DE2817117C2 - Verfahren zur Herstellung von Stickstofftrifluorid - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Stickstofflrlfiuorid unter Verwendung von gasförmigem Fluor.

Stlckstofftrlfluorld Ist ein farbloses Gas mit einem Siedepunkt von etwa - 129° C und einem Schmelzpunkt von etwa - 208^c C. Stickstofftrlüuorid Ist als Fluorquelle be! der Herstellung von Fluorkohlenwasserstoffen. Insbesondere Fluoroleflnen. und als OxydatlonsniHtel tür energiereiche Brennstoffe geeignet. Gegenübe: elementarem Fluor als Fluorquelle weist es Im Gegensatz /u Fluor den Vorteil aut, daß es bei niedrigen Temperaturen. /.. B. 2Γ C. verhältnismäßig Inert Ist. Ferner Kann es bolsplels-

weise für den Transport mit hohem Druck, beispielsweise 70 kg/cm² Überdruck komprimiert werden.

In der US-PS 33 04 248 ist ein Verfahren zur Herstellung von Stlckstofftrlfluorid beschrieben, bei dem gasförmiger Stickstoff durch einen Plasmabogen bei Temperaturen oberhalb 1000° C geführt wird und gasförmiges elementares Fluor !m Nachbogenberelch, und zwar so nahe an der Anode als möglich, eingeführt wird. Das Molverhältnis zwischen Stickstoff und Fluor wird bei diesem Verfahren bei oberhalb 0,4: 1 gehalten.

In der US-PS 30 55 817 Ist ein Verfahren zur Herstellung von Stlckstofftrifluorid durch Umsetzung von Stickstoffwasserstoffsäure (HN)) mit Sauerstoffdlfluorid (OF₂) In Gegenwart aktlnischer (ultravioletter) Strahlung beschrieben.

In der US-PS 40 01 380 Ist ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Stlckstofftrlfluorld aus FNj durch Reaktion mit Nltrosyllluorld oder Chlortrlfluoiid bei Temperaturen oberhalb des Siedepunktes des Fluorazids, jedoch unterhalb 100° C beschrieben.

In der US-PS 30 43 662 1st ein Verfahren zur Herstellung von Stlckstofftrlfluorld durch Umsetzung von Kohlenstnfftetrafluorid oder Carbonylfluorld mit binären Oxiden des Stickstoffs, beispielsweise Dlstlckstoffmonoxid, Stickoxid und Stickstoffoxid, beschrieben. Die Umsetzung wird durchgeführt, Indem das Ga^ durch einen elektrischem Bogen bei einer Temperatur zwischen 2000 und 4000⁰C und Zelten zwischen 0,001 und etwa 2 Sekunden geführt wird.

In dem Artikel »Fluorination of Ammonia« J. Am. Chem. Soc. 82, 5301-4 (1960) wird die Synthese von Stickstofftrlfluorld durch direkte Dampfphasenfluorierung von Ammoniak bei einem Molverhältnis von Ammoniak zu Fluor zwischen etwa 1,1 bis 2 : 1 beschrieben. Die Reaktionstemperatur des Wasserdampfphasenverfahrens wird nicht mitgeteilt, die Au' >ren geben jedoch eine Ausbeute zwischen etwa 10 und 25% NF₁ bezogen auf Fluor an. Bei diesem Verfahren treten einige schwerwiegende Probleme auf, nämlich a) die konkurrierende Zerseizungsreaktlon von Silckstofftrlfluorid zu Stickstoff und Fluorwasserstoff, b) die Entfernung der Wärme und die Temperaturkontrolle und c) die Bildung von Ammonlumfluorld, das zu einer Verstopfung des nach dem Reaktor angeordneten Aufarbeitungssystems führen kann.

Die Fluorierung von Ammoniumfltorld bei Temperaturen zwischen etwa 20 und 70° C, wahlweise In Gegenwart von Natriumchlorid, wird beschrieben In Russian Journal of Inorganic Chemistry 13, 1618 bis 1619(1968).

In den US-PS 32 35 474 und 33 56 454 sind Verfahren zur Herstellung von Stickstofftrltluorid beschrieben, bei denen als Nebenprodukt etwas Dlstlckstoffdlfluorld anfällt. Diese Verfahren beabsichtigen die Elektrolyse von Amtiioniumhydrogenfluorld bei Temperaturen oberhalb dessen Schmelzpunkts bei gleichzeitiger Einführung von Fluorwasserstoff. Die Grundidee dieser Patente besteht darin, die Bildung einer explosiven Atmosphäre zu vermelden, die aufgrund der Bildung von Wasserstoff als Nebenprodukt an der Anode auftritt. Dies wird dadurch erreicht, daß das Stlckstofffluorld bei einer Konzentration von unterhalb 9,4% oder oberhalb 95\ gehalten wird.

Aufgabe der Erfindung Ist die Schallung eine.^ verbesserten Verlahren.-, zur Herstellung von Stlckstolimlluorld.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren /ur Herstellung von Stlckstofftrlfluorld unier Verwendung von gasförmigem Fluor, das dadurch ^okennzekhne! Nt. -Jaß

gasförmiges Fluor mit geschmolzenem Ammoniumhydrogenfluorid bei einer Temperatur unterhalb 204° C in Kontakt gebracht wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist folgende Vorteile auf:

a) Das Produkt NF₃ wird in hoher Ausbeute gebildet, wobei der Umsatz von Fluor zu Produkt ausgezeichnet ist;

b) das Produkt ist weltgehend frei von Distickstoffdifluorirf und anderen Veiunreinigungcn;

c) beim Arbeiten von Molverhältnissen zwischen Fluorwasserstoffen und Ammoniak von über 2 wird die Bildung von Ammoniumfluoridverunrelnigungen vermieden, da diese zu Ammoniumhydrogenfiuorld umgewandelt werden, wodurch die Verstopfungsgefahr der Aufbereitungsanlage vermieden wird;

vi) die stark exotherme Fluorlerungsreaktlon erfolgt ohne Bildung einer entflammbaren ocer explosiven wasserstoffenthaltenden Atmosphäre und

e) die Prozeßtemperatur kann bedeutend besser als bei elektronischen Verfahren geregelt werden, da wesentliche Wärmemengen eliminiert werden, nämlich 370 Kilokalorien je Mol durch das System geführtes Fluor.

Es wird angenommen, daß der Grund für die Erhöhung der Ausbeute an Stickstofftrifluorid durch die Anwesenheit von Amnioniumhydrogenfluorid darin besteht, daß letzteres als Wärmeabzug für die stark exotherme Fluorlerungsreaktlon

4NH₄F HF+3F₂-

► NF₃+3NH₄F +

dient. Die drei gebildeten Mole Ammonlumfluorid reagieren im wesentlichen sofort mit 3 Mol des als Nebenprodukt anfallenden HF unter Bildung von mehr Ammonlumhydrogenfluorld, wobei 5 Mol HF als Nebenprodukt je 4 Mol zugeführtes NH*F.HF verbleiben.

Experimente weisen darauf hin, daß, wenn die Wärme nicht im wesentlichen sofort bei der Bildung des NFj abgezogen wird und die lokale Temperatur um das NF, hoch 1st, die Reaktion

2NHF₄HF+3F₂ >N₂+1OHF

oder alternativ die Reaktion

NF₃+NH₄F-HF >N₂+ 5HF

ablaufen können. Diese konkurrierenden Reaktionen werden durch die ausgezeichnete Fähigkeit des Ammonlumhydrogenfluorlds bezüglich des ν .^s der Wärme hintangehalten.

Die Temperatur der Fluorierung kann zwischen dem Schmelzpunkt des Ammonlumhydrogenfluorids, der durch erhöhte Konzentration von Fluorwasserstoff erniedrigt werden kann, und 204° C liegen. Die Fluorlerungstemperatur liegt üblicherweise zwischen 65 und 204° C vorzugsweise zwischen 126 und 204⁼ C und insbesondere zwischen 138 und 204° C.

Die Reaktion zwischen gasförmigem Fluor und Ammoniumhydrogenfluorld wird vorzugsweise In Gegenwart von Ammoniak durchgeführt, das den Verlust bei der Reaktion wettmacht. Ein Blick auf die Gesamtreaktion der vorstehenden Gleichungen zeigt, daß 1 Mol Ammoniak ie Mo! gebildeten Silckstofftrlfluorid verbraucht wird. Dieses Mol Ammoniak muß bei einer kontinuierlichen Reaktion ersetzt werden, und zwar entweder durch Zugabe von Animoniumhydrogenfluorid, Ammoniumfluorid oder Ammoniak. Vorzugsweise wird der Reaktion Ammoniak in überschüssiger "· Menge zugeführt, um ein Mclverhältnis von Fluorwasserstoff zu Ammoniak von wenigstens 2 und vorzugsweise 2,0 bis 2,5 Mol HF je Mol NH₃ zu erreichen (das Verhältnis von HF zu Ammoniak wird durch Analyse des flüssigen Bades bestimmt). Der Ammoniak bildet nicht nur einen zusätzlichen R.eaktanten, wie dies zuvor erwähnt wurde, sondern erfüllt auch eine zweite Funktion, die darin besteht, daß er HF unter Bildung von Ammoniumhydrogenfluorid verbraucht, wodurch das Volumen an HF, das zum Produktaufbereilungs- > system geführt wird, verringert wird. Im allgemeinen beträgt die Konzentration cn HF etwa 10 bis 15 Vol.-% des Reaktorgases, das zur Produktaufbereltungseinhelt geht. Würden höhere Konzentrationen von HF zu Ammoniak toleriert, würde der Vol.-Prozentsatz an HF

-» wesentlich ansteigen und müßte bei der Produktaufbereitung entfernt werden.

Geeigneterweise kann die Reaktion zwischen Atmosphärendruck und 3,5 kg/cm² Überdruck durchgeführt werden.

-'> Zur Bewirkung der Fluorierung wird elementares Fluor in Innige Verbindung mit Ammoniumhydrogenfluorid gebracht, wobei NF gebildet wird. Es wird vorgezogen, den Fluordampf in dem geschmolzenen Ammoniumhydrogenfluorid fein zu verteilen, um heiße Stellen zu

^!" vermelden. Dies kann in einfacher Weise dadurch erreicht werden, daß das Fluorgas durch einen Sprinkler geführt wird.

Eine bevorzugte Ausführungsform eines Sprinklers Ist derart ausgebildet, daß er eine Vielzahl von Löchern im

^J' allgemeinen mit gleichförmigem Durchmesser zwischen etwa 0,04 und 0,64 cm aufweist. Anders ausgedrückt haben die Löcher eine Querschnittsfläche zwischen etwa 0,0006 bis 0,32 cm², wobei die Löcher dreieckige oder rechteckige Form aufweisen können. Sprinkler dieser Art haben üblicherweise die Form eines geraden Rohrs oder eines Kreisrings. Eine andere Art von Sprlnklern besteht aus gesintertem Metall. In diesem Fall sind die Poren im Mikronbereich.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsfomi wird das

^4:' Fluor durch einen Sprinkler ge_;ührt und dann in eine In einem Reaktorbad senkrecht angeordnete Festkörpersäule eingeleitet, In der das Fluor weiterverteilt wird. Diese Festkörpersäulen haben im allgemeinen einen Durchmesser zwischen etwa 3,8 und 7,6 cm und eine

'" Länge zwischen etwa 15,2 und 45,7 cm. Sie können mit Maschendraht oder anderen üblichen Füllkörpern gefüllt sein. Ein Vorteil dieser Anordnung liegt darin, daß nicht nur das Fluor fein verteilt wird, sondern daß der Wärmeübergang durch eine Thermoslphonwirkung des Ammo-

" niumhydrogenfluorlds durch die Festkörpersäule erhöht wird. Das elementare Fluor wird in das geschmolzene Ammoniumhydrogenfluorid vorzugsweise in einer Tiefe zwischen 0,15 und 1,2 m unterhalb der Oberfläche eingeführt und vorzugsweise mit elr.em Durchsatz von 0,091

" bis 0,91 kg (vorzugsweise 0,27 bis 0,68 kg) Fluor je 0,09 m² Querschnittsfläche bezüglich Ammoniumhydrogenfluorid. Die Einführtiefe scheint nicht besonders kritisch zu sein, da im allgemeinen die Temperatur des NFi sich auf Badtemperatur verringert hat, diese verhältnismäßig stabil bleibt. Sie Ist Instabil, wenn lokale Temperaturen die Badtemperatur übersteigen. Das In das Ammonlumhydrogenfluoridbad eingeführte Fluor kann rein sein oder mit einem Inerten VerdünnunEsmittel. wie bei-

spielsweise Helium Neon oder Stickstoff, verdünnt sein. Die hler genannten Fließgeschwindigkeiten sind jedoch auf der Basis von zugeführtem Fluor berechnet und nicht bezogen auf zugeführtes Fluor und Verdünnungsmittel. Vorzugswelse beträgt die Fluorkonzentration wenigstens 50 Vol.-% und vorzugsweise liegt sie oberhalb 85 Vol.-V

In Flg. 1 ist ein Fließdiagramm einer Laboratoriumsvorrichtung, die In Zusammenhang mit den Beispielen I und 2 verwendet wurde, gezeigt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen näher erläutert.

Beispiel 1

In Flg. 1 Ist die verwendete Vorrichtung gezeigt. 2.72 kg Ammoniumhydrogenfluorld 4 wurden in einen Nickelreaktor 2 (Laboratoriumsgröße) mit einem Durchmesser von etwa 10,2 cm und einer Höhe von etwa 0,9 m eingebracht. Das Ammoniumhydrogenfluorld 4 wurde auf eine Temperatur von etwa 135° C durch externe Heizschlangen 6 erhitzt, um es zu schmelzen. Ein Sprinkler 8, der aus Nickel bestand, wurde oben beim Reaktor 2 eingeführt und etwa 30,5 cm unter die Oberlläche des geschmolzenen Ammoniumhydrogenfluorlds 4 eingetaucht. Der Sprinkler 8 wies am Ende einen toroldalen Teil 10 mit vielen Im wesentlichen gleichförmigen Löchern 12 auf, die einen Durchmesser mvon etwa 0,08 cm haiten. Ein Ammoniaksprinkler 14 wurde von oben in den Raktor 2 geführt und unterhalb der Oberlläche des Ammoniumhydrogenfluorlds 4 angeordnet. Der Ammonlaksprlnkler hatte einen Endteil 16 mit zahlreichen Löchern 18 mit Im wesentlichen gleichförmigem Druchmesser. Diese Löcher hatten einen Durchmesser von gleichfalls etwa 0,08 cm.

Eine Mischung aus gleichen Volumentellen Stickstoff und Fluor (die eine Reinheit von etwa 99% aufwies, wobei die Restverunreinigungen aus Stickstoff, Kohlenstofftetrafiuorld und Fluorwasserstoff bestanden) wurde In das geschmolzene Ammonlumhydrogenfluorid 4 In einer Menge von 55,5 dmVh eingeführt. Der Stickstoff wurde über Leitung 20 dem Sprinkler 8 zugeführt. Eine ausreichende Menge Ammoniak wurde durch den Ammoniaksprinkler 14 zugeführt, so daß ein Verhältnis von als Nebenprodukt gebildetem HF zu Ammoniak von etwa 2,3: 1 aufrechterhalten wurde (gemessen im geschmolzenen Ammonlumhydrogenfluorid). Der Druck Im Reaktor 2 wurde bei etwa 0,42 kg/cm² Überdruck gehalten.

Das Reaktorgas 22 wurde über Leitung 24 und die Nebelentfernereinheit 26 zur NF₃-Gewinnungselnhelt geführt. Die Nebeleliminatoreinheit 26 wurde bei einer

1 ^llipblulUI fUll VJLfWlIlUIU/ 14.1/ \_ gblJUll^ll, UI114 £.*TCtl UIIL-tels Erhitzer 55, und wurde eingesetzt um 1. die Entfernung von mitgerissener Schmelze im Reaktorgasstrom zu bewirken, und 2., um die Reaktion von Ammonlumfluorid mit Fluorwasserstoff unter Bildung von flüssigem Ammoniumhydrogenfluorid zu unterstützen, das dann in den Reaktor 2 zurückfiel. Nach dem Durchgang des Reaktorgasstromes durch die Nebeleliminatoreinheit 26 wurde er über Leitung 28 zu einem Stlckstofftrifluorldgewinnungssystem geführt.

Zur Gewinnung wurde das Reaktorgas durch eine Falle 30 und dann über Leitung 32 zu einem Scrubber 34, der Kaliumhydroxid enthielt, geführt. Im Scrubber 34 reagierte HF mit KOH unter Bildung eines Salzes, das aus dem System entfernt wurde. Anschließend wurde das Gas über Leitungen 36 und 38 zu einer Kühlfalle 40 geführt. Dort wurde die Temperatur auf etwa 4,4° C zwecks Kondensation eines wesentlichen Teils des Wassers erniedrigt. Das verbleibende Gas wurde dann über Leitung 42 zu einem von zwei Molekularsiebtrocknern 44 und 46 zur Entfernung sämtlicher Spuren an Wasser geführt. Anschließend wurde die Temperatur des Gases auf jene von flüssigem Stickstoff, nämlich -196⁰C In einem Kondensator 48 erniedrigt, um im wesentlichen das gesamte Stlckstofftrlfluorld des Gases zu kondensieren. Der Kondensator 48 war von llüsslgem Stickstoff

ίο (nicht gezeigt), der in einem Behälter 50 vorliegt, umgeben. Das Rohprodukt wurde am Boden des Kondensators 48 gesammelt und mittels Pumpe 52 mit Vakuum beaufschlagt, um Restmengen von Stickstoff aus dem flüssigen Produkt zu entfernen. Dieser Stickstoff wurde über Leitung 34 abgezogen. Das Produkt wurde dann erwär-

In 5 Stunden, wobei 220 g Fluor dem Reaktor 2 zugeführt wurden, wurden 51,5 g gereinigtes Stlckstofftritluorid gesammelt. Die Ausbeute betrug etwa 47% NFj, bezogen auf dem Reaktor 2 zugeführten Fluor, und die Analyse des Endproduktes ergab einen Wert von über 95 Gew.-% NF₁.

Beispiel 2

Die In Beispiel 1 beschriebene experimentelle Technik wurde wiederholt, jedoch wurden in diesem Fall insgesamt 142 g Fluor mit einer ausreichenden Menge Ammoniak, um ein Verhältnis von als Nebenprodukt gebildetem HF zu NH₁ von etwa 2,3 : 1, gemessen in geschmolzenem Ammoniumhydrogenlluorld, zu erreichen, während 5 Stunden umgesetzt, wobei 88,7 g reines NF, erhalten wurden.
Die Ausbeute bei diesem Lauf betrug etwa 63%. bezo-

₃- gen auf dem Reaktor zugeführten Fluor. Die große Differenz bezüglich der Ausbeute wird der Analyse und experimentellen Fehlern zugeordnet. Die Ausbeuten sind jedoch unter Berücksichtigung der vorhandenen analytischen und experimentellen Gegebenheiten als gut anzusehen.

Beispiel 3

Es wurde im wesentlichen die Arbeltsweise des Beispiels 1 angewandt, jedoch in einem pilot plant-Reaktor

■*⁵ und unter Verwendung einer anderen Sprinklereinrichtung anstelle des Reaktors 2 und des Sprinklers 8. Dieser Reaktor hat einen Durchmesser von etwa 35,5 cm und eine Höhe von etwa 0,6 m bei einem Volumen von etwa 56,6 dm³. Die Sprinklereinrichtung bestand aus einem geraden Rohr mit neun Löchern mit einem Durchmesser von 0,08 cm und einer zylindrischen Festkörpersäuie

ι . - f-\ I £" ί . __ J I __ ilHl _ _

^*^ * τ /ΐ« rtim^ t Ht^O f^ ψ^^ (ir C^c* r Il r\ Tl ^ I Γ* W ■ I t ■ r^ Π f* 1 τι ia^ l·^ r\ W^ η * ι ^Λ ^^ ■ 111 L CiIlVIIl i--»tJl W11I11Ci}JW1 « UU -Ί ' bill Ul IVl D 111.1 1 IUlK. · t_Ml 15,2 cm. Die zylindrische Säule wurde oberhalb des geraden Sprinklerrohres und vertikal Im Reaktor angeordnet.

Sie war mit einer ausreichenden Menge an Monel York-Maschendraht gefüllt, um ein weiteres Aufbrechen der Blasen zu bewirken, die vom Rohr abgingen ohne den Durchtritt der Flüssigkeit durch die Säule wesentlich zu beschränken. Etwa 60,8 kg Ammoniumhydrogenfluorld wurden In den Reaktor eingebracht und auf eine Temperatur von 126,7° C erhitzt. Die Oberfläche des geschmolzenen Ammoniumhydrogenfluorlds befand sich etwa 15,24 cm oberhalb des oberen Endes der Sprinklereinrichtung. Es wurden 1416 dm³ 100%lges Fluor und 1416 dm³

Stickstoff gemischt und während 9 Stunden durch das geschmolzene Ammoniumhydrogenfluorid durchperlen gelassen. Die Ausbeute an NF₃ während des 9stündigen Betriebs betrug etwa 31%, bezogen auf eingesetztes Fluor.

Beispiel 4

Das in Beispiel 3 beschriebene Verfahren wurde bei einer Temperatur von 132° C wiederholt. Die eingeführten Mengen betrugen 170 dm'/h F₂, 19!!,2 dm'/h Helium und 42,5 dm'/h NH,. Der Reaktordruck betrug 0.35 kg/cm² Überdruck und es wurde ein Verhältnis NF/NH₃ zwischen 2,25 und 2,32 : 1 aufrechterhalten. Die Ausbeute bezüglich NF₃ betrug 41% und N₂F₂ wurde In geringerer Menge als 100 ppm gebildet. Die Analyse des Reaktorgases zeigte vor dem Scrubben einen Wert von etwa 7,7 Vol.-%, wobei der Rest hauptsächlich aus Helium und Stickstoff bestand.

Beispiel 5

Es wurde die Arbeitsweise des Beispiels 3 wiederholt, wobei bei einer Temperatur von 135° C und einem Druck von 0,42 kg/cm² Überdruck gearbeitet wurde und 283,2 dm'/h F₂, 85,0 dm'/h NHj und 283,2 dm'/h He eingeführt wurden. Die Ausbeute betrug 41,5% NFj und der Gehalt an N₂F₂ weniger als 100 ppm.

Beispiel 6

Es wurde die Arbeltsweise des Beispiels 3 bei einer Temperatur von 135° C wiederholt, wobei 425 dm'/h F₂, 425 dm'/h NH, und 225 dm'/h He eingeführt wurden und ein Molverhältnis von HF/NH, zwischen 2,17 und 2,23 : 1 eingehalten wurde. Die Ausbeute von NF₃ betrug 32,1%.

Die Beispiele 4 bis 6 zeigen, daß bei Zuführung zwischen etwa '70 und 425 dm'/h F₂/0,09 m² Reaktor verhältnismäßig gute Ausbeuten erhalten werden und bei Erhöhung der Menge an F₂ über etwa 283,2 dm'/h die Ausbeute abfällt. Die Versuche zeigen ferner, daß das Verfahrensprodukt im wesentlichen frei von Verunreinigungen an Dlstlckstoffdlfluorid Ist.

Beispiel 7

Es wurde die Arbeltswelse des Beispiels 3 wiederholt, wobei jedoch eine Fluo^/Stlckstoff-Mlschung mit einem Gehalt von 86% Fluor als Beschickungsgas diente. Die Ausbeute, bezogen auf zugeführtes Fluor, betrug etwa

Beispiel 8

Es wurden die Arbeltswelsen der Beispiele 3 und 7 angewandt, wobei jedoch 100%lges F₂ als Beschickungsgas verwendet wurde. Die Ausbeute betrug etwa 53%. Die Versuche der Beispiele 3, 7 und 8 zeigen, daß etwas bessere Ausbeuten erhalten werden können, wenn 100%lges F₂ als Reaktorgas anstelle von verdünnten Fluormischungen verwendet wird.

Beispiel 9

Es wurde die Arbeltswelse des Beispiels 3 für eine erste Versuchsreihe angewandt, wobei jedoch 100%lges F₂ eingesetzt wurde, die zugeführte Menge bei 141,6 dm'/h gehalten wurde und die Reaktionstemperatur zwischen 115,6 und 139° C variiert wurde. Bei einer zweiten Versuchsserie wurde die Temperatur zwischen 147 und 188⁰C variiert, wobei 100%lges F₂ In einer Menge von 85,0 dm'/h zugeführt wurde. Die Höhe des Festbettes betrug 30,5 cm. Die Ausbeute bei diesen Versuchen Ist aus der nachstehenden Tabelle ersichtlich.

Tabelle

Temperatur °C	NFj-Ausbeute, bezogen auf zugeführtes Fluor	prozentualer F;-Umsatz
115,6	21,7
127,8	29,6
133,2	32,2
138,5	34,9
145,4	57,9	83,8
150,5	56,1	71,8
155,8	40,3	90,6
167,5	12,3	93,2
178,0	4,2	99,6
185,0	4,8	94,1

Die Ergebnisse zeigen, daß die ι emperatur bezüglich der Ausbeute von Bedeutung Ist und Im allgemeinen bei Temperaturen unterhalb etwa 126° C und oberhalb etwa 160° C die Ausbeuten stark abfallen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Stickstofftrifluorid unter Verwendung von gasförmigem Fluor, dadurch gekennzeichnet, daß gasförmiges Fluor mit geschmolzenem Ammoniumhydrogenfluorid bei einer Temperatur unterhalb 204° C In Kontakt gebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das geschmolzene Arnmcniumhydrogenfluorid eine Temperatur zwischen 126 und 160⁰C aufweist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Inkontaktbrlnpen in Gegenwart von Ammoniak durchgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in das geschmolzene Ammoniumhydrogenfluorid eine solche Menge an Ammoniak eingeführt wird, daß das Molverhältnis von Hydrogenfluorld zu Ammoniak Im geschmolzenen Ammoniumhydrogenfluorid nicht weniger als 2,0 beträgt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Molverhältnis zwischen 2,0 und 2,5 gearbeitet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Druck zwischen atmosphärischem Druck und 3,52 kg/cm² Überdruck gearbeitet wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das gasförmige Fluor mit dem geschmolzenen Ammonlumhydrogenlluorid In Kontakt gebracht wird, Indem gasförmiges Fluor In das geschmolzene Ammonlumhydrogenfluorld durch einen Sprinkler mit einer Vielzahl von Löchern mit einer Querschnlttsfläche zwischen 0,0006 und 0,32 cm² eingeführt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das gasförmige Fluor mit dem geschmolzenen Ammonlumhydrogenfluorld In Kontakt gebracht wird, Indem das gasförmige Fluor In das geschmolzene Ammonlumhydrogenfluorld durch einen Sprinkler eingeführt wird, der In einer Festkörpersäule angeordnet Ist, die einen Durchmesser zwischen 3,8 und 7,6 cm und eine Länge zwischen 15,2 und 45,7 cm auf weist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß gasförmiges Fluor In Mischung mit Inertgas eingeführt wird.