DE331040C

DE331040C - Verfahren zur Herstellung nitroser Gase aus Luft oder anderen Stickstoff-Sauerstoff-Mischungen mittels des elektrischen Flammenbogens zwecks Erzeugung von Salpetersaeure, Nitraten usw.

Info

Publication number: DE331040C
Application number: DE1918331040D
Authority: DE
Original assignee: OTTO LUMMER DR; Ruetgerswerke AG
Current assignee: OTTO LUMMER DR; Rain Carbon Germany GmbH
Priority date: 1918-09-20
Filing date: 1918-09-20
Publication date: 1920-12-29

Description

Verfahren zur Herstellung nitroser Gase aus Luft oder anderen Stickstoff-Sauerstoff-Mischungen mittels des elektrischen Flammen-. Bogens zwecks Erzeugung von Salpetersäure, Nitraten usw. Die hohe Temperatur des elektrischen Flammenbogens wird bekanntlich benutzt, um den Stickstoff der Luft oder, anderer Stickstoff-Sauerstoff-Mischungen zu Stickstoffoxyd (NO) zu oxydieren. Diese en:dothermische (wärmeerheischende) Verbindung ist unabhängig vom Druck und bildet sich in um so größerer Menge, je höher die Temperatur der Luft oder der Stickstoff-Sauerstoff-Mischungen gesteigert wird.
Um Salpetersäure, Nitrate usw. herzustellen, muß das im Flammenbogen gebildete Stickstoffoxyd zunächst in Stickstoffdioxyd (N02) verwandelt werden, welches aber bei Atmosphärendruck, unter dem es allein zu @'ritraten usw. verarbeitet werden kann, erst unterhalb 62o° (»atmosphärische Dissoziationstemperatur« von N02) existenzfähig und erst unterhalb 13o° («atmosphärische Beständigkeitstemperatur« von NO.) beständig ist.
Alle bisherigen Verfahren, mittels des elektrischen Flammenbogens nitrose * Gase (N02 usw.) zu gewinnen, gipfeln in dem Ziele, das im Flammenbogen sich bildende NO möglichst verlustlos in bei Atmosphärendruck beständiges N02 überzuführen. Dieses Ziel war bisher praktisch, ohne mehr oder weniger beträchtliche Verluste unmÖglich zu erreichen, da das (heiße) NO bei seiner Überführung in kaltes N02 (unter die atmosphärische Beständigkeitstemperatur) infolge seiner hohen Dissoziationsgeschwindigkeit bzw. geringen Zerfallzeit um so mehr in N und O zerfällt, je langsamer jene Überführung bewerkstelligt wird.
Auch bei Verwendung des elektrischen Flammenbögens mit erhöhtem Druck hat das Verfahren sich noch nicht so gestalten lassen, daß es Eingang in die Praxis finden konnte, da bei. allen diesen Verfahren die erforderliche Abkühlung der heißen Stickstoffoxyde durch die Expansion der heißen, komprimierten Gase infolge Druckerniedrigung auf dem Wege aus dein Druckgefäß nach außen bzw. nach Gefäßen niedrigen Druckes adiabatisch erfolgen -soll. Man hat auch außer der aäiabatischen Abkühlung auch noch die Abkühlung ,des Reaktionsgefäßes vorgeschlagen, um die eventuell im Reaktionsgefäß sich bildenden Stickoxyde zu gewinnen.
Demgegenüber soll nach der Erfindung die Herstellung der nitrosen Gase dadurch erfolgreich verbessert -werden, daß die im elektrischen Flammenbogen unter erhöhtem Druck erzeugten Stickoxyde beim stationären Fließen durch das Druckgefäß stetig ohne Temperatursprung, also ohne adiabatische Ausdehnung, bis unter die atmosphärische Beständigkeitsternperatur (13o°) der Stickstoffoxyde abgekühlt und alsdann in die zur Weiterverarbeitung notwendigen, unter Aimosphärendruck stehenden Gefäße oder Apparate geleitet werden. Das vorliegende Verfahren beruht nämlich auf der Entdeckung, daß die Dissoziationstemperatur von NO, mit Erhöhung des Druckes steigt und um so höher liegt, je höher der verwendete Dru* st, unter welchem der Flammenbogen apbr3ntt:wird. Brennt man nämlich den efefriscien ,rläinmenbögen in einem geschlossenen Gefäße unter erhöhtem Druck, so füllt sich das Gefäß sofort vom Beginn des Zündens des Bogens immer mehr mit den gelbbraunen Dämpfen von N02, welche auch noch im Flammenbogen bzw. in seiner unmittelbaren Umgebung beständig sind und als Schwaden das ganze Druckgefäß durchziehen und erfüllen. Bei Anwendung dieses Verfahrens ist im Gegensatz zu allen bisherigen elektrischen Verfahren die' Herbeiführung des verlustreichen, künstlichen Temperatursprunges, d. h. der ruckweisen und möglichst zeitlosen Überführung des heißen N O unter die atmosphärische Beständigkeitstem--peratur, überflüssig. Um das im Druckgefäß gebildete, beständige N02 verlustlos im Außenraume zu gewinnen, wird das vorliegende Verfahren folgendermaßen verwirklicht. Die in das Druckgefäß gepreßte Druckluft durchströmt bei dem jeweilig gewünschten Überdruck im Druckgefäß den infolge des Überdruckes überhitzten Flammenbogen und fließt im Druckgefäß, stets unter dem angewandten erhöhten Druck stehend, weiter, bis es sich unter die atmosphärische Beständigkeitstemperatur (13o°) abgekühlt hat. Dieser Vorgang kann stets durch' .eine genügende Größe des Druckgefäßes bzw. unter Benutzung von druckbeständigen Schlangenrohren bzw. unter Zuhilfenahme geeigneter Kühlung des Druckgefäßes am Ausfluß erreicht werden.
Jedenfalls soll die Kühlung so bewirkt werden, daß das schon im Flammenbogen bzw. in seiner unmittelbaren Umgebung unter erhöhtem Druck beständige NO, auf seinem weiteren Wege im Druckgefäß zu immer niedrigerer Temperatur erst recht beständig wird. Das vor seinem Austritt aus dem Druckgefäß bis unter 13o° ohne Verlust abgekühlte NO., usw. kann somit wiederum ohne Verlust in die äußere .Atmosphäre bzw. in die unter Atmosphärendruck 'stehenden Gefäße behufs Weiterverarbeitung zu Sal-Fetersäure, Nitraten usw. geleitet werden.
Das vorliegende Verfahren weist gegenüber den bisherigen elektrischen Verfahren den besonderen Vorteil auf, daß es anstatt bisher notwendigen Herbeiführung einer möglichst zeitlosen Überführung des heißen I NO in kaltes NO, - sei es durch plötzliche. Abschreckung mittels künstlicher Kühlvorrichtungen, sei es durch intermittierende Expansion der unter Drück gesetzten Flammengase bis auf Atmosphärendruck - stationär arbeitet. Die im Druckgefäß durch den überhitzten Flammenbogen (Lummersche Hochdruckbogenlampe) entwickelten nitrosen Gase kühlen sich .unter erhöhtem Druck bei stationärem Fließen ganz allmählich, nicht ruckweise, im Druckgefäß bis unter ihre atmosphärische Beständigkeitstemperatur ab.
Es ist dabei gleichgültig, ob der Flammenbogen unter Druck kontinuierlich oder intermittierend usw. gebrannt oder wie imme,-zum Funktionieren gebracht wird. uch spielen die Art usw. der Elektroden und' die Gestalt des Flammenbogens keine Rolle.

Claims

PATL,NT-ANsPIzUCH: Verfahren zur Herstellung nitrosec Gase aus Luft oder anderen Stickstoff-Sauerstoff-Mischungen mittels des elektrischen Flammenbogens zwecks Erzeugung von Salpetersäure, Nitraten usw. unter erhöhtem Druck und Kühlung der gebildeten Stickoxyde im Reaktionsgefäß, dadurch gekennzeichnet, daß die gebildeten Stickoxyde beim stationären Fließen durch das Druckgefäß stetig ohne Temperatursprung bis unter die atmosphärische Beständigkeitstemperatur (13o°) der Stickstoffoxyde abgekühlt und alsdann in die zur Weiterverarbeitung notwendigen, unter Atmosphärendruck stehenden Gefäße oder Apparate eingeleitet werden.