DE476855C - Herstellung von hochkonzentrierten Stickstoff-Sauerstoffverbindungen bei der katalytischen Oxydation von Ammonsalzen - Google Patents

Description

• Herstellung von hochkonzentrierten Stickstoff-Sauerstoffverbindungen bei der katalytischen Oxydation von Ammonsalzen Bei der katalytischen Oxydation des Ammoniaks ist es bekanntlich erstrebenswert, möglichst hochkonzentrierte Stickoxyde zu erhalten, weil dadurch ihre Abscheidung bzw. Verarbeitung . auf Salpetersäure -a:uBerordentlich erleichtert wird. Steigert man indessen zu diesem Zweck den Ammoniakgehalt des Ammoniak-Luft-Gemisches, so macht sich, abgesehen. von der schädlichen Temperaturerhöhung, noch ein anderer Übelstand bemerkbar. Es hat sich nämlich gezeigt, daß bei der katalytischen Oxydation von Ammoniak zu Stickstoff-Sauerstoffverbindungen nur dann ein brauchbarer, also über 9o % liegender Umsetzungsgrad erreicht wird, wenn im Ausgangsgemisch auf r Vol. Ammoniak mindestens a Vol. Sauerstoff enthalten sind. Bei Anwendung eines 9,q.prozentigen Ammoniak-Luft-Gemisches ist das erforderliche Verhältnis gerade noch gewährleistet. Jede weitere Erhöhung des Ammoniakgehaltes führt bei Anwendung von Luft zu einer Verschlechterung der Ausbeute.
• Benutzt man für die katalytische Oxydation nicht Ammoniak, sondern Animonsalze, im besonderen der schwefligen Säure, wie z. B. (NH4)$S205, so erhält man noch verdünntere Stickoxyde. Die neben Ammoniak aus dem Salz entstehenden Dissoziationsprodukte - in dem erwähnten Beispiel Schwefeldioxyd und Wasserdampf - führen zu weiterer Sauerstoffverarmung des Ausgangsgemisches, so daß man im letzteren den Ammoniakgehalt bis auf 8,25 Volumenprozent vermindern muß, damit das erwähnte Sauerszofl~-Ammoniak-Verhältnis den Wert z behält. Hierbei ist noch die Annahme gemacht, äaß die Temperatur hoch genug ist, um am Katalysator die Bildung von S03 und somit dien Sauerstoffverbrauch für den letzteren Zweck auszuschließen. Anderenfalls würde sich noch :eine weitere Verminderung des Ammoniak- bzw. Stickoxydgehaltes als notwendig erweisen.
• Man kann den erwähnten übelstand beseitigen, wenn man die Verbrennungsluft ganz oder teilweise durch Sauerstoff ersetzt. Dieser Weg empfiehlt sich, wo der Sauerstoff wohlfeil - etwa als Nebenprodukt anfallend - in genügender Menge zur Verfügung steht. In den meisten. Fällen trifft dies indessen nicht zu, während anderseits eine besondrere Herstellung von Sauerstoff für den genannten Zweck nicht lohnend erscheint.
• Die vorliegende Erfindung gestattet, bei der katalytischen Oxydation von Ammonsalzen, im besonderen der schwefligen Säure, hochkonzentrierte Stickstoff-Sauerstoff-Verbindungen zu gewinnen, und zwar ohne daß die Zufuhr von reinem Sauerstoß oder sauerstoffreicher Luft erforderlich ist. Erfindungsgemäß werden die Ammonsalze, z. B. Ammoniumsulfite, nicht mit Luft oder Sauerstoff über den Katalysator geleitet, sondern mit Stickstoffdioxyd bzw. einem Gemisch von Stickoxyd und Sauerstoff, das bei über 625° liegenden Temperaturen durch thermische Dissoziation aus Stickstoffdioxyd entsteht.
• Man verwendet z. B. auf i Mol. des oben angeführten Salzes (NH4)2S205, das auf eine beliebige Art zur Sublimation und Dissoziation gebracht wird, 8 Mol. N02 bzw. die daraus durch thermische Dissoziation entstehenden 8 Mol. NO und q. Mol. 02. Am Katalysator verwandelt sich die :eine Komponente des Salzes, nämlich das Ammoniak, mit der üblichen, zwischen 9o und 95 % liegenden Ausbeute in Stickoxyd, während der andere Salzbestandteil, nämlich die schweflige Säure, wegen der zweckmäßig anzuwendenden hohen Temperatur (7oo bis i ooo°) am Katalysator selbst sich nur zu einem geringen Teil in Schwefeltrioxyd umwandelt. Indessen bewirkt bei der darauffolgenden Abkühlung der sehr große überschuß an Stickoxyden eine überaus schnelle und vollständige Umwandlung dies Schwefeldioxyds in Schwefelsäure. Die letztere reißt das bei der Dissoziation des Salzes und bei der Verbrennung des Ammoniaks entstandene Wasser an sich, soweit das letztere nicht schon für die Bildung der Schwefelsäure selbst verbraucht worden ist. Die Abscheidung der Schwefelsäure wird zweckmäßig in einem als Dephlegmator oder D,enitrierkolonme ausgebildeten Apparat vorgenommen, dessen Temperatur so geregelt wird, daß verdünnte denitrierte Schwefelsäure abläuft, während Stickoxyde ausgetrieben werden. Die letzteren enthalten nun bis auf den geringen, bei der Verbrennung des Ammoniaks entstandenen Rest von elementarem Stickstoff nur mehr Stickstoff-Sauerstoff-Verbindungen in Form von NO, N02 bzw. N20.3 und sind somit annähernd ioopxozentig.
• Die so erhaltenen hochkonzentrierten Gase lassen sich sehr leicht und schnell nach Zugabe der noch erforderlichen geringen Luftmenge, zweckmäßig auch unter Anwendung von Katalysatoren, in N204 überführen und als solches in beliebiger Form, z. B. als Flüssigkeit, abscheiden. Ein Teil wird im Kontaktofen wieder verwendet für die katalytische Oxydation der Ammonsalze, während der Rest beliebigen Zwecken, z. B. der Salpetersäure-Herstellung, zugeführt werden kann. Man kann natürlich auch so verfahren, daß man für letzteren. Zweck eine besondere Abscheidung des N204 vermeidet und dze nach der Denitrierkolonne erhaltenen hochkonzentrierten Gase durch Behandeln mit. Luft und Wasser direkt in Salpetersäure überführt.
• Selbstverständlich läßt sich das Verfahren der Herstellung hochkonzentrierter Stickoxyde gemäß der -vorliegenden Erfindung nicht nur bei den Ammonsalzen der schwefligen Säure, sondern auch bei anderen Ammonsalzen, z. B. bei Ammoncarbonat, anwenden. Auch die Gemische verschiedener Ammonsalze können in der erwähnten Weise verarbeitet werden. Schließlich kann gemeinsam mit den Ammonsalzen auch freies Ammoniak in der beschriebenen Weise katalytisch oxydiert werden.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren. zur Herstelhang von hochkonzentriertem. StickstofE-Sauerstoff-Verbindungen bei der katalytischen Oxydation von Ammonsalzen, im besonderen der Ammonsalze der schwefligen Säure, dadurch gekennzeichnet, daß für die Oxydation Stickstoffdioxyd bzw. das durch thermische Dissoziation daraus entstehende Gemisch von 'Stickoxyd und Sauerstoff verwendet wird.
2. 2. Verfahren nach Ansprach i, dadurch gekennzeichnet, da.ß die aus dem Kontaktofen kommenden Gase .einen -als DephIegmatoroder Denitrierkolonne ausgebildeten Apparat durchströmen, dessen Temperatur derart geregelt wird, daß die aus dem Schwefeldioxyd gebildete Schwefelsäure samt dem durch Dissozatilan der Ammonsalze und Verbrennung des Ammoniaks entstandenen Wasser abgeschieden wird, während die trockenen hochprozentigen Stickstoff-Sauerstoff-Verbindungen ausgetrieben werden.