DE1185594B - Verfahren zur Herstellung von Cyanwasserstoff - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: C Ol c

Deutsche Kl.: 12 k-3/02

Nummer: 1185 594

Aktenzeichen: D 38647IV a/12 k

Anmeldetag: 11. April 1962

Auslegetag: 21. Januar 1965

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Cyanwasserstoff durch Umsetzung von Ammoniak mit einem flüchtigen Kohlenwasserstoff bei erhöhten Temperaturen in einem röhrenförmigen Reaktor.

Es ist bekannt, Cyanwasserstoff durch Umsetzung von Ammoniak mit einem flüchtigen Kohlenwasserstoff in Gegenwart eines Platinkatalysators herzustellen. Obwohl dieses Verfahren für die Herstellung technischer Mengen angewendet wurde, ist es lange als unbefriedigend angesehen worden. Der Katalysator ist sehr teuer, schwierig abzustützen, geht durch Verdampfen oder Abbau verloren und erfordert periodisch eine Reaktivierung. Die Bemühungen, die Reaktion in Abwesenheit eines Katalysators durchzuführen, hatten keinen Erfolg, da durch Ablagerung von Kohlenstoff der Reaktor sich verstopfte, die erreichte Umwandlung schlecht war und das Kreisverfahren nach kurzer Betriebsdauer unterbrochen werden mußte.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden diese Nachteile ausgeschaltet. Das neue Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung in einem durch Widerstandsheizung beheizten röhrenförmigen Graphitreaktor, dessen Länge das 80- bis 200fache des Innendurchmessers beträgt, bei einer Temperatur im Bereich von 1600 bis 2600° C, vorzugsweise von 1800 bis 2400⁰C, durchgeführt wird. Vorzugsweise wird ein Reaktor verwendet, dessen Länge das 85- bis 150fache des Innendurchmessers beträgt.

Die Ausgangsstoffe, Ammoniak und Kohlenwasserstoff, werden in solcher Menge und mit solcher Geschwindigkeit eingeführt, daß sich eine Kontaktdauer bei einer Reaktionstemperatur von 0,01 bis 0,2 Sekunden einstellt.

Als flüchtiger Kohlenwasserstoff wird ein aliphatischer Kohlenwasserstoff mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen im Molekül, vorzugsweise Methan, verwendet. Es ist vorteilhaft, die Umsetzung mit praktisch stöchiometrischen Mengen an Kohlenwasserstoff und Ammoniak durchzuführen. Gegebenenfalls kann die Umsetzung in Gegenwart eines inerten gasförmigen Verdünnungsmittels durchgeführt werden.

In den Zeichnungen ist

F i g. 1 eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens,

F i g. 2 ein Ausschnitt aus einer Seitenansicht der Enden von zwei Reaktorrohren,

F i g. 3 ein senkrechter Schnitt durch die Graphitkupplung nach F i g. 2,

Verfahren zur Herstellung von Cyanwasserstoff

Anmelder:

The Dow Chemical Company, Midland, Mich.

(V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. H. Ruschke, Patentanwalt,

Berlin 33, Auguste-Viktoria-Str. 65

Als Erfinder benannt:

Thomas William Mulcihy, Freeport, Tex.

(V. St. A.).

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 12. April 1961 (102 462)

F i g. 4 ein vergrößerter senkrechter Schnitt durch den Halter für das obere Ende des in F i g. 1 dargestellten Reaktorrohres,

Fig. 5 ein vergrößert dargestellter senkrechter Schnitt durch das obere Ende des in F i g. 1 dargestellten Reaktors,

Fig. 6 ein vergrößert dargestellter senkrechter Schnitt durch den Halter für das untere Ende des in F i g. 1 dargestellten Reaktorrohres,

Fig. 7 ein vergrößert dargestellter senkrechter Schnitt durch das untere Ende des Reaktors nach Fig. 1.

In den Figuren sind gleiche oder einander entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Der in F i g. 1 dargestellte Reaktor besteht aus einem Reaktorrohr 10 aus Graphit, das von einem vorzugsweise aus Aluminium bestehenden Metallmantel 11 umschlossen wird, dessen Durchmesser größer als der des Reaktorrohres 10 ist. Der Mantel 11 ist innen mit einer isolierenden Auskleidung 12, z. B. aus feuerfesten Ziegeln, versehen. Der Raum zwischen dem Mantel 11 und dem Rohr 10 wird mit Kohlenstoffruß gefüllt. Die Ziegel 12 dienen zur thermischen sowie zur elektrischen Isolierung. Das Rohr 10 wird am oberen Ende durch einen wassergekühlten Halter 14 und am unteren Ende durch einen wassergekühlten Halter 15 festgehalten. Die Halter 14 und IS werden vorzugsweise aus Kupfer oder einem anderen gut wärmeleitenden Material hergestellt. Der Isolator 16 bildet eine im wesentlichen

409 769ß34

3 4

gasdichte gleitbare Dichtung zwischen dem Flansch ein guter elektrischer Kontakt mit dem Halter 14

17, dem am Mantel 11 angebrachten Flansch 27 und erzielt werden kann, der sich durch die Flansche 27

dem Halter 14 und verhindert ferner einen Strom- und 17 hindurch erstreckt.

übergang vom Mantel 11 zum Halter 14. Der Isola- Fig. 6 zeigt Einzelheiten des Teiles 15α des Haitor 16 weist die Form einer ringförmigen Buchse 5 ters 15. Das obere Ende des Halters 15 weitet sich auf, die zwischen dem Halter 14 und den Flanschen etwas auf und empfängt das sich verjüngende untere 17 und 27 angeordnet ist und die eine Aufundab- Ende des Reaktorrohres 10, wodurch ein guter elekbewegung des Halters 14 zuläßt, wenn eine solche trischer Kontakt hergestellt wird. Der Halter 15 setzt Bewegung infolge der Expansion und Kontraktion sich aus zwei konzentrischen Teilen aus leitenden des Rohres 10 mit der Temperatur erforderlich io Materialien, wie Stahl, zusammen. Der zwischen den wird. An den Halter 14 sind über die Flansche 26 konzentrischen Wandungen befindliche Raum 33 ist und 27 und über die Anschlußglieder 25 und 39 die mit einer Stauwand 33 a, einem Wassereinlaß 34 und Kupferkabel 18 angeschlossen, die zu einem Regel- einem Wasserauslaß 35 für Kühlwasser versehen,
transformator 19 führen, der seinerseits an eine F i g. 7 zeigt Einzelheiten des unteren Teiles des Stromquelle angeschlossen ist. Der Strom fließt da- 15 Reaktorrohres 10 und des unteren Reaktorhalters her durch das Rohr 10 und kehrt über den Mantel 15. Der untere Teil des Reaktorrohres 10 verjüngt 11 zurück. sich in der gleichen Weise wie der obere Teil des

Der Dichtungsring 32 dichtet gasdicht gegen die Rohres 10 und steht im Reibeingriff mit dem was-Unterseite des am Flansch 23 des Mantels 11 ange- sergekühlten Halter 15 α. Der einen Teil des Halters brachten Flansches 22 und gegen den Flansch 31 ab, 20 15 bildende Flansch 31 und die Dichtungsscheibe 32 der einen Teil des Halters 15 bildet. Der obere Teil bilden eine gasdichte Dichtung am unteren Teil des des Halters 15 (15 a) wird durch Wasser gekühlt, am Flansch 23 des Mantels 11 angebrachten Flandas durch den Einlaß 34 eingelassen und durch den sches 22. Der Halter 15 a wird durch das in den EinAuslaß 35 abgelassen wird. Das untere Ende des laß 34 eintretende und aus dem Auslaß 35 austre-Haltersl5a ist mit einem Flansch 36 zum Befestigen 25 tende Wasser gekühlt. An den Flansch 36 ist der des unteren Teiles 15 b des Halters 15 ausgestattet. wassergekühlte Auslaßabschnitt 15 & für die Erzeug-Der Halter 15 b ist wassergekühlt und weist eine nisse angeschraubt, der einen wassergekühlten Auswassergekühlte Ablaßleitung 24 für die Produkte auf. laß 24 für die Erzeugnisse enthält. Der Halter-

Wie aus F i g. 1 ersichtlich, kann das Rohr 10 abschnitt 15 b und der Auslaß 24 für die Erzeugnisse aus mehreren kurzen Graphitrohrabschnitten zu- 30 werden durch das Wasser gekühlt, das durch den sammengesetzt sein, die miteinander verschraubt Einlaß 40 eintritt und aus dem Auslaß 41 austritt,
oder durch mit einem Gewinde versehene Graphit- Bei der Durchführung des Verfahrens unter BekuppIungen20 miteinander verbunden sind, wie in nutzung der beschriebenen Vorrichtung wird durch Fig. 2 und 3 im einzelnen dargestellt ist. Am gün- das Einlaßrohr 21 ein Mischstrom von Methan und stigsten ist es, wenn das Graphitrohr aus einem ein- 35 Ammoniak in abgemessenen Mengen eingelassen, zelnen Stück besteht, das an den oberen und unte- Vom Einlaßrohr 21 aus strömen die Gase durch den ren Enden sich etwas verjüngt, so daß es in die Halter 14 in die durch Widerstandsheizung erhitzte oberen und unteren Halter eingeschoben werden Reaktionszone, die von dem Innern des Reaktorkann, wie in F i g. 5 und 7 dargestellt, wodurch die rohres 10 gebildet wird, in der die Gase rasch die Verwendung von Kupplungen entfällt. 40 Reaktionstemperatur erreichen, bei der eine teil-

Der Halter 14 weist einen unteren, von Wasser weise Umwandlung in das gewünschte Produkt erumspülten Teil 14 a und einen oberen Abschnitt 14 & folgt. Das Gasgemisch aus heißen unumgewandelten oberhalb der Stelle des elektrischen Anschlusses auf, Stoffen und Cyanwasserstoff strömt dann aus der in dessen Wandung ein Einlaß 21 für die Kohlen- Reaktionszone in den wassergekühlten Halter 15 wasserstoff- und Ammoniakgase vorgesehen ist. Am 45 und durch den wasserumspülten Auslaß 24 ab und oberen Ende des Halters 14 b sind Gewichte 38 an- wird durch indirekten Wärmeaustausch gekühlt, geordnet, die einen Reibeingriff zwischen den obe- Gewünschtenfalls können die Gase durch Wasserren und unteren Enden des Rohres 10 mit den Hai- abschreckung gekühlt werden, wobei eine wäßrige tern 14 und 15 sichern, sowie ein Schauglas 37, Lösung von Cyanwasserstoff erhalten wird. Jedes durch das die im Reaktorrohr herrschende Tempe- 50 der beschriebenen Kühlverfahren ist wirksam, wobei ratur an einem optischen Meßgerät abgelesen wer- das zu bevorzugende Verfahren davon abhängt, ob den kann. eine wäßrige HCN-Lösung gewünscht wird oder

Fig. 4 zeigt Einzelheiten des wassergekühlten nicht.

Teiles 14 a des Halters 14 ohne den oberen Ab- Der Ausdruck »flüchtiger Kohlenwasserstoff« soll

schnitt 14 b. Der Halter 14 setzt sich aus zwei kon- 55 sich in der vorliegenden Beschreibung auf alle

zentrischen Stücken eines leitenden Materials, z. B. Kohlenwasserstoffe beziehen, d. h. aliphatische, aro-

Stahl, zusammen. Der zwischen den konzentrischen matische oder cycloaliphatische Kohlenwasserstoffe

Wandungen liegende Raum 30 ist mit einem Was- und deren Gemische, die bei Atmosphärendruck bei

sereinlaß28 und einem Wasserauslaß 29 ausgestat- einer Temperatur von unter ungefähr 316° C sieden,

tet, so daß ständig Kühlwasser durch den Rohrhai- 60 Besonders werden Kohlenwasserstoffe mit 1 bis

ter in Umlauf gesetzt und eine Beschädigung infolge 8 Kohlenstoffatomen verwendet, wobei Methan vom

übermäßig starker Erhitzung vermieden werden gewerblichen Standpunkt aus am zweckmäßigsten ist.

kann. Der Halter 14 a ist am oberen Ende mit einem Die Kontaktzeiten können innerhalb des allge-

kupfernen Anschlußmittel 25 versehen, das an einem meinen Bereichs von ungefähr 0,2 bis 0,01 Sekunde

Flansch 26 angebracht ist, der zum Befestigen des 65 verändert werden, ohne daß die Reaktion wesentlich

oberen Teiles 14& des Halters nach Fig. 5 dient. beeinflußt wird. Bei vorgegebener konstanter Um-

Fig. 5 zeigt das obere, sich etwas verjüngende Wandlung hat eine große Veränderung der Kontakt-Ende des Rohres 10, so daß ein gasdichter Sitz und zeit eine überraschend kleine Änderung der Aus-

beute zur Folge. Diese Reaktion hängt deshalb von der geometrischen Beziehung zwischen Länge und Durchmesser ab und nicht von der Kontakt- oder Verweilzeit der Reagenzien in der erhitzten Reaktionszone.

Zur Durchführung des Verfahrens und für die Rückgewinnungslage ist ein geringer Überdruck erforderlich, der ausreicht, um den kleinen Druckabfall zu überwinden, der beim Hindurchleiten der Gase durch die Vorrichtung auftritt. Es ist erwünscht, daß die Gase unter Atmosphärendruck oder unter einem in dessen Nähe liegenden Druck stehen.

Es ist zweckmäßig, entweder mit stöchiometrischen Mengen an flüssigem Kohlenwasserstoff und Ammoniak oder mit einem geringen Überschuß von Ammoniak zu arbeiten. Wird das Verfahren mit einem Überschuß an Kohlenwasserstoff durchgeführt, so steigt die Bildung von Kohlenstoff im Reaktor rasch an, wobei der Reaktor verstopft und das Verfahrensprodukt mit Kohlenstoff verunreinigt wird. Werden stöchiometrische Mengen oder ein Überschuß an Ammoniak verwendet, so ist das erhaltene Produkt frei von Kohlenstoff.

Es hat sich gezeigt, daß bei Temperaturen von 1600 bis 2600⁰C es in einem widerstandsgeheizten rohrförmigen Reaktor möglich ist, aus einem flüchtigen Kohlenwasserstoff und Ammoniak lange Zeit erfindungsgemäß außergewöhnlich gute Umwandlungen und Ausbeuten von HCN zu erhalten, wenn das Verhältnis Länge zu Durchmesser des Reaktors zwischen 80 :1 und 200 :1 liegt. Nur im Rahmen dieses Verhältnisses kann ein solcher Reaktor für die gewerbliche Erzeugung mit Erfolg betrieben werden. Ist das Verhältnis kleiner als 80 :1, so sammeln sich am unteren Ende des Reaktors Kohlenstoffablagerungen an und verursachen rasch eine Verstopfung. Ist das Verhältnis größer als 200:1, ergeben sich geringe Ausbeuten, und der Kohlenstoff setzt sich rasch über die Länge des Reaktors hinweg ab, wodurch der Druckabfall rasch ansteigt und nur eine sehr kurze Betriebszeit zuläßt, bevor der Reaktor außer Betrieb gesetzt werden muß. Werden Verhältnisse zwischen 80 :1 und 200 :1 verwendet, lassen sich mit dem Reaktor lange Zeit ausgezeichnete Umwandlungen und Ausbeuten erzielen, ohne daß der Reaktor häufig stillgesetzt oder gereinigt werden muß.

Im Gegensatz zu einigen bekannten Verfahren ist es nach dem vorliegenden Verfahren nicht erforderlich, das Gasprodukt beim Verlassen des Reaktors sofort abzuschrecken. Der Hauptgrund dafür ist, daß die heißen Gase nicht mit einer heißen Fläche in Berührung gelangen. Ein solcher Kontakt bewirkt eine Zersetzung des Cyanwasserstoffs und Abscheidung von Kohlenstoff an der Fläche. Ist als Endprodukt gasförmiger oder wasserfreier Cyanwasserstoff erwünscht, wird zweckmäßigerweise ein wasserumspültes Wärmeaustauschrohr mit einem großen, nur eine geringe Turbulenz verursachenden Durchmesser verwendet. Ein derartiger abschreckender oder abkühlender Abschnitt enthält einen dicken Gasfilm, der eine Berührung der heißen Gase mit der Fläche verhindert und ein wirksames Abkühlen zuläßt, ohne daß das Produkt sich zersetzt.

Es ist bei dem vorliegenden Verfahren nicht erforderlich, die Gase vor dem Eintritt in den Reaktor zu erhitzen. Vorerhitzte Gase setzen den Leistungsbedarf des Reaktors etwas herab, bringen alser im übrigen keine weiteren Vorteile mit sich.

Es hat sich gezeigt, daß die Verwendung eines inerten Verdünnungsstoffes das Absetzen von Kohlenstoff im Reaktorrohr verhindert. Für diesen Zweck eignet sich jedes inerte Gas, z. B. Wasserstoff oder Stickstoff. Es kann in verschiedenen Mengen verwendet werden, wobei jedoch 1 Volumteil Verdünnungsstoff je Volumteil Gas vorzuziehen ist.

ίο Hierdurch kann die Verkohlung um etwa 50% herabgesetzt werden, ohne die Ausbeute oder Umwandlung wesentlich zu beeinflussen.

Es ist ebenso zweckmäßig, die Temperatur im Reaktor über dessen ganze Länge hinweg im wesentliehen konstant zu halten, da ein großes Temperaturgefälle im Reaktor eine Zersetzung an Stelle einer Reaktion bewirkt mit der Folge einer Verstopfung und geringerer Ausbeute.

Bei allen Temperaturen zwischen 1600 und 2600° C werden im wesentlichen die gleichen Ergebnisse erhalten. Bei einer Annäherung an die Grenzwerte dieses Bereichs verkürzt sich jedoch die Länge des Arbeitszyklus des Reaktors, während außerhalb des genannten Bereichs die Länge der Reaktionszeit vor dem Verstopfen außerordentlich kurz ist. Der Bereich von 1800 bis 2400⁰C ist allgemein vorzuziehen, da innerhalb dieses Temperaturbereichs die längsten Reaktorzyklen erzielt werden. Daher sind Temperaturschwankungen, die während der Reaktion auftreten können, nicht nachteilig, solange die Temperatur im Reaktor jederzeit innerhalb des Betriebstemperaturbereichs bleibt. Selbst kurzzeitige Abweichungen von dieser Temperatur an irgendeiner Stelle im Reaktor verursachen eine rasche Kohlenstoffabscheidung, einen Druckanstieg und ein Stillsetzen des Reaktors.

Die höchsten Leistungsfaktoren und das beste Arbeiten werden mit einem in den Figuren dargestellten Reaktor erzielt. Bei einem so aufgebauten und an eine geeignete Stromquelle angeschlossenen Ofen beträgt der Leistungsfaktor praktisch 100%, wobei keine der mechanischen Schwierigkeiten auftreten wie bei anderen Widerstandsöfen. Ohne Verwendung des Reaktorrohres und des Mantels werden in einem langen Reaktor infolge der Magnetfelder im Mantel und der diesen umgebenden Luft Leistungsfaktoren von nur ungefähr 50% erhalten. Bei Erhitzung des Mantels durch Induktionsheizung würde das um den Reaktor erzeugte Magnetfeld mechanische Schwierigkeiten und Leistungsverluste verursachen, die den Betrieb des Reaktors schwieriger gestalten und die Lebensdauer des Reaktors verkürzen würden. Die Vorzüge des dargestellten Reaktors treten besonders stark zutage, wenn eine niedrige Spannung und starke Ströme verwendet werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von HCN unter Benutzung des in F i g. 1 dargestellten Reaktors ist in den nachstehenden Versuchsreihen beschrieben. Bei den Versuchen wurde in den Reaktormantel 11 eine Stickstoffströmung geleitet. Danach wurden das Kühlwasser und das Abschreckwasser in Umlauf gesetzt, worauf die Strömung von CH₄ und NH₃ durch die Reaktoranlage in Umlauf

gesetzt wurde. In allen Fällen wurden Methan und Ammoniak von handelsüblicher Reinheit verwendet. Dann wurde das Graphitrohr 10 elektrisch beheizt, bis die Wandung des Reaktors die gewünschte

Temperatur aufwies, die mit einem optischen Pyrometer gemessen wurde. Nach dem Durchströmen des Reaktors strömten die Produktgase zum wassergekühlten Auslaßrohr 24 zwecks Abschreckung.

Proben des Produkts wurden aus der Leitung zwischen dem Abkühlungsrohr und dem Ausdehnungsgefäß in einen evakuierten Glasbehälter mit bekanntem Volumen abgelassen. Die Proben wurden dann in destilliertem Wasser absorbiert und zwecks Bestimmung des NH₃-Gehaltes mit n/10-HCl gegen Methylrot titriert. Nach der Bestimmung von NH₃ wurde die Probe mit einem HCN-Indikator versehen und mit n/10-AgNO₃ bis zur dauernden Trübung titriert. In der Tabelle bedeutet »Ausbeute« die Molmenge an HCN, die je 100 Mol verbrauchtes NH₃ gebildet wird, während »Umwandlung« die gebildeten Mol Cyanwasserstoff angibt, die je 100 Mol eingesetztes Ammoniak sich bilden.

Die Daten der einzelnen Versuche sind aus der Tabelle ersichtlich.

Bei den Versuchen Nr. 1 und 2 war am Ende des 2V2Stündigen ununterbrochenen Betriebs der Reaktor verstopft und mußte stillgelegt werden. Der Reaktor wurde ausgebohrt, auf die ursprünglichen Abmessungen gebracht, auf 2420° C erhitzt, und es wurden Ströme von CH₄ und NH₃ bei 1,04 und 1,00MoI je Stunde in Umlauf gesetzt. Nach einem lstündigen beständigen Betrieb war der Reaktor mit Kohlenstoff verstopft und wurde außer Betrieb gesetzt.

Bei Versuch Nr. 3 wurde eine 87%ige Umwandlung zu HCN ohne Bildung von Nebenprodukten erzielt, jedoch verstopfte sich der Reaktor nach 4stündigem Betrieb.

Bei Versuch Nr. 4 wurden eine 98%ige Umwandlung und eine 98%ige Ausbeute an HCN erzielt. Am Ende der sich über 45 Stunden ununterbrochen erstreckenden Betriebsdauer wurde der Reaktor außer Betrieb gesetzt, ohne daß eine Verstopfung auftrat.

Bei den Versuchen Nr. 5 bis 11 waren die Strömungsmengen gegenüber den bei den vorhergehenden Versuchen verwendeten Mengen vergrößert, um einen Ausgleich für das vergrößerte Reaktorvolumen zu schaffen, so daß in allen Reaktoren im wesentlichen eine konstante Kontaktzeit aufrechterhalten wurde.

Bei Versuch Nr. 12 wurde eine Ausbeute von 92% bei einer Umwandlung von 97% erzielt. Auch hier wurde die Strömungsmenge vergrößert, um einen Ausgleich für das vergrößerte Volumen des Reaktors zu schaffen. Nach 80stündigem beständigem Arbeiten war der Reaktor nicht verstopft.
Bei Versuch Nr. 13 erübrigt sich ein Kommentar. Bei Versuch Nr. 14 wurde ein Reaktor mit einem Verhältnis Länge zu Durchmesser=216:l angewendet. Nach 4stündigem Betrieb war der Reaktor mit Kohlenstoff verstopft und mußte außer Betrieb gesetzt werden.

Die vorstehenden Versuche zeigen eindeutig, welche hohen Ausbeuten, Umwandlungen und Leistungsgrade mit dem vorliegenden Verfahren erzielt werden können, wobei allerdings das Verhältnis Länge zu Durchmesser des Reaktors innerhalb des kritischen Bereichs von 80:1 bis 200:1 gehalten werden muß.

Um zu zeigen, welche Vorteile bei der Verwendung eines inerten Verdünnungsstoffes erhalten werden, werden zwei Versuche A und B durchgeführt, die unter Verwendung derselben Vorrichtung unter praktisch den gleichen Reaktionsbedingungen wie im Versuch Nr. 12 durchgeführt wurden, wobei als Verdünnungsstofj: Wasserstoff verwendet wurde.

Beim Versuch A wurden 19,8 Mol CH₄ und 20,6 Mol NH₃ bei einer Temperatur von 1820° C durch den Reaktor geleitet. Eine Analyse des erzeugten Gases ergab einen Gehalt von 0,7% NH₃ und 22,8% HCN. Die gesamte Umwandlung bei einem einzelnen Durchlauf betrug bei diesem Versuch 97%, die Ausbeute 86,7%, während die Leistungsaufnahme 2,74 kWh je 450 g HCN betrug.

Der Reaktor wurde 73 Stunden lang beständig betrieben, bevor starke Verkohlung auftrat.

Bei dem Versuch B wurden in den Reaktor 16,9 Mol CH₄, 17,7 Mol NH₃ und 17,0 Mol H₂ bei einer Reaktionstemperatur von 1900° C geleitet. Die Analyse des erzeugten Gases ergab einen Gehalt von 0,5% NH₃ und 18,5% HCN. Die gesamte Umwandlung bei einem einzelnen Durchlauf betrug bei diesem Versuch 98%, die Ausbeute 90% und die Leistungsaufnahme 3,04 kWh je 450 g HCN. Der Reaktor wurde 101 Stunde lang ununterbrochen betrieben, bis starke Verkohlung einsetzte.

Ver such	Rea Länge	ktor Innen durch	Ver hältnis Länge zu	Mol je Stunde	Mol je Stunde	Tempe ratur	Um wand	Aus beute	Erzeugtes Gas Volumprozent	HCN	Leistung kWh je 450 g	Betriebs stunden	End zustand des
		messer	Durch				lung			21,1			Reaktors
Nr.	cm	cm	messer	CH4	NH3	0C			NH3	19,8	HCN
1	274	5,1	54:1	1,22	1,22	2620			1,0	17,5		2,5	verstopft
2	274	5,1	54:1	1,04	1,00	2420	—	—■		24,1	—	1	verstopft
3	274	3,8	72:1	1,72	1,6	2150	87	100	3,0	22,3	3,3	4	verstopft
4	274	3,17	86:1	1,93	1,96	2220	98	98	0,6	22,2	3,2	45	gut
5	548	5,1	108:1	4,6	4,7	1810	98	91	0,16	21,4	3,4	24	gut
6	548	5,1	108:1	4,6	4,7	1710	97	92	0,78	22,3	3,5	48	gut
7	548	5,1	108:1	4,8	4,8	1830	98	90	0,16	23,2	3,4	48	gut
8	548	5,1	108:1	4,8	4,8	1800	97,2	91	0,7	22,6	3,3	24	gut
9	548	5,1	108:1	4,8	4,8	1770	98	94	0,5	21,3	3,2	24	gut
10	548	5,1	108:1	5,2	5,2	1760	95,5	95,5	1,15	23,1	3,6	30	gut
11	548	5,1	108:1	4,4	4,4	2100	99	86	0,28	21,1	3,6	43	gut
12	1280	10,1	126:1	19,3	20,0	1780	97	92	0,8	21,6	2,8	80	gut
13	1090	7,6	140:1	5,1	5,1	2000	99	85	0,3	3,3	23	gut
14	1090	5,1	216:1	6,6	6,6	1800	93	91	1,7	3,5	4	verstopft

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Cyanwasserstoff durch Umsetzen von Ammoniak mit einem flüchtigen Kohlenwasserstoff bei erhöhten Temperaturen in einem röhrenförmigen Reaktor, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung in einem durch Widerstandsheizung beheizten röhrenförmigen Graphitreaktor, dessen Länge das 80- bis 200fache des Innendurchmessers beträgt, bei einer Temperatur im Bereich von 1600 bis 2600° C, vorzugsweise von 1800 bis 2400° C, durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Reaktor verwendet wird, dessen Länge das 85- bis 150fache des Durchmessers beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktdauer

der Reaktionspartner bei der Reaktionstemperatur auf 0,01 bis 0,2 Sekunden eingestellt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als flüchtiger Kohlenwasserstoff ein aliphatischer Kohlenwasserstoff mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen je Molekül verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Kohlenwasserstoff Methan verwendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man praktisch stöchiometrische Mengen an Methan und Ammoniak in den Reaktor einführt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion in Gegenwart eines inerten gasförmigen Verdünnungsmittels durchgeführt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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