DE512640C

DE512640C - Verfahren zur Herstellung der Erdalkalicyanamide

Info

Publication number: DE512640C
Application number: DEF67774D
Authority: DE
Inventors: Dr H Heinrich Franck
Original assignee: NIKODEM CARO DR; ALBERT R FRANK DR
Current assignee: NIKODEM CARO DR; ALBERT R FRANK DR
Priority date: 1929-02-08
Filing date: 1929-02-09
Publication date: 1930-11-15

Description

Verfahren zur Herstellung der Erdalkalinyanamide Eine bekannte Darstellung des synthetischen Ammoniaks besteht darin, daß man aus Koks und Wasserdampf bzw. aus Koks und Luft zusammen oder getrennt das Ausgangsgasgemisch für die Ammoniaksynthese herstellt. Ein solches Gasgemisch besteht aus Wasserstoff, Kohlenoxyd, Stickstoff bzw. im Falle eines Generatorgases aus Kohlenoxyd und Stickstoff allein. Das darin enthaltene Kohlenoxyd wird durch Wasserdampf über Kontakten zu Kohlensäure und Wasserstoff umgesetzt und die Kohlensäure unter Druck, z. B. von etwa 27 Atm., entfernt, das von der Kohlensäure befreite Gas entweder auf Zoo Atm. komprimiert und durch Kupferwäsche vom Restkohlenoxyd befreit oder durch Stickstoffwäsche in einer Linde-Trennungskolonne vom Kohlenoxyd getrennt und dann durch Feinregulierung unter Stickstoffzugabe auf das Verhältnis 75 Vol. °/0 Wasserstoff zu 25 Vol. °/° Stickstoff fertig zur Kontaktumsetzung eingestellt.
Die Bindung des so erhaltenen Ammoniaks zu düngefähigem Calciumcyanamid erfolgt nun in Gegenwart von Kohlenoxyd durch Überleiten über Calciumcarbonat bei etwa 6oo bis 8oo °. Hierbei geht die Umwandlung des Kohlenoxyds zu Wasserstoff mit dem Reaktionswasser der Ammoniakbindung vor sich, die sich besonders bei tieferen Temperaturen (6oo bis 7oo °) durch Zusatz zweiwertiger Metalle, wie z. B. Kupfer, schnell einstellt. Das Abgas des Cyanamidbildungsofens enthält z. B. 5i °/° Ammoniak, 29% Kohlenoxyd, 7010 Wasserstoff 70/, Stickstoff, 6,20/0 Kohlensäure und nach Kondensation des Ammoniaks und der Kohlensäure 650/, Kohlenoxyd, 170/(, Wasserstoff, r70/° Stickstoff.
Es wurde nun gefunden, daß sich eine wesentliche Vereinfachung der Verfahrensweise beider Fabrikationsarten ergibt, wenn man das Kohlenoxyd der `Vasserstoftherstellungsvorstufen zur Cyanamidbindung des Ammoniaks und die Umwandlung dieses Kohlenoxyds in Wasserstoff über den Carbonaten für die Wasserstoffdarstellung zur Ammoniaksynthese mitbenutzt.
Für die Gewinnung des Kohlenoxyds ergeben sich zwei Möglichkeiten i. Kohlenoxyd aus Ueneratorgas, 2. Kohlenoxyd aus Kupferdruckwäsche bzw. aus der Linde-Kolonnentrennung.
Für die Weiterumwandlung des Kohlenoxyd-(Wasserstoff-)Abgases vom Cyanamidofen bestehen gleichfalls zwei Möglichkeiten 3. im Wasserstoffkontaktofen, q.. Entfernung des Wasserstoffes durch die Kohlenoxyddruckwäsche bzw. in der Linde-Kolonne.
Die Durchführung der Kombination gestaltet sich z. B. folgendermaßen (nach i und 3) Das Kohlenoxyd des Generatorgases geht mit Ammoniakgemisch über das Calciumcarbonat. Es entsteht Calciumcyanamid, und das Abgas enthält nach Kondensation des Ammoniaks, wie bereits oben angegeben, Kohlenoxyd, Wasserstoff und Stickstoff. Dieses Gasgemisch geht mit dem übrigen Ausgangsgas für die Ammoniaksynthese in den Wasserstoffkontaktofen, und das darin enthaltene Kohlenoxyd wird dort zu Wasserstoff fast völlig umgesetzt. Das nicht umgesetzte Kohlenoxyd, dessen Betrag man durch entsprechendes Fahren des Wasserstoffkontaktofens erhöhen kann, wird nun durch die Kupferdruckwäsche oder die Linde-Trennung vom Wasserstoff abgetrennt und steht für neue Cyanamidbindung zur Verfügung (vgl.2). Man kann aber auch das Abgas der Cyanamidbindung direkt in die Kupferdruckwäsche oder Linde-Kolonne einführen, namentlich wenn der Anfall dieses Gases relativ klein zur Gesamtgaserzeugung für die Ammoniaksynthese ist (vgl. Stufenschema). Es liegt nahe, daß die Einschaltung der Cyanamidabgase zweckmäßig mit dem Drucke in die Teilstufe des Ammoniakkreislaufes erfolgt, mit dem diese Stufe innerhalb der Ammoniaksynthese gefahren wird.
Die Mengenverhältnisse gehen aus folgendem Beispiel hervor: Bei der Herstellung von Calciumcyanamid aus Ammoniak und Kohlenoxyd beträgt die durchgeschickte Menge Kohlenoxyd je nach, dem angewandten Prozentverhältnis CO: NH3 etwa 5 bis =o cbm pro i kg N (CaCN2). Verbraucht durch C02 bzw. H2 Bildung wird von dieser gebrauchten Menge jedoch die für alle Verhältnisse CO: NH3 ziemlich konstante Menge von 2 bis 2,5 cbm pro i kg N (CaCN2). Wird also das CO durch die Cyanamidbildungsstufe geschickt, so enthält das Abgas für jedes Kilo N im Calciumcyanamid eine Wasserstoffmenge von 2,5 cbm. Läßt man das von den N-Verbindungen befreite Gas nun in die Kupfexdruckwäsche unter =o bis 2o Atm. passieren, so fallen diese 2,5 cbm Wasserstoff in reiner, direkt für die Ammoniaksynthese verwendbarer Form an und ergeben auch hier gerade wieder i kg N, diesmal in Form von NH3. Das CO geht in den Cyanamidprozeß zurück und muß durch Zusatz von 2,5 cbm frischen Gases auf den vollen Betrag wieder aufgefüllt werden. Das synthetisierte NH3 dient seinerseits ebenfalls der Cyanamidbildung.
Diese erfindungsgemäße Verknüpfung bietet folgende Vorteile: Das Kohlenoxyd dient bei der Ammoniakbindung über Calciumcarbonat zu Calciumcyanamid nur als Gleichgewichtsschieber durch Herausnahme des Reaktionswassers; es setzt sich damit zu Kohlendioxyd und Wasserstoff um. Ein steigender Betrag von Kohlenoxyd in Ammoniak gibt steigende prozentische Bindung zum Cyanamid. Das Abgas, das 2o bis 3o0/0 des Kohlenoxyds als Wasserstoff enthält, ist besonders rein, da der kohlensaure Kalk automatisch als Reiniger wirkt. Damit ist es für den Kreislauf der Ammoniaksynthese besonders geeignet. Es wird also eine bestimmte Verarbeitungsstufe, die bei beiden Verfahren vorkommt, bei der beanspruchten Erfindung ganz oder teilweise in eine vereinigt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: _. Verfahren zur Herstellung der Erdalkalicyanamide aus Erdalkalicarbonaten, Kohlenoxyd und synthetischem Ammoniak, dessen Wasserstoff ganz oder teilweise aus Kohlenoxyd gewonnen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlenoxydumwandlung, die bei der Bindung des Ammoniaks durch Erdalkalicarbonat zu dem entsprechenden Cyanamid mit oder ohne Zusatz von Katalysatoren erfolgt, zur Wasserstoffdarstellung für die Ammoniaksynthese benutzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß diese Kohlenoxydumwandlung mit der Ammoniaksynthese im Kreislauf geschaltet wird dergestalt, daß das Kohlenoxyd der ursprünglichen Wasserstofferzeugungsgase vor oder nach der Wasserstoffkontaktumwandlung in an sich bekannter Weise chemisch oder physikalisch abgetrennt und dem Ammoniak bei der Bindung zu Cyanamid zugemischt wird.
3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgas der Cyanamiddarstellung nach Kondensation der Stickstoff- und Kohlensäureverbindungen der Wasserstoffkontaktumsetzung zugeführt wird zwecks völliger Umwandlung des Kohlenoxyds in Wasserstoff. q..
Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgas der Cyanamiddarstellung einer Kupferdruckwäsche oder Linde-Trennungskolonne zugeführt wird zwecks Reingewinnung des Kohlenoxyds.
5. Verfahren nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß die Einschaltung der Umwandlungsstufen in den Ammoniaksynthesekreislauf bei den Drucken erfolgt, die zu der betreffenden Teilstufe der Ammoniaksynthese gehören.