DE477437C

DE477437C - Verfahren zur katalytischen Darstellung von Cyanwasserstoff aus Formamid

Info

Publication number: DE477437C
Application number: DEI27852D
Authority: DE
Inventors: Dr Eduard Muench; Dr Fritz Nicolai
Original assignee: IG Farbenindustrie AG
Current assignee: IG Farbenindustrie AG
Priority date: 1926-04-11
Filing date: 1926-04-11
Publication date: 1929-06-11

Description

Verfahren zur katalytischen Darstellung von Cyanwasserstoff aus Formamid In dem Hauptpatent 476 662 ist ein Verfahren zur Herstellung von Cyanwasserstoff beschrieben, bei dem man Formamid oder ammoniumformiathaltiges Formamid so rasch auf Temperaturen vorteilhaft über 400° erhitzt, gegebenenfalls in Gegenwart von wasserabspaltenden, nicht metallischen Katalysatoren und unter vermindertem Druck, daß die Erhitzungsdauer höchstens i Sekunde, vorteilhaft weniger als "/",Sekunde beträgt. An anderer Stelle ist ferner beschrieben, Cyanwasserstoff in der Weise herzustellen, daß man .Formamid oder Ammoniumformiat in Mischung mit Ammoniak oder anderen Gasen bei erhöhter Temperatur über wasserabspaltende Katalysatoren leitet. Als wasserabspaltende Katalysatoren gelten hierbei allgemein solche Stoffe, die als Katalysatoren bei Dehydratationskatalysen von in dampf- oder gasförmigem Zustand befindlichen Substanzen bei erhöhten Temperaturen benutzt werden, also Verbindungen wie Metalloxyde und Hydroxyde, Silikate, Phosphate, Borate; hierher gehören z. B. Oxyde des Aluminiums, Thoriums, Titans, Zirkons, Eisens, Mangans, Berylliums; Zinks u. a.; Aluminiumsilikat, Silikagel, Aluminiumphosphate, Magnesiumphosphate, Aluminiumsulfat u. a.; diese Katalysatoren können entweder für sich allein oder auf Trägern, wie Bimsstein, Asbest, aktive Kohle u. a. Verwendung finden.
Es wurde nun gefunden, daß man bei der katalytischen Herstellung von Cyanwasserstoff aus Formamid oder ammoniumformiathaltigem Formamid sehr gute Ausbeuten an Cyanwasserstoff erhält, wenn man die Dämpfe der Ausgangsstoffe in erheblicher Verdünnung mit großer Geschwindigkeit bei Temperaturen über 300°, bei Verwendung von Metallrohren in Abwesenheit von wasserabspaltenden Katalysatoren, über Metalle als Katalysatoren leitet.
Die Metalle können hierbei für sich allein oder als Legierungen in beliebiger Form, wie Körner, Späne, Drahtnetze, gegeb.euenfalls auf Trägern oder zusammen mit anderen Verbindungen verwendet werden. Es genügt auch schon, die Wandung des Reaktionsgefäßes aus dem wirksamen Metall herzustellen oder mit diesem auszukleiden. Man kann hierbei beispielsweise als Reaktionsgefäß ein--Metallrohr verwenden, dessen Querschnitt und Länge den für die schnelle Durchführung der Dämpfe erforderlichen Bedingungen angepaßt sind. Die nach dem bekannten Verfahren erforderliche Füllung des Rohres mit wasserabspaltenden Katalysatoren ist dann entbehrlich.
Um eine erhebliche Verdünnung und große Geschwindigkeit zu erzielen, ist es erforderlich, die Dämpfe von Formamid oder ammoniumformiathaltigem Formamid entweder unter vermindertem Druck oder in Mischung mit Ammoniak oder solches enthaltenden indifferenten Gasen oder mit indifferenten Gasen allein über die Metallkatalysatoren oder durch die metallenen Rohre zu leiten.
Je nach der Art der verwendeten Metalle sind die für die besten Ausbeuten erforderlichen Temperaturen verschiede; während beispielsweise für Flußeisen oder für V2A-Stahl Temperaturen von etwa 35o bis 450' zweckmäßig sind, sind bei Verwendung von Nickel Temperaturen von 4.5o bis 50o° und von Aluminium solche von 50o bis 60o° geeignet; die geeignetsten Temperaturen hängen überdies noch von der Form des angewandten Metalls ab.
Metalle kann man nicht als wasserabspaltende Katalysatoren bezeichnen, da es nicht üblich ist, sie zu Dehydratationskatalysen zu verwenden. Es war daher keinesfalls vorauszusehen, daß Metalle allgemein in besonders wirksamer Weise geeignet sind, die Zersetzung des Formamids vorzugsweise in eine Richtung, nämlich in die der Wasserabspaltung unter Bildung von Cyanwasserstoff zu leiten.
Ein besonderer Vorzug der metallischen Katalysatoren besteht darin, daß unter Gewinnung nahezu theoretischer Ausbeuten bei gleichem Kontaktvolumen bedeutend höhere Durchsätze erzielt werden können, wie mit den bekannten wasserabspaltenden Katalysatoren; die Leistung einer gegebenen Apparatur kann dadurch auf ein mehrfaches gesteigert und es kann auch bei niedrigeren Temperaturen gearbeitet werden. Außerdem sind die Katalysatoren, z. B. Metallabfälle, wie Eisenstanzen. usw., billig zu beschaffeln und wenig der Abnutzung unterworfen. Beispiel z Durch eine auf 37o° erhitzte Eisenschlange, die eine Länge von etwa 3 m und eine lichte Weite von 8 mm hat, werden die Dämpfe von Formamid bei einem verminderten Druck von io bis 2o mm Hg mit solcher Geschwindigkeit geleitet, daß in der Stunde etwa i bis 2 Mol. Formamid durchgesetzt werden. Es entsteht Cyanwasserstoff in einer Ausbeute von 930/a d. Th.
Verwendet man statt der Eisenschlange eine ähnlich dimensionierte Aluminium- oder Nickelschlange und hält die Temperatur auf 50o bis 55o° bzw. q80 bis 50o°, so entsteht ebenfalls Cyanwasserstoff in Ausbeuten von über go°/a.
Beispiel e Durch die in Beispiel i erwähnte auf 3700 erhitzte Eisenschlange werden bei gewöhnlichem Druck die Dämpfe von Formamid in Mischung mit einem großen Überschuß an Ammoniak geleitet. Es entsteht Cyanwasserstoff in Ausbeuten bis zu 98°/a d. Th.
Verwendet man Formamid, das 5 bis 10°/o Ammoniumformiat oder Ameisensäure enthält, so erzielt man ebenfalls sehr hohe Ausbeuten.
Beispiel 3 Die Dämpfe von etwa 2 bis 5 Mol. Formamid, werden innerhalb einer Stunde unter einem: verminderten. Druckvon etwa iommHg durch ein auf 4.2o bis 4.5o0 erhitztes V2A-Rohr von i20 cm Länge und 25 bis 30 mm lichter Weite geführt und die abziehenden Dämpfe in Natronlauge geleitet. Die Ausbeute an Cyanwasserstoff bzw. Natriumcyanid beträgt über go°/o d. Th.
Beispiel q.
Wird das in Beispiel3 erwähnte V2A-Rohr zu etwa zwei Drittel mit Eisenspänen gefüllt, so läßt sich der Durchsatz an Formamid nahezu- verdoppeln ohne Beeinträchtigung der Ausbeute.
Beispiel Verwendet man an Stelle der in Beispiel q. erwähnten Eisenspäne Aluminiumschnitzel, die sich beispielsweise in einem Heizrohr aus Quarz befinden, so werden bei 57o bis 58o° nahezu 95°1o des Formamids in Cyanwasserstoff umgesetzt.
In ähnlicher Weise können Späne, Körner anderer Metalle, z. B. Mangan oder Legierungen, z. B. Ferrosilicium, gegebenenfalls auf Trägern oder zusammen mit anderen Verbindungen verwendet werden. Beispiel 6 In einem Kupferkolben von io 1 Fassungsraum, der in einem Salpeterbad auf 30o bis 350° geheizt. wird, werden innerhalb einer Stunde 8 kg Formamid verdampft. Die Dämpfe werden unter einem verminderten Druck von 2o bis 30 mm Hg durch einen im Salpeterbad auf 400 bis 4300 geheizten eisernen Kontaktofen geleitet, der als Kontakt io 1 alitierte Eisenstanzen enthält. Die abziehenden Dämpfe werden auf etwa 5o0 heruntergekühlt, worauf man die gebildete Cyanwasserstoffsäure in Natronlauge absorbiert. Es werden stündlich 7,93 kg Natriumcyanid erhalten - 9 i % d. Th.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: r. Ausführungsform des Verfahrens gemäß Patent476 662, zur katalytischen Darstellung von Cyanwasserstoff aus Formamid oder ammoniumformiathaltigem Formamid, darin bestehend, daß man die Dämpfe dieser in erheblicher Verdünnung und mit großer Geschwindigkeit bei Verwendung von Metallrohren in Abwesenheit von wasserabspaltenden Katalysato- ren bei Temperaturen über 3oo°4Metall-

katalysatoren leitet. z. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch i, darin bestehend, daß man die Reaktion in Rohren, die aus katalytisch wirkendem Metall hergestellt oder mit diesem ausgekleidet sind und sonst keinen Katalysator enthalten, ausführt. 3. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch i und z, darin bestehend, daß man unter vermindertem Druck arbeitet. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch i bis 3, darin bestehend, daß man als Verdünnungsmittel Ammoniak oder solches enthaltende indifferente Gase oder indifferente Gase allein verwendet.