PL2502B1 - Sposób wytwarzania syntetycznego gazu amonjakalnego. - Google Patents

Description

Patent niemiecki Nr 311234 dotyczy me¬ tody wyrobu amonjaku lotnego ze skladni¬ ków jego, a mianowicie z azotu i wodoru, która polega na tern, ze gazy te pod cisnie¬ niem atmosferycznem i w temperaturze sto¬ sunkowo niskiej przeplywaja ponad zwiaz¬ kami azotowemi, w szczególnosci nad azot¬ kiem barowym, które to ciala dzialaja przy- tem, jako katalizatory. Wada tej metody jest, ze zwiazki"baru i azotu, które sluza, ja¬ ko katalizatory, traca stopniowo swe wla¬ snosci czynne i wypada je odnawiac. Pro¬ cesu niepodobna przeto uczynic ciaglym, po¬ niewaz regeneracji katalizatora nie mozna urzeczywistnic w atmosferze wodoru i w temperaturze, w której powstaje amonjak.Wynalazek niniejszy usuwa powyzsze braki, W tym celu jako katalizator sluzy nie zgóry spreparowany zwiazek azotu, lecz jeden lub kilka metali, które, ogrzane w at¬ mosferze zlozonej z wodoru i azotu, tworza azotek, rozkladajacy sie na nowo pod dzia¬ laniem wodoru i wydzielajacy amonjak.Azot laczy sie przytem z metalem i odwrot¬ nie wodór rozklada wytworzony zwiazek w jednakowych temperaturach. Amonjak powstaje przytem bez zadnej przerwy. Przy nalezytern ustosunkowaniu zarówno azot, jak i wodór ida calkowicie na wytworzenie amonjaku. Reakcja zachodzi pod cisnie¬ niem atmosferycznem i w niskiej stosunko¬ wo temperaturze, która w zaleznosci od wla¬ snosci uzytego, jako katalizatora, metalu wynosi od 350° do 600° C, Katalizatorem moze byc równiez czynna masa zlozona z jednego lub z kilku metali,które w stanie czystym rozlozone- zostaja na podlozu biernem. Przedewszystkiem nada¬ ja sie tutaj metale jak lit, cer, uran, na¬ stepnie metale ziem alkalicznych, jak wapn, stront, bar, -wreszcie rzadkie metale, jak tor, cyrkon, tytan, dydym, lantan, wolfram i molibden. Mozna równiez stosowac magnez.Podloze stanowic moze glina, magnezja, \^%ia i :tf pC\ciala.\ Zamiast stosowac metale w stanie czy¬ stym, mozna1 posilkowac sie niemi w postaci tlenków albo soli. Zwiazki te wobec azotu i azotków innych metali przechodza przy- tem w azotki.W ten sposób mozna; ogrzewac np. chlor¬ ki ziem alkalicznych w mieszaninie z azot¬ kami magnezu lub litu w pradzie azotowo- wodorowym, poczem powstaja azotki ziem alkalicznych stanowiace katalizator. Azotki mozna równiez wytwarzac przez ogrzewanie w obecnosci azotu chlorków z sodem lub potasem.Dla wykonania procesu nalezy wytwo¬ rzyc zlozona z trzech czesci wodoru i jed¬ nej czesci azotu mieszanine, oczysciwszy ja przytem od wszelkich domieszek tlenu. W tym celu mieszanina przechodzi ponad od¬ powiednia pochlaniajaca tlen substancja, jak miedz, sproszkowany nikiel, pallad i tym podobne metale, ogrzane ponizej tem¬ peratury wybuchu gazu tlenowodorowego.Po oczyszczeniu nalezy mieszanke wysuszyc i potem wprowadzic ja do przewodów, w których zachodzi reakcja i które zawieraja katalizator. Katalizator, który sklada sie z jednego lub kilku wyzej wyszczególnio¬ nych metali, tlenków lub soli metali, lub z mieszaniny powyzszych metali w stanie sproszkowanym, miesci sie w przewodach, w których zachodzi reakcja, nie przeszkadza¬ jac obiegowi gazów w przestrzeni, oddzielo¬ nej równiez przepuszczajacemi gaz korkami.Katalizatory ogrzewac mozna w dowolny sposób. Przewody umiescic mozna w ruro¬ wych piecach elektrycznych, albo zanurzyc do roztopionych metali. Uchodzace z rur gazy przechodza przez naczynia absorbcyj- ne, gdzie np. niezwiazany wodór i azot od¬ plywaja do przewodu dolnego, który zawie¬ ra katalizator, i ponownie wytwarzaja amo- njak. Amonjak: pochlania znowu odpowied¬ ni plyn, niezwiazane zas wodlór i azot od¬ plywaja do trzeciego przewodu i t. d., do¬ póki cala wprowadzona do pierwszego prze¬ wodu ilosc N + 3H nie polaczy sie i nie wy¬ tworzy amonjaku. Ilosc naczyn, w których reakcja kolejno zachodzi, zalezy od wlasci¬ wosci katalizatora.Katalizator skladac sie moze z biernego podloza, jak glina, magnezja, wapno i t. p. ciala, pokrytego jednem lub kilkoma meta¬ lami czynnemi. Podobna mase mozna wy¬ tworzyc w pewnych warunkach przez od- tlenienie tlenków metali zapomoca glinu, magnezu lub wapnia. Metoda, która do tego celu prowadzi, stanowi przedmiot zglosze¬ nia innego. Stosowanie takiej masy pozwa¬ la przeprowadzic zachodzaca pomiedzy a- zotem i wodorem reakcje w temperaturach znacznie nizszych, anizeli przy stosowaniu czystych metali albo ich azotków. Wapn czysty dziala na mieszanine gazowa dopie¬ ro w 600° C, ten sam wapn na podlozu bier¬ nem dziala juz w 400° C. Zastosowanie podobnej masy czynnej zaleca sie przede¬ wszystkiem ze wzgledu na korzysci, jakie wynikaja z pracy w niskich temperaturach.W ten sposób mozna wytwarzac amonjak pod cisnieniem atmosferycznem bez obawy ponownego jego rozkladu.Do realizacji sposobu sluzyc moze insta¬ lacja zlozona co najmniej z jednego wytwa¬ rzajacego azot i wodór aparatu z przyrza¬ dami pomiarowemi gazów, przetwarzanych na amonjak. Nastepnie posiadac nalezy co namniej jeden aparat do czyszczenia i do suszenia mieszaniny gazowej, szereg na¬ czyn, zawierajacych niezbedny do przepro¬ wadzania reakcji katalizator, wreszcie przyrzady grzejne naczyn do reakcji i obok tych przynajmniej po jednym dla kazdego naczynia zbiorniku absorbcyjnym, zawiera- — 2 —jacym pochlaniajaca wytworzony amonjak substancje. ? Azot i wodór moga doplywac z osob¬ nych zbiorników, albo w postaci mieszaniny w stosunku 1:3.' Mieszanine taka mozna przechowywac we wspólnym zbiorniku.Do pomiaru objetosci gazów moga sluzyc oparte na zasadzie anemometrów liczniki albo rury kalibrowane.Przyrzad czyszczacy mieszanine stano¬ wic moze rura wypelniona substancja od- tleniajaca, a wiec np. miedzia, sproszkowa¬ nym niklem i tym podóbnemi metalami albo osadzonemi w rurkach porcelanowych na podlozu. Przyrzad ten mozna ogrzewac w odpowiedni sposób, np. zapomoca rurowych pieców elektrycznych oporowych. Zbiorniki absorbcyjne moga zawierac kwas, pochla¬ niajacy amonjak i przepuszczajacy dalej niezwiazane jeszcze wodór i azot. Ustawia¬ jac naczynia, w których zachodzi reakcja, w szereg mozna uzupelnic reakcje, polega¬ jaca na powstawaniu amonjaku (NH3), a wówczas gaz z ostatniego naczynia wcale wydzielac sie me bedzie.Zalaczony rysunek przedstawia schemat instalacji do fabrykacji syntetycznej amo- njaku. / Zbiorniki gazu a i b zawieraja azot N i wodór H3. Przewody c z lacznikami c1 i c2 oraz rozwidlona rura d lacza zbiorniki z przewodem e, zaopatrzonym w zawór re¬ dukcyjny f. Szereg palników gazowych g ogrzewa przewód e do temperatury niedo- siegajacej temperatury wybuchu gazu tleno- wodorowego. Przewód e laczy sie ze zbior¬ nikiem absorbcyjnym h, w którym znajduje sie zgeszczony kwais siarkowy, oraz z wie¬ za i wypelniona wapnem niegaszonem i chlorkiem wapnia. Doplywajaca ze zbior¬ ników a i b mieszanina sklada sie z jednej czesci objetosciowej azotu na trzy czesci wodoru. Mieszanina po oddzieleniu w rurze e domieszki tlenu i wysuszeniu w zbiorniku absorbcyjnym h i w wiezy i przechodzi do pierwszej rury reakcyjnej k, która zawiera sproszkowana mase katalizacyjna m po¬ miedzy korkami /. Z rury k mieszanina gazowa przechodzi do pewnego zbiornika absorbcyjnego nlf n19 w którym znajduje sie kwas, pochlaniajacy amonjak. Nie¬ zwiazane azot i wodór przechodza przez drugie naczynie reakcyjne k1% wypelnione równiez masa katalizujaca. Za naczyniem kx lezy zbiornik absorbcyjny n2, nastepnie rura k i dolny zbiornik absorbcyjny n3.Opory elektryczne o, otaczajace kazda z rur kA ogrzewaja je do temperatury od 3500 do 600° C, stosownie do rodzaju kataliza¬ tora. Rury k, klt k2l sa dosc krótkie. Katali¬ zator styka sie przeto z amonjakiem na niewielkiej dlugosci, co zabezpiecza od re- akcyj odwrotnej, Zapomoca takiego przyrzadu i katali¬ zatorów mozna calkowicie przerobic ga¬ zy na amonjak. Nadmiar gazu ulatnia sie jedynie w tym wypadku, jezeli skladajace sie na amonjak gazy zostaly niewlasciwie ustosunkowane. PL

Claims (4)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób syntetycznego wyrobu a- monjaku zapomoca przeprowadzenia azotu i wodoru, znajdujacych sie pod cisnieniem atmosferycznem i w temperaturze stosun¬ kowo niskiej, przez katalizatory, znamien¬ ny tern, ze katalizator stanowi jeden lub kilka metali, które po ogrzaniu i w obecno¬ sci mieszaniny azotu i wodoru wytwarzaja azotki, rozkladajace sie pod wplywem wo¬ doru zpowrotem, z wydzielaniem sie amo- njaku, przyczem zarówno powstawanie, jak rozklad azotku zachodzi w tej samej tem¬ peraturze, co umozliwia ciaglosc procesu i calkowite przetwarzanie mieszaniny gazów na amonjak.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny zastosowaniem katalizatorów w postaci sproszkowanych metali litu, ceru, uranu, wapnia, baru, strontu, toru, cyrkonu, dly- — 3 —dymu, lantanu, wolframu, molibdenu, ma¬ gnezu i t, p.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2, zna¬ mienny tern, ze czynny katalizacyjnie me¬ tal spoczywa w postaci mialko rozdrobnio¬ nej na hiernem podlozu, zlozonem z gli¬ ny, magnezji lub wapna.
4. 4. Instalacja do urzeczywistnienia spo¬ sobu wedlug zastrz- 1, znamienna tern, ze zbiorniki absorbcyjne i naczynia, w któ¬ rych zachodzi reakcja, ustawione sa w sze¬ reg w tym celu, by wytworzony amonjak mógl byc niezwlocznie pochlaniany bez stykania sie z masa katalizatora w naczy¬ niu nastepnem, Louis Duparc. Charles Urfer. Zastepca: M. Skrzypkowski, rzecznik patentowy. Duk L. Boguslawskiego, Warszawa. PL