DE711427C

DE711427C - Verfahren zur Gewinnung von reinem, fluessigem Ammoniak aus Kalkstickstoff

Info

Publication number: DE711427C
Application number: DEB186601D
Authority: DE
Inventors: Dr Rolf Neubner
Original assignee: BAYERISCHE STICKSTOFF WERKE AG
Current assignee: BAYERISCHE STICKSTOFF WERKE AG
Priority date: 1939-03-10
Filing date: 1939-03-10
Publication date: 1941-10-01

Description

Verfahren zur Gewinnung von reinem, flüssigem Ammoniak aus Kalkstickstoff Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung- von reinem, flüssigem Ammoniak aus hydratisiertem Kalkstickstoff durch Behandeln mit Wasser unter Druck bei Temperaturen über roo° und bezweckt die Vereinfachung und Verbilligung der Herstellung sowie die restlose Gewinnung des Ammoniaks, und zwar von solcher Reinheit, daß es dem synthetischen Ammoniak gleichwertig ist. Die Erfindung stützt sich auf die überraschende Beobachtung, daß flüssiges Ammoniak Phosphorwasserstoff viel weniger löst als wässeriges Ammoniak, während der Schwefelwasserstoff vom flüssigen Ammoniak quantitativ zurückgehalten wird. So bleiben z. B. beim Einleiten von reinem Phosphorwasserstoff in flüssiges Ammoniak bei -33° weniger als 8 mg/kg flüssiges Ammoniak gelöst.
Die Erfindung löst nun die Aufgabe dadurch, daß man das von der Kalkstickstoff zersetzüng erhaltene Ammoniak-Wasserdampf-Gemisch unter dem Reaktionsdruck fraktioniert und kondensiert, derart, daß zunächst das gesamte im Gasgemisch enthaltene Wasser abgeschieden und dann das Ammoniak bei normaler Kühlwassertemperatur verflüssigt wird, worauf man das verflüssigte Ammoniak in bekannter Weise einer Destillation unterwirft. Bei der Verflüssigung des Ammoniaks bleiben die Phosphorverunreinigungen im Abgas, und, bei der Destillation des flüssigen Ammoniaks sammeln sich die Schwefelverunreinigungen im Rückstand an.
Zur Erzielung einer höchstmöglichen Ammoniakausbeute einerseits und Verringerung des Wasserbedarfs andererseits befreit man erfindungsgemäß die bei der Verflüssigung des Ammoniaks anfallenden, die Phosphorverunreinigungen enthaltenden Abgase mittels Wassers vom Ammoniakgehalt, wobei Ammoniak leichter als Phosphorwasserstoff -herausgelöst wird, und führt das Waschwasser zusammen mit dem ammoniakhaltigen Kondensat der Kalkstickstoffzersetzung im Kreislauf zurück. Zum gleichen Zwecke werden erfindungsgemäß die Wasser- und schwefelhaltige Fraktion bei der !)estillation des flüssigen Ammoniaks ebenfalls. im Kreislauf der Kalkstickstoffzersetzung zurückgeführt. Auf diese Weise werden alle Verun#'_ reinigungen. bis auf die phosphorhaltige, Abgase zusammen mit dem Zersetzerschlam.. aus dem Kreislauf entfernt.
Wärmewirtschaftlich von besonderem Vorteil ist es, wenn erfindungsgemäß die Verflüssigung des vom größten Teil des Wassers befreiten Ammoniaks stufenweise erfolgt, und zwar in erster Stufe etwa bei kaumtemperatur und in zweiter Stufe unter Tiefkühlung, vorzugsweise durch Verdampfen des vorher verflüssigten Ammoniaks. Vorteilhaft verwendet man erfindungsgemäß zur Ammoniakentwicklung völlig oder teilweise aushydratisierten Kalkstickstoff, d. h. einen solchen, der durch Wasser oder Wasserdampf ganz oder teilweise von Ätzkalk und restlichem Calciumcarbid befreit worden ist.
Der im Autoklaven bei der Kalkstickstoffzersetzung entstehende Überdruck wird ohne weiteres für die anschließenden Kondensations- und Verflüssigungsverfahren nutzbar gemacht. Da der notwendige Wasserbedarf für jeden neuen Ansatz mit Kalkstickstoff größer ist als die Menge der im Kreislauf rückgeführten Wassermengen, kann das gesamte gebildete Ammoniak verflüssigt werden, so daß eine besondere Aufbereitung der Kondensate entbehrlich ist. Das Ergänzungswasser, welches in reiner Form und/oder als Waschlauge von der Schlammauswaschung zugesetzt werden kann, entspricht dem für die Reaktion Ca C N. -f- 3 H, O > Ca Co, -E- 2 N H3 verbrauchten Wasser und jener Menge, die mit dem Zersetzerschlamm aus dem Verfahren abgezogen wird.
Die Verwendung von aushydratisiertem Kalkstickstoff bietet zusätzlich den Vorteil, daß die Zersetzung völlig ruhig verläuft, so daß ein Überschäumen des Autoklaven vermieden wird, desgleichen die Entwicklung von Acetylen, wodurch nicht nur die Explosionsgefahr vermieden, sondern auch die Menge der Abgase wesentlich verringert und mithin der Partialdruck des Ammoniaks im Kondensator wesentlich erhöht wird, was die Reinigungsbehandlung außerordentlich erleichtert.
Bei den bekannten Verfahren zur Herstellung von flüssigem Ammoniak aus Kalkstickstoff wird ausschließlich mit künstlicher Kälte gearbeitet, und es findet überdies keine oder nur eine ungenügende Abtrennung der Verunreinigungen statt, wobei auch von kostspieligen chemischen Reinigungsmitteln Gebrauch gemacht wird. Demgegenüber wird beim Verfahren gemäß der Erfindung ohne zusätzliche Kälte gearbeitet und das nichtkondensierte Restammoniak zusammen mit 'tlem Phosphorwasserstoff in der dem Amoniakverflüssiger nachgeschalteten Wasser-.
@'l#"äsche quantitativ zurückgewonnen. Die Reinigung wird dann in an sich bekannter Weise durch fraktionierte Destillation des verflüssigten Ammoniaks bewirkt.

Ausführungsbeispiel

5ooo kg hydratisierter Kalkstickstoff mit

24 % N werden im Autoklaven

bei i8-1 atü zersetzt mit

59oo kg Frischwasser oder Waschlauge

von den Schlammfiltern und

5300 kg Kreislauflauge mit 17o g NH3/l,

bestehend aus

118o kg Ammoniakwasser mit

17o gAmmoniak aus der

fraktionierten Hoch-

druckkondensation und

aus der Redestillation

des flüssigen Rohammo-

niaks und

412o kg Ammoniakwasser mit

170 g Ammoniak aus der

Niederdruckkondensa-

tion und aus der Am-

moniakwäsche

162oo kg Gewicht der Charge.

Daraus fielen an:

1175 kg Ammoniak rein aus redestillier-

tem Ammonaik,

53oo kg Kreislauflauge (s. oben -I- 1o °%)

und

975o kg Zersetzerschlamm mit 43 °/o

Wasser.

Claims

PA'rENTANSPRÜCHR: 1. Verfahren zur Gewinnung von reinem, flüssigem Ammoniak aus hydratisiertem Kalkstickstoff durch Behandeln mit Wasser unter Druck bei Temperaturen über ioo°, dadurch gekennzeichnet, daß man das von der Kalkstickstoffzersetzung erhaltene Ammoniak-Wasserdampf-Gemisch unter dem Reaktionsdruck fraktioniert und kondensiert, derart, daß zunächst das gesamte im Gasgemisch enthaltene Wasser abgeschieden und dann das Ammoniak bei normaler Kühlwassertemperatur verflüssigt wird, worauf man das verflüssigte Ammoniak in bekannter Weise einer Destillation unterwirft.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die bei der Verflüssigung des Ammoniaks anfallenden, die Phosphorverunreinigungen enthaltenden Abgase mit Wasser vom Ammoniakgehalt befreit und dieses Waschwässer zusammen mit dem ammoniakhaltigen Kondensat in den Kalkstickstoffzersetzer im Kreislauf zurückführt.
3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die wasser- und schwefelhaltige Fraktion bei der Destillation des verflüssigten Ammoniaks ebenfalls im Kreislauf in .den KalkstickstofF-zersetzer zurückgeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Verflüssigung des vom größten. Teil des Wassers befreiten Ammoniaks stufenweise erfolgt, und zwar in erster Stufe etwa bei Raumtemperatur und in zweiter Stufe unter Tiefkühlung, vorzugsweise mittels des vorher verflüssigten Ammoniaks.
5. Verfahren nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man völlig oder teilweise aushydratisierten Kalkstickstoff verwendet.