DE249447C

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Publication number: DE249447C
Application number: DENDAT249447D
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

von Katalysatoren.

Bekanntlich liefert das Eisen als Kontaktsubstanz für sich wie auf Unterlagen angewendet bei der katalytischen Darstellung von Ammoniak aus den Elementen unbefriedigende Ausbeuten. Es hat sich nun gezeigt, daß man bei Eisenkontaktmassen überraschenderweise eine außerordentliche Erhöhung der Wirkung des Eisens, d. h. eine wesentliche Beschleunigung der Ammoniakbildung schon bei

ίο relativ niedrigen Temperaturen erhält, wenn man es nicht in reiner Form verwendet, sondern wenn die Kontaktmasse außer diesem Oxyde,' Hydroxyde, Salze oder sonstige Verbindungen von Alkalien, alkalischen Erden oder Erdmetallen enthält. Es dürfen nur nicht solche Verbindungen gewählt werden, aus denen unter den in Betracht kommenden Bedingungen Metalloide, wie Schwefel, Selen, Tellur, Phosphor, Arsen, Bor usw., in das Eisen übergehen können. Die schädliche Wirkung von kleinen Mengen dieser Metalloide, wie solche übrigens auch häufig in den Katalysatoren von vornherein enthalten sind, läßt sich ganz oder zum Teil durch entsprechende Vermehrung des günstig wirkenden Zusatzes kompensieren.

Die günstige Wirkung der Anwesenheit jener Fremdkörper tritt nicht nur bei Eisen selbst, sondern auch bei den übrigen Elementen der Eisengruppe (siehe Erdmann, Lehrbuch der anorganischen Chemie 1906, S. 487) ein.

Man kann diese entweder dem fertigen Katalysator oder den zur Herstellung desselben dienenden Substanzen zusetzen oder kann auch von solchen Materialien ausgehen, die derartige Bestandteile in geeigneter inniger Mischung bereits enthalten. · Es genügen im allgemeinen sehr geringe Mengen, manchmal selbst schon ι Promille und weniger dieser Fremdstoffe, um die Ausbeute erheblich zu steigern. Durch ihre Anwesenheit wird es möglich, selbst mittels solcher Katalysatoren, die sonst praktisch kaum eine Bildung des Ammoniaks bewirken, ganz erhebliche Mengen davon zu erhalten und bei solchen Katalysatoren, die bereits an sich eine nennenswerte Ausbeute an Ammoniak geben, eine mehr oder weniger große Steigerung derselben zu erzielen. Auch hat sich die Anwesenheit dieser Körper in Fällen bewährt, in denen sonst mit der Zeit ein Nachlassen der katalytischen Wirkung beobachtet wird.

Man kann an Stelle der Kontaktmetalle selbst auch die Oxyde, Hydroxyde oder Nitride verwenden oder solche Verbindungen derselben, die unter den in Betracht kommenden Bedingungen in die als Kontakte wirkenden Metalle oder deren Nitride übergehen.

Selbstverständlich kann man bei dem vorliegenden Verfahren die Kontaktmassen auch mit Unterlägen (Trägern) verwenden, wenn man nur dafür sorgt, daß das Kontaktmetall entsprechend der vorliegenden Erfindung die oben genannten Beimengungen enthält.' Man kann hierzu entweder in der Weise verfahren, daß man Unterlagen verwendet, aus denen bei der Herstellung der Kontakte die die Wirkung erhöhenden Bestandteile herausgezogen

werden und in das Kontaktmetall übergehen, oder indem man mit dem Kontaktmetall den geeigneten Zusatz auf die Unterlage bringt, oder indem man beide Methoden kombiniert. Eine solche Arbeitsweise ist bisher nicht beschrieben, vielmehr hat man in den Fällen, in denen man bisher mit Trägern gearbeitet hat (vgl. Zeitschr. f. anorgan. Chemie 43, S. 112; 44, S. 351), reines Eisen auf Asbest usw., der sogar vorher noch besonders gereinigt, z. B. wiederholt mit Säure ausgekocht war, verteilt, und es ist offenbar auch niemals anders gearbeitet worden, da sonst die nach dem vorliegenden Verfahren erhältlichen besseren Resultate hätten beobachtet werden müssen. Bei Verwendung von Asbest, Bimsstein oder Pfeifen-

■; ton allein (Chem. News Bd. 90, S. 182) erhält man nur Spuren von Ammoniak, da in ihnen nur ganz geringe Mengen Eisen enthalten sind.

Für die Darstellung der zum Verfahren vorliegender Erfindung dienenden Kontaktmassen mögen folgende Beispiele dienen:

Beispiel I.

Eisenoxyd wird mit etwa 1 bis 3 Prozent Ätzkali, in wenig Wasser gelöst, befeuchtet, in den Druckkontaktofen eingefüllt, getrocknet und reduziert.

An Stelle von Ätzkali kann man auch andere Hydroxyde oder Salze, wie Soda, Salpeter, Chlormagnesium usw., verwenden.

Beispiel II.

Eisen wird mit 10 Prozent seines Gewichts Magnesia in Salpetersäure gelöst und die Lösung eingedampft. Das Nitratgemisch wird durch Erhitzen in das Oxydgemisch übergeführt, dann wird reduziert.

Arbeitet man z. B. bei 500 bis 550°, so erhält man mit dem neuen Katalysator leicht die 10 bis 100 fache der mit Eisen selbst unter im übrigen gleichen Bedingungen erhältlichen Mengen Ammoniak.

An Stelle der Magnesia kann man mit ähnlichem Erfolg auch Oxyde,' Nitrate usw. des Aluminiums, des Berylliums und der anderen seltenen Erden usw. verwenden.

Beispiel III.

Gleiche Teile Eisen- und Aluminiumnitrat werden zusammen in Wasser gelöst und mit Ammoniak als Hydroxyde ausgefällt. Diese werden abnitriert, calciniert und das Oxydgemisch reduziert.

Beispiel IV.

Eisenpulver wird mit einer Lösung von Strontiumnitrat befeuchtet und weiter wie in Beispiel I behandelt.

60 Beispiel V.

Gepulvertes Kobaltoxyd (aus Kobaltnitrat durch Glühen erhalten) wird mit einer 5 prozentigen Natronsalpeterlösung digeriert und der nicht aufgenommene Teil der Lösung durch Absaugen entfernt. Das feuchte Pulver wird weiterbehandelt nach Beispiel I.

Beispiel VI.

Eisenoxyd, welches von seiner Herstellung her geeignete Begleitkörper enthält, z. B. Crocus Martis des Handels, wird angefeuchtet, zu festen Stäbchen gepreßt, in den Kontaktofen eingefüllt und entweder mit Wasserstoff oder direkt mit dem Stickstoff-Wasserstoffgemisch reduziert.

Beispiel VII.

Man tränkt Asbest mit einer Lösung von Eisen- und Aluminiumnitrat, trocknet und reduziert.

Beispiel VIII.

Poröse Tonkörner werden einige Zeit mit einer Lösung von Eisennitrat erwärmt, das Ganze eingetrocknet und entweder direkt oder nach der Reduktion in den Kontaktofen eingefüllt. Die in Lösung gegangenen Bestandteile des Tons verursachen in diesem Falle die Erhöhung der Kontaktwirkung. An Stelle von Ton kann man auch andere, ähnlich sich verhaltende Unterlagen verwenden.

Claims

Patent-Anspruch:

Verfahren zur Darstellung von Ammoniak aus seinen Elementen mit Hilfe von Katalysatoren, dadurch gekennzeichnet, daß als Katalysatoren Kontaktmassen verwendet werden, die außer den Elementen der Eisengruppe Oxyde, .Hydroxyde, Salze oder sonstige Verbindungen der Alkalien, alkalischen Erden oder Erdmetalle ent-, halten.