DE362253C

DE362253C - Verfahren und Vorrichtung zur synthetischen Herstellung von Ammoniak

Info

Publication number: DE362253C
Application number: DES55683D
Authority: DE
Original assignee: ETUDE ET L EXPL DES PROCEDES G; LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Current assignee: ETUDE ET L EXPL DES PROCEDES G; LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Priority date: 1920-03-30
Filing date: 1921-02-23
Publication date: 1922-10-26
Also published as: NL11416C

Description

Verfahren und Vorrichtung zur synthetischen Herstellung von Ammoniak. An anderer Stelle ist vorgeschlagen, die in Reaktion zu bringenden Gase dadurch zu erhitzen, daß man sie unmittelbar in indirekte Berührung mit der Kontaktmasse bringt, indem man sie an einer die Wärme gut leitenden Wandung, welche die Kontaktmasse einschließt, vorbeistreichen läßt.
Dieses Verfahren kann so durchgeführt werden, daß die ammoniakbildenden Gase zusammen durch die ganze Kontaktmasse hindurchgeleitet werden und das Ammoniak nach Verlassen der Kontaktmasse in einem einzigen Verflüssiger abgeschieden wird.
Die Erfahrung hat jedoch gezeigt, daß bei Benutzung einer derartigen Einrichtung das Verfahren nicht immer befriedigende Ergebnisse liefert. Es hat sich nämlich herausgestellt, daß in gewissen Fällen, z. B. bei Apparaten von geringer Leistung, die Reaktion nicht bis an das Ende der an den Verflüssiger angrenzenden Kontaktmasse sich fortpflanzt, vielmehr in einem gewissen Abstand von diesem Ende aufhört, also die Kontaktmasse und der Apparat schlecht ausgenutzt werden.
Es kommt hinzu, daß die einströmenden Gase, welche sich unter diesen Umständen auf Kosten der fühlbaren Wärme der Gase in diesem wirkungslosen Teil der Kontaktmasse erhitzt haben, schon in einem derart warmen Zustand die Zone erreichen, in der noch eine Reaktion stattfindet, daß sie selbst nicht mehr so viel WVärrne aufnehmen können, um die Kontaktmasse auf der gewünschten- Temperatur zu erhalten. Die Folge hiervon ist, daß zufolge der wohl bekannten aufspeichernden Wirkung der Wärmeaustauscher die Temperatur allmählich zunimmt, bis sie schließlich unerwünscht hoch steigt.
Um diesen Übelstand abzuschwächen, müßte die der drucktragenden Wandung innewohnende Fähigkeit, die Wärme abzuleiten, erhöht werden. Dies bereitet aber Schwierigkeiten, selbst wenn man als Metall für diese Wandung eine der Einwirkung der Temperatur und der umlaufenden Gase widerstehende Legierung verwendet, welche die Benutzung einer isolierenden Schutzbekleidung an ihrer Innenseite nicht erfordert.
Im übrigen wäre mit dieser Maßnahme denn an erster Stelle genannten Übelstande noch nicht abgeholfen, wonach ein' Teil der Kontaktmasse und des Apparates unbenutzt bleiben.
Vorliegende Erfindung liefert ein Mittel zur Beseitigung dieser Übelstände. Sie besteht darin, daß der Wandung, welche die in Reaktion zu bringenden Gase von der Kontaktmasse trennt, z. B. dem diese enthaltenden Rohre, entweder vermöge einer passenden Wärmeschutzbekleidung oder vermöge der Beschaffenheit dieser Wandung selbst, eine solche Wärmeleitfähigkeit verliehen wird, daß bei normalem Betrieb die Gase auf die Kontaktmasse bei einer die normale Unterhaltung der Reaktion ermöglichenden Temperatur gelangen, vorzugsweise aber bei der niedrigsten diese Unterhaltung gewährleistenden Temperatur. Es leuchtet ein, daß bei dieser Anordnung die austretenden Gase einen Teil ihrer fühlbaren Wärme wegtragen, die sonst bei Anwendung eines die Wärme gut leitenden Rohres im Innern des Apparates zurückgehalten wird und dadurch die Temperaturerhöhung verursacht, die man vermeiden will.
Da es jedoch in der Praxis Schwierigkeiten bereiten könnte dieser thermischen Leitfähigkeit den genauen, der gewünschten Bedingung entsprechenden Wert zu verleihen, so ist es ratsamer, ihr einen solchen Wert zu geben, daß die Gase in etwas zu kaltem Zustand auf die Kontaktmasse gelangen und dann ihre Erwärmung durch ein von außen wirkendes Mittel zu ergänzen, welches im übrigen die Möglichkeit einer Regelung für den Fall gestattet, daß Umstände eintreten, welche der Stabilität des Betriebs schaden könnten.
Das vorliegende Verfahren ist von besonderer Bedeutung bei der Verwendung von Hyperdrucken, kann aber auch bei niedrigeren Drucken mit Erfolg verwendet werden.
Auf der Zeichnung ist beispielsweise eine zur Ausübung des neuen Verfahrens geeignete Vorrichtung im Schnitt dargestellt.
T ist ein die Kontaktmasse C enthaltendes dünnes Metallrohr. Dieses Rohr ist von einer Wärmeschutzbekleidung E umgeben, welche wenig Wärme durchtreten läßt. H ist das drucktragende äußere Rohr, welches durch die Schicht I aus Wärmeschutzmasse gegen die Einwirkung der Temperatur und der Gase geschützt ist. S ist ein schraubenförmig gewundener elektrischer Heizwiderstand. F ist ein Kühlbehälter.
Die in Reaktion zu bringenden Gase strömen durch A ein und steigen in dem Rauen B hoch, indem sie sich durch Berührung von E allmählich erhitzen, um dann an der Stelle D auf die Kontaktmasse bei einer Temperatur zu gelangen, welche, dank der Wärmeschutzbekleidung E, gestattet, die Reaktion normal zu unterhalten.
Die Wärmeschutzbekleidung E kann auch so beschaffen sein, daß die Übertragung der Wärme auf die Reaktionsgase diese nur auf eine Temperatur erhitzt, die etwas niedriger ist als die der Reaktion, während die fehlende Wärme durch den Heizwiderstand F ergänzt wird. Wie bereits erwähnt, ist dieser Arbeitsmodus insbesondere wirksam, um Unbeständigkeiten in der Wirkungsweise vorzubeugen.
Nach Durchstreichen der Kontaktmasse C treten die Reaktionsgase in den. Behälter F, in welchem. sich das gebildete Ammoniak durch Verflüssigung abscheidet; die restlichen Gase werden in weitere ähnliche Kontakt- und Ammoniakabscheidungsapparate geleitet oder kehren in denselben Kontaktapparat zurück, entweder infolge ihrer verringerten Dichte oder mittels einer Pumpe.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur synthetischen Herstellung von Ammoniak, bei welchem. die Gase, (bevor sie auf die Kontaktmasse gelangen, durch Vorbeistreichen an :der diese Masse einschließenden Wand Reaktionswärme aufnehmen, dadurch gekennzeichnet, daß man oder die Kontaktmasse einschließenden Wandung eine solche thermische Leitfähigkeit verleiht, daß bei normalem Betrieb die Gase auf die Kontaktmasse mit einer Temperatur, vorzugsweise der niedrigsten, gelangen, welche die normale `Unterhaltung der Reaktion gestattet.
2. Ausführungsfarin des Verfahrens nach Anspruch -,dahin abgeändert, daß die thermische Leitfähigkeit der Wandung etwas geringer ist, als erforderlich, und die Erwärmung der in Reaktion zu bringenden Gase .mittels einer äußeren und regelbaren Wärmequelle ergänzt -wird.
3. Vorrichtung zur Ausübung der Verfahren nach. Anspruch i und 2, bei der die in Reaktion zu bringenden Gase um ein die Kontaktmasse enthaltendes Rohr streichen, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Rohr entweder aus Metall besteht und an der Außenseite mit einer Wärmeschutzinasse bekleidet ist oder aus einem Stoff gefertigt ist, der eine geringe thermische Leitfälligkeit besitzt.