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Jul 30, 2023

Die Ingenieurin

Eine genaue Kontrolle der erforderlichen Salpetersäurekonzentrationen ist wichtig, um eine hohe Produktqualität sicherzustellen und kann mit dem Dichtesensor L-Dens 7400 und Sound von Anton Paar problemlos durchgeführt werden

Eine genaue Kontrolle der erforderlichen Salpetersäurekonzentrationen ist wichtig, um eine hohe Produktqualität sicherzustellen und kann mit dem Dichtesensor L-Dens 7400 und dem Schallgeschwindigkeitssensor L-Sonic 5100 von Anton Paar problemlos durchgeführt werden.

1 Salpetersäuresynthese

Salpetersäure wird seit 1908 technisch nach dem Ostwald-Verfahren hergestellt. Dabei erfolgt die katalytische Oxidation von Ammoniak. Das Gemisch aus Ammoniak und Luft wird schnell durch heiße Platin-Rhodium-Netze (Katalysator) geleitet, die sich im Kontaktofen befinden. Dabei entsteht 800 °C heißes Stickstoffmonoxid, das anschließend wieder auf unter 50 °C abgekühlt wird. Im Oxidationsturm oxidiert es mit überschüssigem Sauerstoff zu Stickstoffdioxid und reagiert anschließend in einem Absorptionsturm mit Wasser zu etwa 60 %iger Salpetersäure. Salpetersäure kann durch Destillation auf bis zu 68 % konzentriert werden, was dem Azeotrop mit einem maximalen Siedepunkt (122 °C) entspricht. Höhere Konzentrationen bis zu 90 % können durch Entwässerung mit Magnesiumnitrat Mg(NO3)2 erreicht werden. Mit dem Dichtesensor L-Dens 7400 und dem Schallgeschwindigkeitssensor L-Sonic 5100 können die unterschiedlichen Salpetersäurekonzentrationen in verschiedenen Prozessschritten präzise gemessen und überwacht werden. Dies gewährleistet höchste Qualität und optimiert die Produktionskosten.

2 Anwendungslösung

2.1 Absorptionsturm

In diesem Schritt des Ostwald-Prozesses strömen beide Komponenten, das NO2 und das N2O4, in die Absorptionskolonne. Dort rieselt fein verteiltes Wasser von oben herab und kommt in innigen Kontakt mit den beiden von unten einströmenden Gasen. Darüber hinaus strömt häufig Sauerstoff von oben in die Rieselsäule, so dass in geringerem Maße auch eine Gasphasenreaktion stattfinden kann, ohne dass sich das Gasgemisch zunächst im Wasser lösen muss. Durch diese weitere Reaktion kann der Salpetersäureumsatz im Gesamtprozess weiter gesteigert werden. Das HNO3 verlässt den Absorptionsturm mit max. 60 % und wird mit dem Prozessdichtesensor L-Dens 7400 oder dem Schallgeschwindigkeitssensor L-Sonic 5500 gemessen.

2.2 Destillationskolonne

Das Gemisch verdampft in der Destillationskolonne und kondensiert aufgrund der unterschiedlichen Siedepunkte der Komponenten. Dieser Prozessschritt kann wiederholt werden, bis die gewünschte Konzentration erreicht ist. Es kann eine maximale Salpetersäurekonzentration von 68 % erreicht werden. Prozesssensoren von Anton Paar messen die Konzentration präzise und garantieren so eine optimale Produktqualität.

2.3 Entwässerungsturm

Der letzte Schritt ist die Herstellung hochkonzentrierter Salpetersäure. In diesem Prozessschritt wird die wasserabsorbierende Eigenschaft von Magnesiumnitrat ausgenutzt. Die Salpetersäure wird mit Magnesiumnitrat weiter auf 90 % konzentriert. Auch für diese hohe Konzentration kann Anton Paar einen perfekt geeigneten Dichtesensor aus Tantal anbieten.

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Anton Paar Ltd

Tel.:+44(0)[email protected]www.anton-paar.co.uk