DE273256C

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Publication number: DE273256C
Application number: DENDAT273256D
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 273256 KLASSE 12*. GRUPPE

CHEMISCHE FABRIK von HEYDEN ACT-GES.

in RADEBEUL b. DRESDEN.

Die Herstellung von Alkaliamid war bis jetzt in ökonomischer Weise nur durch Behandeln von geschmolzenem Alkalimetall, mit Ammoniak möglich, und zwar entweder nach dem Verfahren von Castner durch Überleiten von Ammoniak über die Oberfläche einer Schicht von geschmolzenem Natrium (Patentschrift 90999) oder nach dem Verfahren der Deutschen Gold- und Silberscheideanstalt (Patentschrift 117623), bei welchem man das Ammoniakgas nicht über, sondern unter die Oberfläche des geschmolzenen Natriums leitet und in Blasen im geschmolzenen Metall in raschem Strome aufsteigen läßt. Dabei wird entgegen dem Castnerschen Verfahren eine Aufspaltung von Ammoniak in Stickstoff und Wasserstoff vermieden. Nach dieser Patentschrift soll man bei diesem Verfahren an Stelle von Alkalimetall auch dessen Legierungen anwenden können.

Aus der Tatsache aber, daß der letztere Weg in der Praxis bisher noch nicht beschriften worden ist und das Natriumamid bis heute in größtem Maßstabe nicht aus dem billigen Bleinatrium, sondern aus dem kostspieligeren Natriummetall fabriziert wird, ließ sich schließen, daß der Verwendung des Bleinatriums bei der Amidf abrikation erhebliche Schwierigkeiten entgegenstehen. Dies ist, wie Versuche zeigten, tatsächlich der Fall. Wendet man bei dem Verfahren der Patentschrift 117623 Bleinatrium an, führt man also Ammoniak statt unter die Oberfläche von geschmolzenem Natrium unter die Oberfläche von geschmolzenem Bleinatrium und läßt es in Blasen in raschem Strome aufsteigen, so verläuft die Reaktion sehr träge, so daß zur Herstellung eines bestimmten Quantums Amid aus Bleinatrium ein Vielfaches der Zeit erforderlich ist, welche zur Darstellung der gleichen Menge aus reinem Natrium bei sonst gleichen Bedingungen gebraucht wird. Ein wesentlicher Teil des Ammoniaks kann nicht in Reaktion treten, und es ist sogar Wärmezufuhr nötig. Die Reaktionsgeschwindigkeit zwischen Alkalilegierung, z.B. Bleinatrium und Ammoniak, wird um so geringer, je niedriger der Gehalt der Legierung an Natrium ist. Aber gerade die niedrigerprozentigen Alkalilegierungen, wie z. B. niedrigprozentiges Bleinatrium, sind es, in denen das Alkalimetall auf elektrolytischem Wege bekanntlich wesentlich billiger und einfacher herstellbar ist als in Form des reinen Alkalimetalls. Gerade diese niedrigprozentigen Alkalilegierungen kommen deswegen für eine billigere Herstellung von Alkaliamid in Betracht, und nicht bloß der Billigkeit, sondern auch der in Frage kommenden Temperaturen wegen. Der Schmelzpunkt der niedrigprozentigen, bis ungefähr 6 Prozent Natrium enthaltenden Bleinatriumlegierungen liegt unter dem des Bleis, also unter 327 ° C.; für Legierungen mit über 6 Prozent Natrium steigt die Schmelzpunktkurve steil an; 10 Prozent Natrium enthaltendes Bleinatrium schmilzt bei 365° C, 19,5 Prozent Natrium enthaltendes Bleinatrium schmilzt bei 420° C. Von da an fällt die Schmelzpunktkurve allmählich wieder. Wenn man Ammoniak unter die Oberfläche von geschmolzenem Bleinatrium behufs Herstellung von Natriumamid einführen will, so ist man genötigt, dies bei einer Temperatur auszuführen, welche wesentlieh über dem Schmelzpunkt der Legierung liegt, da bei einem Einleiten in der Nähe des Schmelzpunktes Verstopfungen der Einleitrohre und Betriebsstörungen stattfinden können.

Claims

Die günstigste Temperatur für die Herstellung von Natriumamid liegt bei 340 bis 360 ° C. Man muß also zweckmäßig ein wesentlich tiefer schmelzendes Bleinatrium, also die elektrolytisch am billigsten zugänglichen niedrigprozentigen Alkalilegierungen, z. B. öprozentiges Bleinatrium, anwenden.

Das Einleiten von Ammoniak unter die Oberfläche von geschmolzenem Bleinatrium gemäß Patentschrift 117623 ist, wie schon oben gesagt, kein gutes Verfahren; es ist eine tech-. nische Verschlechterung des darin beschriebenen , Verfahrens mit Natriummetäll. Auch bei dem /Castnerschen Verfahren führt.,der Ersatz des

15' Natriums durch das billigere Bleinatrium nicht

,/ zu einem guten Resultat, denn das gebildete

/ Amid ist leichter als/die Bleihatriumlegierung, bedeckt also die Oberfläche der Legierung und erschwert die ,weitere Einwirkung des Ammoniaks, während bei Anwendung von Natrium das Amid unter das leichter geschmolzene Natrium sinkt, so daß dessen Oberfläche der Ammoniakeinwirkung immer ausgesetzt bleibt.

Es wurde nun gefunden, daß man auf außerordentlich billige und technisch rationelle Weise zu Natriumamid gelangt, wenn man die elektrolytisch leicht herstellbaren niedrigprozentigen Alkalilegierungen, z. B. 8prozentiges Bleinatrium, bei Temperaturen unter 400 ° C, am besten zwischen 340 und 380 ° C, in fein verteiltem Zustande mit Ammoniakgas behandelt. Die Zerteilung der Alkalilegierung . in feine Teile bewirkt eine ganz unerwartet große Beschleunigung der Reaktion, so daß man mit größter Leichtigkeit zu einer vollständigen Absorption des zugeführten Ammoniakgases ohne jedwede Verluste und ohne Anwendung von überschüssigem Ammoniakgas gelangt. Man kann dabei das Ammoniak sowohl mit als auch ohne Überdruck zur Anwendung bringen; in letzterem Falle wird die Reaktion etwas mehr beschleunigt. Es ist aber weder nötig noch in den meisten Fällen zweckmäßig, unter Überdruck zu arbeiten, da dadurch die Apparatur nur kompliziert wird.

Eine besonders einfache Ausführungsform des Verfahrens besteht darin, daß man die ge-

go schmolzene Legierung auf eine schnell rotierende Scheibe, die sich in der Mitte des Reaktionsgefäßes befindet, fließen und durch die Zentrifugalkraft an die Wandungen des Gefäßes schleudern läßt. Dabei tritt eine Zerteilung in kleine Teile ein. Das hinzugeleitete Ammoniakgas wird fast momentan aufgenommen; am Boden des Gefäßes sammelt sich das geschmolzene Blei und darüber das Natriumamid an. Der Betrieb kann leicht kontinuierlich gestaltet werden. Der entweichende Wasserstoff ist zu weiterer Verwendung genügend rein; das Blei kann unmittelbar aus dem Reaktionsgefäß wieder nach dem Elektrolysiergefäß geleitet werden. In letzterem Falle ist es auch nicht nötig, den Amidbetrieb so einzustellen, daß das Natriu'm aus der Bleinatriumlegierung durch das Ammoniak vollständig herausgenommen wird, denn man kann ebensogut auch natriumhaltiges Blei in das Elektrolysiergefäß zurückleiten, ohne Verluste herbeizuführen.

Die Apparatur zur Ausführung des Verfahrens kann in außerordentlich mannigfaltiger Weise variiert werden. Statt die Legierung im Reaktionsgefäß auf eine rotierende Platte fließen zu lassen, kann man z. B. auch so verfahren, daß das geschmolzene Bleinatrium durch eine in der Mitte des Reaktionsgefäßes schnell rotierende Schnecke, die in einen oben und unten offenen Zylinder eingebaut ist, emporgezogen wird und an der oberen Öffnung des Zylinders, der ev. noch zu einem Teller erweitert ist, ringsum ausgeschleudert und auf diese Weise in feinen Teilen mit dem Ammoniakgas in Reaktion gebracht wird.

Die Reaktion zwischen den in einzelne Teile zerschleuderten Alkalilegierungen und Ammoniak ist so rapide, daß es nicht erforderlich ist, Gegenstromapparaturen anzuwenden, um eine totale Ausnutzung des Ammoniaks zu gewährleisten. Aber selbstverständlich kann man die Reaktion auch in Apparaten ausführen, die nach, dem Gegenstromprinzip arbeiten, also z. B. in allen solchen Apparaten, die man unter Anwendung der verschiedenen Konstruktionen für Rektifikationsapparate bauen kann. Man führt die geschmolzene, fein zerteilte Alkalilegierung in einem nach Art eines Rektifikationsapparates konstruierten Apparat einem Gasstrom entgegen, der im Anfang aus reinem Ammoniak, zuletzt aus reinem Wasserstoff besteht.

Das vorliegende Verfahren ermöglicht die Herstellung von Alkaliamid in glattester Weise aus den elektrolytisch so leicht herstellbaren, billigen Alkalilegierüngen und bedeutet einen wichtigen technischen Fortschritt in der Fabrikation dieser so wichtigen Produkte.

Paten τ-An SPRU c H :

Verfahren zur Darstellung von Alkaliamid aus Alkalimetallegierung und Ammoniak, dadurch gekennzeichnet, daß man Alkalimetallegierung in fein zerteiltem Zustande der Einwirkung des Ammoniaks aussetzt.