DE594363C - Verfahren zur Herstellung von Alkaliaziden, insbesondere Natriumazid - Google Patents

Description

Alkaliazide wurden bisher stets periodisch hergestellt. Man hat beispielsweise in ein Reaktionsgefäß, den sogenannten Amidtopf, metallisches Natrium eingefüllt, den Topf auf 350 bis 360⁰ erhitzt und bei dieser Temperatur Ammoniakgas in die Schmelze eingeleitet. Dabei bildete sich nach der Formel Na₂+ 2.NH₃ = 2 Na NH₂+ H₂ Natriumaniid und Wasserstoff. Die Bildung von Natriumamid vollzieht sich anfangs sehr langsam, so daß die vollständige Umsetzung bei Chargen von 10 bis 15 kg Natrium 8 bis 10 Stunden dauern kann. Man muß überdies ι bis 2 Stunden lang Ammoniakgas durch das geschmolzene Natrium hindurchleiten, ehe eine wesentliche Umsetzung beginnt, und daher geht viel Ammoniakgas verloren. Sobald die Bildung von Natriumamid begonnen hat, verläuft die Umsetzung schneller und steigt mit zunehmender Natriumamidbildung. Trotzdem ist bis zur Beendigung der Umsetzung eine außerordentlich lange Zeit erforderlich.

Nach Fertigstellung " des Natriumamids konnte die zweite Phase der Natriumazidherstellung eingeleitet werden. Zu diesem Zweck führte man das Natriumamid, welches in geschmolzenem Zustand in dem Amidtopf erhalten wurde, nach einem zylindrischen Be-.hälter, der gedreht und durch Heizung auf etwa 160 bis i8o° gehalten wird. In diesen

Behälter leitet man gleichzeitig Stickoxydulgas ein, wobei sich folgende Reaktion vollzieht:

Bei der Umwandlung des Natriumamids mittels Stickoxydulgas in Natriumazid und Natriumhydroxyd in dem Reaktionszylinder geht die Umwandlung nur sehr langsam und unter großem Aufwand von Stickoxydulgas vor sich. Bei einer Charge von 20 bis 25 kg Natriumamid kann beispielsweise die Umsetzung zu Natriumazid bis zu 10 Stunden dauern. Selbst bei Eintragung der vorgenannten Chargenmenge in kleineren Portionen von 8 bis 10 kg werden zur Umsetzung noch immer Reaktionszeiten von 8 bis 10 Stunden benötigt. Durch diesen langsamen Reaktionsverlauf entsteht ein dauernder Verbrauch von Stickoxydul und Heizmittel sowie ein erheblicher Arbeitsaufwand.

Es wurde nun gefunden, daß sich die beim diskontinuierlichen Chargenbetrieb unvermeidlichen Verluste an Material und Zeit vollständig vermeiden lassen, wenn das Verfahren in der nachstehend beschriebenen "Weise kontinuierlich durchgeführt wird. Erfindungsgemäß führt man das geschmolzene Natrium, welches zur Herstellung von Natriumamid dient, dauernd und gleichmäßig einer Reaktionswanne zu. In diese Wanne, in welcher

sich das darin enthaltene Material dauernd vom Eintrittsende nach dem Austrittsende bewegt, wird Ammoniakgas eingeleitet. Die Einrichtung wird zweckmäßig so getroffen, daß die schon weitgehend umgesetzte Masse mit frischem Ammoniakgas in Berührung" kommt, während das weitgehend verbrauchte Gas auf seinem Weg mit frischem Rohstoff in Berührung kommt. Auf diese Weise wird ein außerordentlich schneller Umsatz erzielt, so daß die Reaktionszeit auf etwa io Minuten herabgedrückt ist. Die Abmessungen der Wanne sowie die in der Zeiteinheit zu- bzw. ablaufende Menge von Rohstoff bzw. Fertiges produkt werden so gewählt, daß im Gesamtinhalt der Wanne auf 90 bis 95 Teile Natriumamid etwa 5 bis 10 Teile geschmolzenes Natrium kommen. Die Verteilung der Reaktionsmasse, welche sich in ständiger Bewegung vom Eintrittsende nach dem Austrittsende der Wanne zu befindet, ist dabei so, daß am Austrittsende nur mehr Natriumamid vorliegt und alles vorhandene Natrium umgesetzt worden ist, während am Eintrittsende praktisch nur metallisches Natrium vorhanden ist.

Die Durchflußgeschwindigkeit durch die Wanne wird zweckmäßig durch entsprechende Einbauten geregelt. Diese Einbauten gewährleisten gleichzeitig·, daß am Austrittsende der Wanne mit Sicherheit die Umsetzung vollständig beendet ist. Aus der Reaktionswanne läuft das fertiggeschmolzene Natriumamid dauernd nach Maßgabe des Zulaufs von metalHschem Natrium ab. Der Ablauf entspricht somit dem chemischen Äquivalent des Zulaufs. Das ablaufende Natriumamid tritt in eine Stufenmühle über, wo es in fein verteilter Form austritt. In die Stufentrommel wird gleichzeitig Stickoxydulgas eingeleitet. Das Natriumamid, welches mit dem Stickoxydulgas in Reaktion tritt, wird in der Stufenmühle durch die eingelegten Kugeln oder durch entsprechende Einbauten zerkleinert und auf diese Weise allmählich unter Umwandlung in Natriumazid und Natriumhydroxyd von Stufe zu Stufe weiterbefördert. Die Stufenmühle ist so ausgebildet, daß die Zuführung von Natriumamid und Stickoxydulgas sowie die Abführung des fertigen Gemisches von Natriumazid und Natriumhydroxyd und die Wegführung der Abgase kontinuierlich erfolgt. Es werden sonach dauernd am Austrittsende der Stufentrommel die dem eintretenden Natriumamid chemisch ■ äquivalenten Mengen an Natriumazid und Natriumhydroxyd entnommen. Auf diese Weise gelingt es, die Umsetzung außerordentlich schnell wieder in etwa 10 Minuten zu erreichen, so daß man mit einer kleinen Apparatur eine sehr hohe Leistung erzielt.

Die Vorteile des neuen Verfahrens gegenüber den bisherigen Arbeitsweisen lassen sich folgendermaßen zusammenfassen:

1. Man kann die Erzeugung zu jeder Zeit unterbrechen und wieder in Gang setzen, ohne den Reaktionsverlauf zu stören.

2. Man ist in der Lage, eine erhebliche Ersparnis an Rohmaterial zu erzielen, da sowohl das Ammoniakgas als auch das Stickoxydulgas fast restlos umgesetzt werden.

3. Man erreicht eine bedeutende Ersparnis an Heizmitteln, da durch die schnelle Umsetzung keine langen Heizperioden erforderlich sind.

4. Das neue Verfahren ermöglicht mit einer kleinen Apparatur eine große Leistung.

5· Das Verfahren gewährleistet eine weitgehende Ersparnis an Löhnen und an Kraft.

In der beiliegenden Zeichnung wird beispielsweise eine Apparatur beschrieben, welche zur Ausführung des Verfahrens geeignet ist.

Abb. ι zeigt die Natriumamidwanne A mit der angebauten Stufenmühle B für die Natrmmaziclerzeugung.

Abb. 2 zeigt einen Querschnitt durch die Stufenmühle mit untergefahrenem Absackwagen.

Abb. 3 stellt den Grundriß der Amidwanne dar.

In Abb. ι ist mit der Ziffer 1 der Einlauf für das geschmolzene Natrium, mit 2 der Eintritt der Ammoniakgase, mit 2^ß die Verteilplatten für Ammoniak, mit 3 der Austritt der Abgase, mit 4 der Austritt für das fertige Natriumamid und mit 5 eine Trennwand bezeichnet. 6 stellt die Heizung dar, 7 den Eintritt für das Natriumamrd in die Stufentrommel, 8 den Eintritt für das Stickoxydulgas und 9 den Austritt für das Natriumazid ioo bzw. Natriumhydroxyd. Ziffer 10 bezeichnet den Austritt für das Ammoniakgas. Mit 11 ist die mehrstufige Innentrommel gekennzeichnet, welche die Siebeinsätze n^a enthält. 11* stellt das Arbeitsgut dar, n^c die Mahlkugeln und 12 die Außentrommel, welche mit einer Heizung versehen ist. Der Antrieb der Einrichtung erfolgt durch die Vorrichtung 13. Abb. 2 zeigt bei 14 Umwälzrippen, bei 15 den fahrbaren Absackwagen, bei ii^a die Siebeinsätze der Mahlstufen und bei 11^ den Siebeinsatz der Austragstufe.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zur Herstellung von Alkaliaziden aus Alkaliamidund Stickoxydul unter Umsetzung des aus geschmolzenem Alkalimetall und Ammoniak erzeugten Alkaliamids unmittelbar nach dessen BiI-dung, gekennzeichnet durch Verwendung einer aus einem Amiderzeuger und einem

   594863

   Aziderzeuger bestehenden Apparatur der Art, daß die beiden Erzeuger durch eine Uberlaufleitung für das erzeugte Amid vom Amiderzeuger nach dem Aziderzeuger verbunden sind und kontinuierlich gearbeitet wird, so daß dauernd auf der einen Seite metallisches Alkali zuläuft und auf der anderen Seite die äquivalente Menge von Alkaliazid bzw. Alkalihydroxyd entnommen wird.
2. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i, bestehend aus einer Reaktionswanne (A) mit Scheidewänden (s) und einer Heizung (6), Zuführungsstutzen (i) für das flüssige Alkalimetall sowie Zuführungen (2 und 2^a) zur Einleitung des Ammoniakgases und Stutzen (3) für die Abführung der Abgase, ferner mit Überlaufleitung (4, 7) für den Abfluß des Alkaliamids nach einer durch die Überlaufleitung mit der Wanne verbundenen Stufenmühle (11 und B) für die Umsetzung des zugeführten Alkaliamids zu Alkaliazid.

   Hierzu 1 Blatt "Zeichnungen