PL9441B1 - Sposób wytwarzania wysokoprocentowego cyjanamidku wapnia lub magnezu, wzglednie ich mieszanin. - Google Patents

Description

Dotychczasowe próby odwrócenia re¬ akcji odsizozepiania amonjaków wedlug wzoru MeuCN2 + 3 H20 = MeuCO^ + + NH3 z weglanu wapnia na wysokopro¬ centowy technicznie dajacy sie zuzytkowac cyjanamidek wapnia okazaly sie niemozli¬ we do przeprowadzenia. Znany w literatu¬ rze ogólny sposób nie podaje zadnego przykladu tego technicznie tak waznego zastosowania i rzeczywiscie próby wykaza¬ ly, ze przy temperaturze znacznie nizszej od temperatury rozkladu weglanu wapnia (np. temperatury nizsze o 250°) predkosc przemiany jest zbyt mala, wskutek czego wydajnosc procesu jest niedostateczna.Z równania widac, ze na 1 mol CaCN2 po¬ wstaja 3 mol H2Of tak ze niema prawdopo- dobienswa korzystnego przekroczenia gra¬ nicy równowagi zmydlania, co jest zgodne z wielkim uzyskiem (98 — 99%) przy tech- nicznem wydzielaniu amonjaku z wapno - azotu. Szczególowe badania wykazaly nie¬ spodziewanie, ze przy stosowaniu odpo¬ wiednich temperatur mozna otrzymac z od¬ powiednich weglanów wysokoprocentowy cyjianamidek wapnia (wapno-azot) wzgled¬ nie magnezu.Im bardziej zbliza sie reakcja do item-peratiury rozkladu weglanów, tern wieksza jest tez szybkosc powstawania cyjanamidu, Przy uzyciu weglanu, którego temperatura rozkladu jest tak niska, jak np. weglanu magnezu, okazalo sie, ze uzysk cyjanami¬ du jest dobry nawet przy temperaturach wyzszych o 50°C i wiecej. Wogóle mozna o- ^ v Ip-eslic^ranire temperatury korzystnej dla •I i*^tjzW^^^?ifC cyjanamidków wapnia, wzglednie magnezu, przez dzialanie lotnego amonjaku na weglany w ten sposób, ze temperatura ta powinna byc nizsza lub nie¬ co wyzsza od temperatury dysocjacji. 0- trzymuje sie np. przy temperaturze 700 — 850°C 80 — 95%-wy cyjanamid wapnia przy 10 — 20% wyzyskaniu amonjaku.Straty azotu wynosza najwyzej 5%, Jako materjal surowy moze sluzyc do¬ wolny weglan wapnia pochodzenia natural¬ nego lulb technicznego, jak suszony mulek weglanowy, kamien wapienny, kreda, mar¬ mur i t. d.Dla weglanów magnezu (jak magnezyt) wynosi odpowiednia temperatura 500 — 600°C i wyzej, dla weglanów mieszanych, jak nip. dolomit — 550 — 700°C. Przy dal- szem przeksztalcaniu procesu okazalo sie, ze wyniki sa szczególnie korzystne pnzy za¬ chowaniu okreslonego stosunku predkosci gazu do stopnia napelnienia przestrzeni re¬ akcyjnej surowym materjalem. Wiadomo, ze predkosc dysocjacji weglanu jest zalez- Temperatura NH3 litr/godzina 700° 500 700° 1000 Stwierdzono dalej, ze istnieje pewien zwiazek, pomiedzy temperatura i szybko¬ scia przeplywu, mianowicie przy zastoso¬ waniu wiekszej szybkosci przeplywu amo- njaku (gazu) mozna obnizyc temperature reakcji o 50°, a nawet 100° i wiecej. Fakt ten jest wazny ze wzigledów technicznych, na od warunków i od pochodzenia weglanu (porównaj L. Andrussow. Z. f. phys. Ch. 1925 115, atr. 278). Wielka role odgrywa tu wielkosc ziarn, zanieczyszczenia, ksztalt krysztalów i t. d. Podczas gdy dla danej temperatury równowaga C02 w fazie ga¬ zowej jest jedmakowa dla wszystkich we¬ glanów wapnia, to predkosc z jaka nastaje równowaga jest zalezna od jakosci mate- rjalu. Oczywistem jest, ze 'przy wiazaniu amonijaku w postaci cyjanamidu atom we¬ gla pochodzacego z weglanu, decyduje o stopniu azotowania, tak ze szybka dysocja- cja weglanu zmniejsza stopien wyzyskania azotu. Oprócz tego obowiazuje oczywiscie regula temperatury i predkosci.Chcac zatem osiagnac jak .najkorzyst¬ niejszy wyzysk cyjananidu nalezy stwier¬ dzic doswiadczalnie, ze 'Uniknieto wyzej wspomnianych trudnosci przez zastosowa¬ nie okreslonej predkosci przeplywu gazu w stosunku do jednostek ciezaru uzytego we¬ glanu i przy cisnieniu normalnem lub wiek- szem. Predkosc przeplywu powinna prze¬ kraczac 500 litrów na godzine i objetosc la¬ dunku. Górna granica jest mniej scisle o- kreslona, lecz nie nalezy przekraczac 5000 litrów na godzine, bo wtedy wyzyskanie przeplywajacego amonjiaku przez faze sta¬ la moze byc nieekonomiczne.Jako przyklad moze sluzyc nizej poda¬ ne zestawienie: % N jak cyjanamid 6 I czas i ciezar 10,7) ladunku taki sam bo im nizsza jest temperatura, tern mniej uzywa sie paliwa i mniej niszcza sie przy¬ rzady, a z drugiej strony wielka szybkosc przeplywu dziala przy wzrastajacej tem¬ peraturze na dysocjacje jak pewnego ro¬ dzaju próznia.Takze i to zjawisko ilustruja przyklady:Temperatura NHSlitr/godzina % N w cyjanamidzie 800° 500 7,5 ( czas i waga 700° 500 6,0 ta sama 750° 1000 13,2 l inny weglan . 700° 1000 15(0 Cyfry te wykazuja jasno, ze przy tej sa¬ mej predkosci 'przeplywu szybkosc reakcji wzrasta wraz z temperatura; z drugiej strony wzrost predkosci umozliwia obnize¬ nie temperatury, przyezem widoczny jest tez korzystny wplyw uzycia innego mate- rjalu surowego.Dalszym warunkiem jesit unikanie wszel¬ kiej mozliwosci rozkladu amonjaku, bo pnzy temperaturach panujacych w czasie reakcji plozenie równowagi przechyla sie silnie w strone rozkladu amonjaku, wiec nalezy unikac obecnosci jakichkolwiek ka¬ talizatorów. Nalezy zatem unikac obecno¬ sci metali, jak zelazo, nikiel lub ich pola¬ czenia i z tego powodu uzywac naczyn (re¬ tort, rur) z materjalów ceramicznych, szczególnie nadaje sie do tego celu kwarc.Pewne domieszki Wplywaja korzystnie na 'predkosc reakcji, przez co z latwoscia mozna powiekszyc reakcje o 25% i wiecej.Jako takie domieszki mozna wymienic tle¬ nek wapnia, weglan sodu i fluorek wapnia.Korzystne wyniki osiaga sie równiez, jeze¬ li gaz amonjakalny dziala pod cisnieniem i znajduje sie w spoczynku lub w ruchu.Tego nie mozna bylo przewidziec, bo endo- termiczny proces Mu COs + 2NHS = = Me" CN2 -f 3H20 — 50000 kal przebie¬ ga w prawa strone przy wzroscie liczby czasteczek, wiec w mysl zasady o najmniej¬ szym przymusie powinienby przebiegac w lewo przy wzroscie cisnienia, za cizem prze¬ mawia równiez zmydlanie sie pod cisnie¬ niem wapno-azotu na amonjak.Cisnienie w ukladzie Me11 COs -\- 2 NH3 nie musi byc wytworzone wylacznie zapo- moca amonjaku, lecz mozna uzyc do tego celu mieszanin amonjaku z gazami obojet- nemi, jak woda lub azot. Mozna równiez uzyc mieszanin gazowych, wytwarzajacych amonjak i zawierajacych juz amonjak.Najkorzystniejsizy jest naogól ten za¬ kres temperatur, przy których cisnienie po¬ wodujace dysocjacje (w ukladzie niespre- zonym) jest nieco wyzsze lubi nieco nizsze od 1 atm. Wielkosc stosowanego cisnienia dostosowuje sie naogól do temperatury w ten sposób, ze przy temperaturach, przy których cisnienie dysocj acyjne weglanów zostalo osiagniete nalezy cisnienie powiek¬ szyc. O cisnieniu decyduje takze polozenie równowagi dysocjacjii amonjaku. Naogól ci¬ snienia wynoszace 3 — 10 atm sa wystar¬ czajace dla osiagniecia technicznie korzyst¬ nych wyników, lecz mozna tez stosowac ci¬ snienie wyzsze.Otrzymane w ten sposób cyjanamidy nadaja sie nietylko dla celów rolnictwa, lecz szczególnie dla przemyslu chemiczne¬ go, np. do wytwarzania kwasu cyjano-wo- dorowego (patent niemiecki Nr 417 018) it. d. PL

Claims (7)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób wytwarzania wysokoprocen¬ towych cyjanamidków wapnia, magnezu lub ich mieszanin, znamienny tern, ze ga¬ zem amon jakowym dziala sie na technicz¬ ne lub naturalne weglany, jak np. weglan stracony, kamien wapienny, kreda, mar¬ mur, magnezyt, dolomit i t. d. przy tempe¬ raturze równej, nieco nizszej lub nieco wyzszej od temperatury dysocjacji we¬ glanu.
2. 2. Wykonanie sposobu wedlug zastrz. 1, znamienne tern, ze w czasie dzialaniagazu amonjakowego na naturalne wzgled¬ nie techniczne weglany Itub ich mieszaniny, zwieksza sie jego predkosc przeplywu.
3. 3. Wykonanie sposobu wedlug zastrz, 1 i 2, [znamienne item, ie przy wzroscie predkosci przeplywu stosuje sie nizsze temperatury.
4. 4. Wykonanie sposobu wiedlug zastrz. 1 — 3, znamienne tern, ze dzialanie gazu amonjakowego przeprowadza sie bez me¬ tali lub zwiazków metali, przyspieszaj a- cych rozklad amonjaku, jak nip, zelazo, ni¬ kiel i w (tym celu przeprowadza sie reakcje w naczyniach z materjalów ceramicznych, przyczem szczególnie dobrze nadaje sie kwarc.
5. 5. Wykonanie sposobu wedlug zastrz. 1 — 4, znamienne tem, 2e do surowego ma- terjalu dodaje sie domieszki takie Jak tle¬ nek wapnia, weglan sodu i tlenek wapnia.
6. 6. Wykonanie sposobu wedlug zastrz. 1 — 5, znamienne tern, ze gaz amonjakal- ny, -dzialajacy na weglany w zakresie tem¬ peratury ich dysocjaoji, znajduje sie w spo¬ koju albo w ruchu (przeplywu) i dziala pod cisnieniem np. 3 — 10 atoa i wyzej.
7. 7. Wykonanie sposobu wedlug zastrz. 1 — 6, znamienne tern, ze cisnienie w u- kladzie wytwarzajacym cyjanamid pod¬ trzymuje sie nietylko 'przy pomocy amo¬ njaku, lecz czesciowo takze przez dodawa¬ nie gazów obojetnych w stosunku do reak¬ cji powstawania cyjanamidu, jak np. azot, wodór lub ich mieszanina. Albert R. Frank. Nikodem C ar o. Zastepca: Dr, inz, M, Kryzan, rzecznik patentowy. Druk L. Boguslawskiego, WersiLwa. PL