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Gleichzeitige Herstellung von Ammoniumsulfat und Ammoniumchlorid,
vorzugsweise für Düngerzwecke. Eine wesentliche Verteuerung der Verw endung von
synthetisch erzeugtem Ammoniak zur Herstellung von Kunstdünger liegt darin, daß
man das Ammoniak an Säuren binden muß, z. B. an Schwefelsäure oder an Chlorwasserätoffsäure,
und daß die Herstellung dieser Säuren aus ihren Ausgangsstoffen, sch,vveflige Säure
bzw. Chlor, große Anlagen und dementsprechend erhebliche Kosten verursacht. Man
hat deshalb z. B. vorgeschlagen, aus dem Ammoniak und der schwefligen Säure zunächst
Ammoniumsulfit herzustellen und dieses durch Oxydation mit Sauerstoff zu Sulfat
umzuwandeln. Diese Oxvdation ist eine sehr langsam verlaufende Reaktion. Da aber
die Herstellung von Kunstdünger sich nur im Massenbetriebe lohnt, muß man wegen
der zur Oxydation erforderlichen Zeit außerordentlich weitläufige und daher kostspielige
Anlagen dafür aufstellen.
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Es sind zwar in verschiedenen Patentschriften Vorschläge zur
Beschleunigung des Oxydationsvorganges gemacht worden, doch haben sich diese nicht
. bewährt, auch wiederum wegen der Größe der dazu nötigen Anlagen.
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-Es kommt nicht viel dabei heraus, wenn man die große Anlage zur Herstellung
von Schwefelsäure aus schwefliger Säure vermeidet, aber dafür eine fast ebenso große
zur Oxydatio,a des Sulfits .eintauscht. Das ist um so unerfreulicher, weil sich
die Vereinigung von NH3 und SO. in verhältnismäßig sehr kleinen Apparaten durch
einfaches Zusammerileiten der Gase in Wasser erreichen läßt, ein Vorteil, der durch
die große Oxydationsanlage aufgehoben wird. Ein Verfahren, bei der SO.-N H3-Vereinigung
durch gleichzeitiges Einleiten von Sauerstoff unmittelbar zu Sulfat zu gelangen,
ist ebenfalls an der Langsamkeit der Oxydationsreaktion und der dadurch nötig werdenden
Größe solcher Anlagen gescheitert.
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Analog liegen die Verhältnisse bei der Herstellung von Atrunoniumchlorid,
nur daß dabei unter allen Umständen zuerst Chlonvasserstoffsäure hergestellt werden
muß, eine Vorarbeit, die ebenfalls große Anlagen erfordert. Hier muß man das Chlor
zur Herstellung des Salzes vorher reduzieren, wärend man das SO. vorher oder nachher
oxydieren muß.
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Es wurde nun gefunden, daß alle diese Schwierigkeiten verschwinden,
so daß man die Raumersparung, die durch die schnelle Reaktion zwischen SO., und
-1H3 ermöglicht wird, voll ausnutzen kann, wenn man das Oxydationspotential des
Chlors gegen das Reduktionspotential der schwefligen. Säure ausspielt, indem man
Chlor, schweflige Säure, Ammoniak und Wasser in stöchiometrischem Men--enverhä.ltnis
aufeinander einwirken läßt, wodurch gleichzeitig Ammoniumchlorid und Ammonitunsuifat
entstehen; nach der Formel ,l NH, T. S02 Cl-- -', H20 = (NH,)2S04 -I- 1\H,Cl.
Zwar ist aus älteren Arbeiten (G m e 1 i n -1s r a u t , Handbuch der anor`anischen
Chemie 1907. ;. Aufl., Bd. 1. Abt. t, 46z-463) beka::nt, daß man für analytische
Zwecke eine
Reduktion von Jod mit Hilfe von schwefliger Säure in
Geigenwart von Ammoniak erzielen kann, derartig, daß gleichzeitig Ammoniumjodid
und Ammoniumsulfat entstehen. Aber erstens ist durchaus aus dieser Literaturangabe
nicht zu folgern, daß eine ähnliche Reaktion sich in technischem Maßstabe auch mit
Chlor durchführen läßt, und zweitens ist bisher niemand auf den Gedanken ;gekommen,
eine analoge Reaktion. für die Herstellung von Kunstdünger zu verwenden und mit
ihrer Hilfe einen Nachteil der bisherigen Kunstdüngerherstellung aus Ammoniak aufzuheben.
Es ist offenbar, daß durch vorliegende Übertragung der Reaktion ein technischer
und wirtschaftlicher Fortschritt erzielt ist.
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Zur Ausführung des Verfahrens kann man die Ausgangsstoffe in Gasform
bei Anwesenheit von sehr wenig Wasser aufeinander wirken lassen und dadurch zu einem
gemischten Brei der beiden Salze gelangen. Man kann ferner aus SO" und NH3 eine
an Ammonium reiche Sulfitlösung hexstellen und in sie Chlor einleiten. Man kann
in eine Chlorlösung NH3 und SO. einleiten, kurz, man kann verschiedene Wege einschlagen,
auch den Weg über Bisulfit oder Sulfurylchlorid. Ferner kann man Temperatur und
Wassermenge so eingtellen, daß man festes Salz und Lösung erhält, welch letztere
nach der Trennung beider weiter als Reaktionsmedium dienen kann, auch so, daß das
schwerer lösliche Chlorid vorzugsweise ausfällt, wodurch eine teilweise Trennung
der beiden Salze erzielt wird. Es liegt nicht in der Absicht dieses Verfahrens,
die reinen Salze herzustellen., wiewohl das durch fraktionierte Fällung möglich
wäre, denn es hat sich gezeigt, daß das Chlorid für die meisten Pflanzen ein ebenso
guter Dünger ist als das Sulfat. Immerhin ist eine solche Trennung leicht durchführbar.