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Verfahren zur Gewinnung eines für die Ammoniakdarstellung geeigneten Stickstoff-Wasserstoff- gemisches.
In neuerer Zeit haben die Veriahren, Stickbtoft und Wasserstoff vermittelst Katalyse synthetisch auf Ammoniak zu verarbeiten, eine hohe Bedeutung gewonnen.
Die Gewinnung des Stickstoffwasserbtoffgasgemisches geschah bisher entweder durch
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gewinnung und Eisen für die Wasberstoffgewmnung, wobei der Stickstoff aus Stickstoffsauerstoffgemischen und der Wasserstoff aus Wabserdampt gewonnen wird, oder durch die Einwirkung von zwei Generatorgasen, deren eines neben dem Kohlenoxyd noch Stickstoff und deren anderes noch Wasserstoff enthält, auf last rotglühendes Kalkhydrat.
Die Erfindung betrifft ein weiteres Verfahren zur Darstellung eines für die Ammoniaksynthese brauchbaren Stickstoffwasserstoffgemisches und löst diese Aufgabe unter Anwendung nur zweier Ausgangsstoffe (Alkali und Generatorgas) und gewinnt neben dem Stickstoffwassergemisch gleichzeitig wertvolle Nebenprodukte (Formiate und Oxalate).
Das Verfahren gemäss der Erfindung besteht darin, dass man durch Einwirkung von Kohlenoxyd und Stickstoff enthaltenden Gasgemischen, z. B. Generatorgas, auf Alkali in fester oder gelöster Form Formiate herstellt, die Formiatherstellung durch Erhitzen bis zur Oxalatbildung weiterführt und den bei der Formiatbildung gewonnenen Stickstoff mit den bei der Oxalatbildung gewonnenen Wasserstoff in geeigneten Mengenverhältnissen mischt.
Man kann die Oxalatbildung in Gegenwart des bei der Formiatbildung abgesonderten Stickstoffes bewirken, wobei man sofort das fertige Stickstoffwassergemisch erhält.
Zweckmässiger verfährt man aber aus Gründen der besseren Dosierung derart, dass man den aus dem ersten Verfahrensabschnitt gewonnenen Stickstoff abtrennt und alsdann später dem bei der Oxalatbildung freiwerdenden Wasserstoff beimischt.
Da die Formiatbildung unter Druck stattfindet, so kann man den Stickstoff in hochkomprimiertem Zustand gewinnen und aufbewahren und denselben in diesem Zustand mit dem gebildeten Wasserstoff mischen, wodurch ein hochkomprimiertes Gasgemisch entsteht, welches bekanntlich tür die synthetische Ammoniakdarstellung besonderen Vorteil bietet.
In der Patentschrift Nr. 204895 ist vorgeschlagen worden, den bei der Überführung von Formiaten in Oxalate freiwerdenden Wasserstoff als Feuerungsmaterial zu verwenden.
Demgegenüber besteht das Wesen der vorliegenden Erfindung darin, Stickstoff und Wasserstoff an demselben Orte, in demselben Arbeitsgange in Form eines für die Ammoniaksynthese verwendbaren Gemisches zu gewinnen.
Zur Gewinnung von Wasserstoff hat man mehr oder weniger reines Wassergas auf Kalikalk einwirken lassen und dann aus diesem bei einer Temperatur von 3000 C Wasserstoff gewonnen, wobei man Kaliumkarbonat erhielt, also einen Stoff, der bei weitem nicht den Wert der Nebenprodukte des vorliegenden Verfahrens erreicht.
Weil bei vorliegendem Verfahren ein hochwertiges Nebenprodukt in Form der Oxalate gewonnen wird, stellt sich der Gestehungspreis des Stickstoffwasserstoffgemisches fast auf Null.
Beispiel I.
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Ätznatron unter Bildung von ameisensaurem Natron absorbiert, während der Stickstoff zugleich mit der im Gefäss vorhandenen Luft abbläst. Wenn der Stickstoff sauerstoffrei und solange er wegen genügenden Überschusses an Ätznatron kohlenoxydfrei ist, fängt man ihn in einem Gasometer auf. Ist alles ätznatron in Formiat verwandelt, so stellt man das Generatorgas ab und erhöht die Temperatur im Gefäss so. dass das ameisensaure Natron sich in oxalsaures Natron verwandelt. Dabei entwickelt bich bekanntlich Wasserstoff. Dieser wird im gleichen Gasometer aufgefangen, und zwar wählt man das Verhältnis von Stickstoff und Wasserstoff zweckmässig WIe 1 : 3.
Beispiel II.
Eine Lösung von 80 Ag Ätznatron in oo Wasser wird in ein geeignetes mit Rührwerk versehenes Druckgefäss eingefüllt und in dieses alsdann Generatorgas unter Druck und starkem Umrühren der Lösung eingeführt. Es entsteht einesteils eine Formiatlösung, die eingedampft 136 kg trockenes Formiat ergibt, anderenteils unter Druck befindlicher Stickstoff, der in einen Gasometer eingeleitet wird. In das geheizte geschlossene Gefäss, in welchem nunmehr die Umwandlung von Formiat in Oxalat unter Bildung von gasförmigem Wasserstoff sich vollziehen soll, füllt man die 136 kg trockenen Formiats. Während dieses schmilzt, leitet man aus dem Gasometer Stickstoff durch das Gefäss, bis die Luft durch Stickstoff ersetzt worden ist. Alsdann verbindet man das Gefäss mit einem zweiten Gasometer.
Tritt nun die Reaktion ein, so entstehen zirka 22 m3 Wasserstoff (umgerechnet auf 760 mm Druck und 00 C), welche zusammen mit der Stickstoffüllung in diesem zweiten Gasometer aufgefangen werden. Nach Beendigung der Reaktion leitet man aus dem ersten Gasometer wieder Stickstoff in das Reaktionsgefäss ein, und zwar diesmal in abgemessener Menge, zirka 7 JJl3. Man erhält alsdann im zweiten Gasometer sofort das Gemisch in der gewünschten Zusammensetzung. Nun wird die Verbindung mit dem Gaso-
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Beispiel III.
Man verfährt wie nach Beispiel II und saugt den im luftleer gepumpten oder mit Stickstoff gefüllten Reaktionsgefäss entstellenden Wasserstoff mittels einer Pumpe an und drückt
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Überdruck vorgenommen wird, erhält man den Stickstoff ohne weiteres im komprimierten Zustand. Wählt man den Druck in dem Wasserstoffvorratsgefäss gleich hoch, so kann man ohne Schwierigkeit die beiden Gase im gewünschten Verhältnis von 3 zu 1 Volumteilen weiter zur Ammoniaksynthese verwenden.
Auch hier ist eine Explosionsgefahr ausgeschlossen und man hat dazu den Vorteil, die Energie, welche in dem in hochkomprimiertem Zustand anfallenden Stickstoff vorhanden ist, nutzbar machen zu können.
PATENT-ANSPRÜCHE : i. Verfahren zur Gewinnung eines für die Ammoniakdarstellung geeigneten Stickstoff- wasserstoffgemisches aus Generatorgas o. dgl. mit Hilfe von Alkali, dadurch gekennzeichnet, dass nachdem man in bekannter Weise durch Einwirken von Generatorgas oder anderer Kohlenoxyd und Stickstoff enthaltender Gasgemische auf Alkali Stickstoff und Formiate erhalten, die Formiate durch Erhitzen in Oxalate und Wasserstoff übergeführt werden, welch letzterer mit dem in der ersten Stufe des Verfahrens gewonnenen Stickstoff zu einem für die Ammoniakdarstellung geeigneten Gemisch vereinigt wird.