PL14978B1 - Sposób przeprowadzania reakcyj gazowych. - Google Patents

Description

Przeprowadzenie reakcji gazowych, zwlaszcza kontaktowych, z dostateczna wydajnoscia mozliwe jest czesto tylko w waskich granicach temperatury i cisnienia, do utrzymania których zwykle srodki, re¬ gulujace temperature oraz sklad miesza¬ niny, nie wystarczaja.Proponowano juz, by, w przypadku sil¬ nie egzotermicznych i wrazliwych na tem¬ perature reaJkcji kontaktowych, cieplo od¬ prowadzac przez dodatek obojetnych ga¬ zów, uchodzacych w gazie koncowym. Jed¬ nakze takie dodatki rozcienczaja gazy reakcyjne i utrudniaja przerób mieszani¬ ny reakcyjnej w pochlaniaczach, skrapla¬ czach i t. d.Niniejszy wynalazek usuwa te niedo¬ godnosci przez dodatek do gazów reak¬ cyjnych takich substancyj, które same, ja¬ ko takie lub jako produkty koncowe, daja sie usunac z mieszaniny gazowej przed dalszym jej przerobieniem. Takiemi do¬ datkami, które daja sie latwo usumac, sa, np., para wodna i kwas weglowy; mozna je latwo skroplic lub absorbowac za strefa reakcji przed dalszem przerabianiem ga¬ zów reakcyjnych. Jezeli przeiprowadza sie reakcje, przy których pozadane jest do¬ datkowe ogrzewanie, wówczas mozna, np. w przypadku reakcji kontaktowych, pare wodna zastapic wodorem, który, wydzie¬ lajac cieplo, spala sie na kontaktach nawode i w tej postaci zostaje schwytany za kont^^M^inic oiteci^za^c gazów pfzy dal¬ szejl ten sam sposób* w wy¬ padkach, gdzie, jako dodatek, stosuje sie zwykle kwas weglowy, uaozna uzyc tlenelk wegla, który z wydzieleniem ciepla spala sie na kwas weglowy i zostaje w tej po¬ staci usuniety z mieszaniny gazowej.Nastepnie mozna uzywac, np. S02, któ¬ re sie usuwa jako taki, badz jako S0~ lub jako H2S04.Dobrym przykladem zastosowania wy¬ nalazku jest spalenie amonjaku na gazy nitrozowe. Mozna, np., spalic amonjak w czystym tlenie bezposrednio na wysoko¬ procentowy kwas azotowy, przyczem do¬ dana pare wodna skrapla sie w specjalnej chlodnicy bezposrednio za urzadzeniem spalajacem, w danym przypadku po przej¬ sciu przez kociol parowy, dzieki czemu zupelnie nie powstaje rozcienczony kwas azotowy. W ten sposób mozna jednocze¬ snie usunac wode reakcyjna, powstala ze spalenia* Te wode reakcyjna oraz, ewen¬ tualnie, dodana pare wodna usuwa sie równiez i w tym przypadku, gdy do swie¬ zego gazu dodaje sie S02, które usuwa sie za kontaktem, jako kwas siarkowy, (dzieki czemu nitrozowe gazy, dokladnie odwod¬ nione, moga byc dalej przerabiane. W tym przypadku kwas siarkowy oddziela sie w dowolnem stezeniu (rozcienczony, stezony lub dymiacy, np. 60%).Przerabia sie, np. przy katalitycznem utlenianiu amon jaku, 1 czesc objetosciowa amonjaku z 1,5—2,5 czesciami objetoscio- wemi czystego tlenu. W przypadku stoso¬ wania, np. siatki kontaktowej z platyny lub jej stopów, wystarcza aparat do spa¬ lania o srednicy 1 m do przerobienia w ten sposób z dodatkiem pary wodnej 1 tonny azotu dziennie, Doprowadza sie, np., do gazu 5 tonn pary wodnej na tonne azotu, przyczem na 1 czesc objetosciowa amon ja¬ ku zuzywa sie 1,9 czesci objetosciowych tlenu. Bezposrednio za aparatem, lub po przeprowadzeniu gazów przez kociol pa¬ rowy, skrapla sie w specjalnej chlodnicy pare wodna, która sie usuwa z gazów w postaci skroplin. W przedstawionym przy¬ padku moznaby oddzielac np. 6 do 7,5 tonny wody na tonne azotu dziennie, z czego 5 tonn wody, pochodzacej z doda¬ wanej pary wodnej. Dzieki takiemu trak¬ towaniu gazów, Uchodzacych z chlodnicy, pozbawia sie je domieszek obojetnych i w teji sposób otrzymuje gaz, o bardzo duzem stezeniu azotu, zawierajacy, np., 75 do 95% objetosciowych N02 lub jeszcze wie¬ cej. Tego rodzaju gazy mozna szybko i z latwoscia przemieniac w Czysty ciekly czterotlenek azotu lub w wysokoprocento¬ wy kwas azotowy, przyczem sposób ten nie wymaga stosowania, zwykle do tego celu uzywanych, kosztownych i obszernych urzadzen absorbcyjnych. Powyzsze cyfry przytoczono tylko dla przykladu, gdyz mozna równiez dodawac mniej lub wie¬ cej pary. Do tego celu mozna stosowac 0,5 tonny pary na tonne azotu lub mniej, wzglednie 10 tonn pary lub wiecej. Stoso¬ wanie czystego tlenu równiez nie jest wa¬ runkiem koniecznym. W opisanym sposo¬ bie mozna jednoczesnie zastosowac inne regulowanie temperatury lub chlodzenie kontaktu, np. chlodzenie strumieniem wo¬ dy, albo tez umieszczajac inaczej chlodzo¬ ny aparat metalowy wpoblizu lub we¬ wnatrz strefy kontaktowej lub tym podob¬ nie.Inny przyklad dotyczy sposobu Da- con'a. Chemiczna równowaga pozwala u- zyskac w nizszej temperaturze najwyzsze wydajnosci, przyczem ustala sie ona szyb¬ ciej w wyzszych temperaturach. W celu u- zyskania szybszej przemiany stosuje sie na poczatku wyzsza temperature kontak¬ tu, a pod koniec nizsza. Temperature re¬ guluje sie przez dodawanie pary wodnej, która nastepnie oddziela sie po przejsciu przez kontakty przed dalsza faza prze¬ robu. Ja&nem jest, ze pare wodna mozna — 2 —równiez dodawac pomiedzy kolejnemi strefami kontaktowemi, jak to ma miejsce w innych przypadkach.Warunki spalania amonjaku lub cjano¬ wodoru wymagaja dodatkowego ogrzewa¬ nia. Dotyczy to zwlaszcza przerobu mie¬ szanin ubogich w tlen lub niskoprocento¬ wych. W tym przypadku dodaje sie celo¬ wo wodór, który spala sie na wode z wy¬ dzieleniem ciepla, przyczem wode te chwyta sie za kontaktami, unikajac zbed¬ nego obciazenia gazów przy dalszym prze¬ robie. W takich przypadkach przez zasto¬ sowanie wodoru mozna lepiej wykorzystac stosowany amonjak. Spala sie np. miesza¬ nine 8% amonjaku i 3% wodoru zapomo- ca powietrza atmosferycznego. Do tego celu stosuje sie dowolny znany aparat do spalania. Skoro pracuje sie, np., na apa¬ racie Frank-Caro o srednicy 1 m, wówczas przerabia sie, np., 1 tonne amonjaku na 24 godziny. Dodatek wodoru stosuje sie równiez w takich przypadkach, w których przerabia sie wysokoprocentowe gazy, sto¬ sujac jednoczesnie chlodzenie. W ten sam sposób w przypadkach, w których miesza¬ nina reakcyjna zawiera !kwas weglowy, do gazu dodaje sie tlenek wegla, który spala sie na kwas weglowy z wydzieleniem cie¬ pla i w tej ostatniej postaci zostaje usu¬ niety z mieszaniny gazowej przed jej dal¬ szym przerobem.Sposób ten jest zwlaszcza korzystny wówczas, gdy szczególne okolicznosci, jak np. wysokie lub niskie cisnienie, obawa wybuchu lub inne przyczyny, utrudniaja utrzymanie korzystnych warunków reak¬ cji. Nalezy mozliwie stosowac takie dodat¬ ki, które sa znamienne tern, ze jako takie, lub w postaci ich produktów reakcji daja sie z latwoscia usuwac z mieszaniny gazów przed jej dalszym przerobem, oraz które obok wlasnosci regulowania temperatur i cisnien czastkowych wywieraja korzystny wplyw na przebieg reakcji droga katali¬ tyczna lulb tym podobna.Jezeli sie, np., wlaczy bezposrednio ko¬ lejno urzadzenie do spalania amonjaku i dobrze pracujacy zbieracz skroplin, wzgled¬ nie aparat do spalania, kociol parowy i zbieracz skroplin, to nawet przy 30% obje¬ tosciowych tlenu w mieszaninie oddziela sie np. polowe wody reakcyjnej o zawar¬ tosci mniej niz 1 gr — kwasu azotowego przy 5 m2 powierzchni chlodzacej na ton¬ ne NH3. Jednoczesnie chlodzi sie np. do 70° lub 80°C. Przy zwyklem chlodzeniu ponizej temperatury rosiemia prawie na¬ syconego uchodzacego gazu mozna uzyskac te sama sprawnosc, stosujac co najmniej trójkrotnie wieksza powierzchnie chlodza¬ ca, przyczem nie otrzymuje sie pozadanych skroplin o malej zawartosci kwasu azoto¬ wego lecz rozwodniony kwas azotowy, którego nie mozna uzyc ani do koncowej absorbcji, ani jako kwas gotowy.Inny przyklad zastosowania sposobu stanowi oddzielenie, np., wody, soli amo¬ nowych, kwasu pruskiego z zawierajacych amonjak mieszanin glazowych, otrzymy¬ wanych w szczególnosci przy syntezie kwasu pruskiego z amonjaku i tlenku we¬ gla lub przy otrzymywaniu cyjanamidu do¬ wolnym sposobem. Mieszanine glazowa, potraktowana wedlug wynalezionego spo¬ sobu, mozna celem nowej przemiany zpo- wrotem poddac temuz procesowi. i PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób przeprowadzania reakcji gazowych pod dowolnemi cisnieniami i w dowolnych temperaturach, zwlaszcza w celu otrzymywania kwasu azotowego lub czterotlenku azotu i ich pochodnych, za- pomoca katalitycznego utleniania amonja¬ ku, cyjanowodoru lub podobnych zwiaz¬ ków, znamienny tern, ze do gazu reakcyj¬ nego dodaje sie wodór, pare wodna, tle¬ nek wegla, kwas weglowy, dwutlenek siar¬ ki, lub ciala, które, jako takie, lub których — 3 —produkty reakcji, usuwa sie ponownie przez skraplanie poza strefa reakcyjna, zanim nastapi przerobienie na produkty ostateczne, np, przerobienie mieszaniny tlenków azotu.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tern, ze w celu usuniecia specjalnie do¬ dawanych skladników umieszcza (sie ko¬ lejno w bezposredniem sasiedztwie aparat kontaktowy do katalitycznego utleniania amonjaku lub podobnego celu oraz zbie¬ racz skroplin, wz^ledlnie aparat kontakto¬ wy, kociol parowy i zbieracz skroplin. Nikodem Car o. Albert R u d o 1 p h Frank. Zastepca: Inz. dypl. J. Wyganlowski, rzecznik patentowy. Druk L. Boguslawskiego i Ski, Warszawa. PL