соwith
оabout
со Изобретение предназначено дл по лучени азота путем селективного низкотемпературного окислени аммиака и может быть использовано при переработке продуктов жизнеде тельности организмов в замкнутых герметичных системах, таких-как космичес кие и подводные аппараты. Известен способ получени азота путем окислени аммиака в присутствии окисных катализаторов , bbiO, CuO, Ре,0з Р температуре lOO-SZO C и атмосферном давлении. Степень превращени аммиака не превьпиает 20%, продуктами реакции вл ютс азот и закись азота. Недостатком известного способа получени азота вл етс низка кон верси аммиака и образование закиси азота Б качестве побочного продукта Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому вл етс способ, за ключающийс в том, что получение аз та ведут путем окислени аммиака в присутствии окиснованадиевого катализатора (VjO) в проточной системе при температуре 600-1400 С и атмосферном давлении. Дл селективного протекани процесса поддерживаетс заданное соотношение реагентов 21,8 об.% NH и 78,2 об.% воздуха. В этих услови х достигаетс полное превращение аммиака в азот без образовани побочных продуктов. Недостатками известного способа вл ютс высокие температуры и стро го определенное соотношение реагентов дл селективного протекани про цесса. Целью изобретени вл етс повьш ние выхода продукта и упрощение про цесса. Поставленна цель достигаетс тем, что по предлагаемому способу получени азота, заключающемус в том, что окисление аммиака в азот ведут в присутствии катализатора слоистого соединени графита с рутением с содержанием рутени 17,4 мас.% при 120-180С и объемной скорости 600-1200 чЧпри этом степень превращени аммиака составл ет 1-00%, селективность по азоту 100%) в качестве катализатора слоистого соединени графита с рутением общей формулы и процесс ведут при 120-180 С и объемной скорости 6001200 ч:. Использование указанного катализатора в предложенном способе позвол ет значительно снизить температуру и повысить селективность процесса . Пример 1. Смесь графита ( марка ОСЧ-ВЗ) и RuCtj в весовом отношении графит 2:1 нагревают в кварцевой ампуле емкостью 40 мл в атмосфере хлора в течение 15 ч и при температуре 900-950°С. Содержание RuCtj после реакции составл ет 50,6 мас.%. Затем 3 г ССГ-RuCtj обрабатывают 100 мл раствора гидразингидрата в воде до исчезновени окрашивани и прогревают в токе водорода в течение 3 ч при температуре . Получают ССГ-Ru общей форму- . лы C,.Ru с содержанием Ru 17,4 мас.%, остальное - графит. П р и м е р 2. На катализаторе ССГ-Р (17,4 RU) непрерьшно подают смесь 5 об.% NHj и 95 об.% 0 с объемной скоростью 600 ч при температуре 120°С и атмосферном давлении, степень превращени аммиака 90%, селективность по азоту 100%. В услови х примера 2 при температуре степень превращени аммиака и селективность по азоту 100%; при температуре степень превращени аммиака и селективность по азоту также составл ет 100%. Уменьшение температуры ниже 120С приводит к снижению степени превращени аммиака. Увеличение температуры вьш1е 180°С нецелесообразно , так как достигаетс 100% конверси аммиака. Повьшение объемной скорости газовой смеси более 1200 ч приводит к снижению конверсии аммиака в результате уменьшени времени контакта . Селективность процесса не зависит от условий проведени реакции и определ етс природой катализатоПредлагаемый способ позвол ет проводить каталитическое окисление аммиака селективно до молекул рного азота при низких температурах, что значительно снижает энергозатраты на процесс.The invention is intended to produce nitrogen by selectively low-temperature oxidation of ammonia and can be used in the processing of the waste products of organisms in closed hermetic systems, such as space and underwater vehicles. A known method for producing nitrogen by oxidizing ammonia in the presence of oxide catalysts, bbiO, CuO, Fe, 0 ° P, temperature lOO-SZO C and atmospheric pressure. The conversion of ammonia does not exceed 20%, the reaction products are nitrogen and nitrous oxide. The disadvantage of the known method of producing nitrogen is the low conversion of ammonia and the formation of nitrous oxide. B as a by-product. The closest in technical essence and the achieved result to the proposed method is that the preparation of nitrogen is carried out by oxidation of ammonia in the presence of an oxide – vanadium catalyst. (VjO) in a flow system at a temperature of 600-1400 C and atmospheric pressure. For a selective process flow, a given reagent ratio of 21.8% by volume of NH and 78.2% by volume of air is maintained. Under these conditions, complete conversion of ammonia to nitrogen is achieved without the formation of by-products. The disadvantages of this method are the high temperatures and the strictly defined ratio of reactants for the selective process. The aim of the invention is to increase the yield of the product and simplify the process. The goal is achieved by the fact that the proposed method of producing nitrogen, comprising the fact that the oxidation of ammonia to nitrogen is carried out in the presence of a catalyst of a layered compound of graphite with ruthenium with a ruthenium content of 17.4 wt.% At 120-180 ° Thereby, the conversion of ammonia is 1-00%, the selectivity for nitrogen is 100%) as a catalyst for a layered graphite compound with ruthenium of the general formula and the process is carried out at 120-180 ° C and a space velocity of 600–1200 h :. The use of this catalyst in the proposed method allows to significantly reduce the temperature and increase the selectivity of the process. Example 1. A mixture of graphite (grade OCh-VZ) and RuCtj in a weight ratio of 2: 1 graphite is heated in a quartz ampoule with a capacity of 40 ml in an atmosphere of chlorine for 15 hours and at a temperature of 900-950 ° C. The content of RuCtj after the reaction is 50.6% by weight. Then 3 g of SSG-RuCtj are treated with 100 ml of a solution of hydrazine hydrate in water until the color disappears and heated in a stream of hydrogen for 3 hours at a temperature. Get the SGC-Ru general form-. ly C,. Ru with a content of Ru 17.4 wt.%, the rest is graphite. PRI mme R 2. A CCG-R catalyst (17.4 RU) is continuously fed a mixture of 5% by volume NHj and 95% by volume 0 at a space velocity of 600 hours at a temperature of 120 ° C and atmospheric pressure, the degree of ammonia conversion 90% nitrogen selectivity 100%. Under the conditions of Example 2 at a temperature, the degree of conversion of ammonia and selectivity for nitrogen is 100%; at temperature, the degree of conversion of ammonia and the selectivity to nitrogen are also 100%. A decrease in temperature below 120 ° C leads to a decrease in the degree of ammonia conversion. An increase in temperature above 180 ° C is impractical, since 100% conversion of ammonia is achieved. Increasing the gas flow rate over 1200 hours leads to a decrease in ammonia conversion as a result of a decrease in contact time. The selectivity of the process does not depend on the reaction conditions and is determined by the nature of the catalyst. The proposed method allows catalytic oxidation of ammonia selectively to molecular nitrogen at low temperatures, which significantly reduces the energy consumption for the process.
NN3 степень превращени аммиака, %; S - селективность по азоту, %.NN3 ammonia conversion,%; S is nitrogen selectivity,%.