169053. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nitrálósav tisztítására

5 169053 6 van arra, hogy vagy ammóniumszulfátot képezzünk in situ oly módon, hogy vízmentes ammóniát adunk a kimerült savhoz és a semlegesítési hőt használjuk fel ana, hogy a kimerült savat a kívánt hőmérsékletre melegítsük, vagy egyszerűen az ammóniumszulfátot magát adagoljuk és e vegyület oldáshőjét és ezenkívül külső hőforrásból származó hőmennyiséget használunk fel arra, hogy a szükséges reakcióhőmérsékletet elérjük. Ahogy az előzőekben már említettük, előnyös, ha a találmány szerinti folyamat legmagasabb hőmérséklete a kezelt kimerült sav forráspontjának megfelelő hőmérsékletet eléri. Dolgozhatunk azonban alacsonyabb hőmérsékleten is, így 150-175 C°-nak megfelelő hőmérséklettartományban. Amennyiben ilyen hőmérséklettartományban dolgozunk, a nitrogénoxidok teljes eltávolításához szükséges reakcóidők lényegében sokkal hosszabbak lesznek annál, mintha magasabb hőmérsékleteken dolgoznánk és a sztöchiometrikus mennyiségnél több reagensre lesz szükség a nitrogénoxidok teljes eltávolításához. Más tényezők azonban, így a pl. alacsonyabb hőmérsékletek esetén, lassúbb korrózió döntő jelentőségű, továbbá bizonyos eljárási körülmények között az eljárás sokkal gazdaságosabb. 25 A szilíciumtartalmú vegyület mennyisége természetesen a kezdetben jelenlevő és mind szervetlen, mind pedig szerves fluoridként meghatározható fluoridok mennyiségétől függ. A jelenlevő szerves 30 és szervetlen fluoridok mennyiségétől függően a szilíciumtartalmú vegyület sztöchiometrikus vagy a sztöchiometrikusnál kissé nagyobb mennyiségben alkalmazható. Különösen alkalmas szilíciumforrás valamely szilárd komplex ialumíniummagnéziumszili- 35 kát, általában megfelelnek a különböző perlitek. Ahogy más kémiai reakcióknál, a melegítés időtartama itt is fordított arányban változik a reakció során elért maximális hőmérséklettel, azaz magasabb hőmérséklet esetén rövidebb reakcióidőre van 40 szükség és fordítva. Tekintet nélkül az alkalmazott hőmérsékletre, a melegítést addig folytatjuk, amíg a szennyeződések mennyisége olyan szintre nem csökken, hogy a kapott kénsav alkalmas lesz nitrálásnál történő újrafelhasználásra vagy más egyébb 45 olyan alkalmazásra, ahol 92-97%-os kénsavra van szükség. Fluortartalmú szerves vegyületek salétromsav-kénsav nitrálóeleggyel végzett nitrálásánál keletkező kimerült savakban levő szennyezések mennyi- 50 sége úgy alakul, hogy 1000-3000 ppm szervetlen vagy szerves fluorid, 3-5%-nyi - salétromos savként meghatározható - nitrogénoxid és 0,5% szerves vegyület halmozódik fel bennük. A találmány szerinti egylépéses eljárás eredményeképpen a 55 szennyezések oly mértékben csökkennek, hogy az összes fluorid 30 ppm vagy kevesebb, a salétromos savként meghatározható nitrogénoxidok mennyisége legfeljebb 0,1% vagy kevesebb és a szerves vegyületek mennyisége ugyancsak legfeljebb 0,1% lesz. 60 A talámányt a következőkben példákon is bemutatjuk. Fluortartalmú aromás vegyületként p-trifluormetilfenilkloridot használunk és ennek nitrálásánál keletkező kimerült savat tisztítjuk. 65 1. példa 500 ml (körülbelül 900 g) 91,4% kénsavtartalmú kimerült savat, amely 2000 ppm szervetlen fluori-5 dot, 4,62% - salétromos savként meghatározható -nitrogénoxidot, 0,65% szerves anyagot és 2,94% vizet tartalmaz szennyezésként, valamely reakcióedénybe vittünk. Az elegyhez ezután 5 g komplex alumíniummagnéziumszilikátot (Perlite) és 55 g am-10 móniumszulfátot adtunk, majd az ezt követő egész melegítési folyamat alatt levegőt áramoltattunk a sav felülete felett. A keveréket folyamatosan körülbelül 220C°-ra melegítettük fel és ezen a hőmérsékleten tartottuk körülbelül 4 óra hosszat. A 15 szennyezések mennyisége a kezelési idő végére a következő értékekre csökkent: 6 ppm szervetlen fluorid, 9 ppm szerves fluorid, 0,02% - salétromos savként meghatározható — nitrogénoxid és 0,09% szerves anyag. A sav ebben az állapotban 3,3% 20 vizet és 0,27% ammóniumszulfátot is tartalmazott. A kénsavtartalom 97,2%-nak adódott. 2. példa Az 1. példa szerinti eljárást megismételtük azzal az eltéréssel, hogy a művelet során nem áramoltattunk levegőt a reakcióedény felett. A végső elemzési eredmények a következőképpen alakultak: lOpvm szervetlen fluorid, 9 ppm szerves fluorid, 0,03% — salétromos savként meghatározható — nitrogénoxid és 0,15% szerves anyag. A kénsavtartalom 95,2%-nak adódott, emellett 4,8% víz és 0,38% arnmóniumszulfát is volt a végtermékben. 3. példa Az 1. példa szerinti eljárást megismételtük azzal az eltéréssel, hogy 220C° -hőmérséklet helyett 180 C°-os reakcióhőmérsékleten dolgoztunk. A tisztított sav a következő elemzési eredményeket adta: 14 ppm szervetlen fluorid, 12 ppm szerves fluorid, 0,61% — salétromos savként meghatározható — nitrogénoxid, 5,7% víz és 0,44% arnmóniumszulfát. 4. példa Az 1. példa szerinti eljárást megismételtük azzal az eltéréssel, hogy a végső reakcióhőmérsékletet 200 C°-ra állítottuk be és nem alkalmaztunk hajtólevegőt. A tisztított sav a következő szennyeződéseket tartalmazta: 11 ppm szervetlen fluoridot, 19 ppm szerves fluoridot, 0,03% - salétromos savként meghatározható — nitrogénoxidot, 3,8% vizet és 0,19% ammóniumszulfátot. A fenti folyamatokat megismételhetjük és szilíciumforrásként az előzőekben felsorolt szilikátok valamelyikét vagy magát a szilíciumoxidot használjuk. Ezenkívül ammónia, szulfaminsav vagy karbamid is használható az előző példákban említett ammóniumszulfát helyett és lényegében a kimerült sav ugyanolyan mértékű tisztítását érjük el ekkor is. Ezenkívül más fluortartalmú szerves vegyületek 3