DE229677C

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Publication number: DE229677C
Application number: DENDAT229677D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 229677 ■-KLASSE 12 ^. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 4. April 1908 ab.

Bekanntlich wird Kupferoxydammoniak hergestellt, indem man Kupferspäne in eine Ammoniakflüssigkeit von 18 bis 24 ° Be. einbringt, ■das ganze in einem Kessel oder einer Kolonne während 12 bis 18 Stunden mit Luft umspült, um eine Oxydation zu bewirken, und die durch chemische Reaktion erzeugte Wärme durch Kühlen des Kupferoxydammoniakbehälters auf höchstens + 4⁰C. zu beschränken.

ίο Die vorliegende Erfindung besteht hingegen in einem Verfahren, bei dem eine Außenkühlung des Reaktionsbehälters wegfällt und das Kupfer nicht mehr in eine gegen Wärmeerzeugung zu schützende Ammoniakflüssigkeit eintaucht.

Zur praktischen Ausführung dient die folgende Einrichtung..

Die zur Erzielung von Kupferoxydammoniak nötige Ammoniakfl.ussigke.it wird aus einem Behälter α durch einen oder mehrere mit Luft 1 gespeiste Injektoren A angesaugt und ihr Strahl B auf ein von Kupferspänen b reichlich bedecktes, in einem geschlossenen Raum D sich befindendes Sieb gerichtet. Hierdurch bildet sich Kupferoxydammoniak, das über die Kupferspäne hinwegrieselt und in den Behälter α zurückfließt. Das während der Kupferoxydammoniakbildung frei gewordene Ammoniakgas zieht durch Rohr 2 ab und wird zum Teil im Behälter F von reinem Wasser aufgenommen, der Rest durch den Regulierhahn 3 ins Freie gelassen oder in einem Schwefelsäurebad aufgefangen, größtenteils aber mit der frisch eintretenden Luft ι durch den Regulierhahn 4 wieder angesaugt und in den Apparat D zurückgeführt, so..

daß sich die Kupferspäne in einem mit Ammoniakgas möglichst gesättigten Medium befinden. Es wird nun so stetig weitergearbeitet, bis die Kupferoxydammoniaklösung ein spezifisches Gewicht von etwa 1,004/1,005 (bei + 20⁰C. gemessen) zeigt. Dann wird das im Behälter F aufgefangene Ammoniak dem im Behälter α befindlichen Kupferoxydammoniak beigefügt. Es entsteht hierdurch ein zum Lösen der Cellulose nachteiliges Verdünnen des Kupferoxydammoniaksj so.daß vor dem Auflösen das noch fehlende Kupfer beigegeben werden muß. Die stetige Herstellung von. Kupferoxydammoniak ist aus der Literatur bekannt, doch ist dort immer das Verfahren so beschrieben, daß Kupferspäne in eine Ammoniakflüssigkeit eingebracht werden. Wird aber Kupfer in Ammoniakflüssigkeit eingetaucht und Luft zu-. geführt, so entwickelt sich durch die hervorgerufene Oxydation Wärme. Dieser Wärmeerzeugung muß durch Kühlen entgegengearbeitet werden, sonst ist ein späteres Lösen von Cellulose unmöglich. Es ist auch schon bekannt, daß man, um die Reaktion zu beschleunigen, die Kupferoxydammoniakflüssigkeit durch Injektoren im Kreislauf bewegt und in diesem Kreislauf Luft, Ammoniak und Kupferoxydammoniakflüssigkeit unten in die Reaktionskolonne einführt. Bei dem vorliegenden Verfahren fällt der mit Kühlleitung versehene Kessel 0. dgl. weg, und das Kupfer taucht nicht mehr in eine gegen Wärme zu schützende Ammoniakflüssigkeit ein. Es ist gerade Hauptzweck des vorliegenden Verfahrens, diese Kupferoxydzylinder und Kälteerzeugungsapparate zu umgehen. Der Reaktionsapparat ist so gebaut, daß die Reaktion auf einer großen, mit Kupferspänen bedeckten Fläche vor sich geht,

die anzureichernde Kupferoxydammoniakflüssigkeit aber vom festen Metall getrennt ist und der Reaktionsbehälter nicht gekühlt wird. Es steht fest, daß die Kühlung ganz weggelassen werden kann, wenn die Apparate in einem kühlen Raum, z. B. einem Keller, stehen, woselbst ein Temperaturwechsel für so geringe Massen nicht stattfinden kann; denn für ein gleiches Quantum, in gleicher Zeit und bei

ίο gleicher Konzentration findet nach vorliegender Erfindung lange nicht eine so hohe Wärmeentwicklung statt, als dies bei einer metallenthaltenden Flüssigkeit der Fall ist. Diese Wärmeentwicklung ist sogar so gering, daß sie gar nicht mehr in Betracht kommt und auch ohne Kühlung ein Zersetzen der Lösung nicht eintritt. Es ist dies wohl dem Umstand zuzuschreiben, daß ein und dasselbe Ammoniakmolekül kaum eine Sekunde mit ein und demselben Kupfermolekül in Berührung kommt, und weil die Oxydation in einem mit Ammoniakgas möglichst gesättigten Medium stattfindet. Weiter "wird durch dieses Verfahren bewirkt, daß, obschon in einem mit Ammoniakgas gesättigten Medium gearbeitet wird, die fertige Kupferoxydammoniakflüssigkeit auf ein gegebenes Quantum weniger Ammoniak enthält, als dies bei den bekannten Verfahren der Fall ist. Es ist dies aus dem Grunde wichtig, weil gefunden wurde, daß überschüssiges Ammoniak ein graues, minderwertiges Produkt ergibt, weshalb die Kupferoxydammoniaklösung nachträglich durch Anreichern mit Kupfersulfat unter Mitverwendung von Alkalilauge auf die nötige Konzentration gebracht wird. Ein Merkmal vorliegender Erfindung ist aber noch, daß im Reaktionsraum D von oben nach unten gearbeitet werden kann, was bei den bekannten Reaktionskolonnen, wo Kupfer in Ammoniakflüssigkeit eintaucht und Luft unten zugeführt wird, nicht der Fall ist. Aus der Zeichnung ist ersichtlich, daß der Reaktionsapparat D beim Inbetriebsetzen weniger mit Ammoniakgas gesättigt ist als dies der Fall ist, nachdem einige Zeit gearbeitet worden ist, und im Behälter -F weniger Ammoniak zurückbleibt. Es kann dieser Ammoniakgehalt im Apparat D durch Einstellen der Regulierhähne 3 und 4 entsprechend geregelt werden, da ja die Temperaturzunahme erst merklich eintritt, wenn einige Zeit gearbeitet worden ist, also erst dann ein mit Ammoniakgas möglichst gesättigtes Medium unbedingt nötig wird, um eine Zersetzung zu verhüten.

Der Arbeitsvorgang und die Ergebnisse im Betrieb ohne jede künstliche Kühlung sind die folgenden:

Der Behälter α enthält z. B. 501 Ammoniak von 20° Be. Im geschlossenen Reaktionsapparat D sind etwa 100 kg Kupferspäne, die das Sieb E reichlich bedecken und dem Strahl B sowie der durchrieselnden Flüssigkeit eine möglichst große Fläche- darbieten. Die Anfangstemperatur im Arbeitsraum, im Luftkessel, in den Apparaten und Flüssigkeiten ist -f- i8° C.

Bei Anwendung nur eines Reaktionsapparates ist die Zeitdauerzur Gewinnung von 50 1 Kupferoxydammoniak annähernd 18 Stunden. Nachdem der Reaktionsapparat D etwa 1 Stunde in Tätigkeit ist, steigt die Temperatur im Behälter α um 4⁰C, auch die in 2 austretende, mit Ammoniak geschwängerte Luft hat dann eine Temperatur von + 19 bis 20° C. Eine weitere Temperaturzunahme findet nicht statt. Gegen Ende des Prozesses, wenn die erhaltene Kupferoxydammoniaklösung ein spez. Gewicht von etwa 1,004/1,005 (bei 20° C. festgestellt) erreicht, geht die Temperatur nach und nach wieder auf + .i8° C. zurück. Ein Zersetzen der Lösung findet jedoch bei diesem Temperaturwechsel nicht statt, was dem Umstand zuzuschreiben ist, daß die Reaktion in einem mit Ammoniakgas möglichst gesättigten Medium stattfindet.

Claims

85 Patent-Anspruch :

Verfahren zur stetigen Herstellung von Kupferoxydammoniak, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke der Vermeidung einer äußeren Kühlung des. Reaktionsgefäßes und der Erzielung einer möglichst ammoniakarmen Lösung das Kupfer in einer mit Ammoniakgas gesättigten Atmosphäre in großer Fläche von Ammoniakflüssigkeit von oben durchrieselt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.