DE222918C

DE222918C -

Info

Publication number: DE222918C
Application number: DENDAT222918D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 222918 -■ KLASSE 12Λ·. GRUPPE

Verfahren zur Herstellung von reinem Ammoniak.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 12. November 1908 ab.

Die Erfindung betrifft die Herstellung von reinem Ammoniak aus unreinen Ammoniakgasen oder flüchtigen Ammoniakverbindungen und die Gewinnung von Ammoniumsulfat als Handelsware, frei von flüchtigen Kohlen- und organischen Stickstoffverbindungen.

Das neue Verfahren wird an der Hand der beiliegenden Zeichnung beschrieben. Fig. ι stellt einen Längsschnitt und Fig. 2 einen

ίο Querschnitt durch einen Apparat zur Durchführung des neuen Verfahrens dar.

Der verwendete Apparat besteht aus einer zylindrischen oder wesentlich zylindrischen Retorte io, in welcher eine Welle ii unter Verwendung der gewöhnlichen Stopfbuchse 12 gelagert ist und durch geeignete Mittel, beispielsweise Zahnrad 13, angetrieben wird. Auf der Welle 11 ist eine größere Anzahl von Rührern 14 geeigneter Form angeordnet, während gleichzeitig in der Retorte eine Anzahl von Rohren 15 vorgesehen ist, durch welche Luft eingepreßt werden kann.

Zum Chargieren der Retorte ist eine durch Deckel verschließbare Öffnung 16 vorgesehen.

Zum Entleeren der Retorte dient die gleichfalls mit passendem Deckel verschließbare Öffnung 17. In dem einen Ende des Zylinders befindet sich eine Vertiefung 18 zur Aufnahme eines Thermometers 19. Ferner ist noch ein Rohr 20 mit Ventil 21 zum Ablassen der Zersetzungsprodukte und ein Rohr 22 mit Ventil 23 zum Abführen der Ammoniakgase vorgesehen. Die ganze Retorte ist vorteilhaft in einem Feuerofen 24 angeordnet.

Bei der Durchführung des neuen Prozesses beginnt man den Prozeß dadurch, daß man käufliches, freie Schwefelsäure bekanntlich enthaltendes Ammoniumsulfat in einem passenden Destillierapparat erhitzt, welcher vorteilhaft mit einer Umrührvorrichtung ausgestattet ist; die Temperatur wird hoch genug getrieben, um die Kohlenstoffverbindungen, welche in dem Salz enthalten sind, zu verflüchtigen und die organischen Stickstoffverbindungen in Am-' moniumsulfat zu verwandeln, was bei dieser Temperatur unter der Einwirkung der freien Schwefelsäure geschieht; es muß hierbei dafür Sorge getragen werden, daß in dieser Periode des Prozesses die Temperatur unterhalb derjenigen Temperatur liegt, bei welcher beträchtliehe Mengen von Ammoniakgas aus dem Salz freigemacht werden. Das Salz kann aber sicher bis auf 200 ° C. erwärmt werden, und um den Reinigungsprozeß zu erleichtern, kann Luft in geeigneter Weise in die Retorte geleitet werden. Wenn alle organischen Stickstoffverbindungen und alle Kohlenstoffverbindungen, wie Methylalkohol, Äthylalkohol, Isopropylalkohol, Aceton, Benzol, Toluol. Naphtalin und ähnliche Verbindungen, verflüchtigt oder zerstört sind und die Zersetzungsprodukte entfernt sind, dann wird die Temperatur so weit gesteigert, daß das ganze Salz oder wenigstens ein wesentlicher Teil sich nach folgender Formel zersetzt:

(N HJ_S SO₄ = NHtHSO₄+ NH₉.

65

Diese Zersetzung geht bei ungefähr 350 ° C. vor sich; der Prozeß kann jedoch ohne Zerstörung irgendwelchen Ammoniaks durch Steigerung der Temperatur auf 400 ° beschleunigt

werden, in welchem Falle ein Teil des sauren Sulfats des Ammoniums in Ammoniumpyrosulfat und Wasser nach der Formel zersetzt wird:

zNH_iHSO_i= (N HJ₂ S₂ O₇ + H₂ O.

Zweckmäßig nimmt man die Erhitzung im luftverdünnten Räume vor.
Wenn die Temperatur noch viel höher ist

ίο als 400 ° C, so wird eine beträchtliche Menge von Stickstoff entwickelt, der das Zeichen ist, daß eine Zersetzung und infolgedessen ein Verlust an Ammoniak eintritt.

Das entstehende reine Ammoniakgas kann nun auf die gewünschten Produkte weiterverarbeitet werden, und das saure Ammoniumsulfat und Pyrosulfat, welches bei der Zersetzung entstanden war, wird in Wasser aufgelöst und die resultierende Lösung von saurem Ammoniumsulfat wird dazu benutzt, die flüchtigen Ammoniakverbindungen und unreinen Ammoniakgase zu absorbieren, welche aus den rohen Ammoniakwässern während ihrer ersten Destillation oder sonstwie erhalten werden.

Das beschriebene Verfahren kann auch in der Weise abgeändert werden, daß das geschmolzene Gemisch von saurem Sulfat und Pyrosulfat, das durch Erhitzen des neutralen Sulfats auf 350 bis 400° erhalten wird, nicht in Wasser gelöst, sondern einfach auf 200 bis 300 ° C. abgekühlt wird. Wenn man nun einen Strom von unreinem Ammoniakdampf und Wasserdampf durch das geschmolzene Salz bei dieser Temperatur hindurchleitet, so wird das Ammoniakgas und der Wasserdampf leicht absorbiert, wobei das saure Sulfat und Pyrosulfat ganz oder zum Teil in neutrales Sulfat verwandelt wird; gleichzeitig werden die Unreinigkeiten, welche in dem rohen Ammoniakgas enthalten sind, zersetzt oder verflüchtigt und hierbei ausgeschieden.

Das neutrale Sulfat, das bei diesem Verfahren entsteht, wird hierauf wieder erhitzt, um in freies Ammoniakgas und in geschmolzenes saures Sulfat und Pyrosulfat verwandelt zu werden; ersteres kann zur Herstellung von Ammoniumverbindungen benutzt werden; letztere werden wieder auf 200 bis 300 ° abgekühlt, so daß mit ihnen von neuem das Verfahren begonnen werden kann, worauf sie mit rohem Ammoniakgas gesättigt werden und Dampf zugeleitet wird.

Das Ammoniumsulfat, welches auf diese Weise erhalten wird, wird wie vorher weiterbearbeitet, und das Verfahren kann so oft als erforderlich wiederholt werden und immer reines Ammoniak aus rohen Gewässern durch die Verwendung der geringen ursprünglich angewendeten Ammoniumsulfatmenge gewonnen werden.

Kurz zusammengefaßt besteht das Verfahren aus einer Reihe von Operationen, die nach dem beschriebenen Kreislauf mit dem Erfolge durchgeführt werden, daß ganz besonders reines Ammoniak aus rohen Ammoniakwässern bei größter Kostenersparnis im Vergleich zu den anderen jetzt gebräuchlichen Verfahren gewonnen wird. In dem beschriebenen Verfahren kann das ursprünglich angewendete, freie Schwefelsäure enthaltende Ammoniumsulfat durch entsprechendes Kaliumsulfat oder durch ein Gemisch von Kalium und Natriumsulfat ersetzt werden; in diesem Falle wird ungefähr bei gleicher Temperatur wie bei dem beschriebenen Verfahren gearbeitet.

= MHSO₄ + NH₃ = M₂S₂O₇ + H₂O.

Es hat sich herausgestellt, daß die Menge des ersparten Kalkes ungefähr 95 Prozent der in dem alten bisher bekannten Verfahren gebrauchten Kalkmenge ist, da bei vorliegendem Verfahren nur so viel Kalk zur Destillation gebraucht wird, als zur Zersetzung der flüchtigen Ammoniakverbindungen notwendig ist, die in den ammoniakalischen, in den Prozeß eingeführten Flüssigkeiten vorhanden sind.

Ein weiterer Vorteil des neuen Verfahrens besteht darin, daß die flüchtigen Kohlenstoffverbindungen, wie Methylalkohol, Äthylalkohol, Isopropylalkohol, Aceton, Toluol, Benzol, Naphtalin und ähnlichen Verbindungen gänzlich aus dem Ammoniak und dem Ammoniumsulfat gleichzeitig mit den organischen Stick-Stoffverbindungen entfernt werden, zu denen diejenigen der Pyriden (C₅ H₅ N) und Methylamin (N H₂ C H₃) Gruppe gehören.

Claims

Pate nt-Ansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von reinem Ammoniak aus unreinen Ammoniakgasen oder unreinen flüchtigen Ammoniakverbindungen, dadurch gekennzeichnet, daß durch Einwirken unreiner Ammoniakgase oder unreiner flüchtiger Ammoniakverbindungen auf saures Ammonsulfat unreines Ammoniumsulfat hergestellt wird, dieses sodann so hoch erhitzt wird, bis die darin enthaltenen organischen Stickstoffverbindungen in Ammoniumsulfat umgewandelt sind, worauf das so behandelte Ammoniumsulfat durch Erhitzen bis auf 300 bis 400 ° C. in saures Ammoniumsulfat, Pyrosulfat und reines Ammoniak übergeführt und schließlich das dabei erhaltene saure Ammonsulfat und Pyrosulfat von neuem unreinen Ammoniakgasen ausgesetzt wird.

2. Weitere Ausbildung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß das anfänglich angewendete saure Ammonsulfat durch entsprechendes Kalisulfat

oder eine Mischung von Kali- und Natronsulfat ersetzt wird.

3. Verfahren zur Reinigung von käuflichem Ammonsulfat oder dessen Doppelsalzen mit Kalium und Natriumsulfat, dadurch gekennzeichnet, daß das unreine Ammonsulfat so hoch erhitzt wird, bis die darin enthaltenen organischen Stickstoffverbindungen durch Reaktion mit der im Ammonsulfat enthaltenen freien Schwefelsäure zersetzt und in Ammonsulfat umgewandelt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.