DE483330C - Herstellung von synthetischem Ammoniak und Salpetersaeure unter Gewinnung von Helium aus Naturgas - Google Patents
Herstellung von synthetischem Ammoniak und Salpetersaeure unter Gewinnung von Helium aus NaturgasInfo
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Classifications
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Description
- Herstellung von synthetischem Ammoniak und Salpetersäure unter Gewinnung von Helium aus Naturgas Die Gewinnung von Helium aus Naturgas erfolgte bisher durch fraktionierte Tieftemperaturverflüssigung des Gases. Da das Naturgas sehr selten mehr als i o'o Helium enthält, mußten dabei über ioo cbm Gas verflüssigt werden, um i cbm Helium zu gewinnen.
- Das Naturgas besteht immer vorwiegend aus Methan, meist bis zu goo;o; der Rest ist Stickstoff, Kohlensäure, Kohlenmonoxyd und Helium.
- Die vorliegende Erfindung hat zur Grundlage, die brennbaren Bestandteile und den Stickstoffgehalt des Naturgases entweder durch Verbrennung unter Bildung von Salpetersäure über N02 oder durch Umwandlung in synthetischen Ammoniak zu verflüssigen.
- Zu diesem Behufe wird das Methan des Gases zunächst bei einer Temperatur von i 5oo bis i6oo° zu Wasserstoff und (festen) Kohlenstoff zersetzt, indem es in bereits bekannter Weise durch hocherhitzte feuerfeste Wärmespeicher geleitet wird, wobei der Kohlenstoff in fester Form ausfällt. Durch nachträgliches Einblasen von Luft in die 'Wärmespeicher kann der ausgefällte Kohlenstoff wieder verbrannt und mit der hierbei erzielten Wärmeleistung die Temperatur in den Wärmespeichern aufrechterhalten werden.
- Das Gas besteht nunmehr nur noch aus etwa go bis g5o'o Wasserstoff, etwas Stickstoff und Helium. Die im Naturgas enthaltene Kohlensäure wird bei der Erhitzung des Methans zu Kohlenmonoxyd reduziert, das sich weder bei der Ammoniaksynthese noch bei der Salpetersäureherstellung über N02 mit dem Stickstoff verbindet. 'Es empfiehlt sich daher, entweder das Naturgas vor der Erhitzung auf i5oo bis i6oo° von der Kohlensäure durch Absorption an Wasser oder Kalk zu befreien oder das Kohlenmonoxyd nachträglich durch nochmaliges Erhitzen des Gases auf 700° in Anwesenheit einfies Katalysators als (festen) Kohlenstoff auszuscheiden oder auf dem Wege über eine chemische Verbindung mit einem andern Stoff zu beseitigen.
- Das Gasgemisch von Wasserstoff, Stickstoff und Helium wird nun unter Zusatz von Stickstoff entweder in synthetisches Ammaniak in an sich bekannter Weise verwandelt oder mittels Sauerstoff zu NO und N02 und Wasserdampf verbrannt, wobei sich Salpetersäure (HN03) bildet, die sodann zu Calciumnitrat weiterverarbeitet werden kann.
- In beiden Fällen bleibt nur das Helium in Gasform unverändert bestehen, während der 'Wasserstoff entweder zu Wasserdampf verbrannt und als solcher verflüssigt oder in der Ammoniaksynthese umgewandelt wird, wo er zusammen mit dem Stickstoff als Ammoniak ebenfalls leicht in den flüssigen Zustand zu bringen ist oder durch Wasser absorbiert werden kann. Das Helium würde demnach als Nebenprodukt der Arnmoniaksynthese oder der Salpetersäureherstellung kostenlos aus dem Naturgas rein gewonnen; in Wirklichkeit verläuft der Prozeß jedoch nicht so, denn weder bei der Ammoniaksynthese noch bei der Salpetersäurelherstellung über NO2 findet eine restlose Verbindung der Gase schon im ersten Gange statt. In der Regel muß das Gasgemisch wiederholt durch den Konverter geleitet werden, wobei sich stets nur ein bestimmter Teil zu NH3 bzw. zu HNO3 verbindet, während der Rest unverändert bleibt. Die gewonnene Ammoniak- bzw. Salpetersäuremenge wird dann regelmäßig aus dem Kreislauf genommen und durch entsprechende Mengen an Wasserstoff bzw. Wasserstoff-Stickstoff-Sauerstoff wiederersetzt, während das Helium ständig im Kreislauf verbleibt, so daß sich das Gasgemisch schließlich stark mit Helium anreichert. Sobald diese Anreicherung den Betrag von ttwa i o % erreicht hat, wird dauernd so viel Gas aus dem Kreislauf genommen, daß sich dessen Heliumgehalt auf dieser Höhe hält.
- Der im entnommenen Gasanteil mit etwa io% Heliumgehalt enthaltene Wasserstoff wird dann mittels Luft oder Sauerstoff zu Wasserdampf verbrannt und aus dem verbleibenden Hehum-Stickstoff-Gemisch der Stickstoff entweder durch Verflüssigung oder durch Bindung an Calciumcarbid beseitigt, um reines Helium zu :erbalten.
- Das Verfahren der Bindung des Stickstoffs an Calciumcarbid ist billiger, aber bei der Verflüssigung kann auch das Argon mitentfernt werden.
Claims (1)
- PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von synthetischem Ammoniak und Salpetersäure aus `Naturgas unter Gewinnung von Helium, dadurch gekennzeichnet, daß das im Gas enthaltene Methan zunächst in an sich bekannter Weise unter Erhitzung auf i5oo bis i6oo° in Wasserstoff und festen Kohlenstoff zerlegt und dann in ebenfalls bekannter Art unter Stickstoffzusatz entweder zu synthetischem Ammoniak verarbeitet oder mit sauerstoffangereicherter Luft verbrannt wird. z. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Stickstoff, der nach erfolgter Verbrennung des Wasserstoffs noch im Helium :enthalten ist, durch Bindung an Calciumcarbid beseitigt wird.
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