DE479714C

DE479714C - Verfahren zur Herstellung von synthetischem Ammoniak

Info

Publication number: DE479714C
Application number: DEC35207D
Authority: DE
Original assignee: Ammonia Casale SA
Current assignee: Casale SA
Priority date: 1924-03-29
Filing date: 1924-08-05
Publication date: 1929-07-22

Description

Verfahren zur Herstellung von synthetischem Ammoniak Bekanntlich ist der Preis des synthetischen Ammoniaks vorwiegend von denn Preise des Wasserstoffs bedingt. Dieses Element muß behufs Anwendung für die Katalyse sehr rein sein und wird deshalb entweder auf elektrolytischem Wege dargestellt oder sorgfältigst von jeder Spur gasförmiger Unreinigkeiten befreit, wenn es mittels Kohle hergestellt wird.
Diese Reinigung ist teuer und rächt einfach, und deshalb ist der Preis des mittels Kohle erhaltenen Wasserstoffs so hoch, daß in Gegenden, wo hydroelektrische Energie reichlich zur Verfügung steht, die elektrolytische Darstellung bevorzugt wird trotz des großen Energieverbrauches und des hohen Preises der elektrischen und elektrolytischen Anlagen.
Man hat bereits vorgeschlagen, das Gasgemisch zur Reinigung, bevor es in den e?gentlichun Synthesekreislauf eingeführt wird, entweder über auf 200° C erhitztes Ätznatron oder über einen Eisenkatalysator zu leiten, der der zur eigentlichen Ammoniaksynthese verwendeten Kontaktmasse möglichst ähnlich sein und auch auf etwa derselben Temperatur wie diese gehalten werden soll.
Ferner hat man versucht, das Gasgemisch, bevor es in den Synthesekreislauf eintritt, über einen Eisenkontakt unter solchen Druck-und Temperaturbedingungen zu führen, daß sich das Kohlenoxyd unter möglichster Vermeidung von Ammaniakbildung in dieser Stufe mit dem Wasserstoff im wesentlichen zu Methan und Wasser umsetzt; diese Gase müssen dann kondensiert und entfernt werden.
Nicht minder umständlich sind andere Ver: fahren, die zur Reinigung der vorgeschlagen worden sind, so z. B. die- Maßnahme, das Gasgemenge, bevor es in die den Katalysator enthaltende Reaktionskammer eingeleitet wird, der Einwirkung eines Amids der Alkalimetalle, zweckmäßig Natriumamid zu unterwerfen. Abgesehen von dem hohen Preis des Natriumamids und von der Notwendigkeit seiner öfteren Erneuerung, ist die Einwirkung der Verunreinigungen, die in relativ kleinen Mengen in der Gasmischung vorhanden sind; auf dem festen Körper nur dann eine gründliche und sichere, wenn das Amid einer Rührwirkung oder anderen kräftigen Bewegung unterworfen wird, was um so mehr eine weitere Erschwerung bedeutet, als bei hoher Temperatur und Druck gearbeitet wird.
Auch der Vorschlag, ein Alkalimetall in verflüssigtem Ammoniak zu lösen und durch diese- Lösung das zu reinigende Gas hindurchzuführen, ist augenscheinlich kein für einen großen Betrieb geeignetes Verfahren.
Es wurde nun gefunden, daß es zum Zwecke der Ammoniaksynthese möglich ist, Wasserstoff und Stickstoff bzw. Mischungen beider Gase anzuwenden, die kleine Mengen von für die Katalyse schädlichen Gasen, wie CO, C02, H2S, NO und andere derartige Verbindungen enthalten, wofern dieselben nur vor der Katalyse mit überschüssigem Ammoniak, d. h. mit dem Produkt der Katalyse selbst, unter solchen Bedingungen vermischt werden, daß das Ammoniak mit diesen Gasen feste, in flüssigem Ammoniak lösliche Verbindungen bildet.
Gemäß vorliegendem Verfahren werden die auf den für die Ammoniaksynthese erfoT-derlichen Druck gebrachten Gase behufs. Entfernung der für den Katalysator schädlichen Verunreinigungen, insbesondere des KOhIe[rioxyds mit dem vom Kontaktraum kommenden ammoniakhaltigen Gasgemisch vereinigt und die Mischung unter Aufrechterhaltung des hohen Druckes gekühlt. Hierbei scheiden sich die aus den Verunreinigungen und Ammoniak gebildeten Stoffe mit dem überschüssigen Ammoniak, in dem sie sich lösen, vol:ständplg aus. Der Ammoniaküberschuß begünstigt die Vollständigkeit der Ausscheidung, weil er die Disoziationsspannung der festen Verbindungen praktisch auf Null herabdrückt.
Die Entfernung des Kohlenoxyds, die den technisch wichtigsten Fall darstellt, gestaltet sich ' in dieser Weise sehr einfarh. Es ist bekannt, daß diese Verbindung bei einer geeigneten, nicht sehr hohen Temperatur mit Ammoniak verschiedene Kondensations- bzw. Umwandlungsprodukte liefert, wie Formamid, Ammoniumformiat, Ammoniumcyanid u: a. m., die alle bei gewöhnlicher Temperatur fest sind.
Vorliegendes Verfahren hat nichts gemein mit dem aus -der amerikanischen Patentschrift I 483 414 bekannten Verfahren, welches eine Reinigung oder Regeneration des Katalysators durch trockenes gasförmiges Ammoniak unter Druck und bei hoher Temperatur bezweckt. Bei dem vorliegenden Verfahren. werden die komprimierten Frischgase dem aus der Katalyse kommenden Gase, die also einen hohen Prozentgehalt von Ammoniak, etwa 15 % enthalten, eine etwa 250° C hohe Temperatur und einen Druck von etwa 8oo Atm. besitzen, vor erfolgter Kondensation des Ammoniaks, zugemischt, so daß, in dieser Gasmischung eine Reaktion zwischen Ammoniak und den vorhandenen. geringen. Mengen von Verunreinigungen vor sich geht, worauf erst eine Kondensation des Ammoniaks stattfindet und hiermit gleichzeitig eine Entfernung der zwischen den Verunreinigungen und Ammoniak gebildeten Verbindung erfolgt und das gereinigte Gas zu dem Katalysator geführt wird.
In der beiliegenden Zeichnung ist eine Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens schematisch dargestellt.
Durch Rohr I gelangen die etwa auf 8oo Atm. komprimierten Gase; welche etwa 2 bis 3 % CO enthalten, in 2 -und treffen dort die heißen Gase, die aus der Katalysekammer 7 kommen; die Gasmischung geht weiter in einen Kondensator 3, wo sich die Reaktionsprodukte des Ammoniaks mit dem Kohlenoxyd usw. verdichten, indem sie sich. in dem flüssigen Ammoniak lösen, und in diesem Zustand gehen sie dann in den Sammler 4, aus welchem sie mit dem verdichteten wasserfreien Ammoniak entfernt werden.
Die Wasserstoff-Stickstoff-Mischung, welche auf diese Weise von dem ganzen oder von dem meisten Ammoniak sowie von Kohlenoxyd und den anderen Verunreinigungen befreit wurde, wird zur Umlaufpumpe 5 und von dieser durch Ö1abscheider 6 zu der Katalysekammer 7 geführt. Die abgeschiedenen Produkte können dann leicht weiterverarbeitet und verwendet werden.

Claims

PATENTANSPRUCH: Herstellung synthetischen Ammoniaks aus seinen Elementen, dadurch gekeDnzeicbnet, da.ß die Wasserstoff und Stickstoff nebst Verunreinigungen enthaltenden, unter dem für die Ammoniaksynthese erforderlichen Druck befindlichen Gase mit dem vom Kontaktraum kommenden ammoniakhaltigen Gasgemisch unter Aufrechterhaltung des Druckes vereinigt, die Mischung abgekühlt und die vom flüssigen Ammoniak und den in ihm gelösten Verbindungen der Verunreinigungen mit Ammoniak befreiten Gase zu dem Katalysator geführt werden.