DE550909C

DE550909C - Process for the catalytic production of hydrogen cyanide

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Publication number: DE550909C
Application number: DEB114249D
Authority: DE
Original assignee: GEORG BREDIG DR
Current assignee: GEORG BREDIG DR
Priority date: 1924-05-24
Filing date: 1924-05-24
Publication date: 1932-05-24

Description

Verfahren zur katalytischen Gewinnung von Cyanwasserstoff Bei - der katalytischen Herstellung von Cyanverbindungen, insbesondere von Cyanwasserstoff aus Kohlenoxydgas und Ammoniak, war es bisher üblich, den Katalysator in möglichst fein verteilter Form auf Trägern aufgebracht zur Anwendung zu bringen, weil man der Ansicht war, daß die Reaktion, sowohl was Geschwindigkeit als auch was Vollständigkeit der Umsetzung zwischen Ammoniak und Kohlenoxydgas anbelangt, von dem Grade der Verteilung des Katalysators wesentlich abhängig sei. Es ist jedoch bisher trotz feinster Verteilung des Katalysators auf den Trägern nicht möglich gewesen, mehr als ein Drittel des angewendeten Ammoniaks in einem Arbeitsgange in Cyanwasserstoff überzuführen. Durch Vergrößerung, z. B. Verlängerung der Katalysatorschicht, kann man wohl erreichen, daß das Reaktionsgemisch mit größerer Strömungsgeschwindigkeit über den Katalysator geleitet werden kann. Die prozentuale Ausbeute an Cyanwasserstoff wird aber auf diese Weise nicht erhöht, sondern bleibt die gleiche wie bei Anwendung einer kürzeren Katalysatorschicht und einer geringeren Strömungsgeschwindigkeit.Process for the catalytic recovery of two hydrogen cyanide catalytic production of cyano compounds, especially hydrogen cyanide from carbon oxide gas and ammonia, it was previously common to use the catalyst in as much as possible finely divided form applied to carriers because you apply believed that the response was both speed and completeness the conversion between ammonia and carbon dioxide gas, on the degree of distribution the catalyst is essentially dependent. However, it is so far despite the finest distribution of the catalyst on the supports was not possible, more than a third of the converted ammonia into hydrogen cyanide in one operation. By Magnification, e.g. B. Extension of the catalyst layer, one can probably achieve that the reaction mixture with greater flow rate over the catalyst can be directed. The percentage yield of hydrogen cyanide is increased this way does not increase, but remains the same as when using a shorter one Catalyst layer and a lower flow rate.

Es wurde nun die Beobachtung gemacht, daß man die prozentuale Umsetzung des Ammoniaks dadurch überraschend steigern kann, daß man die Vermehrung der Katalysatormenge nicht durch Verlängerung der aus einem fein verteilten Katalysator bestehenden Katalysatorschicht, sondern durch Konzentrationserhöhung des Katalysators bewirkt, also im Gegensatz zu der bisher meistens üblichen Anwendung des Katalysators in möglichst verdünnter oder feinverteilter Form verfährt. Auf diese Weise wird eine ganz bedeutende, nicht vorauszusehende Vergrößerung des prozentualen Umsatzes zwischen Ammoniak und Kohlenoxydgas in einem Arbeitsgang erreicht. Diese Umsatzerhöhung beträgt bei Anwendung gleicher Mengen von Ammoniak etwa 5o % mehr als bei Benutzung des gleichen, aber in der üblichen Weise fein verteilten Katalysators.It was now observed that the percentage conversion of ammonia can be surprisingly increased by increasing the amount of catalyst not by extending the catalyst layer consisting of a finely divided catalyst, but caused by increasing the concentration of the catalyst, so in contrast in addition to the mostly usual use of the catalyst in the most dilute form possible up to now or finely divided form. That way it becomes quite significant, no anticipated increase in the percentage conversion between ammonia and carbon dioxide gas achieved in one operation. This increase in sales amounts to the same if the same Amounts of ammonia about 5o% more than when using the same, but in the usual way Way finely divided catalyst.

Als besonders geeignete Katalysatoren finden hauptsächlich die Oxyde des Aluminiums, Thoriums, Zirkons, Titans, der seltenen Erden, insbesondere des Cers, oder des Molybdäns, Urans, Vanadiums, einzeln oder miteinander gemischt, hier Verwendung.Oxides are mainly found to be particularly suitable catalysts of aluminum, thorium, zirconium, titanium, rare earths, especially des Cer, or molybdenum, uranium, vanadium, individually or mixed together, here Use.

Zwecks :Herstellung der für das vorliegende Verfahren bestimmten Kontaktkörper wird der Träger, welcher aus Tonscherben o. dgl. bestehen kann, mit einer konzentrierten Lösung der Katalysatorsalze getränkt und alsdann zur Trockene eingedampft. Unter Umständen empfiehlt es sich, das Tränken und Eindampfen mehrmals zu wiederholen, so daß schließlich die Menge des aufgebrachten Katalysators wenigstens ein Zehntel oder mehr des Gesamtgewichtes von Katalysator plus Träger beträgt. Als Katalysatorsalze verwendet man zweckmäßig solche Metallsalze, welche sich, wie z. B. die Nitrate, Formiate oder ähnliche Verbindungen, bei erhöhter Temperatur leicht zersetzen. Die mit diesen Salzen der obengenannten Katalysatoren getränkten und getrockneten Träger können unmittelbar in die Apparatur gebracht und dort bei erhöhter Temperatur in die entsprechenden Oxyde übergeführt werden. Die so hergestellten Kontaktkörper können ohne weiteres zur Durchführung des vorliegenden Verfahrens benutzt werden. Sie liefern bedeutend höhere Ausbeuten an Cyanwasserstoff ohne vexIustbringende Stickstoffentbindung.Purpose: Manufacture of the contact bodies intended for the present process the carrier, which can consist of potsherds or the like, is concentrated with a Solution of the catalyst salts soaked and then evaporated to dryness. Under In some circumstances it is advisable to repeat the soaking and evaporation several times, so that finally the amount of catalyst applied is at least one tenth or more of the total weight of the catalyst plus support. as Catalyst salts are expediently used such metal salts, which, such. B. the nitrates, formates or similar compounds, easily at elevated temperature decompose. The impregnated with these salts of the above-mentioned catalysts and Dried carriers can be brought directly into the apparatus and there at increased Temperature can be converted into the corresponding oxides. The so produced Contact bodies can easily be used to carry out the present method to be used. They give significantly higher yields of hydrogen cyanide with no harmful effects Nitrogen release.

Das katalytische Verfahren kann zwar nach einer beliebigen bekannten Arbeitsweise durchgeführt werden, besonders gute Ergebnisse erzielt man jedoch, wenn man mit einem überschuß an Kohlenoxydgas bei gleichzeitiger Anwesenheit beträchtlicher Mengen von Wasserstoff oder wasserstoffhaltigen Gasgemischen, wie z. B. Wassergas, sowie bei Temperaturen der dunklen Rotglut arbeitet. Die Verwendung der obengenannten Metalloxyde als Katalysatoren bei der Blausäuresynthese aus Ammoniak und Kohlenoxydgas ist bereits bekannt oder den Erfindern früher schon geschützt und wird deshalb als solche hier nicht beansprucht. Neu dagegen ist die Anwendung der genannten Katalysatoren in der hier beanspruchten Konzentration sowie das Arbeiten mit Katalysatoren in der beanspruchten Konzentration nach dem bestimmten Verfahren (Anspruch 2), welches als solches in seiner Gesamtheit (konzentrierte Katalysatoren, Kohlenoxydüberschuß, beträchtliche Wasserstoffmengen und Temperaturen der dunklen Rotglut) ebenfalls neu ist.The catalytic process can be any known Working method can be carried out, but particularly good results are achieved when dealing with an excess of carbon monoxide gas in the presence of considerable amounts Amounts of hydrogen or hydrogen-containing gas mixtures, such as. B. water gas, as well as working at temperatures of dark red heat. Using the above Metal oxides as catalysts in the synthesis of hydrocyanic acid from ammonia and carbon dioxide gas is already known or previously protected by the inventors and is therefore called such is not claimed here. What is new, however, is the use of the catalysts mentioned in the concentration claimed here as well as working with catalysts in the claimed concentration according to the specific method (claim 2), which as such in its entirety (concentrated catalysts, excess carbon dioxide, considerable amounts of hydrogen and temperatures of the dark red heat) as well new is.

Wie überaus günstig die Ausbeuteergebnisse des beanspruchten Verfahrens in einem Arbeitsgang sind, zeigen deutlich die nachstehenden Beispiele i. Beim einmaligen Überleiten eines Gasgemisches, bestehend aus ioo cbm Kohlenoxydgas und ioo cbm Ammoniakgas, mit einer Strömungsgeschwindigkeit von etwa 2o cbm Gasgemisch in der Stunde, was bei einer Unterteilung der Anlage in mehrere Kontaktöfen (z. B. in zehn Öfen) und Verwendung von je 4o kg Katalysator, einschließlich Träger, in jedem Ofen einer Strömungsgeschwindigkeit von etwa 5 cm in der Sekunde entspricht, über einen Kontaktkörper, der aus 95 Gewichtsteilen Uranoxyd oder Molybdänoxyd besteht, werden bei 6oo ° C nur Ekg Blausäure gebildet. Leitet man aber dasselbe Gasgemisch unter den gleichen Bedingungen über einen Kontaktkörper, deT aus 75 Gewichtsteilen Tonscherben und 25 Gewichtsteilen Uranoxyd oder Molybdänoxyd besteht, so werden bei 6oo° C i i, 5 kg Blausäure gebildet.How extremely favorable the yield results of the claimed process are in one operation, the following examples clearly show i. At one-time Passing a gas mixture consisting of 100 cubic meters of carbon dioxide gas and 100 cubic meters of ammonia gas, with a flow rate of about 2o cbm gas mixture per hour, what if the system is subdivided into several contact furnaces (e.g. ten furnaces) and Use of 40 kg of catalyst, including carrier, one in each furnace Corresponds to a flow rate of about 5 cm per second, via a contact body, which consists of 95 parts by weight of uranium oxide or molybdenum oxide are at 600 ° C only Ekg of hydrogen cyanide was formed. But if you pass the same gas mixture under the same Conditions via a contact body, deT from 75 parts by weight of pottery shards and 25 parts by weight of uranium oxide or molybdenum oxide, then at 600 ° C i i, 5 kg of hydrocyanic acid formed.

2. Arbeitet man unter denselben Bedingungen wie im Beispiel i unter Verwendung von 97 Gewichtsteilen Tonscherben und 3 Gewichtsteilen Thoroxyd, so entstehen bei 6oo° C nur 4 kg Blausäure, dagegen in Anwesenheit eines Katalysators, bestehend aus 85 Gewichtsteilen Tonscherben und 15 Gewichtsteilen Thoroxyd, 13 kg Blausäure.2. If you work under the same conditions as in Example i using 97 parts by weight of pottery shards and 3 parts by weight of thoroxide, only 4 kg of hydrocyanic acid are formed at 600 ° C, but in the presence of a catalyst consisting of 85 parts by weight of pottery shards and 15 parts by weight of thoroxide, 13 kg hydrocyanic acid.

3. Beim einmaligen überleiten des gleichen Gasgemisches wie im Beispiel i über einen Kontaktkörper, welcher aus 96 Gewichtsteilen Tonscherben und 4 Gewichtsteilen Zirkonoxyd besteht, werden bei 55o' C nur 3,6kg Blausäure gebildet, dagegen bei Verwendung eines aus 8o GewichtsteilenTonscherben und 2o Gewichtsteilen Zirkonoxyd bestehenden Kontakts i 4 kg Blausäure.3. When transferring the same gas mixture once as in the example i via a contact body, which consists of 96 parts by weight of pottery shards and 4 parts by weight Zirconium oxide, only 3.6 kg of hydrocyanic acid are formed at 55 ° C, but at Use of one made from 8o parts by weight of clay and 2o parts by weight of zirconium oxide existing contact i 4 kg of hydrocyanic acid.

Als Nachweis der erhöhten Wirkung des im Anspruch 2 beanspruchten Kombinationsverfahrens werden noch folgende Beispiele angeführt 4. Beim einmaligen Überleiten eines Gasgemisches; bestehend aus ioo cbm Kohlenoxydgas und ioo cbm Ammoniakgas, über einen Kontaktkörper, der aus 7o Gewichtsteilen Tonscherben und 3o Gewichtsteilen Ceroxyd besteht, werden bei 700' C i 2,2 kg Blausäure gebildet.As evidence of the increased effect of the combination process claimed in claim 2, the following examples are also given 4. When a gas mixture is passed over once; consisting of 100 cbm of carbon oxide gas and 100 cbm of ammonia gas, via a contact body consisting of 70 parts by weight of pottery shards and 30 parts by weight of cerium oxide, 2.2 kg of hydrocyanic acid are formed at 700 ° C.

Leitet man dagegen über denselben Kontaktkörper bei 700' C ein Gasgemisch, bestehend aus 450 cbm Kohlenoxydgas, 450 cbm Wasserstoff und ioo cbm Ammoniakgas, so entstehen 2 5 kg Blausäure.If, on the other hand, a gas mixture consisting of 450 cbm of carbon oxide gas, 450 cbm of hydrogen and 100 cbm of ammonia gas is passed over the same contact body at 700 ° C., 25 kg of hydrocyanic acid are produced.

5. Bei Verwendung eines Katalysators aus 95 Gewichtsteilen Tonscherben und 5 Gewichtsteilen Ceroxyd entstehen aus ioocbm Kohlenoxydgas und i oo cbm Ammoniakgas bei 700 ' C nur etwa 6,4 kg Blausäure, aus 450 cbm Kohlenoxydgas, 450 cbm Wasserstoff und i oo cbm Ammoniakgas dagegen i 4 kg Blausäure.5. When using a catalyst of 95 parts by weight of pottery pieces and 5 parts by weight of ceria only about 6.4 kg of hydrocyanic acid, cbm of 450 carbonic, 450 cbm hydrogen and i oo cbm ammonia gas, however, arise from ioocbm carbonic and i oo cbm ammonia gas at 700 'C i 4 kg of hydrocyanic acid.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the catalytic production of hydrogen cyanide of carbon oxide and ammonia using contact bodies, consisting of one indifferent carrier and one or more oxides of aluminum, thorium, zirconium, Titanium, rare earths, especially cerium, or molybdenum, uranium, vanadium as catalysts, characterized in that the catalyst content in these contact bodies is increased considerably, namely such that the catalyst weight is at least one tenth is the total weight of the carrier plus catalyst. z. Embodiment of the method according to claim t, characterized in that with an excess of carbon dioxide gas in the simultaneous presence of considerable amounts of hydrogen or hydrogen-containing Gas mixtures as well as at temperatures of the dark red heat is worked.