CH136641A - Verfahren zur synthetischen Herstellung von Ammoniak aus seinen Elementen mit Hilfe eines Katalysators. - Google Patents

Description

  Verfahren zur synthetischen Herstellung von Ammoniak aus seinen Elementen  mit Hilfe eines Katalysators.    Es ist vorgeschlagen worden, Ammoniak  aus seinen Elementen so zu synthetisieren,  dass als Katalysator eine aus Eisen, Kohlen  stoff und Aluminium zusammengesetzte Masse  verwendet wird, die zum Beispiel dadurch  zubereitet wird, dass eine ein Aluminiumsalz  enthaltende Eisensalzlösung durch eine     Cyan-          eisensalzlösung    ausgefällt und die Fällung  erhitzt wird. Die katalytische Wirksamkeit  einer solchen Masse ist aber, besonders bei  mässigem Druck und niedriger Temperatur,  recht unbefriedigend.  



  Nach dem den Gegenstand der vorliegen  den Erfindung bildenden Verfahren zur syn  thetischen Herstellung von Ammoniak aus  seinen Elementen Wasserstoff und Stickstoff  wird ein Katalysator verwendet, welcher  ausser den oben genannten Elementen Eisen,       Kohlenstoff    und Aluminium noch ein zur  Gruppe der     Alkalimetalle    gehöriges Element  und Stickstoff enthält. Hierbei können die  vier erstgenannten Elemente mindestens an-         fänglich    in freiem Zustande für sich neben  einander oder in Form von bereits zwischen  einzelnen von     ihnen'eingegangenen    chemischen  Verbindungen,     beispielsweise    von Fe und C  zu Eisenkarbid, im Gemisch mit Metallen in  der Kontaktmasse enthalten sein.

   Von den  der Gruppe     Alkalimetalle    angehörigen Ele  menten eignet sich das Kalium am besten;  es kann ausser als metallisches Kalium auch  noch in Form einer     Kaliumverbindung    in der  Kontaktmasse vorhanden sein. Von den       galiumverbindungen    ist eine solche mit Cyan  oder     Ferrooyan    für die Wirkung des     Kataly-          sators    am vorteilhaftesten. Der im Kataly  sator vertretene Stickstoff kann in Form  einer einfachen oder einer komplexen     Al-          kalicyanverbindung    gebunden sein.  



  Vor dem Gebrauch als Katalysator wird  die Kontaktmasse     zweckmässigerweise    in  einem Ofen, und zwar gerade am besten im       gatalysatorofen,    bei mässiger Temperatur,  nämlich höchstens 4b0 , und unter mässigem      Druck mit Wasserstoff vorbehandelt, um  Zersetzungsprodukte auszuscheiden. Erfah  rungsgemäss wird durch eine solche Be  handlung die Wirksamkeit der Katalysator  masse günstig     beeinflusst.    Zu     dieserBehandlung     kann auch ein Gasgemisch von     Wasserstoff     und Stickstoff verwendet werden.  



  Ein Katalysator mit der angegebenen  Zusammensetzung besitzt gemäss der durch  Versuche gewonnenen Erfahrung eine lange  Lebensdauer und eine überraschend grosse  Wirksamkeit, selbst bei verhältnismässig  niedrigen Temperaturen und verhältnismässig  niedrigem Druck.  



  <I>Beispiel:</I>  Eine Aluminiumsalzlösung, zum Beispiel  Aluminiumchlorid oder -Sulfat, wird mit einer  Lösung von     Eisencyankalium    im Verhältnis  von 1 zu 1,2     Mol    gemengt und die Mi  schung unter fortwährendem Umrühren zur  Trocknung verdampft, was am besten im  Vakuum und unter Ausschluss von Luft ge  schieht.

   Die völlig     getrocknete    Masse wird  alsdann zerpulvert und in einen Katalysator  ofen eingefüllt, hier zunächst bei etwa 300  bis 4000 mit     Wasserstoff    allein oder mit  einem Gemisch von Wasserstoff und Stick  stoff behandelt, was vorteilhaft unter mässigem  Druck geschieht, worauf sie, ohne mit Sauer  stoff enthaltenden Gasen oder mit Feuch  tigkeit in Berührung zu kommen, gleich als       Kontaktmasse    verwendet werden kann.. Bei  Versuchen ergab sieh bei 100     Atm.    Druck  der zu katalysierenden Gase (H und     N)    und  einer Temperatur von etwa 4000 bei einer  verhältnismässig grossen Strömungsgeschwin  digkeit ein Umsatz bis zu 20     Vol.-%    Am  moniak im katalysierten Gasgemisch.

    



  Man kann zwar für die Kontaktmasse  anstatt Kalium oder einer     Kaliumverbindung     auch andere     Alkalimetalle    oder Verbindungen  von solchen verwenden, doch empfiehlt sich  in einem solchen Falle immerhin die Mit  verwendung von Kalium oder einer Kalium  verbindung.  



  Sowohl bei der     beschriebenen'Zubereitung     der Kontaktmasse durch Erhitzen in Wasser-    Stoff oder in einem Wasserstoff enthaltenden  Gasgemisch, als auch beim Gebrauch des       Katalysators    zur     Ammoniaksynthese    empfiehlt  es sich ferner, keine so hohe Temperatur       anzuwenden,    dass seine Beschaffenheit derart  beeinflusst wird, dass seine wirksame     Ober-          fläche    notleiden könnte. Dafür bleibt dann  der Katalysator sehr lange Zeit brauchbar,  wenn bei Temperaturen zwischen etwa 350  bis     450'    gearbeitet wird.  



  Hat der Katalysator durch längeren Ge  brauch an Wirksamkeit eingebüsst, so kann er  leicht durch Zerstossen oder Zerpulvern der Kon  taktmasse wieder zu neuer Wirksamkeit  gebracht werden. Der Einfluss von bekannten       Katalysatorgiften,    zum Beispiel von Wasser  dampf, in den zu katalysierenden Gasen wird  selbstverständlich tunlichst vermieden.  



  Von besonderem Wert für die Ammoniak  synthese ist die Eigenschaft des beschriebenen       Katalysators,    dass er schon bei     auffällig     tiefer Temperatur, nämlich schon unter<B>3000</B>  anspringt.

Claims (1)

1. PATENTATISPRUCH Verfahren zur synthetischen Herstellung von Ammoniak aus seinen Elementen Wasser stoff und Stickstoff mit Hilfe eines Kataly- sators, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator ausser Eisen, Kohlenstoff und Aluminium noch ein zur Gruppe der Alkali- Metalle gehöriges Element und Stickstoff enthält. U\TTER Ah'SPR'üCHE 1. Verfahren gemäss Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator die Metalle in freiem Zustande nebeneinander enthält. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator mindestens einzelne der genannten fünf Elemente als chemische Verbindungen unter sich enthält. 3. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator einzelne chemische Verbindungen der genannten Elemente im Gemisch mit Metallen enthält. 4. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das im Katalysator enthaltene, zur Gruppe der Alkalimetalle gehörige Element Kalium in metallischem Zustande ist. 5.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das im Katalysator enthaltene, zur Gruppe der Alkalimetalle gehörige Element in der Form einer Ka- liumverbindung vorhanden ist. 6. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kaliumverbindung Cyankalium ist. i . Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kaliumverbindung Kaliumeisen- cyanid ist. B.

   Verfahren nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 5 und 7, dadurch ge kennzeichnet, dass ein Katalysator ver wendet wird, bei dessen Herstellung auf ein Mol Aluminiumsalz mehr als ein 11Iol Eisencyankalium verwendet wurde. 9. Verfahren nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 5, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Katalysator ver wendet wird, welcher durch Eindampfen einer Aluminiumsalzlösung mit einer Eisencyankaliumlösung im Verhältnis von 1 zu 1,2 1!2o1 hergestellt wurde. 10.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein Katalysator verwendet wird, der mit Wasserstoff in einem Ofen bei höchstens 450 behandelt wurde. 11. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 10, dadurchgekennzeichnet, dass die Behandlung des Katalysators mit Wasserstoff unter Druck erfolgte. 12. Verfahren nach Patentanspruch<B>und</B> Unteranspruch 10, dadurch gekennzeich net, dass die Behandlung des Katalysators mit einem Gemisch von Wasserstoff und Stickstoff erfolgte.