DE107995C - - Google Patents

Description

B'iakerPicjjcm

ütentai KAISERLl·

PATENTAMT.

Contaktsubstanz.

Die vorliegende Neuerung bezweckt die Darstellung von Schwefelsäure-Anhydrid direct aus den Röstgasen von Schwefelkies, Blenden oder ähnlichen schwefelhaltigen Ausgangsproducten unter Benutzung von Kiesabbränden oder ähnlichen eisenoxydhaltigen Substanzen, um die schweflige Säure in Schwefelsäure-Anhydrid überzuführen.

Versuche in dieser Richtung sind seit langer, Zeit bereits angestellt worden; sie haben indessen zu einem praktischen Resultat bisher nicht geführt.

So wurde bereits am 13. Februar 1854 William Hunt ein englisches Patent (Nr. 1919 vom Jahre 1853) ertheüt, nach welchem die schweflige Säure von Röstgasen aus Pyriten zum Theil in Schwefelsäure übergeführt werden sollte', indem mail sie durch einen auf Rothglut zu erhaltenden Kanal leitete, welcher, wenn dies für · nöthig erachtet werden sollte, mit Bimsstein oder Steinbrocken oder einem anderen, gegen die Einwirkung der Hitze und der Säure widerstandsfähigem Material zu füllen war.

In seinen «Metallurgischen Röstprocessen« (S. 339) beschreibt Plattner Versuche, die in den 1850er Jahren in Freiberg angestellt wurden und die bezweckten, Röstgase aus Röslstadeln in Schwefelsäure überzuführen. Als vermittelnde Substanz wurden Quarzbrocken benutzt.

Im Jahre 1852 machte Wöhler (Annal. Chem. Pharm. 81, S. 255) die Beobachtung, dafs Kupferoxyd, Eisenoxyd, Chromoxyd oder zusammengefälltes Chrom- und Kupferoxyd ein Gemenge von schwefliger Säure und Sauerstoff bei gelinder Rothglut zu Schwefelsäure-Anhydrid zu oxydiren vermögen.

Viele Jahre später hat es Lunge, gestützt auf die wohlbekannte Thatsache, dafs in den Röstgasen von Schwefelkies 8 bis 10 pCt. des abgerösteten Schwefels in Form von Schwefelsäure enthalten sind, unternommen, durch eine' längere Reihe von Versuchen (s. Ber. d. d. chem. Ges. 1877, S. 1824, und Chem.-Ztg. Nr. 3 vom 11. Januar 1883 u. a. O.) festzustellen, bis zu ,welchem Procentsatz sich die Umsetzung von schwefliger Säure und Luft in Schwefelsäure'

' überhaupt treiben läfst, wenn man ein Gemenge dieser Gase über eine Schicht glühender

. Kiesabbrände leitete.

Lunge hat in seiner angezogenen Publikation wörtlich erklärt, dafs die bedeutenden Widersprüche über die Bildung von Schwefelsäure-Anhydrid beim Rösten von Schwefelkies ihn dazu aufgefordert hätten, einen für die Praxis der Schwefelsäure-Fabrikation so wichtigen Gegenstand einer neuen Untersuchung zu unterziehen, und ferner, dafs es ihm obgelegen habe, eine Versuchsmethode zu wählen, welche ihn nicht zu irrthUmlichen Schlüssen leiten könnte.

Auf Grund dieser Voraussetzungen hat Lunge seine Versuche angestellt und ist dabei zu dem Resultate gekommen, dafs im Maximum nur 16 bis i8 pCt. der schwefligen Säure in Anhydrid umgewandelt werden können.

Er hat in Fortsetzung dieser seiner ersten Arbeit später in der Chem.-Ztg. (a. a. O.) con-

WI

trolirende Versuche über seine früheren Resultate mitgetheilt und festgestellt, dafs beide Untersuchungen zu genau denselben Ergebnissen führten, nämlich Umwandlung der schwefligen Säure in Schwefelsäure-Anhydrid durch Röstung mit vorgelegtem Eisenoxyd bis zu 15,8 pCt., und hat seine Arbeit mit dem Satze geschlossen, »ein Resultat, welches mit dem früher erwähnten so gut stimmt, dafs man diesen Gegenstand wohl als erledigt betrachten kann«. ,

Die durch die englische Patentschrift Nr. 3166 vom Jahre 1888 vorgeschlagene Gewinnung von Schwefelsäure-Anhydrid aus reiner schwefliger Säure und reinem Sauerstoff unter Einschaltung einer besonderen Staubkammer und unter Anwendung von erhitztem Platin-Asbest oder anderen bekannten Contaktsubstanzen hat ebenso wenig zu technischen Erfolgen geführt. ■

Es ist mithin bis jetzt nicht gelungen, die Bildung von Schwefelsäure - Anhydrid aus schwefliger Säure und Luft durch Einwirkung derselben auf glühende eisenoxydhaltige Materialien bezw. die von Wöhler in der oben angezogenen Abhandlung angeführten Oxyde derartig zu steigern, dafs diese Reaction für die industrielle Darstellung von Schwefelsäure-Anhydrid bezw. Schwefelsäure in Anwendung kommen konnte.

Im Gegensatz hierzu haben wir nach eingehenden Arbeiten gefunden, dafs die Umsetzung der schwefligen Säure in Schwefelsäure-Anhydrid auf ein Vielfaches des von Lunge angegebenen Betrages', ja fast bis zur theoretischen Höhe gesteigert werden kann, und dafs somit eine industrielle Gewinnung von Schwefelsäure-Anhydrid bezw. Schwefelsäure nach besagter Richtung hin sehr wohl und mit grofsem wirtschaftlichen Vortheil möglich ist.

Die Reaction zwischen schwefliger Säure und Sauerstoff bezw. Luft und Contaktmasse ist bisher zur Darstellung von Schwefelsäure-Anhydrid nur in der Weise in grofsem Mafsstabe ausgeführt worden, dafs man die schweflige Säure erzeugte, reinigte, hierauf trocknete und dann erst im Verein mit Sauerstoff bezw. Luft auf die Contaktsubstanz (Platin) unter Zuhülfenahme äufserlich zugeführter Wärme einwirken liefs.

Wir unterscheiden uns nun in unserer Arbeitsweise sehr wesentlich von der vorbezeichneten insbesondere dadurch, dafs wir von vornherein getrocknete Luft dem Röstapparät zuführen und infolge dessen sofort ein wasserfreies, reactionsfähiges Gemisch von schwefliger Säure und Luft (Sauerstoff) erzeugen, welches ungereinigt, ungekühlt direct mit der durch die Verbrennung des Kieses erzeugten Temperatur, also ohne jede weitere Zufuhr von äufserer Wärme auf die eisenoxydhaltige Contaktmasse einwirkt und so Schwefelsäure-Anhydrid bildet.

Lunge hat bei seiner im kleinsten Mafsstabe ausgeführten Arbeit fein zerriebenen Schwefelkies in einem Porccllanschiffchen durch Ueberleiten getrockneter Luft abgerostet und die erhaltenen Röstgase durch die zur Hälfte mit Kiesabbrand gefüllte und durch Anwendung äufserer Zufuhr von Wärme im Glühen erhaltene Glasröhre geleitet und dabei die früher erwähnten Resultate erhalten,· die seiner Meinung nach die Frage über die Verwendbarkeit der Reaction für den Grofsbetrieb definitiv erledigen.

Wir haben dagegen die von Lunge in der Glasröhre vollzogene Reaction zwischen schwefliger Säure und Sauerstoff bezw. Luft in einen Kiesofen verlegt und arbeiten demnach mit ganz anderen Mitteln und unter ganz anderen Verhältnissen wie Lunge.

Lunge war, um die Contaktsubstanz auf Rothglut zu bringen, gezwungen, äufserlich zugeführte Wärme zu benutzen und .konnte dabei schon in Rücksicht auf die Schmelzbarkeit des bei seinen Versuchen verwendeten Glasrohres gar nicht die hohe Temperatur einhalten, wie wir sie im Röstofen erzielen.

Es war'ihm ferner nicht möglich, bei der von ihm gewählten Versuchsanordnung die Contaktmasse einer continuirlichen Einwirkung der Reactionsgase auszusetzen, welchen Weg wir von vornherein einschlugen ι und wobei wir zu der Erkenntnifs gelangten, dafs die Contaktmasse erst nach und nach durch fortgesetztes Einwirken der heifsen Reactionsgase von schwefliger Säure und Sauerstoff das Maximum ihrer Reactionsfähigkeit erreicht und dafs es hierfür nicht genügt, die Contaktmasse, wie es Lunge gethan hat, im einfachen Luftstrom auszuglühen.

Diese Erkenntnifs blieb Lunge bei seinen unterbrochenen Einzelversuchen verschlossen, ebenso wie diejenige, dafs die Reactionsfähigkeit von frischen, unmittelbar dem Röstofen entnommenen Kiesabbränden an und für sich erheblich gröfser ist als diejenige von solchen Abbränden, die bereits längere Zeit gelagert und dem Einflufs der Luft ausgesetzt waren.

Berücksichtigt man ferner, dafs wir mindestens das Fünffache der von Lunge constatirten Ausbeute erzielen, so ergiebt sich der grundsätzliche Unterschied zwischen unserem für den- Grofsbelrieb nutzbar gemachten Verfahren und den irreführenden Versuchen von Lunge.

Wir haben somit als die Ersten die Möglichkeit erkannt, Schwefelsäure-Anhydrid mit hoher industrieller Ausbeute aus schwefligsäurehaltigen Röstgasen durch Ueberleiten derselben über eisenoxydhaltige Materialien (Kiesabbrände) herzustellen. V

ΙΟΊ

Für die praktische Ausführung verfahren wir beispielsweise für die Verarbeitung von Schwefelkies wie folgt:

Der rohe Schwefelkies wird in einem gewöhnlichen Kiesofen zur Verbrennung gebracht. Die zur Verbrennung nothwendige Luft wird vor der Einführung in den Ofen vollständig getrocknet und beim Passiren der noch heifsen Kiesabbrände vorgewärmt.

Das durch die Verbrennung des Kieses erzeugte, sofort reactionsfähige Gasgemisch von schwefliger ,Säure und Sauerstoff (Luft) wird mit der im Röstrautn erzeugten Temperatur unmittelbar durch die in einem Oxydationsraum gelagerte eisenoxydhallige Contaktsubslanz hindurchgeleitet und unter der wechselseitigen Einwirkung von schwefliger Säure, Sauerstoff und Contaktmasse Schwefelsäure-Anhydrid erzeugt.

Der technische Effect unserer Neuerung hat neben billiger Anhydridgewinnung nicht nur die Entbehrlichkeit der bisher zur Schwefelsäure-Fabrikation notwendigen Bleikammern, sondern auch der kostspieligen Platinapparate für die Concentration der Säure fm Gefolge und bringt somit eine vollständige Umwälzung und gleichzeitige Vereinfachung in der Fabrikation der Schwefelsaure, dieses für die chemische Grofsindustrie wichtigsten Artikels, hervor.

Claims (3)

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zur Darstellung von Schwefelsäure-Anhydrid aus schwefliger Säure und Sauerstoff (Luft) durch Ueberleilcn dieses Gasgemisches über glühende eisenoxydhaltige Contaktsubstanzen (Kiesabbrand) mit der Mafsgabe, dafs die Reaction im unmittelbaren Zusammenhange mit dem Röstprocefs stattfindet und die Röstgase ohne äufsere Wärmezufuhr mit der Temperatur, welche sie durch den Abröstungsprocefs erhalten haben, über die Contaktmasse geleitet werden.

2. Die Darstellung von Schwefelsäure-Anhydrid aus schwefligsauren Gasen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, dafs man die Abröstung und Oxydation unter Benutzung vorgetrockneter Luft herbeiführt und das auf diese Weise gewonnene, sofort reactionsfähige Gasgemisch von schwefliger Säure und Sauerstoff (Luft) mit der durch den .Röstprocefs gewonnenen Temperatur auf die eisenoxydhaltige Contaktsubstanz einwirken läfst.

3. Die Ausführung des Verfahrens nach Anspruch ι oder 2 in der Weise, dafs die als Contaktsubstanz benutzten Kiesabbrände in frischem Zustande unmittelbar vom Ofen und ehe sich ihre Rcactionsfühigkeit vermindert hat, verwendet werden.