DE529803C

DE529803C - Production of phosphorus and hydrogen from phosphates

Info

Publication number: DE529803C
Application number: DEI40101D
Authority: DE
Inventors: Dr William Hennicke
Original assignee: IG Farbenindustrie AG
Current assignee: IG Farbenindustrie AG
Priority date: 1929-12-10
Filing date: 1929-12-11
Publication date: 1931-07-17

Description

Herstellung von- Phosphor und Wasserstoff aus Phosphaten Es wurde gefunden, daß Phosphor und Wasserstoff . aus Phosphaten mit Hilfe von Kohlenwasserstoffen oder solche enthaltenden Gasgemischen hergestellt werden können.Production of- phosphorus and hydrogen from phosphates It was made found that phosphorus and hydrogen. from phosphates with the help of hydrocarbons or gas mixtures containing such can be prepared.

Zu diesem Zwecke leitet man über das Phosphat, dem zweckmäßig Kieselsäure oder andere geeignete Zuschläge zugesetzt sind, bei höheren Temperaturen, etwa bei r Zoo bis r3oo°, Kohlenwasserstoffe, z. B. Methan, Erdgas usw., oder solche enthaltende Gasgemische, wie Kokerei- oder Leuchtgas. Hierbei werden die Kohlenwasserstoffe praktisch vollständig zersetzt, wobei man Phosphor und ein im wesentlichen aus Wasserstoff und Kohlenoxyd bestehendes Gasgemisch erhält. Es können auf diese Weise 95% und mehr des vorhandenen Phosphors ausgebracht werden.For this purpose one passes over the phosphate, the appropriate silica or other suitable additives are added, at higher temperatures, for example at r Zoo to r3oo °, hydrocarbons, e.g. B. methane, natural gas, etc., or containing such Gas mixtures such as coke oven gas or coal gas. Here are the hydrocarbons practically completely decomposed, one phosphorus and one essentially composed of hydrogen and carbon dioxide existing gas mixture receives. In this way it can be 95% and more of the existing phosphorus can be applied.

Die zur Reaktion nötige Temperatur kann in beliebiger Weise erzeugt werden. Man kann beispielsweise das Reaktionsgefäß von außen beheizen oder die zur Verwendung gelangenden Gase genügend vorheizen, z. B. auf elektrischem Wege. Die erforderliche Temperatur kann auch durch Verbrennung eines Teils der Kohlenwasserstof$e erzeugt werden. Man kann hierfür einen überschuB von Kohlenwasserstoffen teilweise mit Sauerstoff oder sauerstoffhaltigen Gasgemischen, z. B. Luft, verbrennen, oder es kann zunächst ein Teil der Kohlenwasserstoffe vollkommen verbrannt und dann derjenige Teil der Kohlenwasserstoffe eingeführt werden, der zur Reaktion mit dem Phosphat notwendig ist. In den beiden letztgenannten Fällen liefern die Kohlenwasserstoffe sowohl das Heizmaterial. als auch das Reduktionsmittel. für die Phosphate. Man kann schließlich zur Erzeugung der hohen Temperaturen auch andere als kohlenwasserstoffhaltige Gase, z. B. Wassergas, verbrennen und die Kohlenwasserstoffe oder kohlenwasserstoffhaltigen Gasgemische dem Reaktionsgut besonders zuführen. Bei der stufenweisen Zuführung der Kohlenwasserstoffe kann man zunächst eine Beladung des vorerhitzten Gutes mit Kohlenstoff und bei der nachträglichen Verbrennung von weiteren Kohlenwasserstoffen eine höhere Temperatur erzielen als bei der :einmaligen Zuführung der gesamten Menge.The temperature required for the reaction can be generated in any way will. You can, for example, heat the reaction vessel from the outside or the Preheat the use of incoming gases sufficiently, e.g. B. by electrical means. the required temperature can also be achieved by burning some of the hydrocarbons be generated. You can use an excess of hydrocarbons for this with oxygen or oxygen-containing gas mixtures, e.g. B. air, burn, or It can first burn some of the hydrocarbons completely and then the one Part of the hydrocarbons introduced to react with the phosphate necessary is. In the latter two cases, the hydrocarbons yield both the heating material. as well as the reducing agent. for the phosphates. One can Finally, to generate the high temperatures, other than those containing hydrocarbons Gases, e.g. B. water gas, burn and the hydrocarbons or hydrocarbons In particular, feed gas mixtures to the reaction mixture. With the gradual feed the hydrocarbons can first be loaded with the preheated material Carbon and in the subsequent combustion of other hydrocarbons achieve a higher temperature than with: one-time feeding of the entire amount.

Man kann das Verfahren beispielsweise in der durch die beigefügte Zeichnung erläuterten Weise ausführen.One can follow the procedure for example in the by the attached Execute the drawing as explained.

Beispiel In dem unteren Teil B eines geeigneten, feuerfest ausgemauerten Schachtofens A findet die teilweise Verbrennung der Kohlenwasserstoffe statt, die durch den Brenner C zugeführt werden. Die heißen Verbrennungsgase streichen durch die Ofenbesd:ickung, die aus .einem Gemisch von t Teil Pebble- Phosphat mit 3q.,$% P205 und i Teil Kieselsäure besteht. Dieses wird bei. D kontinuierlich eingefüllt und' rutscht allmählich nach unten: Hierbei wird es vorgewärmt und schließlich in der Reaktionszone F zersetzt. Die übriggebliebene Schlacke wird bei F abgezogen. Die Gase verlassen mit etwa-96% des eingeführten Phosphors bei G die Apparatur.Example In the lower part B of a suitable, refractory brick Shaft furnace A, the partial combustion of the hydrocarbons takes place be fed through the burner C. The hot combustion gases strike out the furnace lining, which consists of a mixture of t part of pebble phosphate with 3q., $% P205 and i part of silica. This is at. D continuously filled in and 'gradually slides down: this is where it is preheated and finally decomposed in the reaction zone F. The remaining slag is drawn off at F. The gases leave the apparatus with about -96% of the phosphorus introduced at G.

B eis_piel 2 In der Vorwärmungszone wird ein Teil det zur Verwendung gelangenden Kohlenwas,serstoffe oder kohlenwasserstoffhaltigen Gasgemische z. B. durch die Düsen H eingeblasen. Durch Spaltung der Kohlenwasserstoffe in ihre Komponenten wird das gleiche Phosphat-Kieselsäure-Gemisch, wie in Beispiel i angewandt, mit Kohlenstoff beladen. Im unteren Teil wird dann .eine weitere Menge Kohlenwasserstoffe zugeführt und bis zum völligen oder fast bis völligen Verschwinden der Kohlenwasserstoffe verbrannt. Die übriggebliebene Schlacke wird bei F abgezogen. Die Gase mit etwa 970/6 des eingeführten Phosphors verlassen bei Gr die Apparatur.Example 2 A part is used in the preheating zone arriving hydrocarbons, hydrocarbons or gas mixtures containing hydrocarbons z. B. blown through the nozzles H. By splitting the hydrocarbons into their components the same phosphate-silica mixture as used in Example i is used with Loaded with carbon. In the lower part there is then another amount of hydrocarbons supplied and until the complete or almost to complete disappearance of the hydrocarbons burned. The remaining slag is drawn off at F. The gases with about 970/6 of the imported phosphorus leave the equipment at Gr.

Man kann. bei dieser Arbeitsweise zur Erzeugung der hohen Temperaturen auch andere als kohlenwasserstoffhaltige Gase, z. B. Wassergas, verbrennen und nur Kohlenwasserstoffe oder kohlenwasserstoffhaltige Gasgemische einblasen, um das Reaktionsgut mit Kohlenstoff zu beladen.One can. in this way of working to generate the high temperatures also gases other than hydrocarbons, e.g. B. water gas, burn and only Blow in hydrocarbons or hydrocarbon-containing gas mixtures to the reaction mixture to be loaded with carbon.

Die bei G abziehenden Gase und der Phosphor werden in geeigneter Weise voneinander getrennt. Die Gase können, gegebenenfalls nach Umsetzung des Kohlenoxyds mit Wasserdampf, zu Kohlensäure und Wasserstoff in bekanntes Weise und nach Reinigung von unerwünschten Bestandteilen oder nach Zusatz anderer Gase oder Gasgemische zu beliebigen Zwecken verwendet werden, z. B. für Hydrierungen, Herstellung von Ammoniak USW. The gases withdrawn at G and the phosphorus are separated from one another in a suitable manner. The gases can, if necessary after reaction of the carbon dioxide with steam, to carbonic acid and hydrogen in a known manner and after cleaning of undesired constituents or after the addition of other gases or gas mixtures can be used for any purpose, eg. B. for hydrogenation, production of ammonia, etc.

Claims

PATENT CLAIM: Process for the production of phosphorus and hydrogen by reducing phosphates optionally mixed with silica or other additives at elevated temperature, characterized in that the reducing agent used is hydrocarbons or gas mixtures containing them.