DE684942C - Verfahren zur Darstellung von Erdalkalicyanamiden, insbesondere von Calciumcyanamid - Google Patents

Description

• Verfahren zur Darstellung von Erdalkalicyanamiden, insbesondere von Calciumcyanamid Patent 654 235 betrifft ein Verfahren zur Darstellung von Erdalkalicyanamiden, insbesondere von Calciumcyanamid, aus Carbonaten der Erdalkalien natürlicher oder künstlicher Herkunft und Ammoniak unter vorausgegangenem Brennen des Carbonats und Verwendung der enthaltenden Oxyde, gegebenenfalls unter Ausnutzung der im Oxydmaterial aufgespeicherten Wärmemenge bei dem unmittelbar anschließenden Ammoniakbindungsprozeß, und besteht darin, daß man die Carbonate in gegenüber der Außenatmosphäre abgeschlossenen Ofenräumen durch Brennen in Oxyd und Kohlensäure aufspaltet und sodann diese beiden Produkte gemeinsam oder getrennt, ohne daß sie mit der Außenatmosphäre in Berührung kommen, in den Ammoniakbindungsofen einführt, wo sie bei Temperaturen von 50o bis 80o °C mit den vorgewärmten Ammoniakgasen zu Cyanamid umgesetzt werden. Nach einer besonderen Ausführungsform des Verfahrens wird der Zustrom der Kohlensäuregase in dem Reaktionsraum derart geregelt, daß der Gehalt der zugeführten Reaktionsgase an Kohlensäure nicht über go% liegen soll. Es hat sich ergeben, daß unter Verwendung eines völlig durchgebrannten Kalks bei Beginn des Prozesses bis zur Erzielung eines ,¢o bis 5o°/, Cyanamid enthaltenden Produktes der Kohlensäuregehalt der Ammoniakgase wenigstens ungefähr 2,5 °/o und höchstens 35 bis 40% Kohlensäure betragen darf, um ein besonders gutes Ergebnis zu erzielen. Die besten Ergebnisse werden erhalten mit einem Ammoniak-Kohlensäure-Gemisch von ungefähr 5 bis 200/1 C02. Diese Feststellung ist um so überraschender, da man annehmen sollte, daß gerade bei Beginn der Reaktion, wo die Menge Ätzkalk in höchster Konzentration sich dem Einfluß der Reaktionsgase darbietet, ein besonders hoher Kohlensäuregehalt erforderlich wäre, zumindest ein solcher, der der mengenmäßigen Umsetzung gemäß der Reaktionsgleichung Ca0+2NH3+C02=CaCN2+3H20 entspricht. Hiernach müßte man annehmen, daß der optimale Gehalt der Reaktionsgase an C 02 mindestens bei 33 Volumprozent bzw. höher liegt. Dies ist aber nicht der Fall, vielmehr stellt dieser Prozentsatz schon die äußerste, oberste Grenze des Zulässigen dar, innerhalb dessen praktisch befriedigende Bindungsquoten erhalten werden können und liegen die allergünstigsten Verhältnisse bei ungefähr g bis i5 %. ; Ferner empfiehlt es sich, mit zunehmendem.. Cyanamidgehalt den Kohlensäuregehalt zu' steigern, derart, daß die obengenannten höchsten C02-Gehalte zur Anwendung kommen, wenn das Azotierprodukt etwa 4o bis 500/0 Cyanamid enthält. Bei weiterer Steigerung des Cyanamidgehaltes kann der Kohlensäuregehalt sogar noch über das oben angegebene Maß bis auf ungefähr 5o0/0 C02 gesteigert werden. Hierbei erfolgt trotz des hohen C02 Gehaltes noch eine weitere Ammoniakbindung.
• Im übrigen gelten auch hier alle im Hauptpatent als vorteilhaft erwähnten Verfahrensmaßnahmen, insbesondere die Durchführung des Brennprozesses mittels direkter Erhitzung mit Hilfe der sich in der Brennkammer abspielenden Reaktionen zwischen zugesetztem Kohlenoxyd und Sauerstoff bzw. festem Kohlenstoff und Sauerstoff, wobei darauf zu achten ist, daß durch die Zuführung anderer Gase (wie z. B. stickstoffhaltigem Sauerstoff) keine starke Verdünnung der Reaktionsgase eintritt. Bei Anwesenheit von Kohlenoxyd im Reaktionsgas darf dieses eine gewisse Höhe nicht übersteigen, da es bei dem späteren Ammoniakbindungsprozeß in erster Linie dazu dienen soll, den bei der Bindungsreaktion auftretenden Wasserdampf durch Umsetzung in Kohlensäure und Wasserstoff zu beseitigen. Es genügt daher seine Anwesenheit in Höhe bis zu ungefähr 15 0/0 im Reaktionsgas. Die Geschwindigkeit der Reaktion zu Beginn der Umsetzung ist so zu regeln, daß der Gehalt der Ofengase an Wasserdampf oder an Wasserstoff unter Zugrundelegung einer Reaktionsgeschwindigkeit von ungefähr .,1/l. Mol. N H3 Bindung pro Stunde pro Mol.-Äquivalent CaO (28 g) nicht mehr als 7 bis ungefähr 8 % beträgt. Er darf also weit höher sein als bei den bisher bekannten Bindungsverfahren, wo er unter Benutzung von Erdallmlicarbonat nur ungefähr 4% und unter Benutzung von Ätzkalk bei niedrigerem oder höherem Kohlensäuregehalt der Reaktionsanfangsgase, als wie ihn dieses Verfahren vorschreibt, nur 5 % betragen durfte. Dem entsprechen unter Zugrundelegung von 28 g CaO und einer Reaktionsgeschwindigkeit von 1/1o Mol. NH3 pro Stunde eine Mindestgeschwindigkeit von 3o bis 5o Liter. Je höher die Reaktionsgeschwindigkeit der Ammoniakbildung, um so höher wird naturgemäß auch die zulässige obere Grenze, und zwar fällt und steigt die zulässige Wasserdampfmenge annähernd prozentual der Reaktionsgeschwindigkeit der Ammoniakbindung. Als untere Grenze, über die hinaus man nicht zu gehen braucht, weil bei einer weiteren Verminderung ein höherer Effekt nicht eintritt, gilt ungefähr 2 bis 3% H20.

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  Z *g sge angener Entwässerung, sei es durch kühlu:ug, sei es durch bei höheren Temperaturen entwässernd wirkenden Substanzen, wie insbesondere Magnesiumperchlorat, Calciumoxyd, Phosphorpentoxyd u. dgl. dem Reaktionsofen wieder zugeführt, wobei darauf zu achten ist, daß, wenn diese Gase dem ersten Teil der Reaktionszone, wo frischer Ätzkalk vorliegt, zugeführt werden, der Kohlensäuregehalt nicht über das oben gegebene Maß steigt. Ist derselbe stärker, so scheidet man entweder die Kohlensäure beispielsweise in Form von Ammoncarbaminat durch Abkühlen oder auf andere bekannte Weise (z. B. durch chemische Bindung an Oxyde, wie Ca0, Kaliumhydroxyd) ab, oder aber man benutzt diese kohlensäurehaltigen Gase, um sie denjenigen Stellen des Ofens zuzuführen, an denen auf Grund des Cyanamidgehaltes des Zwischenprodukts ein höherer Kohlensäuregehalt erforderlich ist.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Darstellung von Erdalkalicyanamiden, insbesondere von Calciumcyanamid, durch Einwirkung von Ammoniak-Kohlensäure-Gemischen auf Erdalkalioxyde nach Patent 654 235, dadurch gekennzeichnet, daß der Zustrom der Köhlensäuregase und des Ammoniakgases so geregelt wird, daß der Gehalt der zugeführten Reaktionsgase an Kohlensäure zunächst wenigstens 2 und höchstens 35 0/0, vorteilhaft 5 bis 2o0/0 beträgt, und daß bei einer Zunahme des Cyanamidgehalts im Azotierprodukt über 4o bis 5o0/0 Cyanamid der Kohlensäuregehalt der Reaktionsgase bis auf ungefähr 5o"/, CO, gesteigert wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuströmungsgeschwindigkeit der Reaktionsgase so geregelt wird, daß der Gehalt der Ofengase an Wasserdampf unterhalb einer Grenze bleibt, die bei einer Reaktionsgeschwindigkeit von 1/1o Mol. Ammoniakbindung pro Stunde und pro Mol.-Äquivalent angewandtes Oxyd nicht wesentlich über 80/0 liegt und in vorteilhafter Weise 30/0 nicht unterschreitet.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die umlaufenden Ammoniakkohlensäuregase durch feste Trocknungsmittel, wie Phosphorpentoxyd, Calciumoxyd, Magnesiumperchlorat u. dgl., getrocknet werden.