Przedmiotem niniejszego wynalazku jest katalityczny sposób otrzymywania a- monjaku zapomoca bezposredniej syntezy, z wodoru i azotu, przyczem przy zastoso¬ waniu wysokich stezen amonjaku unika sie przegrzania katalizatora zapomoca wyrów¬ nania temperatury.Przy przeprowadzaniu mieszaniny wodo- rowo-azotowej pod cisnieniem i w podwyz¬ szonej temperaturze ponad katalizatorem ilosc tworzacego sie amonjaku wzrasta od poczatku do konca drogi nad katalizatorem az do pewnego okreslonego stezenia wy¬ tworu reakcji. Ten wzrost stezenia amo¬ njaku nie jest jednak równomierny tak, iz w polowie drogi ponad substancja kontak¬ towa zdazy sie wytworzyc znacznie wiecej niz polowa amonjaku, poniewaz poczatko¬ wo tworzenie sie nastepuje tak szybko, ze juz po krótkotrwalem zetknieciu ze sto¬ sunkowo mala czescia katalizatora tworzy sie wieksza czesc calkowitej wydajnosci reakcji.Poniewaz powstawanie amonjaku jest reakcja egzotermiczna, wiec i wywiazywa¬ nie sie ciepla przebiega analogicznie do tworzenia sie tego zwiazku, W ten sposób, gdyby wywiazujacego sie ciepla nie od¬ prowadzac, to kazdemu stezeniu amonjaku wzglednie kazdemu punktowi drogi nad ka¬ talizatorem, odpowiadalby pewien wzrost temperatury w porównaniu z temperatura poczatkowa gazów, wzglednie punktem po¬ czatkowym drogi ich nad katalizatorem.Przy przeprowadzaniu gazu ponad kataliza¬ torem przy temperaturze poczatkowej, odpo-*Wladajacej stanowi aktywnosci katalizato¬ ra, juz nad pierwsza czescia tego ostatnie- : go ku, a co zatem idzie i wzrost temperatury W odpowiednim stopniu. Skutkiem tego równowaga reakcji moglaby sie niekorzyst¬ nie przesunac. Gdyby wiec naprzy- klad stezenie amonjaku skutkiem wysokiej temperatury osiagnelo wartosc odpowiada¬ jaca stanowi równowagi, to amonjak prze¬ stalby sie tworzyc i wyzyskanie dalszej czesci katalizatora byloby niemozliwe.Aby temu zapobiec próbowano reagu¬ jace gazy w koncu katalizatora ochladzac przez doprowadzanie swiezych gazów z za¬ stosowaniem zasady przeciwpradu. Umozli¬ wialo to lepsze, jednakze jeszcze niecalko¬ wite wyzyskanie kontaktu. Poniewaz, jesli nawet przez dobranie odpowiedniego wymia¬ ru rur oraz odpowiedniej temperatury po¬ czatkowej wprowadzanego swiezego gazu, koniec kontaktu bedzie chlodzony w stop¬ niu dostatecznym do utrzymania kataliza¬ tora w stanie czynnym, to jednakze gaz ten tak sie ogrzeje, ze w srodkowych cze¬ sciach katalizatora nie bedzie juz dzialal chlodzaco, skutkiem czego cieplo moze sie gromadzic i uszkodzic katalizator. Jesli natomiast wprowadzac swiezy gaz o tem¬ peraturze znacznie nizszej, w celu umozli¬ wienia lepszego chlodzenia srodkowej cze¬ sci kontaktu, to znowu koniec kontaktu o- ziebi sie tak silnie, ze amonjak prawie wca¬ le nie bedzie sie tu tworzyl, to znaczy, ze ta czesc katalizatora nie bedzie czynna.W celu unikniecia tych niedogodnosci wedlug niniejszego wynalazku gaz, wpro¬ wadzany w przeciwpradzie, ochladza sie ponownie w przedniej i srodkowej czesci kontaktu, gdzie temperatura jego wzrosla do tego stopnia, ze przestal juz dzialac o- ziebiajaco.W ten sposób gaz ten moze znowu po- chlamiac cieplo reakcji i nie pozwala na gro^ madzsnie sie wiekszych jego ilosci w srodko¬ we} czesci kortaktu, Chlodzenie zgodnie z wynalazkiem latwo przeprowadza sie w ten sposób, ze w rury, przez które przeply¬ wa swiezy gaz w przeciwpradzie do gazów przechodzacych ponad masa kontaktowa, wbudowane sa inne rury o mniejszym prze¬ kroju, przez które naprzód przechodzi zim¬ ny swiezy gaz w kierunku przeciwnym do kierunku swiezego gazu, przechodzacego pózniej przez rury szerokie. A wiec kie¬ runek przeplywu gazów w rurach we¬ wnetrznych jest zgodny z kierunkiem prze¬ plywu gazów ponad kontaktem, zas w ru¬ rach o szerszym przekroju — przeciwny.Gazy wiec przeplywaja w podwójnym przeciwpradzie.Przenoszenie ciepla odbywa sie w spo¬ sób nastepujacy.Doplywajacy swiezy gaz, przechodzac przez wewnetrzne rury, pochlania cieplo z ogrzanego juz gazu, a nastepnie po wej¬ sciu do wiekszych rur i jednoczesnej zmia¬ nie kierunku przeplywu dziala chlodzaco w tylnej czesci katalizatora, prócz tego sam ulega chlodzeniu przez swiezy gaz doply¬ wajacy wciaz rurami wewnetrznemi, a wiec moze dostatecznie dzialac nawet w srod¬ kowej czesci kontaktu. Dopiero gdy po wyjsciu z szerszych rur, chlodniejszy juz gaz, wchodzacy do rur wewnetrznych o- siagnie temperature dostatecznie niska sprzyjajaca zapoczatkowaniu reakcji, wpro¬ wadza sie go, zmieniajac jednoczesnie kie¬ runek jego przeplywu, do masy kontakto¬ wej. Tu nastepuje równomierne wywiazy¬ wanie sie amonjaku w calej masie bez wy¬ mienionych niedogodnosci, poniewaz wpro¬ wadzony gaz ma odpowiednia temperature.Utrzymanie wlasciwej temperatury w róznych czesciach pieca kontaktowego umo¬ zliwione jest przez stosowne dpbranie przewodnictwa cieplnego i wymiarów ru¬ ry wewnetrznej i zewnetrznej, jak równiez przez ogrzanie swiezego gazu do odpo¬ wiedniej temperatury przed wpuszczeniem go do pieca.Zgodnie z wynalazkiem cieplo tworzace — 2 —sie przy reakcji katalitycznej azotu i wodo¬ ru w bardzo prosty sposób odprowadza sie, a nawet zuzytkowuje tak, iz praca jest mo¬ zliwa nawet ze stezeniami amonjaku wy- noszacemi 10°/0, a nawet wiecej procentów objetosciowych. Wiadomo, ze przy niskich temperaturach równowaga dla amonjaku jest o wiele korzystniejsza niz przy wyz¬ szych tak, iz przy zastosowaniu kontaktu czynnego juz w temperaturach niskich i ci¬ snieniu ponizej 100 atm mozna latwo osia¬ gnac stezenie amonjaku ponad 10°/0 obje¬ tosciowych. Poniewaz reakcja jest egzo- termiczna, wiec wywiazuja sie ilosci ciepla, które dotychczas znacznie utrudnialy prze¬ prowadzenie takiej katalizy. Sposobem we¬ dlug wynalazku prowadzi sie gazy przez wynaleziony w tym celu piec dla wymiany ciepla w podwójnym przeciwpradzie tak, iz unika sie dawniejszych niedogodnosci.Nowy sposób zostal blizej wyjasniony na zalaczonym rysunku przedstawiajacym pionowy przekrój pieca.Piec sklada sie z cylindra metalowego A, od góry i od dolu zamknietego herme¬ tycznie dwiema pokrywami: B i C. Górna czesc pieca jest oddzielona zapomoca plyty metalowej D, w której tkwia zawalcowa- ne rury J. Rury te znajduja sie w ze¬ wnetrznych rurach H, przez które gaz prze¬ chodzi zpowrotem i wokolo których lezy mocno ubita masa kontaktowa K. Gazy do¬ prowadza sie przez króciec F, a przez kró- ciec G uchodzi gotowa mieszanina po¬ reakcyjna. Masa kontaktowa rozpostarta jest na masie wypelniajacej E. Srednica zewnetrzna rur wewnetrznych wynosi np. 15 mm, zas srednica wewnetrzna rur ze¬ wnetrznych — 20 mm.Rysunek uwidocznia, ze gaz doprowa¬ dzany przez króciec F wchodzi do rur we¬ wnetrznych, przez rury zewnetrzne plynie zpowrotem, przyczem pochlania nadmiai; ciepla z komory kontaktowej. Ogrzane w ten sposób gazy wydostaja sie z rur ze;: wnetrznych i przeplywaja poprzez mase kontaktowa znowu w przeciwnym kierun¬ ku, nastepnie uchodza przez króciec G. PL