Verfahren zur Verhütung von Explosionen bei der Oxydation von Ammoniak. Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zierfahren zur Verhütung von Explosionen bei der Oxydation von Ammoniak in Gegen wart eines erhitzten Katalyten.
Das Ammoniak wird vor seinem Durch gang durch das Kontaktelement entweder mit reinem Sauerstoff oder mit durch solchen angereicherter Luft versetzt, das heisst cinein Gemisch, wie es zum Beispiel bei der Tren nung von flüssiger Luft in ihre Bestand teile als Zwischenprodukt erhalten wird. Ein solches Gemisch ist unter Umständen ex plosiv.
Es zeigte sich, dass eine solche Mischung von Ammoniak und Sauerstoff geinäss vor liegendem Verfahren dadurch unexplodier- bar gemacht werden kann, dass man ihr Wasserdampf beimischt. Diese Mischung kann dann zum Reagieren veranlasst werden, indem man sie über einen geeigneten Kata- lyten, wie zum Beispiel ein erhitztes Platin netz, leitet, wobei sich ein nahezu quanti tativer Ertrag an Stickstoffoxyden ergibt.
Es kann die Mischung von Ammoniak, Sauerstoff und Dampf dadurch hergestellt werden, dass man eine Lösun- von Ammo- niak in Wasser in eine erhitzte Kammer oder Pölire spritzt. < furch welche Sauerstoff stTeiclit. Dabei werden.
die eingeführten Mengen von Aninioniaklösun- und Sauer- sIoff in geeigneten Verhältnissen "eregelt. So kann zum Beispiel eine Lösung, die \?I ä 1T II3 enthält, in einem solchen Verhältnis in Sauerstoffgas gespritzt werden, dass die erhaltene 3liseliung die unten unter III an gegebene Zusammensetzung zeigt.
Die Men genverhältnisse von Dampf und Ammoniak. --erden geregelt, indem man von einer wIs- serigen Ainmoüia h.lösung von bekannter und bleibender Zusammensetzung ausgeht.. Augen- scheinlich ist es nie nötig, mit einer Lösung zu beginnen, die mehr Ammoniak enthält als chic, unter atmosphärischem Drucke ge- sättigte Lösung. die 33 ö i\'11;
3 enthält und ein spezifisches Gewicht: von<B>0,880</B> besitzt, so dass der Oxydationsprozess nicht unter Druck ausgeführt zu werden braucht.
Beispielsweise seien die folgenden-, für lca-talytische Oxydation geeigneten Gaszu sammensetzungen i11 Prozenten genannt:
EMI0002.0001
berechnet <SEP> für <SEP> I <SEP> (N<B><I>-#</I></B>0-.) <SEP> 1I <SEP> (N201) <SEP> III <SEP> (NA,)
<tb> Volumenprozentsatz <SEP> Ammoniak <SEP> 14,5 <SEP> 10,0 <SEP> 16,2
<tb> " <SEP> Sauerstoff <SEP> 22.5 <SEP> <B>17,7</B> <SEP> 32,8
<tb> " <SEP> Dampf <SEP> 63,0 <SEP> 72,3 <SEP> 51,0 <SEP> - Es ist nicht ratsam, weniger als die oben atlgegebelieii Verhältnismengen von Dampf oder Sauerstoff beizugeben.
Dagegen kann voll diesem oder jenem oder von beiden ge- wiinschtenfalls mehr gebraucht werden, um die Temperatur des Katalyten zu regeln.
Es ist ersichtlich, dass die Mischung III, obschon sie mehr Sauerstoff enthält als I oder II, reicher ist an Ammoniak, indem die Dampfmenge infolge der verdünnenden Wir kung des 'Sauerstoffes vermindert ist. Daher werden mit dieser Mischung eine höhere Lei stung des Konverters und grössere Stärke der durch Kondensation sich ergebenden Sal petersäure erhalten als mit den Mischungen I und Il.
Die Mischung wird auf einer Temperatur gehalten, die über dem Kondensationspunkte des Dampfes liegt. Es kann dies beispiels weise dadurch geschehen, dass man sie durch erhitzte Röhren aus Aluminium oder einem andern, durch Gas nicht angreifbaren Ma terial zu dem Katalytenkonverter leitet, in welchem der Ammonialz-Oxydationsprozess ausgeführt wird.
Je nach der Menge des gebrauchten Sauerstoffe: kann man nach der Oxydation des Gases den Dampf durch Kühlung kon densieren lassen, wobei das im Gas enthaltene Sticl@stoffoxvd in reinem Zustande zurück bleibt, oder das Gas in der Gegenwart von genügend Sauerstoff oder sonstwie abkühlen, um flüssige Salpetersäure (HNO3) zu er zengen.
Die Temperatur des Katalyten wird einzig durch die Oxydationswärme allein auf einem geeigneten Punkte gehalten. Eine äussere Er hitzung über die auf<B>250'</B> erfolgende Vor- zvärmung der ursprünglichen Mischung hinaus findet nicht statt.
Bei der praktischen Ausführung des Ver fahrens wird ein passender Verdampfer be nutzt, durch welchen ein geregelter Strom. von Sauerstoff oder angereicherter Luft streicht und der durch irgendwelche geeignete Mittel auf einer Temperatur von über<B>250'</B> C gehalten wird. In diesen Strom von Sauer stoff oder angereicherter Luft wird ein Strahl von Ammoniaklösung (Tetrieben. Die Flüssig keit wird im Verdampfer völlig verdampft und das Gasgemisch geht in einen Vorwärmer über. Um die Verdampfung zu beschleunigen und das Mischen von Sauerstoff.
Dampf und Ammoniak zu befördern, kann der Ver dampfer ganz oder teilweise mit Aluminium- drehspänen oder anderem geeignetem Füll material ausgestattet sein. Wenn gewünscht, kann die imVerdampfer erzeugte Gasmischung mit Ammoniak oder Sauerstoff angereichert werden, indem man zwischen dem Verdampfer und dem Vorwärmer eine Zuleitung vorsieht; oder man kann in den Verdampfer Wasser einspritzen oder Dampf einlassen und durch die genannte Zwischenzuleitung Ammoniak gas zusetzen. Wird an einem ausserhalb des Verdampfers gelegenen Punkte Ammoiziah- gas zugeführt, so muss dafür gesorgt werden, dass eine wirksame Mischung gesichert ist.
Es kann dies zum Beispiel dadurch gesche- hen, da.ss man die Gase durch eine Rohr schlange ziehen lässt.
Nach dem Durchströmen des Vorwärmers gelangt die Gasmischung in das Kontakt element, das irgendeine der gewünschten oder üblichen Formen besitzen und mittelst heisser Gase oder anderswie auf eine passende Tem peratur gebracht werden kann.
Method for preventing explosions from the oxidation of ammonia. The present invention relates to a decorative method for preventing explosions in the oxidation of ammonia in the presence of a heated catalyst.
Before it passes through the contact element, the ammonia is mixed with either pure oxygen or air enriched by such oxygen, i.e. a mixture such as that obtained as an intermediate product, for example, when liquid air is separated into its constituent parts. Such a mixture is potentially explosive.
It was found that such a mixture of ammonia and oxygen in the present process can be made unexplodable by adding water vapor to it. This mixture can then be made to react by passing it over a suitable catalyst, such as a heated platinum mesh, for example, resulting in an almost quantitative yield of nitrogen oxides.
The mixture of ammonia, oxygen and steam can be produced by injecting a solution of ammonia in water into a heated chamber or polire. <what oxygen steiclit. Be there.
The quantities of anionic solution and oxygen introduced are regulated in suitable proportions. For example, a solution which contains 1T II3 can be injected into oxygen gas in such a ratio that the solution obtained corresponds to that of III below given composition shows.
The proportions of steam and ammonia. - are regulated by starting from an aqueous solution of known and permanent composition. Apparently it is never necessary to start with a solution that contains more ammonia than chic, under atmospheric pressure. saturated solution. the 33 ö i \ '11;
3 and has a specific weight: of 0.880, so that the oxidation process does not need to be carried out under pressure.
For example, the following gas compositions suitable for catalytic oxidation may be mentioned:
EMI0002.0001
calculates <SEP> for <SEP> I <SEP> (N <B> <I> - # </I> </B> 0-.) <SEP> 1I <SEP> (N201) <SEP> III <SEP > (NA,)
<tb> Volume percentage <SEP> ammonia <SEP> 14.5 <SEP> 10.0 <SEP> 16.2
<tb> "<SEP> Oxygen <SEP> 22.5 <SEP> <B> 17.7 </B> <SEP> 32.8
<tb> "<SEP> Steam <SEP> 63.0 <SEP> 72.3 <SEP> 51.0 <SEP> - It is not advisable to add less than the above atlgegebelieii proportions of steam or oxygen.
On the other hand, this or that or both, if desired, more can be used to regulate the temperature of the catalyst.
It can be seen that the mixture III, although it contains more oxygen than I or II, is richer in ammonia in that the amount of steam is reduced as a result of the diluting effect of the oxygen. Therefore, a higher performance of the converter and greater strength of the nitric acid resulting from condensation are obtained with this mixture than with the mixtures I and II.
The mixture is kept at a temperature above the condensation point of the steam. This can be done, for example, by passing them through heated tubes made of aluminum or some other material that cannot be attacked by gas to the catalyst converter in which the ammonia oxidation process is carried out.
Depending on the amount of oxygen used: after the oxidation of the gas, the vapor can be allowed to condense by cooling, whereby the nitrogen contained in the gas remains in a pure state, or the gas can be cooled in the presence of sufficient oxygen or otherwise, in order to constrict liquid nitric acid (HNO3).
The temperature of the catalyte is kept at a suitable point solely by the heat of oxidation. There is no external heating beyond the preheating of the original mixture to <B> 250 '</B>.
In the practical execution of the process, a suitable evaporator is used, through which a regulated current. of oxygen or enriched air and which is maintained at a temperature above <B> 250 '</B> C by any suitable means. In this stream of oxygen or enriched air, a jet of ammonia solution (drifts. The liquid is completely evaporated in the evaporator and the gas mixture passes into a preheater. To accelerate the evaporation and the mixing of oxygen.
To transport steam and ammonia, the evaporator can be fully or partially equipped with aluminum turnings or other suitable filling material. If desired, the gas mixture generated in the evaporator can be enriched with ammonia or oxygen by providing a feed line between the evaporator and the preheater; or you can inject water or let in steam into the evaporator and add ammonia gas through said intermediate feed line. If ammoiziah gas is supplied to a point outside the evaporator, it must be ensured that an effective mixture is ensured.
This can be done, for example, by letting the gases pass through a pipe.
After flowing through the preheater, the gas mixture reaches the contact element, which can have any of the desired or customary shapes and can be brought to a suitable temperature by means of hot gases or in some other way.