DE1115228B

DE1115228B - Process for the enrichment of deuterium in hydrogen or ammonia

Info

Publication number: DE1115228B
Application number: DEL32634A
Authority: DE
Inventors: Dr Alfred Schmidt
Original assignee: Lentia GmbH
Current assignee: Lentia GmbH
Priority date: 1958-03-14
Filing date: 1959-03-05
Publication date: 1961-10-19

Description

Verfahren zur Anreicherung von Deuterium in Wasserstoff oder Ammoniak Zur Anreicherung und Gewinnung von Deuterium sind bereits die verschiedensten Wege vorgeschlagen worden. Von den neueren Entwicklungen auf diesem Gebiet ist die Verwendung von Heiß-Kalt-Austauschsystemen bekanntgeworden. Das Prinzip dieser Anlagen beruht darauf, daß die Gleichgewichtskonstante einer Austauschreaktion HD+HX@H2+DX worin H X eine beliebige wasserstoffhaltige Verbindung darstellt, von der Temperatur abhängig ist. Es kann daher ein Kreislaufsystem erstellt werden, in dem das Deuterium bei niederer Temperatur in einer seiner Verbindungen angereichert wird, anschließend aber bei hoher Temperatur wieder aus dieser Verbindung in einen Wasserstoffstrom übergeht, der dann eine entsprechend höhere Konzentration an Deuterium hat.Process for the Enrichment of Deuterium in Hydrogen or Ammonia A wide variety of ways have already been proposed for the enrichment and production of deuterium. Among the recent developments in this area, the use of hot-cold exchange systems has become known. The principle of these systems is based on the fact that the equilibrium constant of an exchange reaction HD + HX @ H2 + DX where HX is any hydrogen-containing compound, depends on the temperature. It is therefore possible to create a circulatory system in which the deuterium is enriched in one of its compounds at a low temperature, but then at high temperature again passes from this compound into a hydrogen stream, which then has a correspondingly higher concentration of deuterium.

Die in einer solchen Austauschstufe erzielbare Anreicherung an Deuterium hängt von dem Verhältnis der Gleichgewichtskonstanten der Austauschreaktion bei den gewählten Arbeitstemperaturen ab.The enrichment in deuterium that can be achieved in such an exchange stage depends on the ratio of the equilibrium constants of the exchange reaction the selected working temperatures.

Durch Hintereinanderschalten von mehreren derartigen Stufen (Kaskade) ist eine beliebig hohe Anreicherung erzielbar.By connecting several such stages in series (cascade) an arbitrarily high enrichment can be achieved.

Die bisher bekannten Heiß-Kalt-Austauschsysteme arbeiten nach der Schaltung gemäß Fig. 1 der Zeichnung. Der das Deuterium enthaltende gasförmige Rohstoff (beispielsweise Synthesegas) tritt bei F in die heiße Kolonne III ein und wird durch eine gegenströmende flüssige Wasserstoffverbindung (beispielsweise Ammoniak) an Deuterium angereichert. Am Kopf der heißen Kolonne III wird bei P ein Teil dieses Stromes als deuteriumreiches Produkt abgezogen, der Rest tritt in die kalte Kolonne 1 ein, wo er das Deuterium wieder an die gegenströmende Flüssigkeit abgibt. Am Kopf der kalten Kolonne I tritt bei W der abgereicherte Strom aus und kann einer beliebigen weiteren Verwendung zugeführt werden. Der Flüssigkeitskreislauf ist in sich geschlossen.The previously known hot-cold exchange systems work according to the Circuit according to FIG. 1 of the drawing. The gaseous raw material containing the deuterium (for example synthesis gas) enters the hot column III at F and is through a counter-flowing liquid hydrogen compound (e.g. ammonia) Deuterium enriched. At the top of the hot column III, part of this is at P Stromes withdrawn as a deuterium-rich product, the remainder enters the cold column 1, where it releases the deuterium back into the counter-flowing liquid. On the head the cold column I exits the depleted stream at W and can be any further use. The liquid cycle is self-contained.

Das zugehörige Arbeitsdiagramm(nachMcCabe-Thiele) zeigt Fig. 2. Auf der Abszisse ist die Konzentration x des Deuteriums in der Flüssigkeit, auf der Ordinate die Konzentration y im Gas aufgetragen. Die Geraden t1 und t2 stellen die Gleichgewichtskurven in der kalten bzw. in der heißen Kolonne dar. Es sind ferner die den Stellen F (Feed), P (Product) und W (Waste) der Fig. 1 entsprechenden Punkte eingetragen. Man erkennt sofort, daß selbst bei unendlich langen Kolonnen das Verhältnis der Gaskonzentrationen an Deuterium nicht über das Verhältnis der Gleichgewichtskonstanten bei den maximal einstellbaren Temperaturextremen hinausgehen kann, daß also die Punkte F und W nur innerhalb der Gleichgewichtslinien t1 und t2, und zwar auf einer gemeinsamen y-Ordinate, liegen können.The associated working diagram (according to McCabe-Thiele) is shown in FIG the abscissa is the concentration x of the deuterium in the liquid on which The ordinate plots the concentration y in the gas. The straight lines t1 and t2 represent the Equilibrium curves in the cold and in the hot column. There are also the points corresponding to the points F (Feed), P (Product) and W (Waste) in FIG registered. One recognizes immediately that even with infinitely long columns the ratio the gas concentrations of deuterium do not have the ratio of the equilibrium constants at the maximum temperature extremes that can be set, so that the Points F and W only within the equilibrium lines t1 and t2, on one common y-ordinate.

Man half sich durch Hintereinanderschalten mehrerer zweiteiliger Heiß-Kalt-Austauschsysteme (s. österreichische Patentschrift 198 728). Die Fig. 3 und 4 der Zeichnung zeigen jedoch, daß die Anreicherung auch hier einer den gegebenen Verhältnissen entsprechenden Beschränkung unterworfen ist (Ordinate C - D in Fig.4). An den Beschränkungen für Anreicherung und Ausbeute für alle diese Verfahren ändert sich auch dann nichts, wenn man beispielsweise den Rücklauf aus einer zweiten Stufe eines mehrstufigen Verfahrens an jener Stelle der heißen Kolonne der ersten Stufe aufgibt (B in Fig. 4), in welcher die gleiche Konzentration an Deuterium herrscht.One helped one another by connecting several two-part hot-cold exchange systems in series (see Austrian patent specification 198 728). 3 and 4 of the drawing show, however, that the enrichment is also subject to a restriction corresponding to the given conditions (ordinate C - D in FIG. 4). The restrictions on enrichment and yield for all these processes do not change if, for example, the reflux from a second stage of a multi-stage process is abandoned at that point in the hot column of the first stage (B in FIG. 4) in which the the same concentration of deuterium prevails.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist dagegen ein Verfahren, das es gestattet, aus Wasserstoff oder einem wasserstoffhaltigen Gas oder aus Ammoniak schon in einer einzigen Austauschstufe eine theoretisch beliebig hohe Anreicherung an Deuterium in Wasserstoff oder auch in Ammoniak, gleichzeitig aber auch, und zwar im Gegensatz zu den bekannten Verfahren, eine ebenso beliebig hohe Ausbeute an Deuterium, d. h. eine optimale Abreicherung des Deuteriums liefernden Stoffes, zu erzielen. Zur Anreicherung wird gemäß der Reaktion N H, -f- H D =;#z NH2 D -I- Ha vorgegangen, deren Gleichgewichtskonstanten z. B. bei 0°C 6,85 und bei 100°C 4,10 betragen. Das vorliegende Verfahren zur Anreicherung von Deuterium in einem Heiß-Kalt-System durch katalytischen Gegenstromaustausch zwischen im Kreislauf durch die Kolonnengeführtem Ammoniak und einem wasserstoffhaltigen Gas"--wobei--das .angereicherte Produkt zwischen der heißen und der kalten Kolonne abgezogen wird, besteht erfindungsgemäß darin, daß zwischen die -heiße-(III in Fig. 5) und die kalte Kolonne I eine dritte, bei der Temperatur der kalten Kolonne betriebene Austauschkolonne II geschaltet wird, durch die das wasserstoffhaltige Gas und das Ammoniak im Gegenstrom zueinanderströmen, wobei das wasserstoffhaltige Gas im Kreislauf durch die drei Kolonnen zugeführt und Frischgas dem System zwischen den beiden kalten Kolonnen zugeleitet wird. The subject of the present invention, however, is a process that allows, from hydrogen or a hydrogen-containing gas or from ammonia, in a single exchange stage, a theoretically arbitrarily high enrichment of deuterium in hydrogen or in ammonia, but at the same time, in contrast to the known methods of achieving an equally high yield of deuterium, ie an optimal depletion of the substance supplying deuterium. For enrichment, according to the reaction NH, -f- HD =; # z NH2 D -I- Ha proceeded whose equilibrium constants z. B. at 0 ° C 6.85 and at 100 ° C 4.10. The present method for enriching deuterium in a hot-cold system by catalytic countercurrent exchange between ammonia circulated through the columns and a hydrogen-containing gas "- with - the enriched product being withdrawn between the hot and cold columns, exists according to the invention that between the -hot (III in Fig. 5) and the cold column I a third exchange column II operated at the temperature of the cold column is connected through which the hydrogen-containing gas and the ammonia flow in countercurrent to one another, the hydrogen-containing Gas is fed into the circuit through the three columns and fresh gas is fed to the system between the two cold columns .

Die hierzu benutzte Vorrichtung besteht somit, wie Fig. 5 der Zeichnung zeigt, aus drei Kolonnen, und zwar dem an sich bekannten Absorber I, der erfindungsgemäßen Austauschkolonne II und dem bekannten Abstreifer III. Die Kolonnen I und II werden bei möglichst tiefer, die Kolonne III bei möglichst hoher Temperatur gefahren.The device used for this purpose is thus like FIG. 5 of the drawing shows, from three columns, namely the absorber I known per se, the inventive Exchange column II and the known stripper III. Columns I and II are at the lowest possible, the column III operated at the highest possible temperature.

Als Austauscherkolonnen für das vorliegende Verfahren können solche üblicher Bauart; wie z. B. Füllkörperkolonnen oder solche mit Glockenböden od. dgl., verwendet werden.As exchange columns for the present process, such usual design; such as B. packed columns or those with bubble caps or the like., be used.

In die Kolonne I wird von urfiten der Wasserstoff oder das wasserstoffhaltige Gas, das als Rohstoff zur Deuteriumsgewinnung dient, eingeführt (F1). Es wird im Gegenstrom mit deuteriumarmem flüssigem Ammoniak bei der tiefen Arbeitstemperatur t1 gewaschen, das Gas gibt hierbei einen Teil des in ihm enthaltenen Deuteriums an das Ammoniak ab und tritt am oberen Ende der Kolonne I aus. Ein Teil dieses Endgases wird in die Kolonne III zurückgeführt, der Rest kann in gegenüber dem Eingangsgas praktisch unveränderter Form für beliebige Zwecke weiterverwendet werden (W;).In the column I the hydrogen or the hydrogen-containing is from urfiten Gas, which is used as a raw material for the production of deuterium, introduced (F1). It will be in Countercurrent with low-deuterium liquid ammonia at the low working temperature t1 washed, the gas releases part of the deuterium it contains to the ammonia and emerges at the top of column I. Part of this tail gas is returned to column III, the rest can be compared to the inlet gas can be used in practically unchanged form for any purpose (W;).

In der Kolonne II wird das vom Absorber I kommende flüssige Ammoniak bei tiefer Temperatur t1 durch aus dem Abstreifer III kommenden deuteriumreichen Wasserstoffweiter angereichert.The liquid ammonia coming from the absorber I is in the column II at low temperature t1 by the deuterium-rich coming from the stripper III Further enriched with hydrogen.

In der Abstreiferkolonne III wird bei der hohen Arbeitstemperatur t2 das Deuterium vom aus Kolonne Il kommenden flüssigen Ammoniak wieder zurück in den aus der Kolonne I kommenden deuteriumarmen Wasserstoff getauscht. Der von III nach Il gehende Wasserstoff wird also um so reicher an Deuterium, je reicher das aus II entgegenkommende Ammoniak ist. Umgekehrt wird auch das aus II kommende Ammoniak um so reicher an Deuterium, je reicher der aus III kommende Wasserstoff ist. Dadurch entsteht ein Kreislauf, in welchem der D teriumgehalt des Wasserstoffs und des Ammoniaks an diesen Stellen immer höher wird. Hat der Gehalt die gewünschte Höhe erreicht, so wird ein Teil entweder des angereicherten Ammoniaks (P2) oder des angereicherten Wasserstoffs (P1) oder von beiden zugleich abgezogen. Es kann natürlich nur so viel Deuterium als Produkt abgezogen werden, als dem System im Rohstoff zugeführt wird, abzüglich der mit dem verarmten Endprodukt abgehenden Restmenge an Deuterium.In the stripper column III is at the high working temperature t2 the deuterium from the liquid ammonia coming from column II back into exchanged the low-deuterium hydrogen coming from column I. That of III Hydrogen going to II becomes richer in deuterium the richer it is from II is oncoming ammonia. The ammonia coming from II is also reversed the richer the hydrogen coming from III, the richer in deuterium. Through this a cycle is created in which the hydrogen and ammonia are dehydrated gets higher and higher at these points. If the salary has reached the desired level, so part of either the enriched ammonia (P2) or the enriched Hydrogen (P1) or withdrawn from both at the same time. Of course, it can only do so much Deuterium is withdrawn as a product than is added to the system in the raw material, minus the residual amount of deuterium leaving with the depleted end product.

Die gewünschte Konzentration von Deuterium in einem der beiden möglichen Produkte ist frei wählbar. Entsprechenddem gewünschtenAnreicherungsfaktor ist die Höhe der Kolonnen 1I und III bzw. deren Anzahl an theoretischen Böden und das Verhältnis von Ammoniak zu Wasserstoff in Kolonne II, das deren Durchmesser bestimmt, zu bemessen.The desired concentration of deuterium in one of the two possible Products can be freely selected. According to the desired enrichment factor, the Height of columns 1I and III or their number of theoretical trays and the ratio from ammonia to hydrogen in column II, which determines its diameter.

Die angewendeten Arbeitstemperaturen müssen natürlich im. Existenzgebiet des flüssigen Ammoniaks liegen-. Die: untere -Arbeitstemperatur t1 ist durch die Reaktionsgeschwindigkeit der Austauschreaktion, die mit sinkender Temperatur immer kleiner wird, begrenzt; durch Zusatz eines Katalysators kann aber die Reaktion beschleunigt werden, so daß schließlich der Erstarrungspunkt des Ammoniaks (-77°C) die untere Grenze darstellt. Die obere Grenze der Temperatur t2 hängt vom Siedepunkt des Ammoniaks bei dem gewählten Arbeitsdruck ab und wird endgültig von der kritischen Temperatur des Ammoniaks (133'C) begrenzt.The working temperatures used must of course be im. Area of existence of liquid ammonia lie-. The: lower working temperature t1 is determined by the Reaction rate of the exchange reaction, which always decreases with decreasing temperature becomes smaller, limited; however, the reaction can be accelerated by adding a catalyst so that finally the freezing point of ammonia (-77 ° C) the lower Represents border. The upper limit of the temperature t2 depends on the boiling point of the ammonia at the selected working pressure and is finally of the critical temperature of ammonia (133'C) limited.

Für den Arbeitsdruck ergibt sich aus technischen Gründen eine obere Grenze bei rund 1000 atü. Zweckmäßig ist natürlich, das Anreicherungsverfahren bei jenem Druck durchzuführen, bei dem sich beispielsweise die Deuterium enthaltende Gaskomponente anbietet, z. B. bei Synthesegas für die Ammoniaksynthese eben beim üblichen Synthesedruck.For technical reasons, there is an upper working pressure Limit at around 1000 atm. Of course, the enrichment process is useful to carry out that pressure at which, for example, the deuterium contained Offers gas component, e.g. B. with synthesis gas for ammonia synthesis just at usual synthesis pressure.

Das Produkt kann aus den Strömen zwischen Abstreifer III und der Kolonne II entweder als an Deuterium angereicherter Wasserstoff (P1) oder als an Deuterium angereichertes Ammoniak (P2) abgenommen werden. Im letzteren Falle muß eine entsprechende Menge Ammoniak in III nachgefüllt werden (F2), um die umlaufende Ammoniakmenge konstant zu halten.The product can be obtained from the streams between stripper III and the column II either as hydrogen enriched in deuterium (P1) or as deuterium enriched ammonia (P2) can be removed. In the latter case a corresponding Amount of ammonia in III must be refilled (F2) to keep the circulating amount of ammonia constant to keep.

Wie schon weiter oben erwähnt, ist das Verhältnis der Deuteriumkonzentrationen im Produkt zu der im Rohstoff beliebig einstellbar. In der Praxis führt jedoch ein zu hohes Anreicherungsverhältnis zu sehr großen Umlaufmengen an Wasserstoff und Ammoniak, so daß es wirtschaftlicher ist, zwei oder mehrere Systeme in an sich bekannter Weise als Kaskade hintereinanderzuschalten und die Anreicherung in einer Stufe auf nicht mehr als das 10- bis 30fache des Ausgangsgehaltes zu steigern. Daß das erfindungsgemäße Verfahren gegenüber bekannten Verfahren zu einer überraschend hohen Deuteriumausbeute führt, ist aus dem Arbeitsdiagramm Fig. 6 deutlich zu ersehen.As already mentioned above, the ratio of the deuterium concentrations is adjustable in the product to that in the raw material. In practice, however, it introduces Too high an enrichment ratio to very large amounts of hydrogen and Ammonia, so that it is more economical, two or more systems in per se known Way to cascade one after the other and enrichment in one stage should not be increased by more than 10 to 30 times the initial content. That the inventive Process compared to known processes to a surprisingly high deuterium yield can be clearly seen from the operating diagram in FIG. 6.

Da aus dem Kreislauf der ersten Stufe jeweils nur ein Teil des angereicherten Gases oder Ammoniaks in das zweite, hier nicht dargestellte System zur Durchführung der zweiten Verfahrensstufe übergeführt wird, ist das zweite System entsprechend dieser geringeren Menge an Umlaufstoffen kleiner zu dimensionieren. Im allgemeinen errechnen sich aus den Arbeitsdiagrammen entsprechend den Konzentrationsänderungen auch andere technische Bedingungen für die Austauschkolonnen der zweiten Stufe nach bekannten Methoden.Since from the cycle of the first stage only part of the enriched Gas or ammonia in the second system, not shown here, to carry out the second process stage is transferred, the second system is accordingly to dimension this smaller amount of circulating materials smaller. In general are calculated from the working diagrams according to the changes in concentration also other technical conditions for the exchange columns of the second stage known methods.

Das erfindungsgemäße Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung desselben in einer Stufe sind in den Fig. 5 und 6 der Zeichnung und im nachfolgenden Ausführungsbeispiel erläutert.The method according to the invention and an apparatus for carrying it out the same in one stage are in Figs. 5 and 6 of the drawing and in the following Embodiment explained.

Die Erfindung ist aber nicht auf das dargestellte Beispiel beschränkt. Wie schon erwähnt, bestehen weite Grenzen der Variierbarkeit hinsichtlich der Deuterium enthaltenden Eintauschstoffe und ihrer Mengen und damit der anzuwendenden Temperaturen, Drücke und Anzahl der theoretischen Böden in den einzelnen Austauscherkolonnen.However, the invention is not restricted to the example shown. As already mentioned, there are wide limits to the variability with regard to the deuterium Containing exchange materials and their quantities and thus the temperatures to be used, Pressures and number of theoretical plates in the individual exchanger columns.

Es ist weiterhin.möglich, den Erfindungsgegenstand mit gleicher Wirkung in Heiß-Kalt-Austauschaggregaten anzuwenden, bei denen an Stelle des deuteriumreichen Ammoniaks hoch angereicherter Wasserstoff oder ein diesen enthaltendes Gas oder beide nebeneinander als Produkt abgezogen werden oder bzw. und bei denen an Stelle oder neben dem Deuterium enthaltenden Wasserstoff od. dgl. beispielsweise Deuterium enthaltendes flüssiges Ammoniak als Rohstoff aufgegeben oder vorangereichertesflüssiges Ammoniak aus der ersten Stufe abgezogen und in der nächsten Stufe aufgegeben wird.It is still possible to use the subject matter of the invention with the same effect in hot-cold exchange units apply where in place of the deuterium-rich ammonia, or hydrogen containing it, is highly enriched Gas or both are withdrawn side by side as a product or or and where instead of or in addition to the hydrogen containing deuterium or the like. For example Deuterium-containing liquid ammonia abandoned as raw material or pre-enriched liquid Ammonia is withdrawn from the first stage and abandoned in the next stage.

Das vorliegend beschriebene Verfahren unterscheidet sich vom Gegenstand des älteren Patentes 1032 233 vor allem dadurch, daß im ersteren Falle bei geschlossenem Flüssigkeitskreislauf in beiden Fällen zwei kalte Kolonnen und eine heiße Anwendung finden, im Falle des älteren Patentes aber eine einzige kalte und dafür zwei getrennte heiße Kolonnen, wodurch die durch den Dampfdruck der flüssigen Phase bedingten Schwierigkeiten in der heißen Kolonne weitgehend vermieden werden können.The method described here differs from the subject matter of the earlier patent 1032 233 mainly in that in the former case two cold columns and one hot column are used in both cases with a closed liquid circuit, but in the case of the older patent a single cold column and two separate hot columns are used Columns, whereby the difficulties caused by the vapor pressure of the liquid phase in the hot column can be largely avoided.

Beispiel Bei F, der Fig. 5 der Zeichnung eintretendes Wasserstoffgas (4950 Nm3/h, 0,014 Atomprozent D) wird gemeinsam mit dem aus der Kolonne II kommenden Kreislaufgas (7800 Nm"/h, 0,014 Atomprozent D) in die Kolonne I (-20°C) geleitet, wo es im Gegenstrom mit Kaliumamid als Katalysator enthaltendem Ammoniak (1,5 t/h, Eingang 0,005 Atomprozent D, Ausgang 0,06 Atomprozent D) gewaschen wird, von dem die Kolonne I verlassenden Wasserstoff (0,0014 Atomprozent D) wird ein Teil als Abgas W, verworfen (4500 Nm3/h), der andere Teil (8250 Nm3/h) wird in die Kolonne III zurückgeführt.Example Hydrogen gas entering at F, Fig. 5 of the drawing (4950 Nm3 / h, 0.014 atomic percent D) is combined with that coming from column II Recycle gas (7800 Nm "/ h, 0.014 atomic percent D) passed into column I (-20 ° C), where ammonia (1.5 t / h, Inlet 0.005 atomic percent D, outlet 0.06 atomic percent D) is washed from which the column I leaving hydrogen (0.0014 atomic percent D) is a part as Waste gas W, discarded (4500 Nm3 / h), the other part (8250 Nm3 / h) is fed into the column III returned.

Das in der Kolonne I an Deuterium aus dem Wasserstoff angereicherte Ammoniak (1,5 t/h, 0,06 Atomprozent D) wird in der Kolonne 11 (-20°C) durch einen weiteren Gegenstromaustausch mit dem aus der Kolonne 111 kommenden Umwälzwasserstoff (7800 Nm3/h, Eingang 0,14 Atomprozent D, Ausgang 0,014Atomprozent D) weiter angereichert auf 0,4Atomprozent D.The ammonia enriched in deuterium from the hydrogen in column I (1.5 t / h, 0.06 atomic percent D) is in column 11 (-20 ° C) by a further countercurrent exchange with the circulating hydrogen coming from column 111 ( 7800 Nm3 / h, input 0.14 atomic percent D, output 0.014 atomic percent D) further enriched to 0.4 atomic percent D.

In der Kolonne III (+130°C) wird der aus der Kolonne I kommende Wasserstoff (8250 Nm3/h, 0,0014 Atomprozent D) durch das gegenströmende Ammoniak (1,5 t/h, Eingang 0,4 Atomprozent D, Ausgang 0,005 Atomprozent D) an Deuterium angereichert auf 0,14 Atomprozent D. Ein Teil dieses Wasserstoffs (450 Nm3/h) wird als Produkt P, am Kopf der Kolonne III abgezogen.The hydrogen coming from column I is in column III (+ 130 ° C) (8250 Nm3 / h, 0.0014 atomic percent D) due to the countercurrent ammonia (1.5 t / h, inlet 0.4 atomic percent D, output 0.005 atomic percent D) of deuterium enriched to 0.14 Atomic percent D. A part of this hydrogen (450 Nm3 / h) is used as product P, at the top the column III withdrawn.

Das ganze System arbeitet bei einem Druck von 300 atü.The whole system works at a pressure of 300 atmospheres.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Process for the enrichment of deuterium in one Hot-cold system through catalytic countercurrent exchange between in the circuit the columns carried liquid ammonia and a hydrogen-containing gas, wherein the enriched product is withdrawn between the hot and cold column, characterized in that between the hot (III) and the cold column (I) one third exchange column (1I) operated at the temperature of the cold column is connected through which the hydrogen-containing gas and the ammonia in countercurrent to each other flow, whereby the hydrogen-containing gas is circulated through the three columns and fresh gas is fed to the system between the two cold columns.

2. The method according to claim 1, characterized in that several such exchange systems are operated in a cascade circuit known per se. Contemplated publications: USA. Patent No. 2 787 526. Contemplated older patents: German patent no. 1032 233rd.