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Verfahren zur Azotierung der Carbide.
Bei der Azotierung der Karbide der Erdalkalien durch Stickstoffgas in Einsatzöfen wurde beobachtet, dass Karbide gleicher Herkunft bei anscheinend gleichartiger Behandlung verschiedene Mengen Stickstoff aufnehmen. Eingehende Versuche ergaben, dass die Ursache in der wechselnden Zusammensetzung der Ofengase lag, in denen sich in Gegenwart des erhitzten Karbides den Fortgang des Azotierungsprozesses schädlich beeinflussende Fremdgase, insbesondere Wasserstoff ansammeln. Eine selbst erhebliehe verlängerte Reaktionsdauer hat nicht den Erfolg die schädliche Wirkung der Fremdgase zu beseitigen, und führt nicht zu durchweg hochwertigen Zyanamiden.
In den Azotieröfen mit Einsätzen reichern sich nämlich die beim Azotierungsprozess entstehenden Fremdgase ziemlieh rasch an, weil die Einsatzöfen nur ein kleines Gasvolumen im Verhältnis zur grossen zu azotierenden Karbidemasse fassen und weil ihnen Einrichtungen zur Entfernung der Fremd- 2 ; ase fehlen.
Es wurde nun festgestellt, dass man zu erheblich besseren Zyanamidausbeuten gelangt, wenn man die Öfen fortdauernd mit einem Überschuss an Stickstoff durchspült, derart, dass der Gehalt an schädlichen Fremdgasen ständig unter einem gewissen Maximalbetrag heruntergedrückt wird.
Beispiel 1. Bei der üblichen Art der Azotierung ohne ständig erneute Stickstoffzufuhr fand in einemEinsatzofen eine Anreicherung an schädlichenFremdgasen statt, in denenim Mittel 8-57% Wasser- stoff enthalten waren. Die Ausbeute an Zyanamid betrug unter diesen Verhältnissen 87%, die Reaktionszeit 34 Stunden.
Bei sonst gleicher Anordnung wurde nun dauernd mit Stickstoffgas gespült. so dass die schädlichen Fremdgase entfernt wurden. Auf diese Weise wurde der Wasserstoffgehalt der Gase auf 1-87% im Mittel heruntergedrückt. Die Ausbeute an Zyanamid stieg auf 89#3%, die Reaktionsdauer betrug trotz der erhöhten Ausbeute nur 23 Stunden.
Die Ausbeute war also um 2-2% erhöht, die Reaktionszeit um 11 Stunden verkürzt worden.
Beispiel 2. Es wurden bei einer andern Versuchsreihe fünf solcher Einsatzöfen hintereinandergeschaltet, derart, dass die Gase die dem einen Ofen entströmten, in den nächsten Ofen geleitet wurden, um dort wiederum zur Azotierung verwendet zu werden, von dort in den dritten Ofen und so fort. Auf diese Weise wurde der Nachweis geliefert, dass die Anreicherung an Fremdgasen fortschreitend von Ofen zu Ofen grösser wurde, die Stiokstoffaufnahme des Zyanamids aber fortschreitend von Ofen zu Ofen geringer, denn es ergaben sich folgende Resultate :
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<tb>
<tb> vor <SEP> Ofen <SEP> I <SEP> 0-3% <SEP> Fremdgas
<tb> hinter <SEP> Ofen <SEP> I <SEP> II <SEP> III <SEP> IV <SEP> V
<tb> Fremdgas: <SEP> 1#7% <SEP> 2#3% <SEP> 2#8% <SEP> 3#8% <SEP> 5#9%
<tb> Stickstoffaufnahme:
<SEP> 18#45% <SEP> 18#04% <SEP> 17#62% <SEP> 17#7% <SEP> 17#0%
<tb>
Die aus dieser Tabelle berechneten Ausnutzungsfaktoren ffir die einzelnen Ofen ergaben sich danach
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<tb>
<tb> für <SEP> Ofen <SEP> 1 <SEP> auf <SEP> 75-6 <SEP> %
<tb> II <SEP> 71-6%
<tb> für <SEP> Ofen <SEP> V <SEP> auf <SEP> 62'5 <SEP> %
<tb>
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Natürlich muss man bei der Stickstoffzuföhrung eine gewisse Grenze innehalten, da das Verfahren unwirtschaftlich wird, wenn man übermässig viel Stickstoff zuführt. Es wurde festgestellt, dass bei einem' Gehalt von 0'5 % Wasserstoff im Ofengas das Verfahren am wirtschaftlichsten arbeitete und dass maximal 2 % Wasserstoff im Gas enthalten sein dürfen, falls der Azotierungsvorgang noch einigermassen ungestört vor sich gehen soll.
Hieraus ergibt sich eine weitere Ausführungsform des Verfahrens, die dadurch gekennzeichnet
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gung statt, so ist eine besondere Trocknung des wiederzuverwendenden gereinigten Stickstoffs nicht nötig.
Es ist zwar bekannt (vgl. die deutsche Patentschrift Nr. 312934), bei der Azotierung der Karbide der Erdalkalien durch Stickstoffgas insbesondere bei der Verwendung von Kanal- oder Drehrohöfen einen Überschuss von Stickstoffgas anzuwenden. Dieses Verfahren verfolgt aber den Zweck, die im Reaktionsraum sich stauende Wärme ; abzuführen, welche leicht ein Überschreiten des Temperaturoptimums und damit eine Verringerung der Stickstoffaufnahme zur Folge hat.
Bei diesem Verfahren wird, da die Kanal-und Drehrohröfen ohnehin schon die Anwendung eines grossen Gasüberschusses bedingen, das Stickstoffgas im Kreislaufprozess wieder und wieder verwendet, und es entsteht der Nachteil, dass die beim Reaktionsprozess sich bildenden schädlichen Fremdgase sich im Stickstoffgas immer mehr anreichern und den Erfolg des Azoteierungsprozesses beeinträchtigen.
Dieser Nachteil wird etwa durch das neue Verfahren bei dem die schädlichen Gase dauernd unter 0-5-2% der Stickstoffgasmenge herabgedrückt werden, beseitigt.
PATENT-ANSPRUCHE :
1. Verfzaren zur Azotierung der Karbide der Erdalkalien mit überschüssigem Stickstoff, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktionsraum bzw. Ofen, in welchem die Azotierung stattfindet, mit soviel Stickstoff durchspült wird, dass der Gehalt der Ofengase an bei der Reaktion sich ansammelnden schädlichen Gasen dauernd unter 0'5-2 % herabgedriiokt wird.