyenlet nem vesz figyelembe bizonyos jelenségeket, amelyek legfontosabbika a nitrózus 25 gőzök oldódása a salétromsavban és a vízgőz kondenzációjának előrehaladása. A gázok oldódását — amely szükségessé teszi azok eltávolítását a savból, melynek során a nitrózus gázok egy részét visszakeringtetjük — minden-30 esetre előre lehet látni és így a szükséges változtatásokat — számításba véve a visszakeringtetésből származó nitrózus termékek parciális nyomásának emelkedését — el lehet végezni. Másik dolog a vízgőz kondenzációjának előre-35 haladása, amit számítani lehet azért, hogy az első tálca hőmérsékletét a kritikus korróziós hőmérséklet alá süllyesszük. Meg kell jegyezni, hogy ha úgy csökkentenénk az utolsó tálca (és még néhány előző tálca) 40 hőmérsékletét, hogy felhasználnánk a megfelelő S csőkígyókban cirkulációs folyadékként a folyékony ammóniában — ami a nitrózus gőzök gyártásának első terméke — rendelkezésre álló hőmennyiséget, lehetséges lenne a kondenzáció 45 folyamán nem abszorbeált nitrózus gőzök jelentős részének nagymérvű eltávolítása és így a 10 kolonnát követő 12 tisztítóberendezés méretei jelentős mértékben csökkenthetők lennének. 50 Sőt, ily módon eljárva, a nitrózus termékek sokkal nagyobb mennyiségét cirkuláltathatnánk vissza és a 10 kondenzátor fejrészébe a nitrózus gázok szokásos eltávolítására felhasznált levegővel együtt vinnénk be, továbbá a kondenzátor 55 teljesítőképességét ezzel megnövelnénk a nitrózus termékek parciális nyomásának növekedése arányában a kondenzátor azon' részében, ahol az emelt hőmérséklet éppen fékezi az újraoxidáció sebességét. 60 Példaképpen a következő B, C és D táblázatokban megadjuk a gázok összetételének megfelelő különböző értékeket, az egyes tálcákra érkező sav koncentrációjára és hőmérsékletére, az egyes tálcákon képződött sav mennyiségére 65 és az egymásután következő „tálcák közötti h 5