PL14429B1 - Sposób otrzymywania azotu, tlenku wegla i wodoru z gazu pieców koksowych do syntezy amonjaku i alkoholu metylowego. - Google Patents

Description

Wiadomo, ze gaz z pieców koksowych jest obecnie waznym materjalem wyjscio¬ wym w przemysle syntetycznego amonja¬ ku. Gaz z pieców koksowych zawiera okolo 50% wodoru. W pewnych pro¬ cesach bezposrednio oddziela sie wo¬ dór od innych gazów, stanowiacych mieszanine zwana „gazem z pieców koksowych", skraplajac te inne pary zapomoca dostatecznego oziebienia. W in¬ nych procesach stosuje sie droge posred¬ nia, rozkladajac pare wodna zapomoca ze¬ laza rozgrzanego do czerwonosci, przy- czem zelazo zatrzymuje tlen, a gaz z pie¬ ców koksowych sluzy do redukcji otrzyma¬ nego tlenku zelaza.Wiadomo równiez, ze w procesach tych znaczna trudnosc sprawia otrzymywanie wodoru w stanie dostatecznie czystym, tak zeby nie zatruc katalizatorów, bardzo wrazliwych nawet na slady weglowodorów nienasyconych, a zwlaszcza acetyleno¬ wych, które moga pochodzic równiez z pie¬ ca koksowego. Dotyczy to równiez azotu, przeznaczonego do syntezy amonjaku.Azot ten powinien byc równiez bardzo czy¬ sty; otrzymuje sie go zwykle, spalajac w powietrzu czesc otrzymanego wodoru i skraplajac wode otrzymana jako produkt tego spalenia, albo tez skraplajac i desty¬ lujac powietrze atmosferyczne. Otrzymywa¬ nie azotu jednym lub drugim sposobem jestkosztowiie, poniewaz w pierwszym przy¬ padku spala sie duzojcennego wodoru, w drug^rh^zis kosziowfte. jest sprezanie po¬ wietrza oraz obsluga potrzebnych apara¬ tów, i W obu wymienionych procesach otrzy¬ mywania wodoru z gazu pieców koksowych otrzymuje sie mieszanine zmiennych ilosci metanu, etylenu, propylenu, etanu, tlenku wegla, bezwodnika weglowego, azotu i nie¬ co pozostalosci wodoru. Niektóre z tych gazów -mozna calkowicie lub czesciowo od¬ dzielic w celu otrzymywania innych pro¬ duktów albo ze wzgledów natury technicz¬ nej.Zgodnie z wynalazkiem niniejszym wy¬ kryto, ze te mieszanine pozostalosci gazo¬ wych mozna zapomoca niecalkowitego spa¬ lania, prowadzonego w pewnych warun¬ kach, zuzytkowac do otrzymywania a- monjaku i alkoholu metylowego po doda¬ niu dowolnej ilosci wodoru.Calkowite spalenie tych gazów daloby oczywiscie kwas wetglowy, wode i azot.Wtedy oczywiscie latwoby mozna usunac wode i kwas weglowy sposobami znanemi, poczem pozostalby sam azot. W praktyce jednak takie calkowite spalenie nie da sie zastosowac, poniewaz wymagaloby czesto stosowania nadmiaru powietrza, skutkiem czego w otrzymanym azocie znajdowalby sie równiez tlen; z drugiej strony spalanie calkowite wymaga bardzo wysokich tem¬ peratur, które sprzyjaja tworzeniu sie tlenków azotu, szkodliwych dla dalsziego stosowania otrzymanych gazów.Zgodnie z wynalazkiem wykryto, ze zapomoca ostroznego spalania z iloscia po¬ wietrza bardzo niedostateczna, prowadzo¬ nego zreszta w pewnych warunkach, z ga¬ zów pozostalosciowych, pochodzacych od fabrykacji wodoru z gazu pieców kokso¬ wych, mozna otrzymac gaz ubogi, bardzo bogaty w aaot, zawierajacy oprócz wodoru tlenek wegla i nieco C02, którego mozna sie latwo pozbyc, lecz pozbawiony weglo¬ wodorów, wystepujacych w nim jedynie w postaci sladów, nie dajacych sie oznaczyc ilosciowo, których mozna sie równiez po¬ zbyc.Istotnie mozna gazy pozostalosciowe porównac z paliwem, przeznaczonem do przetwarzania na inna palna mieszanine gazowa zapomoca spalania niecalkowitego, jak sie to robi z weglem lub koksem w czadnicach. Otrzymany ubogi gaz bedzie jednak bogatszy w wodór niz ubogi igaz z wegla lub koksu, dzieki obecnosci znacznej ilosci metanu, zawartego w mieszaninie pierwotnej* Pod dzialaniem ciepla weglo¬ wodory te rozkladaja sie na wodór i we¬ giel, a doswiadczenia wykazaly, ze cho¬ ciaz tylko czesc wodoru jest utleniona, a czesc pozostaje w stanie wolnym, to cala ilosc wegla przetworzona jest na tlenek wegla, którego znowu nieznaczna ilosc u- tleniona jest na dwutlenek.Gdyby pracowac bez specjalnych o- stroznosci, to stwierdzonoby slady tlenku azotu, lecz w ilosciach nie tak duzych, jak W przypadku spalania calkowitego.Wykryto, ze podczas spalania niecal¬ kowitego mozna uniknac tworzenia sie tlenków azotu, pracujac w pewnych warun¬ kach opisanych ponizej, ale zato w gazach pozostaja nie dajace sie oznaczyc iloscio¬ wo slady weglowodorów nienasyconych, zwlaszcza acetylenowych, równiez szkodli¬ wych dla katalizy amonjaku, których la¬ two sie pozbyc przez dysocjacje w wyso¬ kiej temperaturze w obecnosci opilków ze¬ laza, chromu lub niklu albo lepiej stopu tych metali.Po osiagnieciu wlasciwych warunków wytwarzania mieszaniny bogatej w azot, otrzymuje sie mieszanine azotu, wodoru i tlenku ivegla. Azot i wodór sa odpowied¬ nie do syntezy amonjaku, tlenek wegla mozna usunac zapomoca znanego procesu, przetwarzajac go czesciowo na alkohol me¬ tylowy, który sie skrapla, czesciowo «as na metan, gaz nie wywierajacy praktycz- — 2 —nie wplywu na katalize amonjaku, w prze¬ ciwienstwie do zachowania sie w tym przy¬ padku weglowodorów nienasyconych.Do wykonania niniejszego sposobu sluzy urzadzenie przedstawione na ry¬ sunku.Pozostalosci gazowe, otrzymane przy fabrykacji wodoru z gazów pieców kokso¬ wych, wdmuchiwane przez sprezarke 1* miesza sie z odpowiednia iloscia powietrza, wdmuchiwanego przez sprezarke V, i mie¬ szanine wprowadza sie do wiezy 2 lub gaz- nicy, napelnionej materjalem ogniotrwa¬ lym w malych kawalkach, utrzymywanym w temperaturze dostatecznie wysokiej cie¬ plem samej reakcji. Szybkosc doplywu mieszaniny gazowej reguluje sie tak, zeby spalanie bylo bezplomieniowe przy wlocie do gaznicy i odbywalo sie przedewszyst- kiem w szczelinach materjalu ogniotrwa¬ lego.Nastepnie gorace gazy przechodza do wiezy 3, usuwajacej slady weglowodorów nienasyconych.Potem gazy chlodzi sie zapomoca zra¬ szania woda w skruberze 4, nastepnie prze¬ chodza one do skrubera 5, zraszanego roz¬ tworem amonjaku. Ostateczne przemycie oczyszczona woda w wiezy 6 rozpuszcza ostatnie slady amon jaku porwane przez gaz.Pompa 7 wprawia w obieg roztwór a- monjaku, który przechodzi przez kadz 8, dokad doplywa swiezy roztwór w sposób ciagly, przyczem w dowolnym punkcie o- biegu umieszcza sie oczyszczalnik stoso¬ wanego roztworu.Spalanie prowadzi sie glównie, regu¬ lujac stosunkowe ilosci gazu i powietrza oraz temperature wnetrza czadnicy tak, zeby nie wytwarzac tlenków azotu. W tym celu wystarczy, zeby zawartosc C02 w ga¬ zach, uchodzacych z wiezy spalania, nie przekraczala .pewnego maksimum, zmien¬ nego w zaleznosci od skladu gazu pierwot¬ nego, lecz zawsze zblizanego do 4 — 5% (analiza zrobiona nej).Np. stosujac dzie: co2 o2 C„F„ CO H2 CHt N2 l JX igaz skropleniu pary wod- poczatteowy o skla- 0 2,4 0,7 7,5 10,4 65 14 100,00 reakcje prowadzi sie tak, zeby otrzymac przy wylocie z aparatu spalajacego gaz o skladzie: co2 o2 CnHu CO H2 CH4 4,6 0 slady nie dajace sie o- kreslic ilosciowo 11,8 16 0 N9 67,5 100,00 Mieszanina ta nie zawiera nawet sla¬ dów tlenowych zwiazków azotu. Slady we¬ glowodorów nienasyconych zwlaszcza we¬ glowodorów acetylenowych, znajdujace sie w gazie po spaleniu, usuwa sie zapo¬ moca rozkladu katalitycznego w wysokiej temperaturze w obecnosci opilków zelaza, niklu albo chromu albo korzystnie w obec¬ nosci stopu tych trzech metali.Gazy uwalnia sie od zawartego w nich C02 zapomoca przemywania roztworem amoniakalnym, a nastepnie czysta woda, w celu rozpuszczenia porwanego amonjaku.Gazy sa wtedy odpowiednie do zmiesza¬ nia z wodorem, przeznaczonym do synte¬ zy alkoholu metylowego i amonjaku. — 3 — PL

Claims (4)

1. Z a s t r z e z e n i a p a t e n t o w e. 1. Sposób otrzymywania mieszaniny a- zotu, wodoru i tlenku wegla z gazu pie¬ ców koksowych do syntezy amonjaku i al¬ koholu metylowego, znamienny tern, ze ga¬ zy pozostale po otrzymywaniu wodoru z ga¬ zu pieców koksowych lacznie z okreslona u- przednio iloscia powietrza poddaje sie nie¬ calkowitemu spalaniu, przyczem otrzymu¬ je sie mieszanine gazowa zdatna do jedno¬ czesnej syntezy amon jaku i alkoholu me¬ tylowego.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. lf znamien¬ ny tern, ze doplyw powietrza spalania tak sie reguluje, zeby zawartosc dwutlenku wegla w mieszaninie gazowej, otrzymanej po spalaniu, wynosila 4 do 5%.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 2, znamien¬ ny tern, ze gazy pozostale po otrzymywa¬ niu wodoru, po uprzedniem odpowiedniem zmieszaniu ich z powietrzem, wdmuchuje sie do dolnej czesci wiezy (2), napelnionej drobnemi kawalkami ogniotrwalego mate- rjalu tak, iz nastepuje spalanie bezplomie- niowe, poczem gazy spalania wprowadza sie do dalszej wiezy (3), w celu usuniecia zawartych w nich sladów weglowodorów nienasyconych, a nastepnie przeprowadza sie je przez skruber (4), w celu oziebienia wioda, potem przez dalszy skruber (5) — w celu potraktowania amonjakiem, a wreszcie przez ostatni skruber (6) —- w ce¬ lu dalszego potraktowania czysta woda.
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tern, ze amonjak, doplywajacy bez przerwy do zbiornika (8), wprawia sie zapomoca pompy w obieg kolowy, w którym w odpo¬ wiedniem miejscu wlaczone jest urzadze¬ nie do oczyszczania stosowanego roztworu. S ociete Anonyme Compagnie de Bethune. Zastepca: L Myszczynski, rzecznik patentowy.t)o opisu patentowego Nr 14429. bruk L. Boguslawskiego 1 Skt, Warszawa. PL