DE547796C

DE547796C - Verfahren zur synthetischen Herstellung von Ammoniak

Info

Publication number: DE547796C
Application number: DEN28552D
Authority: DE
Original assignee: NITROGEN ENGINEERING CORP
Current assignee: NITROGEN ENGINEERING CORP
Priority date: 1927-03-12
Filing date: 1928-03-09
Publication date: 1932-03-30
Also published as: GB287072A; US1750649A; NL23836C; FR650728A

Description

Verfahren zur synthetischen Herstellung von Ammoniak Die Erfindung bezieht sich auf die synthetische Herstellung von Ammoniak aus einer Mischung von Stickstoff und Wasserstoff, insbesondere auf die Verfahren, bei. denen die Mischung von Stickstoff und Wasserstoff im Kreisprozeß bei hohem Druck eine Anlage durchläuft, in der nur ein einziger Reaktionsraum für die Bildung des Ammoniaks vorgesehen ist.
Zweck der Erfindung ist es, eine leichte und einfache Entfernung der mit den Frischgasen eingeführten Verunreinigungen und damit ein großes Ausbringen an reinem Ammoniak zu ermöglichen.
Gemäß einem bekannten Verfahren sollen die Verunreinigungen mittels eines Teiles des bei der Synthese gebildeten und durch Kühlung verflüssigten Ammoniaks beseitigt werden. Die Verunreinigungen werden bei diesem Verfahren durch Ammoniak aufgelöst und nach Durchfließen des Kondensors mit der ganzen Menge des erzeugten Ammoniaks entfernt. Das Ammoniak wird hier in verunreinigtem Zustand abgezogen und muß vor der Verwendung wieder gereinigt werden.
Bei dem Verfahren nach der Erfindung wird die Hauptmenge des im Reaktionsraume erzeugten Ammoniaks in reinem Zustande erhalten, während ein im Vergleich zur Gesamtmenge des erzeugten Ammoniaks kleiner Teil nach der mit der Zuleitung der Frischgase erfolgenden Einführung der Verunreinigungen abgezogen wird. Dieser kleine Teil des Ammoniaks hält die Verunreinigungen vom Hauptteil fern.
Die Stelle, an der der größere Teil des Ammoniaks abgezogen wird, liegt dicht hinter dem Reaktionsraum. Der kleinere Teil des Ammoniaks wird hinter der Einführstelle der Frischgase, die hinter der Entnahmestelle für den größeren Teil des Ammoniaks liegt, abgezogen.
Es ist zwar an sich bekannt, aus ammoniakhaltigen Gasen Ammoniak stufenweise abzuscheiden. Dabei handelt es sich aber um-die Entfernung zufällig, z. B. bei kalter Außentemperatur gebildeten Ammoniaks, um Flüssigkeitsansammlungen im Rohrsystem zu vermeiden.
Die synthetische Herstellung von Ammoniak nach der Erfindung wird in zwei Ausführungsformen beschrieben. Die Anlagen zur Durchführung der Verfahren sind schematisch auf der Zeichnung dargestellt.
Bei dem Verfahren, das mit der in Abb. i gezeigten Anlage durchgeführt wird, läuft die Mischung von Stickstoff und Wasserstoff beständig im Kreislauf durch den einen geeigneten Katalysator enthaltenden Reaktionsraum i, tritt durch das Rohr 2 in diesen ein und verläßt ihn durch das Austrittsrohr 3, wobei sie ihn nach unten durchströmt. Die Ammoniak enthaltenden Gase gehen dann durch einen Kühler q. in ein Sammelgefäß 5, aus welchem ein großer Teil (annähernd 8o bis 9o %) des Ammoniaks in flüssiger Form abgezogen wird. Dieses Ammoniak ist frei von fremden Verunreinigungen. Der Rest der Kreislaufgase geht durch eine den Kreislauf unterhaltende Pumpe 6, wobei durch die zu beiden Seiten der Pumpe 6 angeordneten Rohre 7 Frischgase zugeführt werden. Infolge der Berührung der Gase mit dem Schmieröl der Pumpe 6 und durch die Fremdgase in den Frischgasen sind die Kreislaufgase nun verunreinigt.
Die Kreislaufmischung geht dann durch eine zweite Ammoniakabscheidevorrichtung 8 und ein Sammelgefäß 9 für das verflüssigte Ammoniak. Aus dem Sammelgefäß 8 wird ein Teil des Ammoniaks entnommen, der ungefähr io bis 15 % des gesamten erzeugten Ammoniaks beträgt; in diesem Teile sind alle Verunreinigungen mit enthalten, die auf den oben beschriebenen Wegen irgendwie in den Kreislauf gelangt sind. Die Gase werden dann in das Rohr 2 und den Reaktionsraum i getrieben.
Die in Abb.2 dargestdllte Apparaturanordnung ist besonders für das Arbeiten bei einem Druck von mehr als Zoo Atmosphären geeignet. Es mögen die den Konverter verlassenden Gase ungefähr i4Volumprozent NH3 und eine Temperatur von etwa 150'C zeigen. Diese Gase werden auf ungefähr io° C in einem wassergekühlten Ammoniakabscheider q. gekühlt, wobei der Ammoniakgehalt bis auf 7 Volumprozent verringert wird. Das abgeschiedene flüssige, wasserfreie Ammoniak kann durch die Auslaßkammer 5 abgezogen werden.
Die Kreislaufgase gehen von dem Kondensor q. durch die Kreislaufpumpe 6 und werden mittels durch das Rohr 7 eingeführte Frischgase ergänzt. Dann durchlaufen sie ein Filter io, kommen darauf zu einem Wärmeaustauscher i i, in dem sie durch Wärmeabgabe an die zum Reaktionsraum strömenden Gase sich abkühlen. Die Kreislaufgase gelangen vom Wärmeaustauscher in einen rohrförmigen Kühler 12 und von dort in ein Sammelgefäß 13 für das verflüssigte Ammoniak, so daß die zum Reaktionsraum zurückströmenden Gase einen Gehalt von ungefähr 2 % Ammoniak haben.
Alle in die Gase durch die Pumpe 6 oder die Rohrleitung 7 eingeführten Verunreinigungen werden mit dem Ammoniak aus dem Sammelgefäß 13 entfernt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE.. i. Verfahren zur synthetischen Herstellung von Ammoniak aus einer Mischung von Stickstoff und Wasserstoff im Kreislauf, unter stufenweiser Ausscheidung des Ammoniaks aus den Gasen, dadurch gekennzeichnet, daß der größere Teil des in dem Reaktionsraum (i) gebildeten Ammoniaks an einer verhältnismäßig dicht hinter dem Reaktionsraum liegenden Stelle abgezogen wird, ein verhältnismäßig kleiner Teil des Ammoniaks aber an einer entfernteren Stelle, und daß diese verhältnismäßig kleine Menge Ammoniak die Verunreinigungen mit entfernt, welche zwischen den beiden Ammoniakentnahmestellen durch die Frischgase eingeführt oder die aus einer anderen Quelle von Verunreinigungen aufgenommen werden.
2. Verfahren zur synthetischen Herstellung von Ammoniak nach Anspruch x, dadurch gekennzeichnet, daß die Gase vor und nach der Abscheidung des zweiten Teiles des Ammoniaks, der die Verunreinigungen aufnimmt, im Gegenstrom zueinander. durch einen Wärmeaustauscher getrieben werden.
3. Vorrichtung zur synthetischen Herstellung von Ammoniak nach Anspruch i, gekennzeichnet durch zwei Entnahmestellen (5, 9 oder 5, 13) für das erzeugte Ammoniak, zwischen denen diejenigen Stellen angeordnet sind, an denen Verunreinigungen in das System eingeführt werden können, d. h. die Zuführungsstelle (7) für Frischgas und die Kreislaufpumpe (6).