JPS5814364B2 - Method for producing compound of formula N↓2H↓4CO - Google Patents

Method for producing compound of formula N↓2H↓4CO

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Publication number
JPS5814364B2
JPS5814364B2 JP53026759A JP2675978A JPS5814364B2 JP S5814364 B2 JPS5814364 B2 JP S5814364B2 JP 53026759 A JP53026759 A JP 53026759A JP 2675978 A JP2675978 A JP 2675978A JP S5814364 B2 JPS5814364 B2 JP S5814364B2
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nox
temperature
gas
catalyst
urea
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JP53026759A
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JPS53137916A (en
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ルドルフ・ジヨハニス・エツチ・ボーアホーエブ
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Western Electric Co Inc
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C273/00Preparation of urea or its derivatives, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups
    • C07C273/02Preparation of urea or its derivatives, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups of urea, its salts, complexes or addition compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01CAMMONIA; CYANOGEN; COMPOUNDS THEREOF
    • C01C3/00Cyanogen; Compounds thereof
    • C01C3/20Thiocyanic acid; Salts thereof

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は尿素又はその等価物例えばアンモニウム・イ
ソシアネートの触媒的な製造方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION This invention relates to a process for the catalytic production of urea or its equivalents such as ammonium isocyanate.

尿素又はその等価物、即ちアンモニウム・インシアネー
トは多くの経済的に重要な用途に使われている。
Urea or its equivalent, ammonium incyanate, is used in many economically important applications.

例えば尿素は肥料の主要成分として、プラスチック製造
における七ノマーとして、そして動物の飼刺の成分とし
て使われる。
For example, urea is used as a major component in fertilizers, as a heptamer in plastic manufacturing, and as an ingredient in animal feed.

米国だけでも年間当り4,000,000}ン以上とい
う程の大量の尿素は高圧、通常は200〜400気圧の
下でそして140〜210℃の温度で、CO2とNH3
とを接触させ、そしてアンモニウム・カルバメートを作
り、次いでこれを尿素と水に分解させることによって工
業的に合成される。
Large quantities of urea, more than 4,000,000 tons per year in the United States alone, are produced under high pressure, typically between 200 and 400 atmospheres, and at temperatures between 140 and 210 degrees Celsius, producing CO2 and NH3.
It is synthesized industrially by contacting the ammonium carbamate with urea and forming an ammonium carbamate, which is then decomposed into urea and water.

この高圧の故に高価かつ複雑な装置の使用が必要になる
This high pressure requires the use of expensive and complex equipment.

さらにこの工業的方法で通常得られる転化率は例えば約
50チという程に低いので、未反応のNH3及びC02
の再循環(潟サイクル)が必要である。
Furthermore, the conversion rates normally obtained with this industrial process are low, e.g., about 50%, so that unreacted NH3 and C02
recirculation (lagoon cycle) is necessary.

したがって、これより少量をこの高圧法で製造すること
は費用的に受け入れることはできない。
Therefore, it is not cost-effective to produce smaller quantities using this high-pressure method.

多量が望まれる際でも初期の資本投下が障害である。Even when large quantities are desired, initial capital investment is an obstacle.

この方法の反応物質のNH3の工業的製造もまた約50
0,000}ン/年という規模でのみ経済的である高圧
の方法を含んでいるので、工業的な尿素製造方法に固有
の費用的並びに量的制約が更に作り出される。
The industrial production of the reactant NH3 of this process is also about 50
The cost and quantity constraints inherent in industrial urea production processes are further created by the inclusion of high pressure processes that are economical only on a scale of 0,000 cm/year.

ある種の状況ではしかし少量でかつ低投資の方法が最も
適当である。
In certain situations, however, low-volume, low-investment methods are most appropriate.

例えば、かなり少ない資本投下のみが必要であることは
低技術の農業国における肥利用尿素の製造を容易にする
だろう。
For example, the need for significantly less capital investment would facilitate the production of fertilizer-based urea in low-technology agricultural countries.

同様に、他の方法の廃棄副産物からの尿素の現地生産は
かなり少規模のものを通常含んでいる望ましい方法であ
る。
Similarly, on-site production of urea from waste by-products of other processes is a desirable process which usually involves much smaller scale.

このような回収方法は、もしも反応物質である副産物か
ら市場性のある製品への十分に高い転化率を得ることが
できれば、しばしば経済的に有利である。
Such recovery methods are often economically advantageous if sufficiently high conversions of reactant by-products to marketable products can be obtained.

これらの二つの特別の状況及び多くの同等の事柄は二つ
の重要な因子を説明する。
These two special circumstances and many equivalents illustrate two important factors.

第1に、比較的に低い圧力条件を含む技術は一体にされ
た初期の投資及び技術的複雑性を減少するために重要で
ある。
First, techniques involving relatively low pressure conditions are important to reduce the initial investment and technical complexity involved.

第2に、副産物から尿素を作る高収率の方法によって与
えられる原料の利用の効率増大の可能性が著しい。
Second, the potential for increased efficiency of raw material utilization afforded by a high-yield process for making urea from by-products is significant.

かくて、比較的弱い圧力で高い効率の尿素の製造法は多
くの状況で有益である。
Thus, a method for producing urea with relatively low pressure and high efficiency would be beneficial in many situations.

Xが1又は2であるNOX1一酸化炭素及びH20又は
H2のような水素源というガス混合物が白金又はロジウ
ムのような水素添加触媒の上に通されると、もしもその
生成物が60℃以上の温度に凝縮されると尿素が得られ
そして60℃以下の凝縮ではアンモニウム・シアネート
、NH40CNが得られるということが見い出された。
When a gas mixture of NOX, carbon monoxide, where X is 1 or 2, and a hydrogen source such as H20 or H2 is passed over a hydrogenation catalyst such as platinum or rhodium, if the product is It has been found that upon condensation to temperatures urea is obtained and upon condensation below 60 DEG C. ammonium cyanate, NH40CN, is obtained.

100%までの収率(NOxの尿素又はNH40CNへ
の転化に基づく)が可能である。
Yields of up to 100% (based on conversion of NOx to urea or NH40CN) are possible.

モネルのような他の触媒は低収率例えば約30%を与え
るけれどもなお有用である。
Other catalysts such as Monel give lower yields, such as about 30%, but are still useful.

このような収率は大気圧でそして200〜600℃の温
度で得られる。
Such yields are obtained at atmospheric pressure and at temperatures of 200-600°C.

この方法は、NOxの濃度が200ppm程度に低い時
又は5%程度に高い時に尿素又はNH,OCNへの有利
な転化を与える。
This process provides advantageous conversion to urea or NH, OCN when the concentration of NOx is as low as 200 ppm or as high as 5%.

したがって、この方法は他の製造操作の副産物のNOx
を用いるのに適している。
Therefore, this method reduces NOx by-products of other manufacturing operations.
suitable for use.

これは特に重要であるが、低濃度の通常の窒素酸化物で
は負の製造費用が掛り、例えば連邦の環境法令の要件に
合致するべくNOxを他の比較的に無価値の非公害性物
質に転化するに際して著しい出費がある。
This is particularly important because low concentrations of conventional nitrogen oxides have negative manufacturing costs, such as converting NOx to other relatively worthless, non-polluting substances to meet federal environmental law requirements. There are significant expenses involved in converting.

この発明の方法は本質的に製造費用を製造資産に転換す
る能力を有している。
The method of this invention inherently has the ability to convert manufacturing costs into manufacturing assets.

この変化は比較的に穏和な反応条件からもたらされる合
理的な少資本投下と組み合わされる。
This change is combined with a reasonably low capital investment resulting from relatively mild reaction conditions.

この方法の興味を引く処は更に達成することのできる高
い転化率によって高められる。
The interest of this process is further enhanced by the high conversion rates that can be achieved.

第1図はこの発明の実施に適当な装置の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of an apparatus suitable for carrying out the present invention.

第2図〜第7図は種々の反応条件の下での転化率を示し
ている。
Figures 2-7 show the conversion under various reaction conditions.

この発明の好ましい具体例は第1図への参照をなしつ5
、合成法の工程を個別的に詳説することによって最もよ
く述べることができる。
A preferred embodiment of the invention is shown in FIG.
, can best be described by detailing each step of the synthetic method individually.

反応ガスのシリンダー(第1図の1,2及び3)及び不
活性のキャリャーガスのシリンダー4は個別的な流量調
節器5,6.7及び8を経て多岐管9に結合される。
The reactant gas cylinders (1, 2 and 3 in FIG. 1) and the inert carrier gas cylinder 4 are connected to the manifold 9 via individual flow regulators 5, 6, 7 and 8.

反応ガスは窒素酸化物、即ちNO又はNO2又はNO2
0組み合わせ、一酸化炭素、及び水素源である第3番目
の物質である。
The reactant gas is nitrogen oxide, i.e. NO or NO2 or NO2
0 combination, carbon monoxide, and a third substance that is a source of hydrogen.

分子状水素及び水は水素源として適当な物質の例であ匙
Molecular hydrogen and water are examples of substances suitable as hydrogen sources.

後者の場合、この方法が気相反応を含んでいるので、水
は反応ガスを水発泡器を経て通すような方法によって加
えられる。
In the latter case, since the process involves a gas phase reaction, water is added by such a method as passing the reaction gas through a water bubbler.

確かに、もしも他の反応物が十分に多い水の不純物含量
を有するならば、その上の添加は必要ではない。
Indeed, if the other reactants have a sufficiently high water impurity content, further additions are not necessary.

不活性ガスとして用いられる特別の物質は限定的ではな
い。
The particular substance used as the inert gas is not limited.

通常は実験室的な調製のヘリウムがその入手の容易の故
にそしてこれが反応生成物の分析を容易にするが故に用
いられる。
Laboratory-prepared helium is usually used because of its ready availability and because it facilitates analysis of the reaction products.

しかしN2のような他の不活性ガスも許容することがで
きる。
However, other inert gases such as N2 are also acceptable.

触媒10が反応容器11中に挿入され、そして熱電対1
2又は他の温度監視手段が触媒の近くに設置される。
A catalyst 10 is inserted into a reaction vessel 11 and a thermocouple 1
2 or other temperature monitoring means are placed near the catalyst.

用いられる触媒は水素添加触媒である。The catalyst used is a hydrogenation catalyst.

例えば、ロジウム、白金及びパラジウムのような触媒が
適当である。
For example, catalysts such as rhodium, platinum and palladium are suitable.

モネル(ニッケル、銅汲び他の元素の自然合金の商品名
)のような他の利類の水素添加触媒も有用である。
Other hydrogenation catalysts such as Monel (trade name for a natural alloy of nickel, copper, and other elements) are also useful.

この触媒の物理的形態は限定的ではない。The physical form of this catalyst is not limiting.

小さい金属粒又は相拐された触媒のような一般的な形状
が有用である。
Common shapes such as small metal particles or entrained catalysts are useful.

尿素又は尿素等価物即ちNH40CNの収率は反尾条件
及び用いられる個々の触媒に依存する。
The yield of urea or urea equivalent, NH40CN, depends on the reaction conditions and the particular catalyst used.

多くの用途では、30%以上のNOxから尿素又はNH
,OCNへの転化を得るように条件及び触媒を選択する
ことが望ましい。
In many applications, 30% or more NOx to urea or NH
, it is desirable to select conditions and catalysts to obtain conversion to OCN.

小規模の工業的応用については好ましくは70%以上の
転化が有利である。
For small-scale industrial applications, a conversion of preferably 70% or more is advantageous.

反応物質と触媒を配置した後、装置は密閉されそして系
の全体は不活性ガスでパージ処理さねる。
After placing the reactants and catalyst, the apparatus is sealed and the entire system is purged with inert gas.

次いで、望むならば、触媒が、200〜60(℃好まし
くは300〜500℃に1〜24時間にわたって加熱さ
れこの触媒の上にH2を通すことによって浄化される。
If desired, the catalyst is then heated to 200-60°C, preferably 300-500°C, for 1-24 hours and purified by passing H2 over the catalyst.

この目的のために、H2カ純粋な形態で又は0と50の
間の不活性ガスとHの比に不活性ガスで稀釈されて、系
に導入されるこの浄化処理は触媒表面から酸素を取り除
き、そして一般にこの触媒を更に活性にする。
For this purpose, H2 is introduced into the system in pure form or diluted with inert gas to an inert gas to H ratio of between 0 and 50. This purification process removes oxygen from the catalyst surface. , and generally makes the catalyst more active.

反応過程をはじめさせると、NOx,CO1水素源例え
ばH2及び不活性ガスがそれらのそれぞれの流量制御器
を経て多岐管9に流し出され、そして均一性を確保する
ためにミキシング・コイル14に進路づけられる。
Upon initiation of the reaction process, NOx, CO1 hydrogen sources such as H2 and inert gases are flushed through their respective flow controllers into manifold 9 and routed to mixing coil 14 to ensure uniformity. can be attached.

このガス流中の反応物質の濃度の典型例は2X10−’
気圧〜0.05気圧好ましくは2X10−3気圧〜0.
02気圧のNOxの分圧、0.5〜10好ましくは1〜
4のCO/NOxの比及び1〜10好ましくは1〜2の
H2/NOxの比である。
A typical example of the concentration of reactants in this gas stream is 2X10-'
Atmosphere to 0.05 atm, preferably 2X10-3 atm to 0.05 atm.
Partial pressure of NOx of 02 atm, 0.5-10 preferably 1-
A CO/NOx ratio of 4 and a H2/NOx ratio of 1 to 10, preferably 1 to 2.

このガス流の残部は不活性ガス、即ち望む反応に干渉し
ないガスで構成されている。
The remainder of this gas stream is made up of inert gases, ie, gases that do not interfere with the desired reaction.

全ガス流の適当な圧力は約1〜5気圧、好ましくは3/
4〜11気圧である。
A suitable pressure for the total gas flow is about 1 to 5 atmospheres, preferably 3/3 atmospheres.
The pressure is 4 to 11 atmospheres.

反応物質濃度全ガス流及び圧力についてのこれらの制限
内で、不活性ガスが使用されずそしてこの系が部分真空
で操作するという状況は含まれる。
Within these limits on reactant concentration, total gas flow and pressure, the situation is included where no inert gas is used and the system operates under partial vacuum.

このような状況はこの発明の範囲内である。Such situations are within the scope of this invention.

しかし、通常はいくらかの不活性ガスの添加を必要とす
る1気圧の範囲の圧力で運転させるのが一般に最も便利
である。
However, it is generally most convenient to operate at pressures in the range of 1 atmosphere, which usually requires the addition of some inert gas.

ガス混合物は約200〜600℃、好ましくは300〜
500℃の温度に熱せられる触媒上に通されるガスの流
速は反応物質の実質部分に反応のための十分な時間を与
えそしてさらに工業的に実行可能な処理時間を与えるよ
うに調整される。
The gas mixture has a temperature of about 200-600°C, preferably 300-600°C.
The flow rate of the gas passed over the catalyst, which is heated to a temperature of 500° C., is adjusted to give a substantial portion of the reactants sufficient time to react and also provide an industrially viable processing time.

一般に、標準的な触媒では、イ2当り約1,000〜1
00.000rl/hの流量が望ましい。
Generally, standard catalysts have about 1,000 to 1
A flow rate of 00.000 rl/h is desirable.

(このイ2は反応物質のガス流と反応できる触媒の全表
面積を指す。
(This 2 refers to the total surface area of the catalyst that can react with the reactant gas stream.

)反応の済んだガスは反応器から管15中に送られそし
てNH40CNはトラップ17を通過することによって
ガス流から凍結除去され、トラップは0℃〜120℃の
温度に維持される。
) The reacted gas is passed from the reactor into tube 15 and the NH40CN is frozen out of the gas stream by passing through trap 17, which is maintained at a temperature between 0<0>C and 120<0>C.

アンモニウム・シアネートは気相中で安定である。Ammonium cyanate is stable in the gas phase.

しかし、凝縮せしめると、これは自発的に60℃以上の
温度で尿素に転化する。
However, upon condensation, it spontaneously converts to urea at temperatures above 60°C.

尿素は固体状態で120℃で分解する。Urea decomposes in the solid state at 120°C.

したがって、反応済みのガスが60℃以下で凍結される
とNH40CNが固体として得られる。
Therefore, when the reacted gas is frozen below 60°C, NH40CN is obtained as a solid.

ガスが60℃〜120℃に凝縮せしめられれば、尿素が
得られる。
If the gas is condensed to 60°C to 120°C, urea is obtained.

120℃以上の凝縮は推奨できない。Condensation above 120°C is not recommended.

残るガスは次いで管25を経て排出される。得られる最
終的な収率は使われる個々の反応条件に依存する。
The remaining gas is then discharged via pipe 25. The final yield obtained depends on the particular reaction conditions used.

特定の状況において、コントロール試料が望ましい最適
の条件に固定するために使用される。
In certain situations, control samples are used to fix the desired optimal conditions.

次の実施例はこの発明の実施によって得られる種々のパ
ラメーターの効果と結果を表わしている。
The following examples illustrate the effects and results of various parameters obtained by practicing the invention.

実施例1〜実施例4は種々の触媒の収率についての温度
の効果を示している。
Examples 1-4 demonstrate the effect of temperature on the yield of various catalysts.

各実施例は1気圧の全ガス圧でなされた。Each example was made at a total gas pressure of 1 atmosphere.

実施例のいくつかはNOx対CO比を示唆された範囲外
のもので用いる。
Some of the embodiments use NOx to CO ratios outside the suggested ranges.

これらの実施例はCO過剰の大きなもので為されたが、
酸化窒素の反応を確かめるために本願発明を評価するた
めのものであった。
Although these examples were done with large CO excess,
The purpose was to evaluate the present invention in order to confirm the reaction of nitrogen oxide.

しかしながら、示唆された範囲は化学量論的比率の周囲
のものであり、反応混合物中のCO対Noは等価に非常
に近いいものである。
However, the suggested range is around stoichiometric ratios, where the CO to No in the reaction mixture is very close to equivalent.

このように、COは効率的に利用され、反応ガスの不経
済な浪費を防ぐ。
In this way, CO is efficiently utilized and uneconomical waste of reactant gases is avoided.

実施例 1 分析のためとして、排気中のNOx及びN2の濃度を測
定するための、ガスクロマトグラフ20とNH40CN
の濃度の測定のための修正型テクニコン・力口リメトリ
ック・自動分析器22とを含んでいる第1図に示す装置
を使用した。
Example 1 Gas chromatograph 20 and NH40CN for measuring the concentration of NOx and N2 in exhaust gas for analysis
The apparatus shown in FIG. 1 was used, which included a modified Technicon force-mouth remetric autoanalyzer 22 for the determination of the concentration of .

分析器の修正は尿素又はNH40CNによる装置の目詰
りを防ぐために必要であった。
Modifications to the analyzer were necessary to prevent clogging of the device with urea or NH40CN.

この修正は銀ノズルをへて熱ガスを強制する吸収器を設
置し、次いでアルコール溶液で連続的にフラッシュ処理
された表面にインシアネート成分を凝縮させそして溶解
することがらなる。
This modification consists of installing an absorber that forces hot gas through a silver nozzle and then condensing and dissolving the incyanate component onto a surface that is continuously flushed with an alcohol solution.

この溶液は尿素への全転化を達成するように60〜90
℃に熱せられる。
This solution was heated at 60-90% to achieve total conversion to urea.
heated to ℃.

尿素溶液はついでカルバミド・ジアセチル反応を用いて
分析される。
The urea solution is then analyzed using the carbamide diacetyl reaction.

(J・バイオケミストリー(Bioche−mistr
y)33.902(1939)を参照。
(J. Biochemistry (Bioche-mistr.
y) 33.902 (1939).

)0.12i2/rの活性表面積(反応物質との接触に
供し得る面積)をもつ約5gのスポンジ状白金が反応容
器中に設置された。
) Approximately 5 g of platinum sponge with an active surface area (area available for contact with reactants) of 0.12i2/r was placed in the reaction vessel.

0.3パーセントのNO,0.5パーセントのH2、5
.0パーセントのCO及び残部のHe1のガス混合物が
触媒上に115CC/分で流し込まれた(全圧1気圧)
0.3% NO, 0.5% H2, 5
.. A gas mixture of 0 percent CO and balance He1 was flowed over the catalyst at 115 CC/min (1 atm total pressure).
.

300〜500℃の範囲の触媒の種々の温度についての
尿素(NH40CN)の製造の測定がなされた(触媒は
熱コイル27をもつ流動砂層によって熱された。
Measurements of the production of urea (NH40CN) were made for various temperatures of the catalyst in the range 300-500 DEG C. (the catalyst was heated by a bed of fluidized sand with heating coils 27).

)反応器流出の試料は乾燥されそしてCOがアスカライ
ト(ascarite)・トラップ13で除去された。
) A sample of the reactor effluent was dried and the CO removed in an ascarite trap 13.

このアスカライト・トラップの排気はN2,NO,NO
2及びCOのような成分についてガス・クロマトグラフ
で分析された。
The exhaust of this askarite trap is N2, NO, NO
It was analyzed by gas chromatography for components such as 2 and CO.

流出するもう一つの試料はNH40CN及び/又は尿素
含量のため自動分析器22中で分析された,その結果は
第2図にグラフとして示してある。
Another effluent sample was analyzed in autoanalyzer 22 for NH40CN and/or urea content, the results of which are shown graphically in FIG.

実施例 2 実施例1の触媒が480℃で8時間次いで500℃で3
時間にわたってスポンジ状合金の上に、奥中に2パーセ
ントのH2の混合物を通して分解(浄化)された。
Example 2 The catalyst of Example 1 was heated at 480°C for 8 hours and then at 500°C for 3 hours.
A mixture of 2 percent H2 was passed through the depths over the spongy alloy for a period of time to decompose (purify).

実施例1と同じ反応条件の下で得られたデータを第3図
に示す。
Data obtained under the same reaction conditions as in Example 1 are shown in FIG.

これら2図の比較は一般に触媒の浮化に関連する改善さ
れた効果を示している。
A comparison of these two figures shows the improved effectiveness generally associated with catalyst floatation.

実施例 3 1.69d2/fの活性表面積をもつ約1.5Iのスポ
ンジ状ロジウムを反応室中に置いた。
Example 3 Approximately 1.5 I of rhodium sponge with an active surface area of 1.69 d2/f was placed in the reaction chamber.

純粋のH2を100CC/分で触媒上に流した。Pure H2 was flowed over the catalyst at 100 CC/min.

触媒を500℃に加熱しそしてこの温度で1−3/4時
間にわたって維持した。
The catalyst was heated to 500°C and maintained at this temperature for 1-3/4 hours.

触媒の温度を次いで室温に下げそしてガス流を終夜貯蔵
のため純H2から純Heに変えた。
The temperature of the catalyst was then lowered to room temperature and the gas stream was changed from pure H2 to pure He for overnight storage.

0.31パーセントのNO,0.5パーセントのH2、
5.0パーセントのCO及び残りのHeの混合物(全圧
1気圧)を230cC/分の速度でロジウムの上に、こ
れが360℃に熱されるように、製品の分析が次いで種
々の触媒温度でなされそしてその結果は第4図に示して
ある。
0.31% NO, 0.5% H2,
Analysis of the product was then made at various catalyst temperatures as a mixture of 5.0 percent CO and balance He (1 atm total pressure) was heated to 360° C. over the rhodium at a rate of 230 cC/min. The results are shown in FIG.

実施例 4 約41の金属モネルのファイリング(filing)(
活性表面積0.12d2/r)を反応器中に置きそして
IOOCC/分の2%H2/He流の下で450℃に加
熱した。
Example 4 Approximately 41 metal Monel filings (
An active surface area of 0.12 d2/r) was placed in the reactor and heated to 450° C. under a 2% H2/He flow of IOOCC/min.

浄化過程が終夜にわたって続けられた。The purification process continued throughout the night.

触媒の温度がついで200℃に下げられそしてガス流は
Zoo(l/分の純H2に変えられた。
The temperature of the catalyst was then lowered to 200° C. and the gas flow was changed to Zoo (1/min) pure H2.

温度が次いで450℃に4−一時間にわたって高くされ
た。
The temperature was then increased to 450°C for 4-1 hours.

種々の運転がなされそしてこの系はHeの下に数日間保
持された。
Various runs were made and the system was kept under He for several days.

次いで、0.3パーセントのNo.O.5パーセントの
H2、5.0バーセントのCO及び残部のHe1のガス
流が125CC/分の流速で導入された(全圧1気圧)
Then 0.3 percent No. O. A gas flow of 5 percent H2, 5.0 percent CO, and balance He1 was introduced at a flow rate of 125 CC/min (total pressure 1 atm).
.

収率が長期にわたって種々の触媒温度で測定された。Yields were measured over time and at various catalyst temperatures.

触媒は、測定がなされていないときは純Heの下に保持
された。
The catalyst was kept under pure He when no measurements were taken.

その結果を第5図に示す。第2図〜第5図に見ることが
できるようにほぼ100%に近いNOからNH40CN
への転化が可能であった。
The results are shown in FIG. As can be seen in Figures 2 to 5, almost 100% NO to NH40CN
It was possible to convert to

次の実施例は種々の温度での収率についての典型的な流
れの効果を表わしている。
The following examples represent typical flow effects on yield at various temperatures.

実施例 5 実施例1で用いた触媒が再び500℃で2パーセントH
2/Heo下で分解された(2時間)。
Example 5 The catalyst used in Example 1 was again heated to 2% H at 500°C.
Digested under 2/Heo (2 hours).

0.3パーセント17)NO,0.5パーセントのH2
5.0パーセントのCO及び残部のH2(全ガス圧1気
圧)の混合物の種々の流速についての360及び410
℃での収率が測定された。
0.3% 17) NO, 0.5% H2
360 and 410 for various flow rates of a mixture of 5.0 percent CO and balance H2 (1 atm total gas pressure).
The yield in °C was determined.

第6図の線30は低温での結果をそして線31は高温で
の結果を示している。
Line 30 in FIG. 6 shows the results at low temperature and line 31 shows the results at high temperature.

約5グラムのスポンジ状白金(活性表面積o.12m2
/g)の別の試料が終夜、5oo℃で2パーセントH2
/Ieの流れの下で分解された。
Approximately 5 grams of spongy platinum (active surface area o. 12 m2)
/g) was exposed to 2% H2 overnight at 50°C.
/Ie flow.

触媒温度が430℃に調整されそして0.33パーセン
トのNO,0.5パーセントのH2、5.0パーセント
のCO及び残部のH2のガス混合物(全圧1気圧)が7
00rl/分の流速で導入された。
The catalyst temperature was adjusted to 430°C and a gas mixture of 0.33% NO, 0.5% H2, 5.0% CO and balance H2 (total pressure 1 atm) was
A flow rate of 00 rl/min was introduced.

この流速はガス混合物が反応器に達する前にガス流を部
分的に漏洩させることによって変えられた。
This flow rate was varied by partially leaking the gas flow before the gas mixture reached the reactor.

別の流速の430℃でのNH40CNの収率が第6図の
線32によって表わされている。
The yield of NH40CN at 430° C. for different flow rates is represented by line 32 in FIG.

(流速はF/Sとして示されているが、こ\でFはIl
/時のガス容積であり、そしてSは反応ガス流と反応し
つる触媒試料の表面積である。
(The flow rate is shown as F/S, where F is Il
/hour, and S is the surface area of the catalyst sample that reacts with the reactant gas stream.

)次の実施例は反応収率に対する反応物質比の効果を示
す。
) The following example illustrates the effect of reactant ratio on reaction yield.

実施例 6 約51のスポンジ状白金(活性表面積0.12イ2/1
)を反応器中に置いた。
Example 6 Approximately 51 spongy platinum (active surface area 0.12 2/1
) was placed in the reactor.

触媒温度が450℃に高められそして2パーセントH2
/}{が系に終夜にわたって60CC/分の速度で流さ
れた。
The catalyst temperature was increased to 450°C and 2% H2
/}{ was flowed through the system overnight at a rate of 60 CC/min.

温度が次いで404℃に下げられそして0.3パーセン
トのNO,5.0パーセントのC0,0.3パーセント
のH2及び残部のH。
The temperature was then lowered to 404°C and 0.3% NO, 5.0% CO, 0.3% H2 and balance H.

を含むガス混合物(全ガス圧1気圧)がこの系を通して
400CC/分の速度で流された。
(1 atm total gas pressure) was flowed through the system at a rate of 400 CC/min.

Co濃度が変えられ(Heの濃度も埋め合わせのため変
えられた)そしてNH40CNの収率が測定された。
The Co concentration was varied (the He concentration was also varied to compensate) and the yield of NH40CN was measured.

次の結果が得られた。この流れは次いで2パーセントの
H2/Ho混自物に変えられ(流速60cC/分)そし
て触媒は糾夜にわたって450℃で分解された。
The following results were obtained. This stream was then converted to a 2 percent H2/Ho mixture (flow rate 60 cC/min) and the catalyst was decomposed overnight at 450C.

触媒温度か420℃に下げられそして種々の反応混合物
がこの系(与えられたどの混合物の全圧も1気圧であっ
た)を通して流された(400CC/分)。
The catalyst temperature was lowered to 420° C. and the various reaction mixtures were flowed (400 CC/min) through the system (total pressure of any given mixture was 1 atm).

反応ガスの混合物(残部は示さないがH2である)の糾
成物とNH40CNの収率を次表に示した。
The yields of the condensate of the reaction gas mixture (the remainder is H2 not shown) and NH40CN are shown in the following table.

上の表は化学量論的な比率に近いH2/NOに転化率は
かなり鈍感であるが、しかしこの率はH2/NO比が約
1.5以上に増やされたときに著しく減少せしめられる
ことを示している。
The above table shows that the conversion rate is quite insensitive to H2/NO close to the stoichiometric ratio, but this rate is significantly reduced when the H2/NO ratio is increased above about 1.5. It shows.

この表は更にH20が水素源として有効的に使われたこ
とを示している。
This table further shows that H20 was effectively used as a hydrogen source.

次の実施例は反応収率に関する02の効果を示す。The following example shows the effect of 02 on reaction yield.

02が導入されたときNOがNO2に転化されたことは
注目すべきことである。
It is noteworthy that NO was converted to NO2 when 02 was introduced.

実施例 7 還元状態下で約51のスポンジ状白金が500℃に上げ
られそして0.33パーセントのNO、0.5パーセン
トのH2、5.0パーセントのCoのガス流(残部H2
、全ガス圧1気圧)がこの系に14a/hの速度で流し
込まれた。
Example 7 About 51 sponge platinum was raised to 500°C under reducing conditions and subjected to a gas stream of 0.33% NO, 0.5% H2, 5.0% Co (balance H2).
, total gas pressure of 1 atm) was flowed into the system at a rate of 14 a/h.

各種のパーセントの02が導入されそして転化率が測定
された。
Various percentages of 02 were introduced and conversions were measured.

その結果は第7図に示してある。The results are shown in FIG.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明の実施に適当な装置の説明図である。 第2図〜第1図は種々の反応条件の下での転化率を示す
グラフである。 1,2.3・・・・・・反応ガスのシリンダー、4・・
・・・・不活性のキャリャーガスのシリンダー、5,6
,7,8・・・・・・流量調節器、9・・・・・・多岐
管、10・・・・・・触媒、11・・・・・・反応容器
、12・・・・・・熱電対、14・・・・・・ミキシン
グコイル、15・・・・・・管、17・・・・・・トラ
ップ、20・・・・・・ガスクロマトグラフ、22・・
・・・・自動分析器、25・・・・・・管、27・・・
・・・熱コイル。
FIG. 1 is an explanatory diagram of an apparatus suitable for carrying out the present invention. Figures 2-1 are graphs showing conversion under various reaction conditions. 1, 2.3...Reaction gas cylinder, 4...
...Inert carrier gas cylinder, 5,6
, 7, 8...Flow rate regulator, 9...Manifold, 10...Catalyst, 11...Reaction vessel, 12... Thermocouple, 14... Mixing coil, 15... Tube, 17... Trap, 20... Gas chromatograph, 22...
...Automatic analyzer, 25...Tube, 27...
...Heating coil.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 弐N2H4COの化合物の製造において、水素添加
触媒の存在の下で、a)組成NOxの酸化物(こ一でX
はl又は2である。 )、b)一酸化炭素、及びC)水素源をCO:NOx−
0.5:1〜io:i,H2:NOx=1:1〜10:
1の割合で含むガス混合物を200〜600℃の範囲の
温度で反応させ、そして得られた化合物を捕集すること
を特徴とする前記化合物の製造方法。 2 特許請求の範囲第1項において、前記方法を300
〜500℃の範囲の温度で実施することを特徴とする方
法。 3 特許請求の範囲第1項又は第2項のいずれかにおい
て、前記水素添加触媒に白金、ロジウム、及びパラジウ
ム並びに67%ニッケル、28チ銅、1〜2%マンガン
及び1.9〜2.5%鉄よりなる合金を選択することを
特徴とする方法。 4 特許請求の範囲第1項、第2項、又は第3項のいず
れかにおいて、前記水素源を分子状水素及び水から選択
することを特徴とする方法。 5 特許請求の範囲第1項〜第4項のいずれかにおいて
、その得られた化合物を120℃以下の温度に凝縮する
ことによって捕集することを特徴とする方法。 6 特許請求の範囲第5項において、60℃以下の温度
に凝縮することによって前記化合物を固体のNH40C
Nとして捕集することを特徴とする方法。 7 特許請求の範囲第5項において、60〜120℃の
温度に凝縮することによって前記化合物を固体尿素とし
て捕集することを特徴とする方法。 8 特許請求の範囲第1項〜第7項のいずれかにおいて
、付加的に酸素を前記ガス混合物中に含んでいる方法。 9 特許請求の範囲第1項〜第8項のいずれかにおいて
一酸化炭素対NOxの比率を1:1〜4:1に選択した
ことを特徴とする方法。 10 特許請求の範囲第9項においてN2対NOxの比
率が1二1〜2:1を選択したことを特徴とする方法。
[Claims] 1. In the production of a compound of 2N2H4CO, in the presence of a hydrogenation catalyst, a) an oxide of composition NOx (in this case
is l or 2. ), b) carbon monoxide, and C) hydrogen source CO:NOx-
0.5:1~io:i, H2:NOx=1:1~10:
1. A process for the production of said compounds, characterized in that a gas mixture containing a proportion of 1:1 is reacted at a temperature in the range from 200 to 600 DEG C., and the resulting compound is collected. 2. Claim 1 provides that the method comprises 300
A method characterized in that it is carried out at a temperature in the range ~500<0>C. 3. In either claim 1 or 2, the hydrogenation catalyst contains platinum, rhodium, and palladium, as well as 67% nickel, 28% copper, 1 to 2% manganese, and 1.9 to 2.5% manganese. % iron. 4. A method according to claim 1, 2, or 3, characterized in that the hydrogen source is selected from molecular hydrogen and water. 5. A method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the obtained compound is collected by condensing at a temperature of 120° C. or lower. 6 In claim 5, the compound is converted into solid NH40C by condensing at a temperature of 60°C or less.
A method characterized by collecting as N. 7. A method according to claim 5, characterized in that the compound is collected as solid urea by condensation at a temperature of 60 to 120°C. 8. A method according to any one of claims 1 to 7, further comprising oxygen in the gas mixture. 9. A method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the ratio of carbon monoxide to NOx is selected from 1:1 to 4:1. 10. A method according to claim 9, characterized in that the ratio of N2 to NOx is selected from 121 to 2:1.
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