DE944010C

DE944010C - Verfahren zur Herstellung von Stickoxydul durch Zersetzung waesseriger Ammoniumnitratloesungen

Info

Publication number: DE944010C
Application number: DEB21934A
Authority: DE
Inventors: Dr Alfred Helms
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1952-09-07
Filing date: 1952-09-07
Publication date: 1956-06-07

Description

Verfahren zur Herstellung von-Stickoxydul durch Zersetzung wässeriger Ammoniumnitratlösungen Es ist bekannt, Stickoxydul durch Erhitzen wässeriger Ammoniumnitratlösungen auf Temperaturen von etwa i8o° herzustellen. Das Ammoniumnitrat wird dabei hauptsächlich nach der Gleichung

NH4N03 --> N20+2' H20

zersetzt. So gewonnenes Stickoxydul ist mit wechselnden Mengen von Stickstoff, Sauerstoff, Stickoxyd, Ammoniak, Salpetersäure sowie unzersetzt mitgerissenem Ammoniumnitrat verunreinigt. Ihre Entfernung zum Zweck der Gewinnung reinen Stickoxyduls erfordert einen erheblichen apparativen Aufwand mit großem Raumbedarf.
Zwecks Vermeidung der Bildung von Stickoxyd, Stickstoffdioxyd und freier Salpetersäure hat man bereits die Zersetzung des Ammoniumnitrats in Gegenwart :einer geringen Menge Ammoniak durchgeführt und das im gebildeten Stickoxydul noch enthaltene Ammoniak mit dem Wasserdampf ineinem vorgeschalteten Kühler niedergeschlagen.
Es wurde nun gefunden, daß man reines Stickoxydul ohne Zusatz von Ammoniak gewinnen kann, wenn man dieZersetzung der wässerigen Ammoniumnitratlösung unter erhöhtem Druck durchführt und durch Kühlung der Reaktionsgase die das Stickoxydul begleitenden wasserlöslichen Verunreinigungen in dem gebildeten Kondensatwasser absorbiert. Vorteilhaft wendet man Drücke zwischen etwa 80 und 3oo 2,t an und wählt die Konzentration der zu zersetzenden Ammoniumnitratlösung vorzugsweise zwischen 50 und 70%. Die Ammoniumniträtlösung wird zweckmäßig in einen leeren oder mit -Füllkörpern bestückten und auf die jeweilige Zersetzungstemperatur erhitzten Reaktionsraum mit großem Verhältnis von Oberfläche zu Inhalt, beispielsweise in ein geneigt angeordnetes druckfestes Rohr, eingeführt. Diese Einführung kann durch Einspritzen durch feine Düsen mittels einer Druckpumpe erfolgen. Die den Reaktionsraum verlassenden Gase werden gekühlt und die aus Stickoxyd, Ammoniak, Salpetersäure und Ammoniumnitrat bestehenden Verunreinigungen von dem Stickoxydul praktisch quantitativ abgetrennt, indem man sie in dem dabei gebildeten .Kondensatwasser in einem Abscheider absorbiert.. Die Temperatur des Kondensatwassers hält man über der kritischen Temperatur des Stickoxyduls, d. h. auf etwa 4o bis 5o°, damit sich kein flüssiges Stickoxydul abscheiden kann. Das den Abscheider verlassende Stickoxydul wird anschließend weiter, z. B. auf o°; gekühlt, mit einem Trockenmittel. getrocknet und verflüssigt abgezogen- Durch teilweise Entspannung des Abscheiders kann man auch den Anteil des entstandenen- Stickoxyduls, der sich in dem abgeschiedenen Kondensatwasser gelöst hat, praktisch frei von Verunreinigungen gewinnen.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß die Reinigungsapparatur sich auf einen Abscheider für das wässerige Kondensat beschränkt. Auch bedarf das Verfahren keines Zusatzes an .Ammoniak, um die Bildung anderer Stickstoffverbindungen als Stickoxydul zu verhindern, da sich durch die - Anwendung. von Druck die aus Stickoxyd, Ammoniak, Salpetersäure und Ammoniumnitrat bestehenden Verunreinigungen des gebildeten Stickoxyduls im Kondensatwasser so leicht und vollständig lösen, daß sie praktisch quantitativ vom Stickoxydul abgetrennt werden.
Dadurch, daß das Stickoxydul unter dem Eigendruck sofort flüssig anfällt, gestattet das erfindungsgemäße Verfahren auch die Herstellung von verflüssigtem und: praktisch reinem Stickoxydul in einem Arbeitsgang. Hierdurch erübrigt sich eine an die Zersetzung des Ammoniumnitrats sich anschließende Komprimierung des Stickoxyduls.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß im Zersetzungsraum jeweils nur die= in der Zeiteinheit kontinuierlich eingeführte Menge Arümoniumnitratlösung anwesend ist, während in dem Zersetzungskessel nach der bekannten Verfahrensweise eine weitaus größere Menge Ammöniumnitrat stets zugegen ist, die erheblich größere Gefahren bei einer Explosion, Verpuffung oder beim Überschäumen der, wenn auch mit geschmolzenen Salzen verdünnten Masse in sich birgt.
Beispiel In ein geneigtes, druckfestes Rohr aus Chromnickeistahl von 5 cm Durchmesser und 5 m Länge, dessen unteres Ende in einen mit Kühlung versehenen Flüssigkeitsabscheider mündet, wurde eine auf etwa i5o° vorgeheizte 68%ige wässerige Ammoniumnitratlösung eingespritzt: Das Rohr wurde gleichmäßig auf etwa 2,5o° gehalten. Der Druck im Innern des Rohres betrug iao atü. In der Stunde wurden - 41 Ammöniumnitratlösung zur Reaktion gebracht, wobei mehr als 9o % des Ammoniumnitrats in- Stickoxydul umgewandelt würden. In dem auf 45° gehaltenen Abscheider bildete sich ein wässeriges Kondensat, in dem sich neben anderen Zersetzungsprodukten 22,% des gebildeten Stickoxyduls lösten. Das den Abscheider verlassende Gas wurde anschließend durch einen auf io° gehaltenen Kühler geleitet; in dem die Hauptmenge des gebildeten Stickoxyduls- flüssig gewonnen wurde: 9o% des indem wässerigen Kondensat gelösten Stickoxyduls =wurden durch partielle Entspannung des Kondensats praktisch frei von Verunreinigungen als Gas erhalten.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: r. Verfahren zur Herstellung von Stickoxydul durch Zersetzung wässeriger Ammoniumnitratlösung in der -Hitze, dadurch gekennzeichnet, daß man die .Zersetzung unter erhöhtem Druck durchführt und durch Kühlung der Reaktionsgase die das Stickoxydul begleitenden wasserlöslichen Verunreinigungen in dem gebildeten Kondensatwasser absorbiert. a. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß- man Ammoniumnitratlösungen mit einer Konzentration von etwa 50 bis 70% verwendet. 3: Verfahren nach Anspruch i und z, dadurch gekennzeichnet, daß man die wässerige Ammoniumnitratlösung in einen Reaktionsraum mit großem Verhältnis von Oberfläche zu Inhalt einführt. 4. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man den Anteil des Stickoxyduls, der sich in dem bei der Kühlung der Reaktionsgase abgeschiedenen Wasser gelöst hat, durch teilweise Entspannung desselben gewinnt. 5. Verfahren nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Temperatur des Kondensatwassers über der kritischen Temperatur des Stickoxydul$ hält. -Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 5o6 542.