Verfahren zur Herstellung von Chlor neben Alkalinitraten aus Alkalichloriden
und Salpetersäure Bei der Umsetzung von Alkalichloriden mit Salpetersäure zu den
entsprechenden Alkalinitraten verlaufen zwei Reaktionen nebeneinander. So reagiert
beispielsweise Kaliumchlorid mit Salpetersäure nach folgenden Reaktionsgleichungen
3KC1+4HN03--#-3KN03+NOCl+C12+2H20 (1) K C1 -f- 2 H N 03 -->-K N 03 + N 02 + 1/2C12
-f- Hz 0 (2) Wie aus den Gleichungen ersichtlich ist, fällt bei dieser Umsetzung
Chlor und Nitrosylchlorid bzw. Chlor und Stickstoffdioxyd neben Kaliumnitrat an.
Durch die Konzentration der Salpetersäure und durch die Wahl einer entsprechenden
Reaktionstemperatur kann die Umsetzung von Alkalichloriden mit Salpetersäure zugunsten
der einen Reaktion verschoben werden. Dadurch ist es möglich, daß man neben dem
Alkalinitrat Chlor als Reaktionsprodukt gewinnt. Die Herstellung von Chlor neben
Natriumnitrat erfolgt in der Technik durch Eintragen von Natriumchlorid im lJberschuß
in Salpetersäure. Die Mischung wird dann durch Erwärmen zur Reaktion gebracht. Dabei
entweicht Chlorgas, während das gebildete Natriumnitrat in der Lösung verbleibt.
Nachdem die Salpetersäure bis auf eine geringe Menge umgesetzt ist, wird die Lösung
durch Zugabe von Soda neutralisiert. Das Natriumnitrat erhält man durch Eindampfen
der neutralisierten Lösung. Da das erhaltene Natriumnitrat noch einen Rest von nicht
umgesetztem Natriumchlorid enthält, ist eine kostspielige fraktionierte Kristallisation
notwendig, um dieses N atriumchlorid zu entfernen. Aus diesem Grunde wird bei einem
anderen Verfahren das gebildete N atriumnitrat aus der Reaktionslösung auskristallisiert
und die salpetersaure natriumnitrathaltige Mutterlauge erneut dem Reaktionsprozeß
zugeführt. Allerdings wird mit dem Fortschreiten der Reaktion die Konzentration
der Salpetersäure und damit die Reaktionsgeschwindigkeit immer geringer, so daß
die Reaktion zugunsten der obigen Gleichung (1) verschoben wird. Dadurch erhält
man als Nebenprodukt in größeren Mengen das unerwünschte Nitrosylchlorid.Process for the production of chlorine in addition to alkali nitrates from alkali chlorides
and nitric acid In the reaction of alkali chlorides with nitric acid to form the
corresponding alkali nitrates, two reactions take place side by side. So reacts
for example potassium chloride with nitric acid according to the following reaction equations
3KC1 + 4HN03 - # - 3KN03 + NOCl + C12 + 2H20 (1) K C1 -f- 2 H N 03 -> - K N 03 + N 02 + 1 / 2C12
-f- Hz 0 (2) As can be seen from the equations, falls in this implementation
Chlorine and nitrosyl chloride or chlorine and nitrogen dioxide in addition to potassium nitrate.
By concentrating the nitric acid and choosing an appropriate one
The reaction temperature can favor the reaction of alkali chlorides with nitric acid
the one reaction to be postponed. This makes it possible that one next to the
Alkali nitrate Chlorine wins as a reaction product. The production of chlorine besides
In technology, sodium nitrate is produced by introducing excess sodium chloride
in nitric acid. The mixture is then reacted by heating. Included
chlorine gas escapes while the sodium nitrate formed remains in the solution.
After the nitric acid has reacted to a small amount, the solution becomes
neutralized by adding soda. The sodium nitrate is obtained by evaporation
the neutralized solution. Since the sodium nitrate obtained still has a residue of no
contains converted sodium chloride is an expensive fractional crystallization
necessary to remove this sodium chloride. For this reason, with one
Another method crystallizes the sodium nitrate formed from the reaction solution
and the nitric acid, sodium nitrate-containing mother liquor re-enters the reaction process
fed. However, as the reaction proceeds, the concentration increases
the nitric acid and thus the reaction rate is always slower, so that
the reaction is shifted in favor of equation (1) above. This gets
the undesired nitrosyl chloride is used as a by-product in large quantities.
U m diese Nachteile zu vermeiden, wurde das erfindungsgemäße Verfahren
zur Herstellung von Chlor neben Alkalinitraten aus Alkalichloriden und Salpetersäure
entwickelt.In order to avoid these disadvantages, the method according to the invention
for the production of chlorine in addition to alkali nitrates from alkali chlorides and nitric acid
developed.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird durchgeführt, indem in ein Gemisch
von Alkalichloriden und Salpetersäure heiße 100°/oige Salpetersäure eingeleitet
wird. Bei diesem Verfahren hat sich gezeigt, daß in vorteilhafter Weise das Gemisch
von Alkalichloriden und Salpetersäure bei einer Temperatur unterhalb von 30° C hergestellt
und dazu eine solche Salpetersäure verwendet wird, deren Konzentration 55 Gevzchtsprozent
nicht überschreitet. Um neben den Alkalinitraten eine möglichst gute Ausbeute an
Chlor zu erzielen, wird in das genannte Gemisch die heiße 100°; oige Salpetersäure
zweckmäßigerweise als Salpetersäuredampf eingeleitet. Bei der Verwendung von dampfförmiger
Salpetersäure wird die Kondensationswärme des Dampfes ausgenutzt und damit die Reaktionsgeschwindigkeit
und die Ausbeute an Chlor in vorteilhafter Weise beeinflußt. Das gebildete Chlor
wird in bekannter Weise aufgefangen und aufgearbeitet. Die bei der Reaktion der
Alkalisalze mit der Salpetersäure verbrauchte Salpetersäure wird fortlaufend durch
das Einleiten der 100°/o-igen Salpetersäure ersetzt, so daß die gesamte Reaktion
nach der Gleichung (2) verläuft und somit eine gute Ausbeute an Chlor erzielt wird.
Man gewinnt durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens etwa 99 °/o der
Theorie an Chlor. Da die Reaktionsgeschwindigkeit eine Funktion der Temperatur und
der Konzentration ist, wird durch das Einleiten von dampfförmiger Salpetersäure
eine schnelle Beendigung der Reaktion erreicht, so daß das erfindungsgemäße Verfahren
in vorteilhafter Weise auch als kontinuierliches Verfahren durchgeführt werden kann.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die zur
Herstellung des Alkalichlorid-Salpetersäure-Gemisches erforderliche Salpetersäure
nach Beendigung der Reaktion und der Aufarbeitung der Reaktionsprodukte fast vollständig
zurückerhalten wird.The inventive method is carried out by adding to a mixture
hot 100% nitric acid was introduced with alkali chlorides and nitric acid
will. In this process it has been shown that the mixture is advantageous
made of alkali chlorides and nitric acid at a temperature below 30 ° C
and for this purpose such nitric acid is used, the concentration of which is 55 percent by weight
does not exceed. In order to achieve the best possible yield in addition to the alkali nitrates
To achieve chlorine, the hot 100 ° in said mixture; oige nitric acid
expediently introduced as nitric acid vapor. When using vaporous
Nitric acid, the heat of condensation of the steam is used and thus the speed of the reaction
and affects the yield of chlorine in an advantageous manner. The chlorine formed
is collected and processed in a known manner. The in the reaction of the
Alkaline salts with the nitric acid consumed nitric acid is continuously through
the introduction of 100% nitric acid replaced, so that the entire reaction
according to equation (2) and thus a good yield of chlorine is achieved.
By using the method according to the invention, about 99% are obtained
Theory of chlorine. Since the rate of reaction is a function of temperature and
the concentration is achieved by introducing nitric acid vapor
achieved a rapid termination of the reaction, so that the inventive method
can advantageously also be carried out as a continuous process.
Another advantage of the method according to the invention is that the for
Preparation of the alkali chloride-nitric acid mixture required nitric acid
after the reaction has ended and the reaction products have been worked up almost completely
is received back.
Beispiel 1 74,5 kg Kaliumchlorid werden mit 140 kg 20°/oiger Salpetersäure
bei 15° C vermischt und mit 126 kg heißer 100°/jger Salpetersäure zur Reaktion gebracht.
Bei einer Temperatur von mindestens 75° C entsteht eine
klare Reaktionslösung, aus der in bekannter
101 kg Kaliumnitrat sowie die gesamte zur Herstellung des Gemisches
erforderliche Salpetersäure gewonnen werden. Bei der Reaktion werden 33,6 m3 Gas
gebildet. Dieses Gas enthält 11,1 m3 Chlor; das entspricht einer Ausbeute von 99,2%
der Theorie. Außerdem enthält das Gas Stickstoffdioxyd und Spuren von Nitrosylchlorid.
Die Aufarbeitung auf Chlor erfolgt in bekannter «'eise. Beispiel 2 58 kg Natriumchlorid
werden bei 20°C mit 355 kg 20°/@ger Salpetersäure vermischt und mit 126 kg 100°/@ger
Salpetersäure umgesetzt. Bei einer Temperatur von 75° C entsteht wie im Beispiel
1 eine klare Reaktionslösung, aus der 85 kg Natriumnitrat und die zur Herstellung
des Gemisches erforderliche Salpetersäure gewonnen werden. Es entweichen 33,6 m3
Gas, das, wie im Beispiel 1 beschrieben, aufgearbeitet wird. Die Ausbeute an Chlor
beträgt 11,15 m3, das entspricht 99,5°/o der Theorie.Example 1 74.5 kg of potassium chloride are mixed with 140 kg of 20% nitric acid at 15 ° C. and reacted with 126 kg of hot 100% nitric acid. At a temperature of at least 75 ° C, a clear reaction solution from which in known
101 kg of potassium nitrate and all of the nitric acid required to produce the mixture can be obtained. The reaction produces 33.6 m3 of gas. This gas contains 11.1 m3 of chlorine; this corresponds to a yield of 99.2% of theory. The gas also contains nitrogen dioxide and traces of nitrosyl chloride. The work-up for chlorine is carried out in the known manner. Example 2 58 kg of sodium chloride are mixed with 355 kg of 20% nitric acid at 20 ° C. and reacted with 126 kg of 100% nitric acid. At a temperature of 75 ° C., as in Example 1, a clear reaction solution is formed, from which 85 kg of sodium nitrate and the nitric acid required to produce the mixture are obtained. 33.6 m3 of gas escape, which is worked up as described in Example 1. The chlorine yield is 11.15 m3, which corresponds to 99.5% of theory.