DE531498C

DE531498C - Simultaneous production of phosphorus or phosphoric acid and gas mixtures containing hydrogen and nitrogen or hydrogen, nitrogen and carbon dioxide

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Publication number: DE531498C
Application number: DEV24767D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1929-01-09
Filing date: 1929-01-10
Publication date: 1931-08-10

Description

Gleichzeitige .Herstellung von Phosphor oder Phosphorsäure .und Gasgemischen, die Wasserstoff und Stickstoff oder Wasserstoff, Stickstoff und Kohlenoxyd enthalten Bei den bekannten Verfahren zur Herstellung von Phosphor durch- Wärmebehandlung (Verflüchtigung) aus natürlichen Phosphaten, Kohle und kieselsaure- oder tönerdeartigen Zuschlägen, für deren Durchführung die Verwendung eines gasförmigen Mittels, und zwar gewöhnlich atmosphärischer Luft, zur Verbrennung erforderlich ist, erhält man außer Phosphordämpfen ein Gasgemisch, in welchem das vom Reduktionsmittel und vom Brennstoff herrührende Kohlenoxyd stark mit Stickstoff verdünnt ist.Simultaneous. Production of phosphorus or phosphoric acid. And gas mixtures, which contain hydrogen and nitrogen or hydrogen, nitrogen and carbon monoxide In the known process for the production of phosphorus by heat treatment (Volatilization) from natural phosphates, coal and siliceous or clay-like Supplements, for the implementation of which the use of a gaseous agent, and although usually atmospheric air is required for combustion, one obtains in addition to phosphorus vapors, a gas mixture in which the reducing agent and the Carbon oxide derived from fuel is strongly diluted with nitrogen.

Wenn man insbesondere die üblichen Mengenverhältnisse von -Tricalciumphosphat und Kohle verwendet und atmosphärische Luft in den Reduktionsofen einbläst, so enthält das aus dem Ofen entweichende Gasgemisch außer Phosphordämpfen noch beinahe zwei kaumteile Stickstoff auf je einen Raumteil Kohlenoxyd. Nach Befreiung von dem darin enthaltenen Phosphor bleibt dieses Gasgemisch im allgemeinen ohne Verwendung. Die große Verdünnung des in einem indifferenten Gas enthaltenen Kohlenoxydes steht der Verwendung seines Heizwertes entgegen. Was die Anwendung der Kontaktreaktion bei diesem Gasgemisch anbelangt, so hat sie an sich wenig Zweck; einerseits erschwert der starke Stickstoffgehalt die Ausführung der Reaktion, andererseits ist der durch diese Reaktion erzeugte Wasserstoff in solchem Maße mit Stickstoff verdünnt, daß das Stickstoffwasserstoffgemisch für Synthesen,- insbesondere für die des Ammoniaks, nicht ohne weiteres verwendet werden kann. -Will man andererseits den Phosphor oxydieren, so ist es schwer, diese Oxydation durchzuführen, ohne daß gleichzeitig das Kohlenoxyd oxydiert wird, das auf diese Weise verlorengeht; -gelingt es jedoch, das Kohlenoxyd unverändert zu eihalten, so hat man auch in diesem Fall mit dem Nachteil zu rechnen, daß es mit einer großen Menge Stickstoff verdünnt ist.If you especially the usual proportions of -tricalcium phosphate and uses coal and blows atmospheric air into the reduction furnace, so contains the gas mixture escaping from the furnace, apart from phosphorus vapors, almost two more hardly any part of nitrogen for one part of carbon dioxide. After getting rid of that in it contained phosphorus, this gas mixture is generally without use. the The great dilution of the carbon dioxide contained in an inert gas stands Use of its calorific value. As for the application of the contact reaction As far as this gas mixture is concerned, it has little purpose in itself; on the one hand made more difficult the high nitrogen content the execution of the reaction, on the other hand that is through this reaction produced hydrogen diluted with nitrogen to such an extent that the nitrogen nitrogen mixture for syntheses - especially for those of ammonia, cannot be used easily. - If, on the other hand, you want to oxidize the phosphorus, so it is difficult to carry out this oxidation without the carbon monoxide at the same time is oxidized, which is lost in this way; -However, the carbon monoxide succeeds to keep unchanged, one has to reckon with the disadvantage in this case too, that it is diluted with a large amount of nitrogen.

Die vorliegende Erfindung bezweckt, diese Nachteile zu vermeiden und ermöglicht es, die aus den Phosphorhochöfen. austretenden Gasgemische, d. h. außer dem Phosphor noch gleichzeitig das Kohlenoxyd und den Stickstoff, welche in diesen Gemischen enthalten sind, restlos und wirtschaftlich zu verwenden.The present invention aims to avoid these disadvantages and makes it possible from the phosphorus blast furnaces. escaping gas mixtures, d. H. except the phosphorus at the same time the carbon dioxide and the nitrogen, which in these Mixtures are contained, can be used completely and economically.

Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß man die von der Reduktion des Phosphates herrührenden Gase dadurch an Kohlenoxyd anreichert,- daB- man die in den Ofen eingeblasene atmosphärische Luft durch ein sauerstoffreiches Gasgemisch ersetzt (wobei der Sauerstoffgehalt nur durch die Feuerfestigkeit der zum Ofenbau verwendeten Stoffe bei- hohen Temperaturen begrenzt wird) und das Kohlenoxyd des aus dem Ofen entweichenden Gasgemisches ganz oder teilweise mit Wasserdampf derart reagieren läßt, daß man ein- Gasgemisch erhält, das :nach Abscheidung der Kohlensäure und gegebenenfalls nach ;Reinigung an Wasserstoff genügend reich ist, u'iri"fiir verschiedene Synthesen verwendet werden zu können: -Nachstehend werden einige Ausführungs=. Beispiele des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.The method according to the present invention is that the gases resulting from the reduction of the phosphate are thereby converted to carbon dioxide Enriched, - that the atmospheric air blown into the furnace is passed through Oxygen-rich gas mixture replaced (whereby the oxygen content is only due to the fire resistance the substances used for furnace construction is limited at high temperatures) and that Carbon oxide of the gas mixture escaping from the furnace in whole or in part with water vapor allowed to react in such a way that a gas mixture is obtained that: after deposition the Carbonic acid and, if necessary, after; purification is sufficiently rich in hydrogen, u'iri "can be used for various syntheses: -before some execution =. Examples of the method according to the present invention are described.

Beispiel i In einem Hochofen behandelt - man .mit einem Gemisch aus Stickstoffund Sauerstoff, das ungefähr 3 Teile Sauersfö$ -auf 2-Teile Stickstoff enthält, ein Gemisch aus =natürlichen Phosphaten, Kieselsäure und Köfile;-ri welchem ioo Gewichtsteile T`ricalcium_ Phosphat ungefähr i8o Gewichtsteilen - Kohle entsprechen.Example i Treated in a blast furnace - one with a mixture of Nitrogen and oxygen, which is about 3 parts of oxygen to 2 parts of nitrogen contains, a mixture of = natural phosphates, silicic acid and Köfile; -ri which 100 parts by weight of tricalcium phosphate correspond to approximately 18o parts by weight - coal.

Auf diese Weise" erhält man -an der Gicht ein Gasgemisch, in Welchen die Räummengen des Kohlenoxyds und des Stickstoffs zueinander ungefähr im Verhältnis von 3_ : i stehen.Obtained in this way "- from gout, a gas mixture in Which the Räummengen of carbon monoxide and nitrogen mutually approximately in the ratio of 3_: i stand.

Nach Abscheidung - des Phosphors durch ein bekanntes Mittel bringt man dieses -Gasgemisch mit Wasserdarripf in bekannter-Weise nach dem Kontaktverfahren-zur-Reaktiön,-umein Gemisch aus Stickstoff, Wasserstoff und Kohlensäure zu erhalten: Nach Abtrennung der Kohlensäure in bekannter Weise und nach der-üblichen Reinigung erhält man -ein Gasgemisch,-das "sich für die Amrrioniaksynthese eignet<-Das Kontaktverfahren kann unter Druck erfolgen.' In -diesem Fall kann es- vorteilhaft sein;. - die vorherige Allscheidung des -Phosphors üriter-Druck vorzunehmen. Der nötige WäAsefdampf'kann ganz oder zurrt Teil durch Ausnutzung eines Teiles -der Höchofengäse erzeugt werden.After deposition - bring the phosphorus by a known means this gas mixture with Wasserdarripf in a known manner by the contact method-for-reaction, -umein To obtain mixture of nitrogen, hydrogen and carbonic acid: After separation the carbonic acid in a known manner and after the usual cleaning one obtains -ein Gas mixture that is "suitable for the synthesis of Amrrioniaks" - the contact method can be done under pressure. ' In this case it can be advantageous. - the previous one Separation of the phosphorus uriter pressure. The necessary WäAsefdampf'can wholly or partially by utilizing a part of the Höchofengäse.

Beispiel z In einem zum Aufschließen' der -Phosphate bestimmten Hochofen, in, welchem der Einsatz dieselbe Zusammensetzung besitzt, wie im Beispiel i, wird ein Gemisch aus Stickstoff und Sauerstoff eingeblasen,.inwelchem.Stick= stoff .und Sauerstoff ungefähr irüVerhält nis-vön -i : 2,-enthalten sind: Das- -aus derri Phösphörofen austretende Gäsgeini,ch `enthält dann außer gasförmigem Phosphor -noch ungefähr' 9ö Räumteile Kohlenoxyd: auf -2o Raumtelle:Sticksfoff.-' - _ _ Nach: Ausscheidung des. Phosphors oder seiner-etwaigen Sauerstoffverbindungen durch bekannte Mittel'setzt.:man dein Gasgemisch Wasserdampf zu., alsdann. wird das. Kontaktverfahren in bekannter Weise in Gegenwart von geeigneten Kontaktstoffen durchgeführt ,und in dem Augenblick unterbrochen, wo die Zusammensetzung des Endgasgemisches ungefähr folgende ist: Wasserstoff 8o Raum-'-teile, Kohlensäuregas 8o Raumteile, Stickstoff .2b Räumteile, Kohlenoxyd io Raumteile.Example z In a blast furnace designed to break down the phosphates, in which the insert has the same composition as in example i a mixture of nitrogen and oxygen is blown in, .in which.stick = material .and Oxygen is roughly in proportion to nis-vön -i: 2, -includes: Das- -from derri Phösphörofen escaping Gäsgeini, ch `then contains gaseous phosphorus - about ' 9ö clearing parts carbon oxide: on -2o space point: nitrogen fuel - '- _ _ after: elimination des. phosphorus or its-possible oxygen compounds by known means.: one your gas mixture to water vapor., then. is the. Contact method in well-known Way carried out in the presence of suitable contact substances, and at the moment interrupted, where the composition of the end gas mixture is approximately as follows: Hydrogen 8o space parts, carbonic acid gas 8o space parts, nitrogen .2b space parts, Carbon oxide io parts of the volume.

. Nach Abscheidung der Kohlensäure und der arideren üblichen Verunreinigungen in an sich bekannter Weise leitet man. das so gereinigte und dann verdichtete Gasgemisch 'nacheinander zunächst über einen Kontaktstoff, der die Methylalkoholsynthese, dann über einen Kontaktstoff, der die Ammoniaksynthese ermöglicht.. After separation of the carbonic acid and the other usual impurities one leads in a manner known per se. the gas mixture purified in this way and then compressed 'first one after the other via a contact substance, the methyl alcohol synthesis, then via a contact substance that enables ammonia synthesis.

- ' Die Abgase dieser letzten Synthese bestehen im wesentlichen aus einem Gemisch von Stickstoff und Wasserstoff im räumlichen Verhältnis von i : 3. Diese Gase können dem Kreislauf wieder zugeführt werden.- 'The exhaust gases of this last synthesis consist essentially of a mixture of nitrogen and hydrogen in a spatial ratio of i: 3. These gases can be fed back into the circuit.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the simultaneous production of. Phosphorus .. or phosphoric acid and gas mixtures containing Wässerstöff and nitrogen or hydrogen, nitrogen and carbon oxide, - characterized in that raw phosphates are reduced by means of coal in the presence of additives in the furnace, the 'Reäktiönsgeinisch- in the furnace with a Treated nitrogen-oxygen mixture, which contains significantly more oxygen than air, - '' and - that "rnän the carbon-oxide-containing exhaust gases freed from the bulk of the phosphorus or its compounds with 'water vapor. And the carbonic acid formed as well still about existing Phosphorverunr a 1 FINISH en -abscheidet.

2. Procedure according to claim i, characterized in that a nitrogen-oxygen mixture is used with such. Content of oxygen used that -that -: obtained: Endgasgerriisch is suitable for the synthesis of ammonia. 3: The method according to claim i, characterized in that that the 'conversion of the carbon oxide' with steam is incomplete and such amounts "of the mixture of nitrogen and oxygen: with such a .Content of these gases @ änwendet that in the end gas mixture the volume of hydrogen equal to twice the amount of clearing of the unreacted carbon dioxide - increased around three times the volume of the contained nitrogen. . . '_ _