DE374773C - Verfahren zur katalytischen Gewinnung von Ammoniak - Google Patents

Verfahren zur katalytischen Gewinnung von Ammoniak

Info

Publication number
DE374773C
DE374773C DEC31196D DEC0031196D DE374773C DE 374773 C DE374773 C DE 374773C DE C31196 D DEC31196 D DE C31196D DE C0031196 D DEC0031196 D DE C0031196D DE 374773 C DE374773 C DE 374773C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
ammonia
temperature
reaction
catalytic
nitrogen
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DEC31196D
Other languages
English (en)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DEC31196D priority Critical patent/DE374773C/de
Application granted granted Critical
Publication of DE374773C publication Critical patent/DE374773C/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01CAMMONIA; CYANOGEN; COMPOUNDS THEREOF
    • C01C1/00Ammonia; Compounds thereof
    • C01C1/02Preparation, purification or separation of ammonia
    • C01C1/04Preparation of ammonia by synthesis in the gas phase
    • C01C1/0405Preparation of ammonia by synthesis in the gas phase from N2 and H2 in presence of a catalyst
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

  • Verfahren zur katalytischen Gewinnung von Ammoniak. Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Ammoniak aus seinen Elementen, Wasserstoff und Stickstoff. Aus dem Studium des chemischen Gleichgewichts zwischen Wasserstoff, Stickstoff und Ammoniak hat es sich ergeben, daß - das Gleichge'#vicht für diejernigen Temperaturen, bei welchen es sich in Gegenwart zweckmäßiger Katalysatoren genügend rasch herstellt, stark nach der Wasserstoff-Stickstoffseite verschoben wird. Um mit Sicherheit zu bestimmbaren Ammoniakkonzentrationen zu gelangen, untersuchte N e r n s t , von rein wissenschaftlichen Gesichtspunkten geleitet, auf Grund eines wohlbekannten, durch Le Chatelier aufgestellten physikalischchemischen Lehrsatzes das Gleichgewicht unter höheren Drucken und konnte so zuerst den Weg zeigen, den man einschlagen mußte, falls man die Herstellung von Ammoniak aus seinen Elementen praktisch verwirklichen wollte. Die technische Gewinnung ist in der Tat bald nachgefolgt.
  • Es ist schon ein technisches Verfahren zur synthetischen Herstellung von Ammoniak aus seinen Elementen bekannt, welches darin besteht, daß zunächst die Mischung von Wassterstoff und Stickstoff unter dauerndem Hochdruck über einen auf höherer Temperatur gehaltenen Katalysator geleitet wird; die durch idie Reaktion entstehende Gasmischung wird dann, zwecks Ausscheidung des gebildeten Ammoniaks, auf niedrige Temperatur abgekühlt und die von Ammoniak befreiten Gase werden nach Hinzufügen einer passenden Menge von Wasserstoff- und Stickstoffmischung, um die zur Bildung des Ammoniaks verbrauchten Mengen dieser Gase zu ersetzen, wieder über den Katalysator geführt. Das Verfahren kann ohne Unterbrechung im geschlossenen Kreislaufe stattfinden, in welchem fortwährend bei hohem Druck neue Mengen von Stickstoff-Wasserstoffmischung eingeführt werden und aus welchem die entsprechende Menge des gebildeten Ammoniaks ausgeschieden wird. Die beispielsweise als zweckmäßig angegebenen Druckwerte bewegen sich um 15o Atm. herum.
  • Der Hauptübelstand dieses unter dem genannten hohen Druck stattfindenden Kreisprozesses besteht in der Praxis in der Schwierigkeit, die möglichst größte Menge von Ammoniak aus dem Gaskreislaufe zu entfernen. Für die Verflüssigung des Ammoniaks in dem Gemische mit Wasserstoff und Stickstoff ist bei dem geringen Prozentsatz an Ammoniak eine Telmperatur von minus d.o bis 5o° erforderlich, während bekanntlich für die Verflüssigung von reinem Ammoniak wesentlich höhere Temperaturen möglich sind. Dies erfordert aber eine außerordentlich kostspielige Kältemaschinenanlage. Sieht man aber von der Verflüssigung ab, so muß man (las Ammoniak mittels unter Druck umlaufenden Wassers ausscheiden, was die Anlagekosten zwar ein wenig herabsetzt, aber ein minderwertiges Produkt liefert, wie es eine wässerige Aininoniaklösung dem wasserfreien Ammoniak gegenüber ist.
  • In Anbetracht des praktisch erzielbaren Prozentverhältnisses der sich unter den angedeuteten Druckwerten verbindenden Gase ist es auch notwendig, die ganze Ammoniakmenge aus dem Kreislaufe möglichst vollständig auszuscheiden, ehe man die Restgase wieder über den katalytischen Stoff strömen läßt.
  • Dieser Übelstand wird allerdings durch ein bekanntes technisches Verfahren zur synthetischen Herstellung von Ammoniak beseitigt, bei welchem die Katalyse sich bei einem Druck von i ooo Atm. vollzieht, mit dem Ergebnis, daß sich der Prozentsatz der katalytischen Vereinigung der Elemente verdreifacht und daß es möglich wird, beinahe die ganze Menge des gebildeten Ammoniaks durch einfache Kühlung bei gewöhnlicher Temperatur auszuscheiden.
  • Der höhere Prozentsatz der chemischen Umsetzung und die kleinere Masse, auf welche sich die Reaktionswärme verteilen kann, bringen es aber dahin, daß die Reaktion, entgegen der bei 15o bis Zoo Atm. auftretenden unschädlichen Wärmemenge, bei den neuen erheblichen Drucken in der Masseneinheit eine viel größere Wärmeentwicklung und infolgedessen die Gefahr einer Selbsterhöhung der Temperatur des Kontaktstoffes hervorruft.
  • je größer die für die Katalyse angewandten Vorrichtungen sind, desto bedenklicher wird diese Gefahr sein, und die zahlreichen bis jetzt vorgeschlagenen Hilfsmittel, um jene Gefahr zu beseitigen, konnten noch nicht das wichtige Problem mit Sicherheit lösen.
  • Auf Grund der vorliegenden Erfindung wurde festgestellt, daß jede Gefahr einer Überhitzung des Kontaktstoffes, so hoch der Druck auch sein mag, sicher beseitigt werden kann, wenn man in den katalytischen Raum die Gasmischung mit einer gewissen Menge Ammoniak eintreten läßt, und zwar in einer so heinessenen Menge, daß der Reaktionsgang sehr schnell beeinflußt wird, wenn beim Steigen der Katalysetemperatur der Gleichgewichtsprozentumsatz niedriger wird. Dies kann auf sehr einfache Art verwirklicht werden, wenn aus dem Reaktionsprodukte nur ein Teil des gebildeten Ammoniaks entfernt wird. Die Anwesenheit des Reaktionsproduktes bewirkt eine Verminderung der Ammoniakbildung in dem Maße, wie sich die Temperatur der Kontaktsubstanz erhöht, und zwar in einem größeren Verhältnis, als sich die Gleichgewichtskonzentration vermindert, so daß bei jener Temperatur, für welche die Gleichgewichtskonzentration des Ammoniaks gleich der Anfangskonzentration ist, die Aminoniakbildung ausbleibt.
  • Ist z. B. die Anfangskonzentration des Ammoniaks in den reagierenden Gasen deich 5, und arbeitet man unter einem Druck von ungefähr 7 oo Atin., so wird der durch eine bestimmte Kontaktsubstanz bei einer Temperatur von 5oo° stattfindende Verbindungsprozentumsatz wenig herabgedrückt. dagegen wird derselbe bei Anwendung des gleichen Katalysators und bei einer Temperatur von 75o° auf einen sehr kleinen Betrag lierabgesezt. In der Tat ist die Gleichgewichtskonzentration im ersten Falle gleich 37 Prozent, während sie im zweiten kaum 9 Prozent beträgt, so daß die höchstmögliche \#ärmeentwicklung im zweiten Falle, statt ungefähr 1q. desjenigen des ersten Falles zu sein, wegen der anfänglichen Anwesenheit von 5 Prozent des Reaktionsprodukts, auf etwa ein Achtel herabsinkt.
  • Da der hohe Verbindungsprozentunisatz die Hauptursache der Überhitzungsgefahr des Katalysators darstellt, ist es natürlich, daß man dieselbe Gefahr laufen wird, wenn man, statt bei sehr hohem Druck zu arbeiten, sehr aktive Kontaktsubstanzen anwendet, so daß die Katalyse sich bei niedrigeren Temperaturen als die üblich angewendeten vollziehen könnte. Mittels eines Katalysators, welcher z. B. regelmäßig bei d.oo° Temperatur arbeiten würde, unter einem Drucke von aoo Atm., könnte man eine Ammoniakkonzentration von 36 Prozent erlangen. Es ist leicht ersichtlich, daß auch in diesem Falle, falls die Katalyseteniperatur aus irgendeinem Grunde steigen würde, eine anfängliche Anwesenheit von Ammoniak in den zu reagierenden Gasen sehr rasch den Verbindungsprozentumsatz und folglich die Wärmetönung der- Reaktion erniedrigen wird. Da bei 6oo° die Ammoniakkonzentration im Gleichgewichtszustand gleich 8,25 Prozent ist, so ist die Wärmetönung des Umsatzes um etwas mehr als drei Viertel kleiner als die Wärmetönung bei 4o0°, während bei einer Anfangskonzentration von 5 Prozent Ammoniak die Wärmeentwicklung bei einer Temperatur von qoo° bloß um ein Siebentel erniedrigt wird, aber um neun Zehntel bei 6oo°.
  • Überdies wird die spezifische Wärme der Reaktionsmischung durch die Anwesenheit von Ammoniak erhöht, 'was ebenfalls zur Erreichung des Zweckes beiträgt, die Überhitzung im Katalysator zu verhindern.
  • Endlich besteht ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung im Anfang der Katalyse in dem günstigen Einfluß des vorhandenen Reaktionsprodukts sowohl auf die Tätigkeit als auf die Haltbarkeit des Kontaktstoffes.

Claims (1)

  1. PATENT-ANSPRUCII: Verfahren zur katalytischen Gewinnung von Ammoniak aus unter hohem Druck stehenden Stickstoff und Wasserstoff unter Rückführung der nicht umgesetzten Gase, dadurch gekennzeichnet, daß im laufenden Betriebe eine so bemessene Menge des Reaktionsprodukts in den zurückgehenden Restgasen verbleibt, daß die Wärmetönung der Reaktion auf zulässiger Höhe gehalten wird.-
DEC31196D 1921-10-13 1921-10-13 Verfahren zur katalytischen Gewinnung von Ammoniak Expired DE374773C (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEC31196D DE374773C (de) 1921-10-13 1921-10-13 Verfahren zur katalytischen Gewinnung von Ammoniak

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEC31196D DE374773C (de) 1921-10-13 1921-10-13 Verfahren zur katalytischen Gewinnung von Ammoniak

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE374773C true DE374773C (de) 1923-04-28

Family

ID=7019719

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEC31196D Expired DE374773C (de) 1921-10-13 1921-10-13 Verfahren zur katalytischen Gewinnung von Ammoniak

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE374773C (de)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1177118C2 (de) Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Hydroxylammoniumsalzen
DE2016055A1 (de) Verfahren zur Oxydation von Kohlenmonoxyd
DE374773C (de) Verfahren zur katalytischen Gewinnung von Ammoniak
DE2947498C2 (de) Verfahren zur Herstellung von Cyanwasserstoff
DE449051C (de) Verfahren zur Herstellung von Harnstoff aus Ammoniak und Kohlensaeureanhydrid
DE1956874A1 (de) Kreislaufprozess fuer die Herstellung und Verarbeitung einer Hydroxylammoniumsalzloesung
AT100693B (de) Verfahren zur synthetischen Gewinnung von Ammoniak.
DE1956908C3 (de) Herstellung einer Hydroxylammoniumsalzlösung
DE1085142B (de) Verfahren zur Herstellung von hochprozentigem Stickstoffmonoxyd
DE1293736B (de) Verfahren zur Herstellung von Adipinsaeure
AT246146B (de) Verfahren zur Regenerierung ausgebrauchter Katalysatoren für die Herstellung von Melamin
DE482345C (de) Verfahren zur Herstellung hochprozentiger Salpetersaeure
AT229276B (de) Verfahren zur Reinigung der Abluft von Viskosefabriken
AT111555B (de) Verfahren zur Herstellung von Stickstoff-Wasserstoffmischungen.
DE440607C (de) Verfahren und Vorrichtung zur synthetischen Herstellung von Ammoniak
AT72211B (de) Verfahren zur Erzeugung von Stickstoff-Wasserstoffverbindungen.
AT228236B (de) Verfahren zur Herstellung von Schwefeltrioxyd
DE2125677C (de) Verfahren zur Herstellung hoch konzentrierter Salpetersaure
DE395509C (de) Verfahren zur Wiederbelebung von Kontaktsubstanzen
DE235421C (de)
AT102536B (de) Verfahren zur Herstellung von synthetischem Ammoniak.
DE1567417B1 (de) Verfahren zur Anreicherung von Wasserstoffisotopen durch bithermischen Austausch zwischen Ammoniak und Wasserstoff
AT105030B (de) Verfahren zur Reinigung des zur Hyperdrucksynthese des Ammoniaks bestimmten Gasgemisches.
AT250976B (de) Verfahren zur Herstellung von Melamin aus Cyansäure
AT223170B (de) Verfahren zur Gewinnung von deuteriumangereichertem Wasserstoff und/oder deuteriumangereichertem Wasser