NO149377B - Fremgangsmaate og innretning til separering av en gassblanding i sine bestanddeler - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for fremstilling av hydroksylamin.

Det er kjent at nitrogenoksyd lar seg

redusere til hydroksylamin ved hjelp av hydrogen i nærvær av platinametallholdige katalysatorer i surt medium, se f. eks. tysk patentskrift 920 936 og 968 363. Videre er det kjent at reaksjonshastigheten lar seg forbedre ved likt utbytte, når reduksjonen foretas i nærvær av organiske forbindelser som har polare grupper med et midlere an-tall karbonatomer.

Ved den sistnevnte fremgangsmåte er det en ulempe at reaksjonsfremmede sub-stanser føres inn i systemet da disse kan ha uheldig innvirkning ved den videre uavhengige anvendelse av hydroksylami-net. En ytterligere ulempe ved den omtalte fremgangsmåte består i at utbyttet, som enda ved reaksjonens begynnelse utgjør 80 vektprosent beregnet på den tilsatte ni-trogenoksydmengde, ikke kan holdes konstant men langsomt avtar.

Det har nå overraskende vist seg at hydroksylaminutbyttet ved katalytisk reduksjon av nitrogenoksyd i nærvær av platinametallholdige katalysatorer i sur løs-ning kan holdes på et høyt nivå, dvs. ved 80 vektprosent og høyere og med stor reak-sjonshastighet.

Foreliggende oppfinnelse går derfor ut

på en fremgangsmåte for fremstilling av hydroksylamin ved katalytisk reduksjon av nitrogenoksyd ved hjelp av hydrogen og en platinaholdig katalysator, idet det sær-egne består i at reduksjonen av nitrogen-oksydet foretas i nærvær av 0,4—1,0 mol av

et hydroksylaminsalt pr. liter reaksjons-løsning.

Som katalysator for denne prosess anvendes platina, med eller uten tilsetninger. Platinalegeringen kan likeledes benyttes. Som tilsetninger eller også som lege-ringskomponent for platina benyttes for-trinnsvis sølv, kvikksølv, bly, gull, iridium, palladium og metallene i den V. og VI. hovedgruppe. Blandinger av platina med et av de nevnte metaller eller legeringer kan også anvendes sammen med bærere. Om-setningen av nitrogenoksyd til hydroksylamin foretas med fordel i vandig eller alkoholisk svovel- eller salt-sur løsning ved temperaturer som ligger mellom løsningens frysepunkt og 80° C. De beste resultater oppnås ved temperaturer på mellom 65 og 80° C. Fremgangsmåten kan gjennomføres ved normalt eller ved høyere trykk.

Prosessen kan med fordel utføres i nærvær av en platinakatalysator, hvor sus-pensjonen av platina som er utfelt på aktivt kull i svovelsur vandig løsning dess-uten er tilsatt løselige sølvforbindelser.

Ved foreliggende fremgangsmåte er det ikke nødvendig å holde pH området innen-for så trange grenser som ved de tidligere kjente fremgangsmåter. Det er således til-strekkelig at pH verdien ligger lavere enn 3,0. Dersom f. eks. hydroksylaminsaltkon-sentrasjonen heves over ca. 1 mol/liter reaksj onsløsning faller hydroksylaminom-setningen vesentlig av, og det dannes mer ammoniakk som er et uønsket biprodukt.

Oppfinnelsen skal i det følgende bely-

ses ved hjelp av eksempler.

Eksempel 1.

I en beholder 1 (fig. 1) med varme-

kappe 2 hvor beholderen inneholder vandig svovelsyre med en konsentrasjon på 10 vo-lumprosent som pr. liter inneholder 0,04 g sølvnitrat og 43 g hydroksylaminsulfat samt 0,33 g platina utfelt på 1,33 g aktivt kull. Katalysatoren holdes konstant sve-

vende ved hjelp av en rører 3. Temperatu-

ren holdes på 47° C ved å lede varmt vann gjennom varmekappen 2. Gjennom ledning 4 blir nitrogenoksyd og hydrogen som blandes i beholderen 4a, tilført i en mengde på 4,13 liter NO og 6,25 liter H2 pr. time pr. liter reaksjonsløsning. Til beholderen 1

tilføres øverst gjennom ledningen 5 pr.

time og pr. liter reaksjonsløsning 160 ml 10 vol.pst. svovelsyre som inneholder 1,33

g/liter platinkatalysator og 0,04 g/liter sølvnitrat som er mettet med hydrogen gjennom ledningen 4. Samtidig tas det ved den nedre ende, gjennom ledningen 6, ut 160 ml reaksjonsløsning pr. liter av den løsning som befinner seg i beholderen pr.

time. Gjennom ledningen7blir ikke-omsat-

te reaksjonsgasser ført bort. Størrelsen av beholderen velges slik at oppholdstiden for reaksjonskomponentene i denne blir 5 ti-

mer. Hydroksylaminutbyttet utgjør da 83—

85 pst. Den utstrømmende løsning innehol-

der 45,6 g hydroksylaminsulfat pr. liter.

Eksempel 2.

0,15 g av den platinakatalysator som ble benyttet i eksempel 1, utfelt på 1,5 g aktivt kull, ble dispergert i 1 liter 15 vol.pst. svovelsyre som inneholdt 57 g hydroksylaminsulfat. Ved en temperatur i løsningen på 75° C ble det pr. time ledet gjennom 16,4

liter NO og 25,0 liter H2. Pr. time ble det tatt ut 700 ml reaksjonsløsning som ble er-

stattet med 700 ml 15 vol.pst. svovelsyre med katalysator som på forhånd var met-

tet med hydrogen. Hydroksylaminutbyttet utgjorde 87—90 pst.

Eksempel 3.

En legering av 0,15 g platina med 0,05

g kvikksølv utfelt på 1,5 g aktivt kull .ble dispergert i 1 liter 2n saltsyre som inne-

holdt 60 g hydroksylaminklorid. 4,1 liter/

time NO og 6,25 liter/time H2 ble ledet gjennom ved 35° C. 170 ml/time 2n salt-

syre som inneholdt de samme mengdei katalysator og var mettet med hydrogen ble

tilført. Pr. time ble det tatt ut 170 ml reaksj onsoppløsning. Hydroksylaminutbyttet var 80—82 pst.

Eksempel 4.

0,13 g platina, utfelt på 1,3 g aktivt kull, ble dispergert i 15 vol.pst. svovelsyre som inneholdt 70 g hydroksylaminsulfat og 0,01 g arsensyrling. Det ble ledet gjennom 2 liter/time NO og 12,5 liter/time H2 ved 70°

C. 340 ml/time 15 vol.pst. svovelsyre med

0,13 g platina, utfelt på 1,3 g aktivt kull,

og 0,01 g arsensyrling mettet med hydrogen,

ble tilført, samtidig som 340 ml/time re-aksjonsløsning kontinuerlig ble tatt ut. Hydroksylaminutbyttet utgjorde 83—85 pst.

Eksempel 5.

Reaksjonsbetingelsene tilsvarte de i eksempel 4. Som katalysator ble det benyt-

tet en legering av like deler platina og gull i en mengde på 15 g/liter reaksjonsløsning.

Eksempel 6.

En kolonne 1 (fig. 2) som var forsynt

med avsatser slik som vist på fig. 2a, ble gjennom ledning 2 tilført 5,6 liter NO og 9,0 liter H2 pr. time. Avsatsene 3 i kolon-

nen 1 var gjennomhullet. Ved starten var det i kolonnen 13 liter 10 pst. svovelsyre sammen med 0,8 g platina, utfelt på 8 g aktivt kull, 0,3 g sølvnitrat og 180 g hydrok-sylammoniumsulfat. Denne blanding ble pumpet omkring gjennom ledningen 5 ved hjelp av pumpen 4 i en mengde på 200 liter/time, mens reaksjonsgassen ble pum-

pet om med en hastighet på 700 liter/time gjennom ledning 7 over pumpen 6. Reak-sjonsløsningen ble herunder holdt ved en temperatur på 80° C ved hjelp av varme-innretningen 8. Fra kolonnen ble det tatt ut 1,5 liter/time gass over ledning 9 og 650 ml/time reaksjonsløsning gjennom ledning 10. Denne mengde ble erstattet ved tilset-

ning av tilsvarende mengder friskløsning gjennom ledning 11.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av hydroxylamin ved katalytisk reduksjon av i nitrogenoksyd ved hjelp av hydrogen og en platinaholdig katalysator, ved pH under 3,0, karakterisert ved ved at reduksjonen foretas i nærvær av 0,4—1,0 mol ; av et hydroxylaminsalt pr. liter reaksjons-løsning. 2. Fremgangsmåte som angitt i på-stand 1, karakterisert ved at nitro-

genoksydreduksjonen foretas ved en temperatur på 65—80° C.

3. Fremgangsmåte som angitt i på-stand 1—2, karakterisert ved at ni-trogenoksydreduksjonen foretas ved en pH på 0,5—1,5.