DE2205983C3 - Verfahren zur Herstellung von Dicyan durch Oxydation von Blausäure an einem Silberkontakt - Google Patents

Description

Es ist bekannt. Blausäure mit Luftsauerstoff an einem Silberkontakt zu Dicyan zu oxydieren. Neben dieser erwünschten Reaktion laufen einige unerwünschte, aber nicht vermeidbare Nebenreaktionen ab, bei denen unter anderem auch Cyansäure, Kohlenmonoxyd und Kohlendioxyd entstehen. Wenn auch diese Nebenreaktionen nur in untergeordnetem Maße stattfinden, so tragen sie doch wegen ihrer verhältnismäßig hohen Reaktionswärme dazu bei, die gesamte Wärmeerzeugung beträchtlich über den Wert zu steigern, der bei der Dicyanbildung allein frei wird. Gibt man daher zu der Blausäure eine solche Menge Luft, daß sie vollständig umgesetzt wird, so erwärmt sich das Gas während der katalytischen Reaktion auf 1000⁰C oder mehr. Möglichkeiten der Wärmeabführung durch äu&ere Kühlung bestehen bei Verfahren mit so kurzen Verweilzeiten praktisch nicht Die Selektivität der Dicyanbildung, d. h. die Dicyanausbeute, bezogen auf umgesetzte Blausäure, nimmt mit steigender Temperatur ab, so daß die Nebenreaktionen immer mehr begünstigt und die Dicyanbildung immer mehr unterdrückt werden.

Um eine niedrige Reaktionstemperatur und damit eine höhere Selektivität für Dicyan zu erreichen, wird bei dem Verfahren gemäß IT-PS 11 97 860 bei der oxydativen Spaltung von Blausäure an Silberkontakten eine geringere Sauerstoffmenge zugesetzt, als theoretisch für die Oxydation d**r gesamten Blausäuremenge zu Dicyan erforderlich wäre. Dabei bleibt zwangläufig ein Teil der Blausäure unumgesetzt und muß durch aufwendige Verfahren aus dem Reaktionsgas, das außerdem noch Dicyan. Stickstoff. Kohlenmonoxyd und -dioxyd und andere Nebenprodukte enthält, zurückgewonnen werden.

Dieser Nachteil wird bei dem vorliegenden Verfahren überwunden. Die Erfindung betrifft eine Ausgestaltung des Verfahrens gemäß DT-PS 11 97 860, die darin besteht, daß man das Reaktionsgas nach dem Verlassen des Silberkontaktes abkühlt, mit Sauerstoff bzw. einem sauerstoffhaltigen Gas versetzt und an einem zweiten Kontakt umsetzt. Dabei wird die restliche Blausäure oder wenigstens ein Teil der restlichen Blausäure umgesetzt. Der Grad der Abkühlung des Gases nach Verlassen des ersten Kontaktes wird mit der anschließend zuzusetzenden Sauerstoffmenge so abgestimmt, daß an dem zweiten Kontakt eine für die Umsetzung der Blausäure günstige Temperatur, die im Bereich einer hohen Selektivität für Dicyan iiegt, dauernd aufrechterhalten werden kann.

Eine hohe Selektivität für die Dicyanbildung wird erreicht, wenn die Sauerstoffmenge in jeder Umsetzungsstufe so gewählt wird, daß sich an jedem Kontakt eine »ο Temperatur von 500 bis 90O⁰C einstellt. Die Temperatur wird z.B. mittels eines Thermoelements, das im mjttleren Bereich des Kontaktes angeordnet ist, gemessen. Wenn das Reaktionsgas nach der ersten Umsetzungsstufe nur wenig abgekühlt wild, darf danach auHb

«5 nur eine beschränkte Sauerstoffmenge zugesetzt werden, damit die Temperatur am zweiten Kontakt nicht auf einen ungünstigen Wert ansteigt. Es ist in diesem Fall möglich, daß auch nach der zweiten Umsetzungsstufe noch erhebliche Blausäureanteile in dem Gemisch

ao enthalten sind. Man kann dann eine beliebige Zahl weiterer Reaktionsstufen anschließen, in denen jeweils gekühlt. Sauerstoff zugesetzt und am Kontakt umgesetzt wird, bis die Blausäure vollständig verbraucht ist. Die Gesamtmenge an Sauerstoff, die in allen Stufen einge-

*J führt wird, kann die stöchiometrisch zur vollständigen

Umsetzung der Blausäure zu Dicyan erforderliche Menge übertreffen und Iiegt in der Regel zwischen 50

und 150% dieser Menge.

Der Sauerstoff wird - obwohl dies möglich ist -

normalerweise nicht in reiner Form, sondern als sauerstoffhaltiges Gasgemisch, insbesondere als Luft, eingeführt Es ist unerheblich, ob der Sauerstoff bzw. das sauerstoffhaltige Gas für die zweite oder die höheren Umsetzungsstufen dem Reaktionsgas unmittelbar nach

dem Verlassen des Kontaktes oder erst während oder nach der Abkühlung zugesetzt wird. Es ist jedoch zu beachten, daß die Zugabe des Sauerstoffes selbst eine geringe Abkühlung des Reaktionsgases verursacht Eine Gastemperatur von 150 bis 200⁰C sollte nicht un-

terschritten werden, da sonst die Gefahr von Feststoffabscheidungen aus dem Reaktionsgas besteht

Das Reaktionsgas wird durch an sich bekannte Wärmeaustauscher gekohlt, wobei man die abgezogene Wärme zur Dampferzeugung oder für andere Zwecke nutzbar machen kann.

Als Kontakte werden Siiberdrahtnetze, Silbe rkristalischüuungen oder Trägerkontakte, bei denen das Silber auf einem inerten Träger niedergeschlagen ist, verwendet. Man kann jedoch bei wenigstens einem Teil der Kontakte neben oder an Stelle des Silbers andere Edelmetalle, insbesondere Platin. Rhodium oder Gold, verwenden.

Wenn das Verfahren in zwei oder drei Stufen durchgeführt wird, kann es zweckmäßig sein, die Reaktions-

SS zonen. die Abkühlungszonsn und die Mischzonen jeweils in getrennten Apparaturen unterzubringen und diese durch Rohrleitungen zu verbinden. Mit zunehmender Zahl der Stufen wird es jedoch vorteilhafter, die einzelnen Zonen in einem oder wenigen Gefäßen zusammenzufassen. Man kann z. B. in einem säulenförmigen Reaktor alternierend jeweils eine Kontaktzone und eine Abkühlungszone übereinander anordnen und jeweils vor oder nach einer Kühlvorrichtung Sauerstoff oder Luft einleiten. Nach dem Austritt aus der letzten

⁶S Kontaktzone wird das Gasgemisch vorteilhaft in der im Hauptpatent beschriebenen Weise durch Einspritzen von Wasser oder verdünnter Säure abgeschreckt und in an sich bekannter Weise aufgearbeitet.

Zwei Reaktionsrohre aus Quarz, von denen jedes einen Silberkristaiikataiysator enthielt, wurden über ein Zwischenstück miteinander verbunden. Nach Aufheizen des ersten Reaktors auf Reaktionstemperatur wurde die Reaktorheizung abgestellt und Blausäure mit der »zur Erzielung eines bei 700⁰C autothermen Umsatzes ^nötigen Menge Luft eingeleitet (etwa 50% der theoretischen Menge). Nach Verlassen des ersten Reaktory wurden die Reaktionsgase auf 30O⁰C abgekühlt und mit 75% der theoretischen Sauerstoffmenge, bezogen auf

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ursprünglich eingesetzte Blausäure, an Sauerstoff in Form von Luft dem zweiten Reaktor zugeführt. Beide Reaktoren waren vorher auf Reakliynstemperatur aufgeheizt worden. Nach Abstellen der Heizung des zwei-

S ten Reaktors wurde auch hier die Blausäureoxydation bei 700⁰C durchgeführt.

Bezogen auf die ursprüngliche Blausäuremengc wurden insgesamt 125% der zur Oxydation zu Dicyan nötl· gen Menge O2 in Form von Luft zugesetzt. Damit wur-

den 55,2% der eingesetzten Blausäure umgesetzt und — ebenfalls auf eingesetzte Blausäure bezogen — 38,4% d.Th. an Dicyan erzeugt

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Dicyan durch oxydative Umsetzung von "liausüurc an einem Silberkontakt bei erhöhter Temperatur, wobei eine geringere Sauerstoffmenge zugesetzt wird, als theoretisch für die Oxydation der gesamten Blausäuremengi zu Dicyan erforderlich wäre, dadurch gekennzeichnet, daß man das Reaktionsgas nach Verlassen des Silberkontaktes abkühlt, mit Sauerstoff oder mit einem sauerstoffhaltigen Gas versetzt und an einer zweiten Kontaktstufe umsetzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung insgesamt in mehr als zv/ei Stufen durchgeführt wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die insgesamt in allen

iStufen zugesetzte Sauerstoffmenge 50 bis 150% der zur vollständigen Umsetzung der Blausäure zu Dicyan stöchiometrisch erforderlichen Sauerstoffmenge entspricht.