<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren zur Oxydation von Ammoniak.
Die Erfindung bezieht sich auf die Oxydation von Ammoniak in Gegenwart eines katalytisch wirkenden Mittels (Katalysators). Die Erfindung beruht auf der Feststellung, dass ein Gemenge von Ammoniak und Sauerstoff dadurch nicht explosiv gemacht'werden kann, dass es mit Dampf gemengt wird, bevor es über den Katalysator geführt wird.
Bei der Ausführung des Verfahrens gemäss der Erfindung wird zuerst das Ammoniak, bevor es durch den katalytischen Konverter geleitet wird, mit reinem Sauerstoff oder mit durch Sauerstoff angereicherte Luft oder einem an Sauerstoff reichem Gas das in irgend einer geeigneten Weise beispielsweise durch Fraktionierung von flüssiger Luft erhalten wird, gemischt. Ein Gemenge von Ammoniakgas und Sauerstoff in einem solchen Verhältnis, dass NO, NOg, N oder NOg gebildet wird, kann dadurch unexplodierbar gemacht werden, dass es mit Dampf gemengt und die Temperatur des Gemisches über den Kondensationspunkt des Dampfes gehalten wird. Das Gemisch kann sodann zur Durchführung der Reaktion über einen geeigneten katalytisch wirkenden Stoff wie z.
B. erhitzte Platingaze geführt werden, wobei-eine nahezu quantitative Ausbeute an Stickstoffoxyden erzielt wird.
Je nach der benutzten Sauerstoffmenge kann aus dem Gas nach der Oxydation der Dampf durch Kühlung kondensiert werden, wobei das Oxyd in reinem Zustande zurückbleibt, oder das Gas kann in Gegenwart einer entsprechenden Sauerstoffmenge oder sonstwie gekühlt werden, um flüssige Salpetersäure (H N 03) zu erzeugen.
Da das verdünnende Gas anscheinend mindestens teilweise kühlend wirken kann, so ist es klar, dass eine geringere Volummenge von Dampf die gleiche Wirkung wie vier Volummengen des in Luft mit einer Volummenge Sauerstoff gebundenen Stickstoffes hervorrufen wird. da die spezifische Wärme des Dampfes höher als jene des Stickstoffes ist.
Als Beispiele für die notwendige Dampfmenge können die folgenden zur katalytischen Oxydation geeigneten Gaszusammensetzungen angegeben werden :
EMI1.1
<tb>
<tb> 1 <SEP> (JUs) <SEP> 11 <SEP> (JU,) <SEP> 111 <SEP> (nuls)
<tb> Volumperzentsatz <SEP> Ammoniak <SEP> ....................... <SEP> 14#5 <SEP> 10#0 <SEP> 16#2
<tb> # <SEP> # <SEP> # <SEP> Sauerstoff <SEP> ....................... <SEP> 22#5 <SEP> 17#7 <SEP> 32#8
<tb> # <SEP> # <SEP> # <SEP> Dampf <SEP> ........................
<SEP> 63#0 <SEP> 72#3 <SEP> 51#0
<tb>
Diese Gemenge werden beinahe quantitativ auf einem erhitzten aus Platingaze bestehenden Katalysator in Stickstoffoxyde umgewandelt, wobei die Temperatur des Katalysator durch die Oxydationswärme allein genügend hoch erhalten werden kann, ohne Anwendung äusserer Wärme ausser derjenigen für die Vorerhitzung des ursprünglichen Gemenges auf 2500 C.
Das Gemenge III ist, obgleich es mehr Sauerstoff enthält als Mischung I oder II. reicher an Ammoniak, während die Dampfmenge wegen der verdünnenden Wirkung, welche der Sauerstoff ausübt verringert ist. Daher werden mit einem solchen Gemenge sowohl die Ausbeute aus dem Konverter als auch die Stärke der durch Kondensation entstehenden Salpetersäure gegenüber den Mischungen I und II vergrössert. In dieser Hinsicht sind die Bedingungen gerade jenen entgegengesetzt, die für Luft gelten, wenn das NOg Gemenge einen grösseren Ammoniakgehalt besitzt als die beiden anderen Gemenge.
Es ist nicht ratsam weniger Dampf oder Sauerstoff zuzusetzen als den oben angegebenen Teilmengen entspricht, es kann jedoch ohneweiters mehr von dem einen oder anderen dieser Stoffe oder von beiden zugesetzt werden, um die Temperatur des Katalysators zu regulieren.
<Desc/Clms Page number 2>
Die. Mischung wird über dem Kondensationspunkt des Dampfes beispielsweise dadurch gehalten, dass man sie durch erhitzte Rohre aus Aluminium oder anderem durch das Gas nicht angreifbarem Material leitet und sodann dem Katalysator zuführt, in welchem das Ammoniak-Oxydationsverfahren durchgeführt wird.
Um Explosionen zu vermeiden, die stattfinden, würden, wenn die Dampfzufuhr unterbrochen wird, kann die Mischung aus Ammoniak, Sauerstoff und Dampf dadurch erzeugt werden, dass eine Lösung von Ammoniak in Wasser in eine erhitzte Kammer oder in ein erhitztes Rohr, durch welches Sauerstoff strömt, zerstäubt eingeführt wird, wobei die Mengen an Ammoniaklösung und Sauerstoff in geeignetem
EMI2.1
Das Verhältnis von Dampf und Ammoniak wird dadurch geregelt, dass von einer wässerigen Ammoniaklösung von bekannter und festgesetzter Zusammensetzung ausgegangen wird. Es ist in keinem
Fall erforderlich, von einer Ammoniaklösung auszugehen, die mehr Ammoniak enthält als eine unter atmosphärischem Druck gesättigte Lösung, die 33"o NH enthält und ein spezifisches Gewicht von 0. 880 besitzt, so dass das Verfahren nicht unter Druck ausgeführt zu werden braueht.
Bei der Ausführung des Verfahrens kann man einen geeigneten Verdampfer benutzen. Durch den
Verdampfer wird ein regelbarer Strom von Sauerstoff oder angereicherter Luft geleitet, der durch geeignete
Mittel auf einer Temperatur über 160" C erhalten wird. und in diesen Strom von Sauerstoff oder an- gereicherter Luft wird eine Ammoniaklösung zerstäubt. Die Flüssigkeit wird im Verdampfer vollständig verdampft und das Gasgemenge in einen Vorwärmer abgeführt. Um eine raschere Verdampfung zu erzielen und das Mischen des Sauerstoffes.
Dampfes und Ammoniaks zu fördern. kann der Verdampfer ganz oder teilweise mit Aluminium-Drehspänen oder einer anderen geeigneten Füllung versehen sein.
Gegebenenfalls kann das im Verdampfer erzeugte Gasgemisch entweder mit Ammoniak oder Sauerstoff angereichert werden und für diesen Zweck zwischen dem Verdampfer und dem Vorwärmer eine Zu- führungsleitung vorgesehen werden, oder es kann auch Wasser in zerstäubter Form oder Dampf in den
Verdampfer eingelassen und durch die erwähnte Zwischenleitung Ammoniakgas zugeführt werden.
Wenn Ammoniak an einem Punkt ausserhalb des Verdampfers zugesetzt wird, so muss Vorsorge getroffen werden, ein wirksames Mischen zu sichern, beispielsweise dadurch, dass die Gase durch eine zweite Rohrschlange geleitet werden.
Aus dem Vorwärmer gelangt das Gasgemenge in den katalytischen Konverter, der irgend eine gebräuchliche oder gewünschte Form besitzen und mittels heisser Gase oder sonst, vie erhitzt werden kann.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Oxydation von Ammoniak, bei welchem Ammoniak im Gemisch mit Sauerstoff einem erhitzten Katalysator ausgesetzt wird. dadurch gekennzeichnet, dass Dampf in die Mischung ein- geführt wird, um die Mischung nicht explosiv zu machen.