DE2037975C - Process for the production of nitrous oxide - Google Patents
Process for the production of nitrous oxideInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Distickstoffoxid durch Oxydation von Lösungen des Hydroxylamin bzw. Hydroxylamin-Salzen.The invention relates to a method for producing nitrous oxide by oxidizing solutions of hydroxylamine or hydroxylamine salts.
Es sind verschiedene Verfahren zur Herstellung von Distickstoffoxid bekannt. Distickstoffoxid kann im technischen Maßstab durch thermische Zersetzung von Ammoniumnitrat gemäß ReaktionVarious methods of producing nitrous oxide are known. Nitrous oxide can be im technical scale through thermal decomposition of ammonium nitrate according to reaction
NH4NO3-* N2O + 2H2O,NH 4 NO 3 - * N 2 O + 2H 2 O,
durch Verbrennung von Ammoniak mit Sauerstoff bei einer Temperatur von 200 bis 500°C über geeigneten Katalysatoren, z. B. Mn"2, Fe2O3, BiO3, oder durch Einwirk ing von Hydroxylchlorid oder Hydroxj laminsulfat auf wäßrige Natriumnitrit-Lösung ei halten werden.by burning ammonia with oxygen at a temperature of 200 to 500 ° C over suitable catalysts, e.g. B. Mn " 2 , Fe 2 O 3 , BiO 3 , or by the action of hydroxyl chloride or hydroxyl amine sulfate on aqueous sodium nitrite solution can be kept.
!Ein wesentlicher Nachteil dieser Verfahren besteht tiarin, daß man kein reines, sondern vorwiegend mit Nebenprodukten, wie Stickstoffoxiden, Stickstoff und Sauerstoff, verunreinigtes Distickstoffoxid erhält. Im Hinblick auf seine Anwendung, insbesondere in der Medizin, muß das so erhaltene Distickstoffoxid dann beschwerlichen Reinigungsverfahren unterworfen werden. ! A major disadvantage of this process is that it is not pure, but predominantly with By-products, such as nitrogen oxides, nitrogen and oxygen, contain contaminated nitrous oxide. in the With a view to its application, particularly in medicine, the nitrous oxide thus obtained must then be subjected to arduous cleaning procedures.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile der bisher bekannten Verfahren durch Schaffung eines Verfahrens zu überwinden, welches Distickstoffoxid in einer größeren Reinheit zu erhalten erlaubt.The object of the invention is to overcome the disadvantages of the previously known methods by creating a method to overcome what nitrous oxide allows to obtain in a greater purity.
Es wurde gefunden, daß man reines Distickstoffoxid durch Oxydation von Lösungen von Hydroxylamin oder von Hydroxylaminsalzen dadurch herstellen kann, daß man Stickstoffoxid, höhere Stickstoffoxide und/ oder Sauerstoff mit dem Hydroxylamin oder den Salzen hiervon in Gegenwart eines auf einem säurebeständigen Träger angeordneten Katalysators aus der Plat.Hmetall-Gruppe umsetzt.It has been found that pure nitrous oxide can be obtained by oxidizing solutions of hydroxylamine or of hydroxylamine salts can be produced by nitrogen oxide, higher nitrogen oxides and / or oxygen with the hydroxylamine or salts thereof in the presence of an acid-resistant one Supported catalyst from the Plat.Hmetall group converts.
Als Katalysator aus der Platinmetall-Gruppe wird insbesondere Platin, z. B. in einer Menge von 15°/,, auf säurebeständigem Trägerstoff, /.. H. Molekularsiebe, Graphit, Aktivkohle, RuU, !ini'ewendel.As a catalyst from the platinum metal group, in particular platinum, z. B. in an amount of 15 ° / ,, on acid-resistant carrier, / .. H. Molecular sieves, graphite, activated carbon, RuU,! Ini'ewendel.
Zur Durchführung des errindungageiiii'illen Verfahrens wird der Katalysator /. I). in die llydroxyluniinsiilfi t-Liisiiiig eingebracht und unter gleichzeitigem Mischen .Stickstoffmonoxid in das Reaklions-2NH2OH+ NO, + NOTo carry out the basic process, the catalyst /. I). introduced into the llydroxyluniinsiilfi t-Liisiiiig and with simultaneous mixing .nitrogen monoxide into the reaction 2NH 2 OH + NO, + NO
Kat.Cat.
2N2O !-3H2O,2N 2 O! -3H 2 O,
während bei reinem Stickstoffmonoxid die Reaktion folgendermaßen verläuft:while with pure nitric oxide the reaction proceeds as follows:
2NH2OH + 4NO2NH 2 OH + 4NO
Kat.Cat.
3N2O + 3H2O.3N 2 O + 3H 2 O.
Ein besonderer Vorzug des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens besteht darin, daß keine zusätzliche Reinigung des Endprodukts erforderlich ist, weil man das Distickstoffoxid gleich in reinem Zustand erhält. Die Herstellungskosten von Distickstoffoxid sind bei diesem Verfahren niedrig, v/eil billige Ausgangsstoffe wie Stickstoffmonoxid und Sauerstoff Anwendung finden.A particular advantage of the manufacturing process according to the invention is that no additional Purification of the final product is required because you get the nitrous oxide straight away in pure state receives. The production costs of nitrous oxide are low in this process, mostly cheap raw materials such as nitric oxide and oxygen are used.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens kann man außerdem das nach anderen bekannten Verfahren erzeugte Distickstoffoxid reinigen, indem man einfach das mit höheren Stickstoffoxiden oder Sauerstoff verunreinigte Distickstoffoxid zur Umsetzung verwendet. Die Umsetzung der sich im Distickstoffoxid befindenden Verunreinigungen wie höhere Stickstoffoxide oder Sauerstoff führt zur Anreicherung an Distickstoffoxid. Aus dem Reaktionsmedium wird reines, für medizinische Zwecke brauchbares Distickstoffoxid abgeführt. Die Reaktion mit Sauerstoff erfolgt gemäß folgender Gleichung:With the aid of the method according to the invention one can also do that according to other known methods purify nitrous oxide produced by simply contaminating it with higher nitrogen oxides or oxygen Nitrous oxide used for the implementation. The implementation of the nitrous oxide Impurities such as higher nitrogen oxides or oxygen lead to an enrichment in nitrous oxide. Pure nitrous oxide which can be used for medical purposes is discharged from the reaction medium. The reaction with oxygen takes place according to the following equation:
2NH,0H + O,2NH, 0H + O,
Kat.Cat.
N5O + 3 H2O .N 5 O + 3 H 2 O.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann man kontinuierlich und diskontinuierlich durchführen.The process according to the invention can be carried out continuously or batchwise.
In ein mit Rührer und Heizmantel ausgestattetes Reaktionsgefäß wird 1 m3 einer Lösung eines Hydroxylaminsalzes mit einem Gehalt von 30 g NH2OH/! und 660 g Katalysator, in Form von Platin in einer Menge von 15% auf Graphit, eingeführt. Die Lösung wird bis auf 500C erwärmt, worauf unter Mischen Stickstoffoxid mit einer Geschwindigkeit von 10 m3/ Stunde eingeführt wird. Es werden gleichzeitig 7,5 m3 N2O/Stunde erh?!ten. Gewonnenes Distickstoffoxid wird nach Abscheiden von Wasser komprimiert und in Stahlflaschen abgefüllt. Die Lösung wird nach Ablauf von 3,5 Stunden mit Hydroxylamin, das durch Reduktion von NO mit Wasserstoff erhalten wurde, ergänzt. Diese Verfahrensweise wird in gleichen Abständen wiederholt.1 m 3 of a solution of a hydroxylamine salt with a content of 30 g of NH 2 OH /! and 660 g of catalyst, introduced in the form of platinum in an amount of 15% a uf graphite. The solution is heated up to 50 ° C., whereupon nitrogen oxide is introduced with mixing at a rate of 10 m 3 / hour. At the same time, 7.5 m 3 of N 2 O / hour are increased. The nitrous oxide obtained is compressed after the water has been separated off and filled into steel bottles. After 3.5 hours, the solution is supplemented with hydroxylamine, which was obtained by reducing NO with hydrogen. This procedure is repeated at equal intervals.
Das Verfahren kann auch kontinuierlich ilurchgeführt werden.The process can also be carried out continuously will.
In diesem Fall wird in ein mit Rührer und Hcizmantel ausgestattetes Reaktionsgefäß 1 m1 Hydroxyl-In this case, 1 m 1 of hydroxyl
aminlösung mit einem Gehalt von 10 g NH2OH/1 und 660 g Katalysator, in Form von Platin in einer Menri; von 15% auf Graphit, eingeführt. Die Lösung wird bis auf 500C erwärmt, darauf werden be: dieser Temperatur in das Reaktionsgefäß unter ständigem Mischen 245 l/Stunde Hydroxylaminlösung mit einem Gehalt von 30 g NH2OH/1 und 10 m' NO mit 10 m3/Stunde eingeführt, und aus dem Reaktionsgefäß wird gleichzeitig Distickstoffoxid mit einer Geschwindigkeit von 251 l/Stunde abgeführt.amine solution with a content of 10 g NH 2 OH / 1 and 660 g catalyst, in the form of platinum in a menri; of 15% on graphite. The solution is heated up to 50 ° C., then at this temperature 245 l / hour of hydroxylamine solution with a content of 30 g of NH 2 OH / 1 and 10 m 'NO at 10 m 3 / hour are introduced into the reaction vessel with constant mixing , and nitrous oxide is simultaneously discharged from the reaction vessel at a rate of 251 l / hour.
Die Nachreaktionslösung wird mit Hydroxylamin, welches in einem anderen Apparat durch Reduktion von NO mit Wasserstoff hergestellt wird, ergänzt und danach wird Hydroxylaminlösung in das Reaktionsgefäß, in welchem Distickstoffoxid hergestellt wird, eingeführt.The post-reaction solution is with hydroxylamine, which in another apparatus by reduction is made of NO with hydrogen, and then hydroxylamine solution is added to the reaction vessel in which nitrous oxide is produced, introduced.
In ein mit Rührer und Heizmantel ausgestattetes Reaktionsgefäß wird 1 m3 HydroxylaminsulfaUösung mit einem Gehalt von 10 g NH2OH/! und 660 g Katalysator, in Form von Platin in einer Menge von 15°/0 auf Graphit, eingeführt. Die Lösung wird bis auf 95 0C erwärmt, worauf unter Mischen Sauerstoff mit einer Geschwindigkeit von 10 m3/Stunde eingeführt und gleichzeitig 9,6 m3 N2O/Stunde erhalten wird. Das Distickstoffoxid wird nach Abscheiden von Wasser komprimiert und in Stahlflaschen abgefüllt.1 m 3 of hydroxylamine sulfa solution with a content of 10 g of NH 2 OH /! and 660 g of catalyst, introduced in the form of platinum in an amount of 15 ° / 0 to graphite. The solution is heated to 95 ° C., whereupon oxygen is introduced with mixing at a rate of 10 m 3 / hour and 9.6 m 3 N 2 O / hour is obtained at the same time. After separating out the water, the nitrous oxide is compressed and filled into steel bottles.
Die Lösung wird nach Ablauf von 180 Minuten mit Hydroxylamin, das durch Reduktion von NO mit Wasserstoff erhalten wurde, ergänzt.After 180 minutes, the solution is treated with hydroxylamine, which is obtained by reducing NO with Hydrogen was obtained, replenished.
B e i s ρ i e 1 4B e i s ρ i e 1 4
In ei ι mit Rührer und Heizmantel ausgestattetes Reaktionsgefäß wird 1 m3 HydroxylaminsulfaUösung mit einem Gehalt von 10 g NH2OH/! und 660 g Katalysator in Form von Platin in einer Menge von 15°/0 auf Graphit eingeführt. Die Lösung wird bis auf 400C erwärmt, worauf unter Mischen Sauerstoff mit einer Geschwindigkeit von 10 m3/Stunde eingeführt und gleichzeitig 9,6 m3 N2O/Stunde erhalten wird. Das Di Stickstoffoxid wird nach Abscheiden von Wasser kornIn a reaction vessel equipped with a stirrer and heating jacket, 1 m 3 of hydroxylamine sulfa solution containing 10 g of NH 2 OH /! and 660 g of catalyst in the form of platinum in an amount of 15 ° / 0 introduced on graphite. The solution is heated to 40 ° C., whereupon oxygen is introduced at a rate of 10 m 3 / hour with mixing and 9.6 m 3 N 2 O / hour is obtained at the same time. The di nitric oxide becomes grain after separation of water
ao primiert und in Stahlflaschen abgefüllt Die Lösung wird nach Ablauf von 200 Minuten mit Hydroxylamin das durch Reduktion von NO mit Wasserstoff erhalten» wurde, ergänzt.ao primed and filled into steel bottles The solution is obtained after 200 minutes with hydroxylamine by reducing NO with hydrogen » has been added.
Claims (3)
Es ist vorteilhaft, das Verfahren bei einer höheren Temperatur, z. P. bei 500C, durchzuführen. Zur Herstellung von Distickstoffmonoxid ist es nicht erforderlich, als Ausgangsstoff reinem Stickstoffmonoxid anzuwenden. Das Stickstoffmonoxid kann mit höheren ίο Stickstoffoxiden, z. B. N2O3, NO2, N2O5, verunreinigt sein, da dann das erfindungsgemäße Verfahren gemäß folgender Gleichung abläuft:medium introduced, with pure nitrous oxide discharged and, optionally after separating out water, made up in the usual way, for. B. is compressed and filled in steel bottles.
It is advantageous to run the process at a higher temperature, e.g. P. at 50 0 C to perform. For the production of nitrous oxide, it is not necessary to use pure nitrogen monoxide as the starting material. The nitric oxide can with higher ίο nitrogen oxides, z. B. N 2 O 3 , NO 2 , N 2 O 5 , be contaminated, since then the method according to the invention runs according to the following equation:
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