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Verfahren zur Abscheidung von Ammoniak aus ammoniakhaltigen Gasen und Gas- gemischen.
Bei der Ammoniaksynthese aus Stickstoff und Wasserstoff unter Druck wird das sich dabei bildende Ammoniak gewöhnlich in der Weise aus dem Gasstrom entfernt, dass es unter Druck mit Wasser ausgewaschen wird. Diese Methode ist nur dann zulässig, wenn man bei der Synthese Kontakte verwendet, auf die der in dem Restgas enthaltende Wasserdampf nicht schädlich einwirkt, weil dieses Restgas weiterhin der Katalyse zugeführt werden muss.
Man ist früher in der Weise verfahren, dass man das Ammoniak aus dem unter Druck stehenden Gasgemischen durch Abkühlung auf gewöhnliche Temperatur oder wenig darunter ausschied und das unter Druck stehende Restgas erneut dem Prozess zuführte. Wegen des hohen Gehaltes an Ammoniak, das der nun erneut zur Reaktion kommende Gasrest noch enthält, war jedoch die Neubildung des bei dem Durchleiten über den Kontakt neu erzeugten Ammoniaks nicht günstig. Nimmt man beispielsweise an, dass das Gleichgewicht erreicht wird, so wird also nur die Differenz der dem Gleichgewicht entsprechenden Menge Ammoniak und der bereits in dem zur Reaktion gelangenden Gase vorhandenen neu gebildet werden können.
Man weiss ferner aus den Arbeiten von T. Larson und Charles A. Black, Journal of the American Chemical Society H. 7, 1015-20, 1925, dass der Dampfdruck des Ammoniaks in einem unter hohem Druck stehenden Gase bis etwa sechsmal so gross ist als den bekannten vorliegenden Bestimmungen entspricht, bei denen die Tension des Ammoniaks unter gewöhnlichem Druck gemessen worden ist. Bei den in Frage kommenden Temperaturen der abgekühlten Gase blieben bei 100 Atm. noch 3-4 Volumenprozent Ammoniak in dem Restgasstrom zurück, so dass also, wenn etwa 7-14 Volumenprozent bei einem Durchgang über den Kontakt erzeugt werden, nur 50-70% des Gleichgewichtsgellaltes neu gebildet werden können.
Nach dem Verfahren der Erfindung wird dagegen von der Verdampfungswärme des flüssig abgeschiedenen Ammoniaks zur Abkühlung und Kondensation der Gase Gebrauch gemacht. Es geschieht dies in der Weise, dass man das zunächst nur unvollständig aus dem vorgekühlten Gasgemisch ausgeschieden flüssige Ammoniak etwa in einer Abseheideflasche von dem Gasgemisch trennt, das Ammoniak auf gewöhnlichen Druck entspannt und es dem ankommenden Reaktionsgasgemisch in einem Wärmeaustauschsystem entgegenschickt. Man bringt die ankommenden Gase, die gegebenenfalls vorher z. B. mit Wasser etwa auf gewöhnliche Temperatur vorgekühlt sind, so auf die Temperatur von - 330 c.
In entsprechender Weise sinkt dann der Gehalt des in den Gasen zurückbleibenden Ammoniaks. Man kann dabei dem zu kühlenden Gasgemenge auch noch absichtlich mehr Ammoniak hinzufügen.
Der zu erzielende Temperaturgrad hat sich erfahrungsgemäss als abhängig gezeigt von der Konzentration des Ammoniaks im katalysierten Gas in der Weise, dass die erreichbare Temperatur um so tiefer liegt, je höher die Ammoniakkonzentration im katalysierten Gase ist. Da bei manchen technischen Verfahren der Ammoniaksynthese leicht vorübergehend oder dauernd die Verhältnisse derart liegen, dass die nach der Katalyse erzielbare höchste Ammoniakkonzentration kleiner ist als diejenige Konzentration, die die gewünschte Abkühlung hervorzurufen vermag, kann man die gewünschte Abkühlung dadurch verstärken, dass man nach der Synthese in den ammoniakhaltigen Gasen durch Zufügen von reinem Ammoniak die Ammoniakkonzentration erhöht.
Dieses kann sich gegebenenfalls insoferne als besonders vorteilhaft erweisen, als oft bei technischen Betrieben der Ammoniaksynthese reines Ammoniak zur Verfügung-steht.
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