DE302671C

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Publication number: DE302671C
Application number: DENDAT302671D
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DEUTSCHES REICH

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 12f. GRUPPE.

Verfahren zur Gewinnung von Stickstoff aus Luft.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 20. Juni 1916 ab.

Zur Herstellung von Stickstoffverbindungen, wie Cyanatnid, Cyaniden u. dgl. ist es erforderlich, daß der verwendete Stickstoff möglichst frei von Sauerstoff ist. Die bisherige Gewinnung von sauerstoffreiem Stickstoff erfolgte entweder durch Verflüssigung der Luft und hierauf stattfindende mechanische Trennung, oder durch Überleiten der Gase über, erhitzte Kohle, Kupfer u. dgl. Für die Gewinnung aus Luft nach dem Verflüssigungs-. verfahren sind größere maschinelle Anlagen und ein bedeutender Kraftbedarf nötig, bei der Gewinnung nach den anderen Verfahren findet ein größerer Verbrauch von Kohle statt.

Das vorliegende Verfahren besteht nun darin, daß man als Mittel zur Entfernung des Sauerstoffs aus Mischungen von Stickstoff und Sauerstoff Ammohiumsulfit verwendet.

Es wurde nämlich gefunden, daß man die Oxydation von Ammoniumsulfit mittels Luft benutzen kann, um nicht nur das Ammoniumsulfit in Ammoniumsulfat umzuwandeln,, sondern auch den Sauerstoff aus der Luft so vollständig zu entfernen, daß der gewonnene Stickstoff rein genug ist, um für die Erzeugung von Kalkstickstoff benutzt werden zu können.

Man wußte wohl, daß Ammöniumsulfit vollständig . durch Luft zu Sulfat oxydiert werden kann, dagegen war noch nicht die Aufgabe gestellt worden, durch Ammoniumsulfit den Sauerstoff der Luft praktisch vollständig zu entfernen.

Dies war nach den vorliegenden Veröffentlichungen nicht zu erwarten, steht sogar mit diesen Veröffentlichungen im gewissen Widerspruch. So ist beispielsweise in der Patentschrift 256341, Kl. 12, die sich mit der Oxydation von Ammoniumsulfit beschäftigt, gesagt, daß sich zwischen Sulfat und Sulfit ein Gleichgewicht einstellt) dessen Folgen in Bezug auf das entstehende Sulfat zu vermeiden der Zweck des Patentes ist. Besteht aber ein Gleichgewicht nach der Formel:

SO'^ + O+tiSO'U,

so ist eine Abhängigkeit der Gleichgewichtslage vom Sauerstoffdruck vorhanden, d. h. es ist vorauszusehen, daß ein gewisser Sauerstoffdruck nötig ist, um die Oxydation überhaupt hervorzurufen und aufrechtzuerhalten.

In der Patentschrift 283161, Kl. 12, die sich ebenfalls mit der Oxydation von Sulfit beschäftigt, ist obiges besonders hervorgehoben worden; dort wird vorgeschrieben, daß man einen großen Überschuß von Luft verwenden muß, wenn man zu einer genügend ausgiebigen Oxydation des Sulfits gelangen will, und daß das Verfahren praktisch nicht so ausgeführt werden kann, daß die entweichende Luft sauerstoffrei ist.

Es wurde nun gefunden, daß es doch gelingt, den Sauerstoff mit Hilfe von Ammoniumsulfit bis zu dem für Kalkstickstoff notwendigen Reinheitsgrad von etwa 0,1 bis 0,2% Sauerstoff von diesem zu befreien.

Zur Durchführung des Verfahrens stellt man aus NH₃, das beispielsweise aus Cyanamid gewonnen ist, und aus SO₂, das aus Pyrit, Schwefel, Gips oder sonst in beliebiger Weise

ta. Auflage, ausgegeben am 2. Oktober 1930.1

gewonnen werden kann, im Beisein von Wasser durch unmittelbare Vereinigung Ammonsulfit her. Die entstandene, konzentrierte Sulfitlösung wird im Gegenstrom mit Luft behandelt, z. B. in einer Reihe von Berieselungstürmen, und so zu Sulfat oxydiert. Man leitet das Verfahren so, daß die irische sauerstoffreiche Luft mit der fast fertig oxydierten Lösung zusammenkommt, wobei die letzten

ίο Reste von Sulfit zu Sulfat oxydiert werden, und daß das fast an Sauerstoff erschöpfte Gas mit frischer Sulfitlösung zur Reaktion gebracht wird, wobei die letzten Reste Sauerstoff entfernt werden.

Die günstigste Temperatur liegt zwischen 70 und 75 °, da die Oxydation um so schneller und vollkommener arbeitet, je höher die Temperatur ist, und höhere Temperaturen als 75 ° nicht vorteilhaft sind, weil dann die hydrolytische Dissoziation des Ammonsulfites störend wirkt. Doch kann man natürlich auch bei höheren Temperaturen arbeiten, wenn man das Verfahren so leitet, daß etwaige von dem Stickstoff mitgenommene Ammoniakmengen wiedergewonnen werden. Beispielsweise kann man den Ammoniak enthaltenden Stickstoff mit schwefliger Säure zusammenbringen und hierdurch das im Verfahren wiederum benutzte Ammoniumsulfit erzeugen. Man kann aber auch den ammoniakhaltigen Stickstoff durch Schwefelsäure oder durch Wasser leiten.

Beispiel:

Eine Lösung von 30 bis 35 Gewichtsprozenten Ammoniumsulfit in Wasser wird durch Berieselungstürme geschickt, die mit porösen oder stückigen Materialien, z. B. Koks, Gips, Bimsstein 0. dgl. gefüllt sind. Die Frischluft tritt, dort ein, wo die Lösung die Apparatur verläßt und tritt dort aus, wo die Lösung zugeführt wird. In sechsstündiger Arbeit wurden auf diese Art 48 kg Ammoniumsulfit in Ammoniumsulfat umgewandelt und 22,4 kg Stickstoff mit 0,1 bis o,a Prozent Sauerstoff gewonnen.

Nach dem vorliegenden Verfahren gelingt es, den Cyanamidbetrieb selber oder die damit verbundenen Nebenbetriebe, z. B. die Veredelung des Kalkstickstoffs zu Ammoniumsulfat so zu leiten, dass der für den Cyanamidbetrieb nötige Stickstoff als Nebenprodukt gewonnen wird.

Claims

Patent-Anspruch:

Verfahren zur Gewinnung von Stickstoff aus Luft und ähnlichen Stickstoff und Sauerstoff enthaltenden Gasgemischen, dadurch gekennzeichnet, daß man die zu verarbeitenden Gase im Gegenstrom durch eine auf mindestens 70 ° gehaltene Lösung von Ammoniumsulfit bis zur möglichst vollständigen Entfernung des Sauerstoffs hindurchleitet.