AT101000B - Katalysator für die Ammoniaksynthese. - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Katalysator für die   Ammomaksynthese.   



   Bei der synthetischen, von den Elementen ausgehenden Ammoniakgas-Herstellung, bei der man als Katalysator Massen von hohem Verteilungsgrade, die Nitride und Amide gewisser Metalle enthalten, verwendet, kommt es oft vor, dass diese Körper bei gewöhnlichem Druck gar nicht mit Wasserstoff reagieren, wie es bei den Nitriden von Magnesium, Cer und Kalzium der Fall ist ; oder sie   reagieren nur äusseret   langsam, wie z. B. Lithiumnitrid. Es war daher nach den bisherigen Erfahrungen eine praktisch verwendbare Ammoniaksynthese nur unter Anwendung von Druck möglich, da letzterer die Zersetzung der Stick-   stoffverbindungen   durch den Wasserstoff unter Bildung von Ammoniak wesentlich beschleunigt.

   Im Hinblick auf die Vorrichtung, die die Anwendung von Druck erfordert, wäre es vorteilhafter,   1 : Jei gewöhn-   lichem Druck arbeiten zu können. 



   Letzteres ist aber nach dem   Vorausgehenden nur möglich,   wenn es gelingt, die Zersetzung der Nitride oder andern   Stiekstoffverbindungen   der Metalle, die als Katalysator dienen, auf andere Weise. denn durch Anwendung Von Druck zu beschleunigen. 



   Vorliegende Erfindung beschreibt einen Weg, auf welchem die Ammoniaksynthese bei gewöhnlichem oder nur schwach erhöhtem Druck verwirklicht werden kann. 



   Sie betrifft   einen Katalysator für dieAmmoniaksynthese,   aus einem Nitrid oder einem Amid solcher Metalle, welche mit Stickstoff oder Ammoniak erhitzt, unmittelbar Nitride bzw. Amide zu bilden vermögen, die sich wiederum durch Erhitzen im Wasserstoff leicht zersetzen, welchem ausserdem noch zur Beschleunigung der Wasserstoffaufnahme ein feinverteiltes, sich weder mit Stickstoff noch mit Wasserstoff verbindendes Metall beigemischt ist. 



   Das Metall kann aus Blei, Kadmium, Wismut, Antimon oder Zinkstaub des Handels bestehen. 



  Dieser letztere reagiert nur seiner Verunreinigung wegen, die gerade aus Wismut, Kadmium und Blei bestehen. Man kann auch Gold, Kupfer und Silber verwenden, welche indessen weit weniger   energisch   reagieren, als die vier zuerst genannten Metalle. 



   Um ein Schmelzen einzelner dieser Metalle, wie z. B. des Zinks, des Wismuts, des Kadmiums, des Bleis während der Reduktion zu verhindern, mischt man ihre Oxyde mit Kalk, Magnesia oder andern chemisch trägen und schwer reduzierbaren Oxyden und reduziert sie hernach durch Wasserstoff. Man 
 EMI1.1 
 zur Rotglut erhitzt werden kann, ohne dass es die geringste Spur von   Schmelzung   zeigt. 



   Im Verfahren zur Herstellung von Ammoniak, das in der D. R. P. Nr. 326928 (Dr.   I.   W. Ceder- berg, H. M. Backström & G. A. Kyhlberger) beschrieben ist, werden zwar auch Metalle, wie Kupfer,
Silber, Gold, Zink, Kadmium, Blei, Wismut oder Antimon verwendet ; doch geschieht dies hier unter ganz anderen Bedingungen und zu einem ganz anderen Zwecke als im vorliegenden Verfahren. Nach dem früheren Verfahren werden aus diesen Metallen mit Stickstoff Nitride gebildet, wobei ein 250 Atm. übersteigender Druck angewendet werden muss. Diese Nitride werden bei gewöhnlichem Atmosphären- druck und bei möglichst niedriger Temperatur durch Wasserstoff reduziert, um einerseits Ammoniak zu bilden und anderseits das reine Metall wieder zu gewinnen, welch letzteres dann widerum unter hohem
Drucke mit Stickstoff in Nitrid übergeführt werden muss.

   Nach dem Verfahren nach vorliegender Er- findung hingegen werden Nitride oder Amide solcher Metalle verwendet, die mit Stickstoff bzw. Ammoniak erhitzt, sich unmittelbar, d. h. bei gewöhnlichem   Atmosphärendruck,   mit diesem verbinden. Die feinteiligen Metalle, wie Blei, Kadmium, Wismut, Antimon, Zinkstaub usw., die dem Nitrid bzw. Amid bei- 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 
 EMI2.1 
 der Ammoniaksynthese, ohne sich dabei weder mit Stickstoff noch mit Wasserstoff zu verbinden. Eine Verbindung mit Stickstoff wäre übrigens   ganz unmöglich,   da der Erfinder die   Ammoniak-Synthese   mit seinem Katalysator nur bei gewöhnlichem   Atmosphärendruck   ausführt. 



   Die feinteiligen Metalle können auf folgende Weise hergestellt werden :
Mit Ausnahme von Zink, dessen Oxyd durch Wasserstoff nur schwer reduzierbar ist, können alle übrigen erwähnten Metalle aus ihren Oxyden hergestellt werden, indem man diese im Wasserstoff erhitzt. 



   Um eine Masse herzustellen, die als Katalysator dienen kann und die die in Frage kommenden Metalle enthält, kann man in der folgenden Weise vorgehen :
Man mischt ein feinteiliges oder einfach fein zerriebenes Nitrid oder Amid mit einer beliebigen Menge von Blei oder Kadmium, Antimon, Wismut usw., welche ihrerseits innig mit Kalk, Magnesia oder einem andern chemisch trägen Oxyd gemischt sind. 



   Wenn diese feinteilige Masse in einem Gemisch von Stickstoff   : md Wasserstoff   erhitzt wird. entsteht zunächst durch die Zersetzung des Nitrides oder des Amides mit Wasserstoff Ammoniak. Es bildet sich so eine Mischung von Metall, Nitrid und Amid und   zugefügtem   Metall (Pb, Cd, Bi   usw.),   oder aber, wenn das Metall ein Hydrid zu geben vermag, ein Gemisch des Hydrids und des   zugefügtenMetalIs. welch'   ersteres unmittelbar darauf unter Einwirkung des Stickstoffs zum entsprechenden Nitrid oder Amid regeneriert wird, worauf dasselbe unter der Einwirkung von Wasserstoff aufs neue zersetzt wird. 



   Mittels des beschriebenen Verfahrens gelingt es demnach, das Nitrid im Wasserstoff in das Hydrid oder das Metall, oder das Amid in das Hydrid   überzuführen, während   der Stickstoff des Nitrides oder des Amides quantitativ als Ammoniak entweicht, u. zw. je nach dem verwendeten Nitrid oder Amid bei Temperaturen, die sich zwischen   3800 und 6000 C   bewegen. 



   Da anderseits das im Laufe der Reaktion in Freiheit gesetzte Metall oder Hydrid   auf neue Stick-   stoff zu binden vermag, und dies um so besser, je höher der Verteilung. grad ist, versteht man, dass es möglich ist, eine Ammoniaksynthese ohne jeglichen Druck auszuführen, indem man bei einer bestimmten Temperatur entweder ein Gemisch von drei Volumina Wasserstoff auf ein Volumen Stickstoff, oder abwechslungsweise Wasserstoff und Stickstoff über den Katalysator leitet. In der Tat geben Erdalkalihydrid und Lithiumhydrid, wenn sie im Stickstoff erhitzt werden, Amide oder Nitride je nach der Temperatur ; die Metalle selbst werden im Stickstoff wieder in das Ausgangsnitrid zurück   verwandelt.  

Claims (1)

1. PATENT-ANSPRUCH : Katalysator für die Ammoniaksynthese, bestehend aus einem Nitrid oder Amid solcher Metalle, welche mit Stickstoff oder Ammoniak erhitzt unmittelbar Nitride bzw. Amide zu bilden vermögen, die sich wiederum durch Erhitzen im Wasserstoff leicht zersetzen, in inniger Vermischung mit einem indifferenten Oxyd wie Kalk und Magnesia, dadurch gekennzeichnet, dass ihm ausserdem noch zur Beschleunigung der Wasserstoffaufnahme ein feinverteiltes, sich weder mit Stickstoff noch mit Wasserstoff verbindendes Metall, wie Blei, Kadmium, Wismut, Antimon, Gold, Kupfer, Silber oder auch Zinkotaub, der Blei, Kadmium, Wismut oder Antimon enthält, beigemischt ist.