DE500222C

DE500222C - Verfahren und Vorrichtung zur synthetischen Herstellung von Ammoniak

Info

Publication number: DE500222C
Application number: DEC33993D
Authority: DE
Original assignee: Ammonia Casale SA
Current assignee: Casale SA
Priority date: 1923-09-19
Filing date: 1923-09-19
Publication date: 1930-06-19

Description

Verfahren und Vorrichtung zur synthetischen Herstellung von Ammoniak Nach einem bekannten Verfahren leitet man für die Synthese von Ammoniak eine Mischung von Stickstoff und Wasserstoff durch ein mit einem Katalysator :beschicktes, auf .4oo bis 6oo° C erhitztes Rohr unter Drucken zwischen ioo und iooo oder mehr Atmosphären.
Von dieser Gasmischung verbindet sich. nur ein geringer Teil zu Ammoniak. Aus diesem Grunde wird .nach der Entfernung des. Ammoniaks aus der Reaktionsmischung beispielsweise durch Kühlung .das unveränderte Gasgerriischwieder über den gleichen Katalysator geleitet, um eine neue Menge von Ammoniak zu erhalten. Es wird also das Verfahren in einem geschlossenen Krerisl,auf .ausgeführt.
Der erwähnte Kreislauf wurde bisher .durch eine Kolbenpumpe oder Zentrifugal- oder Rotationspumpe, die durch einen Elektromotor o. dgl. betrieben wird, bewirkt.
Die Pumpen erfordern eine beträchtliche Schmierung des Kolbens und der Stopfbiichse. Das Schmieröl wird von der Gasmischung mitgerissen, und es sind besondere Maßnahmen und Vorrichtungen erforderlich, um es wieder abzuscheiden und zurückzuhalten, damit es nicht in den Katalysatorr.aum kommt und den Katalysator vergiftet. Zur Zurückhaltung des Öles werden besondere Vorrichtungen an der Umlaufleitung angeordnet, die einen Behälter passender Gestalt und Größe mit Stoffen, welche auch die letzten Spuren des Schmieröles zurückhalten können, umfassen. Das System der angeführten Vorrichtungen der Umlaufpumpe, der Vorrichtung zur Ztirückhaltung des Öles und des Reinigers verursacht sehr hohe Beschaffungs- und Betriebskosten.. Es treten ferner Verluste an Ölen und Reinigungsstoffen ein, auch verursacht der Betrieb der Pumpen Kosten. Es können auch Verluste an komprimiertere Gasmischung infolge von Undichtigkeiten.- an den! Stopfbüchsen der Umlaufpumpe eintreten, während weitere Verluste beim Abziehen. des Öles aus der Vorrichtung zur Zurückhaltung und beim Wechseln des reinigenden. Stoffes unvermeidlich sind.
Diese Übelstände werden gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch vermieden, daß der Umlauf der Gasmischung mittels einer Vorrichtung bewirkt wird, welche überhaupt nicht geschmiert zu werden braucht und dem vom entstandenen Ammoniak befreiten Ga@sgemisch frische Gasmischung mit einem Druck zuführt, der den Druck des vom Ammoniak befreiten Gasgemisches um mehr als io Atmosphären übertrifft.
In der Anlage ist eine Vorrichtung nach der Erfindung in einer Ausführungsform im Schema und im senkrechten Schnitt dargestellt.
i ist das Rohr für die von dem Kompressor kommende frische Gasmischung.
z ist,die Umlaufvorrichtung, 3 ist das. Syntheserohr. q. und 5 ist die Vorrichtung für die Ab,scheidung des Ammoniaks, die in vorliegendem Falle aus dem Kühler 4 mit einem Behälter 5 zum Sammeln des Ammoniaks besteht. 6 ist das Rohr für den Rückstrom von unverbundenem Gasgemische zu der Umlaufvorrichtung 2.
Fig. 2 stellt einen Injektor im Schnitt dar; a ist ein Stahlkörper mit ,sehr dicken Wänden, b ein Diffuslionskonus, c eine Düse, d eine Reguliernadel für :die Düse, e eine Stopfbüchse, f ein Filter zum Zurückhalten von Verunreinigungen.
Die frische Gasmischung wird bei A durch das Filter f geleitet. Die Gasmischung fließt aus der Düse C mit hoher Geschwindigkeit und reißt die bei B von den Vorrichtungen q. und 5 nach der Entfernung :des Ammoniaks herkommende Gasmischung mit sich fort.
Die Saugwirkung der Düse C verursacht das Nachströmen der Gase aus B und schafft sie mit einem entsprechend höheren Druck nach der Kontaktvorrichtung für die Ammoni,aksynthese zurück.
Wie aus dem Gesagten ersichtlich ist, ist beim Gebrauch der vorliegenden Vorrichtung eine sorgfältige Entölung des in den Kreislauf eingeführten frischen Gasgemisches ausreichend, um zu vermeiden, d@aß 01 in. den Katalysator gelangt. Beim Gebrauch von Umlaufpumpen hingegen muß sowohl das frisch eingeführte Gemisch als auch das Gemisch, das schon einmal über den Katalysator geleitet worden ist, ohne zu reagieren und weiter zirkulieren muß, um nochmals über den Katalysator zu streichen, sorgfältig entölt werden. Das Volumen :des frischen Gemisches ist immer sehr viel geringer als das des umlaufenden Gemisches. Daher haben beim Gebrauch der vorliegenden Erfindung die Apparate zur Entölung des Gases viel geringere Dimensionen und, geringeres Gewicht als ,die Apparate, d.ie für die nötig sind. Daraus folgt eine n.ieht unerhebliche Ersparnis in den Kosten der Anlage. Diese Kosten werden be-i der Anwendung der vorliegenden Erfindung außerdem dadurch verringert, daß Inj.ektoren weniger kosten als Umlaufpumpen mit den dazugehörigen An- triebsapparaten, und ebenso dadurch, d!aß, während die Umlaufpumpen einen nicht unerheblichen Raumbedarf haben, die In j-ektoren in .der Schalttafel zugleich mit den anderen Schalt- und Kontrollapparaten angeordnet werden, so,daß der für die Umlaufpumpen bestimmte Raum vollständig ,gespart wird. Außerdem sind Pumpen Apparate mit beweglichen Teilen, wodurch sie BetriebsstÖrungen unterworfen sind, ,die ihre Stilllegung verursachen können, so daß die Anlage von Reservepumpen, unerläßlich ,ist. Reserveinjektoren sind dagegen nicht notwendig, denn da Injektoren statische Apparate sind, sind sie keiner Abnutzung und Beschädigung unterworfen.
Die Tatsache, daß die Injektoren keiner Abnutzung und Beschädigung unterworfen sind, hat außerdem eine große Bedeutung für die Regelmäßigkeit der Produktion der Anlagen und für die Betriebsunkosten:. Die Kosten für Unterhaltung und Reparatur, die die Umlaufpumpen verursachen, fallen bei der Anwendung von Injektoren vollständig fort. Eine Verringerung,der Betriebsunkosten ergibt sich außerdem daraus, daß die Injektoren nicht, wie die Umlaufpumpen, einer Schmierung bedürfen, .und schließlich auch daraus, daß die Injektoren, die in der Tafel der Schalt- und Kontrollapparate der Anlage ,inbegriffen, sind und daher von denselben Arbeitern, die diese Tafeln bedienen, gehandhabt werden können, während bei der Anwendung von Umlaufpumpen die Einstellung einer gewissen Anzahl von Arbeitern zur -Überwachung und Bedienung ihres Betriebes notwendig sind.

Claims

PATr.NTANTSPRÜCIIR: r. Verfahren zur synthetischen H.er-.stellung von Ammoniak aus komprimiertem Stickstoff und Wasserstoff im Kreislauf, dadurch gekennzeichnet, daß die frische, mit dem Katalysator noch nicht in Berührung gekommene Gasmischung .auf einen Druck komprimiert wird, der den Druck des Zirkulationsgasgemi;sches um wenigstens To Atmosphären übersteigt, worauf diiese hochkomprimierte Gasmischung mit Hilfe einet Injektors oder einer ähnlich wirkenden, keine beweglichen Teile besitzenden Vorrichtung ,in den Synthesegaskreislauf geleitet wird, in dem sie .infolge ihres höheren Druckes als treibendes Medium wirkt und den ununterbrochenen: Umlauf der von Ammonriak befreiten Mischung bewirkt.
2. Injektor zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß in einem dickwandigen! Körper ein Diffus@ionskonus (b) hinter einer durch Nadelventil (d) regulierbaren Düse (c) angeordnet ist, zu der eine mit Filter (f) versehene Leitung (A) für das frische Gasgemisch und eine zweite Leitung (B) für .das von Ammoniak befreite Gasgemisch führen.