AT208365B - Verfahren zur Gewinnung von Blausäure - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Gewinnung von Blausäure 
Die vorliegende Erfindung betrifft die Durchführung eines Verfahrens zur Gewinnung von Blausäure, bei dem Kohlenwasserstoffe mit stickstoffhaltigen Gasen in einer Metallschmelze umgesetzt werden. 



   Es ist bekannt, Blausäure aus Methan und Ammoniak oder andern Kohlenwasserstoffen und stickstoffhaltigen Gasen durch Umsetzung an einem Katalysator herzustellen, wobei im allgemeinen Platinkatalysatoren als Formkörper oder als Wandauskleidung der Reaktionsräume benutzt werden. Es ist weiterhin bekannt, als Katalysatoren auch Unedelmetalle oder Verbindungen von Unedelmetallen, beispielsweise Aluminiumoxyd, zu verwenden. Schliesslich ist auch ein Verfahren beschrieben, das, gewissermassen als Reaktionsmedium, eine Metallschmelze, beispielsweise eine Silberschmelze, benutzt, die als Katalysator Platin in verhältnismässig geringen Mengen enthält.

   Das Arbeiten in Metallschmelzen für die vorliegende endotherme Reaktion bringt gewisse Vorteile apparativer und wärmewirtschaftlicher Art mit sich, da es verhältnismässig leicht ist, Uber Metallschmelzen die für die endotherme Reaktion erforderliche Wärme zuzuführen. Die bisherigen Erfahrungen vermittelten jedoch den Eindruck, dass man auch bei der Umsetzung in Metallschmelzen nicht auf ein katalytisch wirksames Edelmetall verzichten könne. 



   Unerwarteterweise wurde nun gefunden, dass man in platinmetallfreien Schmelzen von Metallen wie Kupfer, Silber, Zink, Nickel, ihren Gemischen oder Legierungen, insbesondere in Kupferschmelzen, beim Umsatz von Methan mit Ammoniak oder äquivalenten Ausgangsstoffen zu guten Durchsatzausbeuten an Blausäure gelangt, wenn die Reaktion in Gegenwart von   Wasserstoff abläuft. Erfindungsgemäss führt   man in die Metallschmelze, der Ammoniak und ein Kohlenwasserstoff zugeleitet wird, Wasserstoff ein, dessen Menge bis zu 10 Mol/l Mol Kohlenwasserstoff betragen kann. Dabei kann der Wasserstoff entweder getrennt in die Metallschmelze eingeleitet oder mit den Ausgangsgasen gemischt werden und so an der Reaktion teilnehmen.

   Der die Ausbeute erhöhende Einfluss des Wasserstoffzusatzes auf die Umsetzung von Methan und Ammoniak zu Blausäure in einer   katalysatorfreienMetallschmelze   ist um so   Uberra-   schender, als ja gemäss der Reaktionsgleichung 
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 eine Zugabe von Wasserstoff nach dem bekannten Prinzip von Le Chatelier zu einer Verschiebung des Gleichgewichtes im Sinne einer   Blauslurezersetzung   führen sollte. Demgegenüber tritt jedoch, wie an Hand der Beispiele noch zahlenmässig belegt werden wird, gerade die umgekehrte Wirkung ein, indem sich die Durchsatzausbeute an Blausäure durch die   Wasserstoffzugabe   deutlich erhöhe und auf technisch interessante Werte steigt. 



   Besonders gute Ergebnisse werden erzielt, wenn der   Wasserstoffzusatz   0,   5-5 Mol/Mol Kohlenwas-   serstoff beträgt. Nach einer weiteren AusfUhrungsform des Verfahrens kann man die Ausbeute dadurch verbessern, dass auf die gewissermassen den Reaktionsraum bildende Metallschmelze oder in den Raum über dieser kalte Gase wie Wasserstoff oder Stickstoff eingeblasen werden, da auf diese Weise einerseits die RUckbildung des Gleichgewichtes vermieden, und anderseits etwa mit den entweichenden Gasen mitgerissene   Metalldämpfe   bei der Abkühlung kondensiert werden. 

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   Bei der Durchführung der Erfindung kann die Aufheizung der Schmelze und die Energiezufuhr auf verschiedene Weise erfolgen, etwa elektrisch nach dem Transformatorenprinzip mit verschiedenen Frequenzen oder durch Gasbeheizung. Auch Tauchbrenner, die zweckmässig nach dem Prinzip der Oberflächenverbrennung arbeiten, können verwendet werden. Die Metallschmelze, in der die Umsetzung vorgenommen wird, kann auch bewegt werden. Dabei kann sie an einer vom Reaktionsraum getrennten Stelle aufgeheizt und durch z. B. magnetisches Umpumpen in den Reaktionsraum gefördert werden. Zu diesem Zweck wird die Schmelze etwa von oben in den Reaktionsraum eingesprüht oder über   Füllkörper   oder andere, die Berührung von Schmelze und Gas begünstigende Einbauten in die Reaktionszone eingeführt. 



   Das Verfahren gemäss der Erfindung wird nachstehend an Hand von beispielsweisen Ausfuhrungsformen weiterhin erläutert :
Beispiel   1.-In   einem Quarztiegel, der mit einem wassergekühlten Kupferdeckel verschlossen war, wurden 2,8 kg Kupfer mit Hilfe einer Mittelfrequenzheizung eingeschmolzen. Im unteren Teil der Schmelze wurden durch eine Gasverteilung die Reaktionsgase eingeleitet. Durch Analyse des durch den Deckel abgeführten Gasgemisches wurde dann die Ausbeute bestimmt. Die Reaktionstemperatur betrug 1250  C, das Molverhältnis von Ammoniak und Methan etwa 1 : 1.

   Ohne Zusatz von Wasserstoff wurde unter diesen Bedingungen eine Blausäureausbeute von 40 %,bezogen auf den Durchsatz, ermittelt, während in einem unter analogen Bedingungen durchgeführten Versuch, bei dem jedoch in die Schmelze noch 5 Mol/Stunde Wasserstoff eingeleitet wurden, die Ausbeute auf 62,5 % anstieg. 



   Beispiel 2 : Der Versuch wurde im wesentlichen wie Beispiel l durchgeführt, jedoch betrug der Kupfereinsatz im Tiegel 4 kg. Die Temperatur wurde auf 12800 C eingestellt. Die Ausbeute lag ohne Wasserstoff bei 50, 6 % und erhöhte sich unter Verwendung von 5 Mol/Stunde Wasserstoff auf 79,   6 tub.   



   Beispiel 3 : Der in den vorhergehenden Beispielen geschilderte Versuch wurde unter Verwendung einer Schmelze von 2,87 kg Silber unter denselben Bedingungen durchgeführt, wobei ähnliche Resultate erhalten wurden. 



   Beispiel 4 : Die in den Beispielen 1 und 2 angeführten Ergebnisse wurden auch bei Verwendung einer Kupferschmelze, die 1,   6 %   Zink und 0,3 % Eisen enthielt, erzielt. 
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 :haltigen Gasen, insbesondere Methan und Ammoniak, in einer Metallschmelze, dadurch gekennzeichnet, dass die umzusetzenden Gase zusammen mit Wasserstoff in einer Menge von bis zu 10   Mol/Mol   Kohlenwasserstoffgas in der Schmelze eines der Metalle Kupfer, Silber, Zink, Nickel bzw. ihrer Gemische oder Legierungen, vorzugsweise in einer Kupferschmelze, zur Reaktion gebracht werden.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass den reagierenden Gasen 0, 5-5 Mol Wasserstoff auf 1 Mol Kohlenwasserstoff zugesetzt werden.

   3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb der Metallschmelze kalte Gase, wie Stickstoff oder Wasserstoff, zugeführt werden.