DE1078554B

DE1078554B - Vorrichtung zur Herstellung von Blausaeure

Info

Publication number: DE1078554B
Application number: DEL23936A
Authority: DE
Inventors: Dr Phil Samuel Ruosch
Original assignee: Lonza AG
Current assignee: Lonza AG
Priority date: 1955-02-03
Filing date: 1956-01-26
Publication date: 1960-03-31
Also published as: FR1146102A; BE544845A

Description

DEUTSCHES

Bekanntlich dient Blausäure als Ausgangsstoff für die Herstellung vieler chemischen Verbindungen. Die Erzeugung von Blausäure im großtechnischen Betrieb unter Erzielung hoher Leistungen ist infolgedessen von großer technischer und wirtschaftlicher Bedeutung. Es sind zwar Verfahren zur Herstellung von Blausäure aus gasförmigen oder flüchtigen Kohlenwasserstoffen, insbesondere Methan, und aus gasförmigen oder flüchtigen Stickstoffverbindungen, insbesondere Ammoniak, nach dem Reaktionsschema

CH₄+N₃->-HCN+3H₂—60 kcal

bekannt, welche gute Ausbeuten an Blausäure liefern, deren Leistungen aber nicht befriedigend sind.

Wie aus der obigen Gleichung hervorgeht, verläuft das Verfahren in stark endothermer Reaktion und erfordert daher eine Beheizung der Reaktionsgase auf hohe Temperaturen von 900 bis 1400° C, vorzugsweise 1150 bis 1250° C. Angesichts der starken Zersetzbarkeit von Ammoniak und Blausäure an hocherhitzten Wandungen ist es bisher nicht möglich gewesen, dieses Verfahren in betriebsmäßigem Maßstab mit hohen Leistungen und hohen Ausbeuten durchzuführen.

In der deutschen Patentschrift 882 985 ist ein Verfahren zur Herstellung von Blausäure beschrieben, bei dem ein Gemisch von Ammoniak und Methan unter Beheizung auf hohe Temperaturen durch den Ringraum konzentrisch ineinandergesteckten Sillimanitrohren geleitet wird, deren den Reaktionsraum begrenzende Flächen mit Platinkatalysatoren imprägniert waren. Hierbei wurden nach Angabe der Patentschrift hohe Blausäureausbeuten erzielt. Die Leistungen waren aber für eine technische Durchführung des Verfahrens völlig ungenügend. Nach Beispiel 2 der Patentschrift wurde nur eine Leistung von 32,5-kg HCN je Tag und Rohr erzielt. In der Patentschrift ist zwar gesagt, daß durch erhöhte Gasgeschwindigkeit die Tagesleistung eines Rohres bis auf 43 kg HCN erhöht werden könne. Eine Nachprüfung dieser Angabe hat zwar ergeben, daß man durch erhöhte Gasgeschwindigkeit wohl eine etwas größere, jedoch noch immer für die Praxis ungenügende Leistung erzielen kann, daß man ⁼aber die Ausbeuten an HCN erheblich zurückgehen, z. B., bezogen auf NH₃, bis auf 33,3"/O.

Die Herstellung von Blausäure aus Methan und Ammoniak nach dem endothermen Verfahren im technischen Großbetrieb ist nur dann interessant, wenn eine Leistung von mindestens 60kg HCN je Einzelelement und Tag erzielt wird.

Eingehende Versuche, die zum Teil im technischen Maßstab durchgeführt worden sind, haben ergeben, daß das endotherme Verfahren mit hohen Ausbeuten an Blausäure und mit großen Leistungen durchgeführt Vorrichtung zur Herstellung
von Blausäure

s Anmelder:

Lonza Elektrizitätswerke

und Chemische Fabriken

Aktiengesellschaft,

Basel (Schweiz)

Vertreter: Dr. G. W. Lotterhos
und Dr.-Ing. H. W. Lotterhos, Patentanwälte,
Frankfurt/M., Lichtensteinstr. 3

Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 3. Februar 1955

Dr. phil. Samuel Ruosch, Visp, Wallis (Schweiz),
ist als Erfinder genannt worden

2

werden kann, wenn Vorrichtungen verwendet werden, die durch folgende Merkmale gekennzeichnet sind:

a) Der langgestreckte ringförmige Reaktionsraum muß derart ausgebildet sein, daß der Querschnitt desselben mindestens 2 cm² beträgt,

b) das Verhältnis vom Querschnitt zu der den Reaktionsraum begrenzenden, beheizten Kontaktfläche muß mindestens 1 :200 betragen,

c) kein Molekül des durch den Reaktionsraum strömenden Gases darf einen Abstand von dem ihm zunächst liegerüden Punkt der beheizten Katalysatoroberfläche haben, der mehr als 10 mm beträgt.

Diese Merkmale sind voneinander abhängig. Das Erfindungsziiel wird nur dann erreicht, wenn das endotherme Verfahren in Vorrichtungen ausgeübt wird, die diese Merkmale aufweisen. Zahlreiche Versuche haben bestätigt, daß beim Arbeiten mit solchen Vor-. richtungen Umsätze von mehr als 85 % und Ausbeuten an Blausäure von mehr als 80% in Verbindung mit Leistungen bis zu 100 kg und mehr pro Tag und Reaktionselement erzielt werden (können.

Selbstverständlich muß zur Erfüllung dieser Bedingungen das Verfahren in Anpassung an die Apparatur durchgeführt werden. Dies gilt insbesondere in bezug auf die erforderliche Gasgeschwindigkeit und die entsprechenden Verweilzeiten der die Reaktionsräume durchströmenden Gase.

909 768/383

In Fig. 3 der Zeichnung ist ein Diagramm veranschaulicht, in dem einzelne Kurven aufgetragen sind, welche die notwendige beheizte Länge der Reaktionsräume in Abhängigkeit von der Verweilzeit bei den verschiedenen Gasgeschwiridigkeiten zeigen (Länge des Reaktionsrohres = Gasgeschwindigkeit mal Verweilzeit) .

Bei einer bestimmten Verweilzeit kann man nun nicht alle die Rea'ktionsräume verwenden, die einer gemäß den Kurven abzulösenden, beheizten Länge der Katalysatorfläche entsprechen, um hohe Leistungen zu erzielen. Man muß vielmehr die erfindungsgemäßen Reaktionselemente verwenden, welche durch die obengenannten Bedingungen a), b) und c) gekennzeichnet sind. ¹S

Die innerhalb des Diagramms liegenden Werte, welche den praktisch verwendeten Gasgeschwindigkeiten und Verweilzeiten entsprechen, sind schraffiert. Die schraffierte Fläche wind durch die Linie A-B bezüglich der minimalen Geschwindigkeit von 25 m/Sek. und durch die Linie E-D bezüglich der maximalen Geschwindigkeit von 200 m/Sek. begrenzt. Die Linie B-C ist durch die maximale Verweilzeit von 0,06 gegeben. Bezüglich der Länge der Rohre gemäß der punktierten Linie D-C ist die Begrenzung durch die technische Möglichkeit ihrer Herstellung gegeben. Bereits Rohre über 200 cm sind, insbesondere aus Sillimanit, schwer herzustellen. Ebenfalls ist die untere Grenze durch die technische Möglichkeit bestimmt, die nötige Reaktionswärme in kürzere Rohre hineinzubringen und Reaktionsräume mit entsprechend geringen Querschnitten herzustellen. Rohre unter etwa 60 cm kommen daher praktisch kaum in Frage.

Es hat sich aber herausgestellt, daß die obigen Bedingungen noch nicht genügen, um zu dem gewünschten Ziel zu gelangen. Es genügt noch nicht, irgendeinen Punkt innerhalb der schraffierten Fläche zu wählen, um Kontaktelemente zu erhalten, welche bei hohen Umsätzen gleichzeitig große Leistungen je Element ergeben.

Die stark endotherme Reaktion

CH₄-HN₃-

■HCN+3 H₂-60 kcal

ist zu empfindlich, als daß der Fachmann sie mit großen Leistungen und hohen Ausbeuten auf Grund der üblichen Erfahrungen mit Erfolg durchführen könnte.

Es wunde nun durch langwierige Versuche gefunden, daß innerhalb des Diagramms nur diejenigen Punkte die gewünschten Resultate ergeben, die den Bedingungen des Punktes b) entsprechen, d. h. bei welchen bei den Reaktionsräumen das Verhältnis

freier Querschnitt
beheizter Kontaktfläche

55

mindestens 200

besteht.

Bei einem gegebenen Querschnitt wird man also nur eine bestimmte, beheizte Kontaktfläche verwenden können, bzw. bei einer gegebenen beheizten Kontaktfläche wird man nur mit einem bestimmten Querschnitt arbeiten 'können, wie er sich bei der obigen Bedingung b) ergibt.

Das Verfahren wird, wie bereits erwähnt wurde, in ringraumförmigen Reaktionsräumen durchgeführt, die dadurch hergestellt werden können, daß in Rohre mit größerem Durchmesser Rohre mit kleinerem Durchmesser derart eingefügt werden, daß zwischen der Innen wandung des Außenrohres und der Außen wandung des Innenrohres ein Ringraum verbleibt, dessen als Kontaktfläche ausgebildete Wandungen einen solchen Abstand voneinander haben, daß kein Molekül des Reaktionsgases einen Abstand von dem ihm zunächst liegenden Punkt der Katalysatoroberfläche hat, der mehr als 10 mm beträgt.

Das Reaktionsgas wind durch den zwischen den Rohren befindlichen Ringraum geleitet. Das innere Rohr kann geschlossen sein, wenn das Außenrohr beheizt wird. Es kann aber auch offen sein, wenn die Heizgase dasselbe passieren und beheizen sollen.

Für die Rohre wird zweckmäßig ein Material benutzt, das möglichst wenig Zersetzung der Reaktionsgase hervorruft. Für kleinere Elemente sind Reaktionsrohre aus keramischem Material, z. B. Sillimanit, geeignet; für größere Einheiten haben sich Rohre aus Ni-Cr-Stählen bewährt.

Im übrigen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die beheizte Katalysatorfläche je Reaktionselement vorzugsweise auf mindestens 1000 cm² zu bemessen.

Geeignete Katalysatoren sind unter anderem Platin—Rodium, Platin—Ruthenium, Platin—Iridium-—-Rhodium, Platin—-Palladium—Rhodium und ähnliche Legierungen, die an sich bei der HCN-Synthese bekannt sind.

An Stelle von Methan .können Propan und Butan für sich allein oder .in Mischung miteinander und/oder Methan verwendet werden. Man kann auch Naturgas verwenden, das neben Methan noch kleinere Mengen anderer Kohlenwasserstoffe enthält, die nicht entfernt zu werden brauchen. Bei der Verwendung von Methan variiert das Verhältnis von N H₃: C H₄ mit der Belastung der Reaktionsrohre und der Aktivität des Katalysators zwischen NH₃ :CH₄ = 1 :0,85 bis 1,1.

Beispiele

1. Ein Industrieofen für die Herstellung von Blausäure, der mit 40 Reaktionselementen ausgerüstet ist, ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht.

Fig. 1 zeigt den Ofen im Querschnitt;

Fig. 2 veranschaulicht eine schematisch gezeichnete Aufsicht.

1 ist die Ofenwandung; 2 sind die Reaktionsrohre; 3 sind Kühlköpfe der Reaktionsräume, durch welche die Reaktionsgase in die Rohre eingeführt und ausgeführt werden; 4 sind elektrische Heizelemente; aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß je zwei Reaktionsrohre einen gemeinsamen Kühlkopf 5 besitzen; 6 sind die Zuleitungsrohre für die Reaktionsgase.

Jedes Reaktionselement besteht aus einem äußeren Sillimanitrohr, dessen innerer Durchmesser 40 mm beträgt, und einem inneren Sillimanitrohr, dessen äußerer Durchmesser 33 mm beträgt, so daß der Abstand der den ringraumförmigen Reaktionsraum begrenzenden Flächen 3,5 mm beträgt. Das Innenrohr ist geschlossen, so daß kein Gas durch dasselbe geht. Die Länge der Reaktionsräume beträgt 150 cm; die beheizte Länge 130 cm. Das äußere Reaktionsrohr ist auf der Innenseite, das innere Rohr auf der Außenseite mit einer Platin-Ruthenium-Legierung (88% Platin und 12°/o Ruthenium) imprägniert. Nur die äußeren Rohre und dementsprechend nur die an deren innerer Wand angebrachten Katalysatoren werden geheizt. Die geschaffenen Kontaktschichten werden auf übliche Weise aktiviert, z. B. indem das Rohr in einem Ofen auf etwa 115° C erhitzt und ein Gasgemisch durchgeleitet wurde, das auf 1 Volumen Ammoniakgas 0,1 bis 0,2 Volumteile Methan entspricht. Der

Methangehalt wurde dann langsam gesteigert, so daß etwa in 24 Stunden etwa das Verhältnis 1 NH₃ auf 1 C H₄ erreicht wurde.

Der freie Querschnitt des Reaktionsraumes beträgt 4,0 cm². Da der Abstand zwischen der Innenwandung und Außenwandung des Ringraumes, wie oben angegeben, 3,5 mm beträgt, hat kein Gasmolekül einen größeren Abstand als diesen von 3,5 mm von der ihm zunächst liegenden Stelle der beheizten Katalysatorfläche.

Die beheizte Kontaktfläche beträgt 1633 cm². Das Verhältnis zwischen dem freien Querschnitt des Reaktionsraumes und der beheizten Kontaktfläche beträgt 1:408.

Die Beheizung des Reaktionsraumes erfolgt mit Hilfe von Heizstäben als elektrische Widerstandsheizung, zwischen denen die Reaiktionselemente eingebaut sind. (Man kann die Reaktionsräume auch mit Gasen, wie Methan, Wassergas, Kohlenoxyd, heizen.) Wie bereits dargelegt, werden nur die Außenrphre beheizt. Bei Erhitzung der Heizkammer des Reaktionsofens auf etwa 1440° C wunde in den Reaktionsräumen eine Temperatur von etwa 1150° C (optisch) gemessen. Das Temperaturgefälle zwischen beheizter Kontaktfläche und Reaktionsraum betrug somit etwa 260° C.

Durch das Reaktionsrohr wurde ein Gemisch von Ammoniak und Methan im Volumenverhältnis von 1 :0,96 geleitet. Bei einer mittleren Innentemperatur des Reaktionsraumes von 1150° C und 705 mm Hg-Druck betrug die Geschwindigkeit des Gasgemisches im Reaktionisraum, gemessen laut den Bedingungen des obigen Punkts 2, 41 m/Sek. und die Verweilzeit 0,032 Sekunden.

Es wurden 87% des angewendeten Ammoniaks in Form von HCN gewonnen, 7,2% des Ammoniaks blieben unverändert, 5,8% des Ammoniaks zerfielen zu Stickstoff und Wasserstoff. Unter Berücksichtigung des unverändert gebliebenen Ammoniaks, das zurückgewonnen werden kann, betrug die Ausbeute an Blausäure, bezogen auf Ammoniak, 94%. Die Ausbeute an Blausäure, bezogen auf Methan, betrug 91,0%.

Das einzelne Reaktionselement ergab eine Leistung von 66,5 kg HCN je Tag. Der mit 40 Reaktionselementen ausgestattete Ofen ergab eine Tagesleistung von 2,65 t an H C 3ST.

Durch Erhöhung der Temperatur in der Heizkammer kann infolge des größeren Temperaturgefälles ein größerer Wärmeübergang durch (die Rohrwandung erzielt und die Leistung dadurch erhöht werden.

2. Ein Industrieofen, ähnlich wie im Beispiel 1 beschrieben, wird mit Einzelelementen ausgestattet, die aus einem äußeren Sillimanitrohr mit einem inneren Durchmesser von 60 mm und einem inneren geschlossenen Sillimanitrohr mit einem äußeren Durchmesser von 54 mm bestehen, so daß der Abstand der den ringraumförmigen Reaktionsraum begrenzenden Fläche 3 mm beträgt. Die Länge der Reaktionsräume beträgt 150 cm, die beheizte Länge 130 cm. Die Rohre sind, wie im Beispiel 1, mit einer Platin-Ruthenium-Legierung imprägniert und die hierdurch geschaffene Kontaktschicht aktiviert.

Der freie Querschnitt des. Reaktionsraumes beträgt 5,4 cm². Da nur das äußere Rohr geheizt wird und der Abstand zwischen der Innenwandung und der Außenwandung des Ringraumes, wie oben !angegeben, 3 mm beträgt, hat fein Gasmolekül einen größeren Abstand als 3 mm von der ihm zunächst liegenden Stelle der beheizten Katalysatorfläche.

Die beheizte Kontaktfläche beträgt 2450 cm². Das Verhältnis zwischen dem freien Querschnitt des Reaktionsraumes und der beheizten Kontaktfläche beträgt 1:456.

Die Beheizung erfolgt wie im Beispiel 1, und es gelten die gleichen Temperaturverhältnisse.
Durch das Reaktionsrohr wurde ein Gemisch von Ammoniak und Methan im Volumenverhältnis 1 :1,03 geleitet. Die Geschwindigkeit des Gasgemisches betrug, gemessen laut den Bedingungen des obigen Punkts 2, 43 m/Sek. und die Verweilzeit 0,03 Sekunden.

ίο Es wurden 85,5 % des angewandten Ammoniaks in Form von HCN gewonnen. 7,2% 'des Ammoniaks blieben unverändert. 7,3% des Ammoniaks zerfielen in Stickstoff und Wasserstoff. Unter Berücksichtigung des unverändert gebliebenen Ammoniaks, das zurückgewonnen werden kann, betrug die Ausbeute, bezogen auf Ammoniak, 91,8%. Die Ausbeute an Blausäure, bezogen auf Methan, betrug 89,3%. Das einzelne Reakti ons element ergab eine Leistung von etwa 98 kg HCN je Tag. Der mit 40 Reaktionselementen ausge-

ao stattete Ofen ergab eine Tagesleistung von 3,92 t an HCN.

3. Ein Industrieofen für die Herstellung von Blausäure mit besonders großer Leistung wind mit 50 Reaktionselementen ausgestattet, die aus NCT₃-Stahl (mit etwa 24% Cr, 19% Ni, 2% Si und 0,15% C) bestehen. Jedes einzelne Element besteht aus einem solchen Stahlrohr mit einem inneren Durchmesser von 70 mm und einem inneren geschlossenen Rohr aus demselben Material mit äußerem Durchmesser von 60 mm, so daß der Abstand der den Ringraum begrenzenden Fläche 5 mm beträgt. Die Länge der Reaktionsräume beträgt 150 cm, die beheizte Länge 130 cm. Das äußere Reaktionsrohr ist auf der Innenseite, das innere Rohr auf der Außenseite mit einer Platin-Ruthenium-Legierung (90% Platin und 10% Ruthenium) imprägniert und die hierdurch geschaffenen Kontaktschichten auf übliche Weise aktiviert.

Der freie Querschnitt des Reaktionsraumes beträgt 10,2 cm². Nur die äußeren Rohre und dementsprechend nur die an deren innerer Wand angebrachten Katalysatoren werden geheizt. Da der Abstand zwischen der Innenwandung und der Außenwandung des Ringraumes, wie oben angegeben, 5 mm beträgt, hat kein Gasmolekül einen größeren Abstand als 5 mm von der ihm zunächst liegenden Stelle der beheizten Katalysatorfläche.

Die beheizte Katalysatorfläche beträgt 2858 cm². Das Verhältnis zwischen dem freien Querschnitt des Reaktionsraumes und der beheizten Kontaktfläche beträgt 1:280. Die Beheizung des Reaktionsraumes erfolgt auch hier mit Hilfe von Heizstäben als elektrische Widerstandsheizung, zwischen denen die Reaktionselemente angebracht sind, so daß nur die Außenrohre beheizt wenden. Bei Erhitzung der Heizkammern auf etwa 1180° C wurde in den Reaktionsräumen eine Temperatur von 1150° C (optisch) gemessen. Das Temperaturgefälle zwischen beheizter Kontaktfläche und Reaktionsraum betrug somit nur etwa 30° C.

Durch das Reaktionsrohr wurde wie im Beispiel 1 ein Gemisch von Ammoniak und Methan im Volumenverhältnis von 1:0,96 geleitet. Bei einer mittleren Innentemperatur des Reaktionsraumes von 1150° C und 705 mm Hg-Druck betrug die Geschwindigkeit des Gasgemisches, gemessen laut Bedingungen des obigen Punkts 2, 'des Reaktionsraumes 26 m/Sek. und die Verweilzeit 0,05 Sekunden.

Die Umsätze und Ausbeuten sind ungefähr die gleichen wie im Beispiel 1.

Das einzelne Reaktionselement ergab eine Tagesleistung von etwa 115 kg je HCN. Der mit 50 Reaktionselementen ausgestattete Ofen ergab eine Tagesleistung von etwa 5,75 t H C N.

4. Ein Industrieofen, wie im Beispiel 1 beschrieben, wird mit den gleichen Rohren und Katalysatoren versehen. Zum Unterschied gegenüber Beispiel 1 wird sowohl das äußere als auch das innere Rohr erhitzt, so daß der von -den Reaktionsgasen durchströmte Ringraum von außen und von innen geheizt wird. Der Abstand zwischen der Innenwand und der Außenwand des Ringraumes beträgt 3,5 mm. In diesem Falle, bei welchem also sowohl das Innenrohr wie das Außenrohr geheizt werden, hat kein Gasmolekül einen größeren Abstand als 1,75 mm von der ihm zunächst liegenden Stelle der beheizten Katalysatorfläche.

15 Die beheizte Kontaktfläche beträgt nun 1633 cm² für das äußere und 1347 cm² für das innere Rohr, zusammen 2980 cm². Das Verhältnis zwischen dem freien Querschnitt des Reaktionsraumes von 4,0 cm² und der beheizten Kontaktfläche beträgt 1:745. Das äußere Rohr wurde von außen und das innere Rohr von innen durch elektrische Heizstäbe erhitzt, derart, daß die Temperatur der Katalysatoroberfläche etwa 1150° C betrug. Die Gasgeschwindigkeit betrug 68 m/Sek. und die Verweilzeit 0,019 Sekunden. Die Leistung pro Reaktionselement betrug etwa 120 kg HCN je Tag. Die Tagesleistung des Ofens stellte sich daher auf etwa 4,8 t H C N.

Die folgende Tabelle zeigt die Leistungen und Ausbeuten, die bei Einhaltung der erfindungsgemäßen Bedingungen erhalten wenden, im Vergleich zu Versuchen, die nicht den erfindungsgemäßen Bedingungen entsprechen.

Herstellung von HCN aus Ammoniak und Methan in Sillimanit-Reaktionsrohren

Länge der beheizten Fläche des Reakt'ionsrohres 130 cm

Temperatur der beheizten Fläche des Reaktionsrohres 1150° C

1	2	3	4	5	6a	8	9	10	11	1	2	CH₄: H CN
	Reak	Einsatz			Gas			Verhältnis				%
	tionsrohr innerer	rohr äußerer	Dm	Freier Quer	durchsatz Austritt	V	Verweil	freier Quer schnitt und	Leistung 1 TT /-» TVT	Ausbeute	88,8
Nr.	Durch	Durch		schnitt	Reak		zeit	beheizte	Kg ri Ο JN		93,4
	messer	messer			tionsrohr			Kontakt		NH₃: HCN	92,5
	mm	mm	mm	cm²	NnvVStd.	m/Sek.	Sekunden	fläche	je Tag	Vo	90,8
1	40	_	20	12,6	2,5	3,1	0,42	1 : 130	16,1	82,9	91
la	40	—	20	12,6	3,7	4,6	0,27	1:130	22,6	67,4	91
Ib	40	—	20	12,6	5,36	6,6	0,19	1:130	21,1	33,3	91
2	40	23	8,5	8,4	7,6	14	0,09	1:193	34,2	57,1	90,2
3	40	33	3,5	4,0	10,5	41	0,03	1:408	66,5	94	89
4	40	36	2	2,4	9,5	63	0,02	1:688	66,5	88	90,5
5	70	60	5	10,2	18,2	26	0,05	1:280	115	93,3
6	70	40	15	25,9	3,0	1,8	0,72	1:110	18,5	80,5
6a	70	40	15	25,9	6,2 -	o Q Oj O	0,34	1:110	30,2	62,3
6b	70	40	15	25,9	10,9	5,7	0,23	1 : 110	32,5	38,3

Aus den Versuchen Nr. 1, 1 a und Ib kann man ersehen, daß man mit 40-mm-Rohren ohne Einsatzrohr (also Rohre, welche nicht innerhalb der erfindungsgemäßen Bedingungen liegen: siehe Kolonne 4: 20 statt maximal 10 mm; Kolonne 9: 0,42 bis 0,19 statt weniger als 0,06; und Kolonne 10: 1:130 statt 1: mindestens 200) bei kleinen Gasgeschwindigkeiten niedrige Leistungen erzielt, während die Ausbeuten noch verhältnismäßig gut sind. Steigert man jedoch den Gasdurchsatz (laut Kolonne 6a), um zu größeren Leistungen zu gelangen, so gehen die Ausbeuten, auf NH₃ bezogen, ständig erheblich zurück.

Aus dem Versuch Nr. 2 ist zu ersehen, daß man mit einem 40-mm-Rohr bereits größere Leistungen erzielen kann, doch sind die Ausbeuten sehr schlecht. Auch dieses Rohr entspricht gemäß den Kolonnen 9 und 10 nicht den erfmdungsgemäßen Bedingungen.

Bei den Versuchen Nr. 3 und 4 sind Rohre entsprechend den erßndungsgemäßen Bedingungen verwendet worden. Man erzielt daher große Leistungen bei durchweg guten Ausbeuten.

Bei dem Versuch Nr. 5 entspricht das 70-mm-Rohr mit Einsatzrohr von 60 mm ebenfalls den erfindungsgemäßen Bedingungen, und man erzielt hohe Leistungen bei guten Ausbeuten.

Bei den folgenden Versuchen Nr. 6, 6 a und 6 b ist ebenfalls ein 70-mm-Rohr verwendet worden, jedoch sind Einsatzrohre mit kleinerem Durchmesser eingesetzt worden, so daß die erfindungsgemäßen Bedingungen laut Kolonne 4, 8, 9 und 10 nicht erfüllt wurden.

Auch hier ersieht man, daß man durch Steigerung des Gasdurchsatzes laut Kolonne 6 a anfangs wohl eine Erhöhung der Leistung, aber dann wieder eine Verringerung derselben erzielt, wobei die Ausbeuten ganz erheblich zurückgehen.

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Herstellung von Blausäure aus gasförmigen oder flüchtigen Kohlenwasserstoffen und gasförmigen oder flüchtigen Stickstoffverbindungen, vorzugsweise aus Methan und Ammoniak, bestehend aus einem langgestreckten Reaktionsraum, der aus konzentrisch ineinandergesteckten Rohren besteht, von denen das äußere auf der Innenseite und das innere auf der Außenseite mit katalytisch wirkender Substanz bedeckt bzw. imprägniert ist, so daß ein katalytisch wirksamer Ringraum entsteht, der sowohl von außen wie von innen (durch das innere Rohr) beheizt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß der langgestreckte Reaktionsraum derart ausgebildet ist, daß der Querschnitt desselben mindestens 2 cm² beträgt, das Verhältnis vom Querschnitt zu der den Reaktionsraum begrenzenden, beheizten Kontaktfiäche mindestens 1 :200 beträgt und der Abstand der den ringförmigen Reaktionsraum begrenzenden Rohre (im Reaktionsraum) so bemessen ist, daß kein Molekül der durch den Reaktionsrautn strömenden Gase einen Abstand von dem ihm zunächst liegenden Punkt der beheizten Katalysatorober-

fläche haben kann, der mehr als 10 mm, vorzugsweise nicht mehr als 5 mm, beträgt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des Querschnitts

begrenzenden, beheizten Kontaktfläche 1:200 bis etwa 800, vorzugsweise etwa 300 bis 500, beträgt.

In Betracht gezogene Druckschriften:

des Reaktionsraumes zu der den Reaktionsraum 5 Deutsche Patentschrift Nr. 882 985.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen