DE550909C - Verfahren zur katalytischen Gewinnung von Cyanwasserstoff - Google Patents

Description

• Verfahren zur katalytischen Gewinnung von Cyanwasserstoff Bei - der katalytischen Herstellung von Cyanverbindungen, insbesondere von Cyanwasserstoff aus Kohlenoxydgas und Ammoniak, war es bisher üblich, den Katalysator in möglichst fein verteilter Form auf Trägern aufgebracht zur Anwendung zu bringen, weil man der Ansicht war, daß die Reaktion, sowohl was Geschwindigkeit als auch was Vollständigkeit der Umsetzung zwischen Ammoniak und Kohlenoxydgas anbelangt, von dem Grade der Verteilung des Katalysators wesentlich abhängig sei. Es ist jedoch bisher trotz feinster Verteilung des Katalysators auf den Trägern nicht möglich gewesen, mehr als ein Drittel des angewendeten Ammoniaks in einem Arbeitsgange in Cyanwasserstoff überzuführen. Durch Vergrößerung, z. B. Verlängerung der Katalysatorschicht, kann man wohl erreichen, daß das Reaktionsgemisch mit größerer Strömungsgeschwindigkeit über den Katalysator geleitet werden kann. Die prozentuale Ausbeute an Cyanwasserstoff wird aber auf diese Weise nicht erhöht, sondern bleibt die gleiche wie bei Anwendung einer kürzeren Katalysatorschicht und einer geringeren Strömungsgeschwindigkeit.
• Es wurde nun die Beobachtung gemacht, daß man die prozentuale Umsetzung des Ammoniaks dadurch überraschend steigern kann, daß man die Vermehrung der Katalysatormenge nicht durch Verlängerung der aus einem fein verteilten Katalysator bestehenden Katalysatorschicht, sondern durch Konzentrationserhöhung des Katalysators bewirkt, also im Gegensatz zu der bisher meistens üblichen Anwendung des Katalysators in möglichst verdünnter oder feinverteilter Form verfährt. Auf diese Weise wird eine ganz bedeutende, nicht vorauszusehende Vergrößerung des prozentualen Umsatzes zwischen Ammoniak und Kohlenoxydgas in einem Arbeitsgang erreicht. Diese Umsatzerhöhung beträgt bei Anwendung gleicher Mengen von Ammoniak etwa 5o % mehr als bei Benutzung des gleichen, aber in der üblichen Weise fein verteilten Katalysators.
• Als besonders geeignete Katalysatoren finden hauptsächlich die Oxyde des Aluminiums, Thoriums, Zirkons, Titans, der seltenen Erden, insbesondere des Cers, oder des Molybdäns, Urans, Vanadiums, einzeln oder miteinander gemischt, hier Verwendung.
• Zwecks :Herstellung der für das vorliegende Verfahren bestimmten Kontaktkörper wird der Träger, welcher aus Tonscherben o. dgl. bestehen kann, mit einer konzentrierten Lösung der Katalysatorsalze getränkt und alsdann zur Trockene eingedampft. Unter Umständen empfiehlt es sich, das Tränken und Eindampfen mehrmals zu wiederholen, so daß schließlich die Menge des aufgebrachten Katalysators wenigstens ein Zehntel oder mehr des Gesamtgewichtes von Katalysator plus Träger beträgt. Als Katalysatorsalze verwendet man zweckmäßig solche Metallsalze, welche sich, wie z. B. die Nitrate, Formiate oder ähnliche Verbindungen, bei erhöhter Temperatur leicht zersetzen. Die mit diesen Salzen der obengenannten Katalysatoren getränkten und getrockneten Träger können unmittelbar in die Apparatur gebracht und dort bei erhöhter Temperatur in die entsprechenden Oxyde übergeführt werden. Die so hergestellten Kontaktkörper können ohne weiteres zur Durchführung des vorliegenden Verfahrens benutzt werden. Sie liefern bedeutend höhere Ausbeuten an Cyanwasserstoff ohne vexIustbringende Stickstoffentbindung.
• Das katalytische Verfahren kann zwar nach einer beliebigen bekannten Arbeitsweise durchgeführt werden, besonders gute Ergebnisse erzielt man jedoch, wenn man mit einem überschuß an Kohlenoxydgas bei gleichzeitiger Anwesenheit beträchtlicher Mengen von Wasserstoff oder wasserstoffhaltigen Gasgemischen, wie z. B. Wassergas, sowie bei Temperaturen der dunklen Rotglut arbeitet. Die Verwendung der obengenannten Metalloxyde als Katalysatoren bei der Blausäuresynthese aus Ammoniak und Kohlenoxydgas ist bereits bekannt oder den Erfindern früher schon geschützt und wird deshalb als solche hier nicht beansprucht. Neu dagegen ist die Anwendung der genannten Katalysatoren in der hier beanspruchten Konzentration sowie das Arbeiten mit Katalysatoren in der beanspruchten Konzentration nach dem bestimmten Verfahren (Anspruch 2), welches als solches in seiner Gesamtheit (konzentrierte Katalysatoren, Kohlenoxydüberschuß, beträchtliche Wasserstoffmengen und Temperaturen der dunklen Rotglut) ebenfalls neu ist.
• Wie überaus günstig die Ausbeuteergebnisse des beanspruchten Verfahrens in einem Arbeitsgang sind, zeigen deutlich die nachstehenden Beispiele i. Beim einmaligen Überleiten eines Gasgemisches, bestehend aus ioo cbm Kohlenoxydgas und ioo cbm Ammoniakgas, mit einer Strömungsgeschwindigkeit von etwa 2o cbm Gasgemisch in der Stunde, was bei einer Unterteilung der Anlage in mehrere Kontaktöfen (z. B. in zehn Öfen) und Verwendung von je 4o kg Katalysator, einschließlich Träger, in jedem Ofen einer Strömungsgeschwindigkeit von etwa 5 cm in der Sekunde entspricht, über einen Kontaktkörper, der aus 95 Gewichtsteilen Uranoxyd oder Molybdänoxyd besteht, werden bei 6oo ° C nur Ekg Blausäure gebildet. Leitet man aber dasselbe Gasgemisch unter den gleichen Bedingungen über einen Kontaktkörper, deT aus 75 Gewichtsteilen Tonscherben und 25 Gewichtsteilen Uranoxyd oder Molybdänoxyd besteht, so werden bei 6oo° C i i, 5 kg Blausäure gebildet.
• 2. Arbeitet man unter denselben Bedingungen wie im Beispiel i unter Verwendung von 97 Gewichtsteilen Tonscherben und 3 Gewichtsteilen Thoroxyd, so entstehen bei 6oo° C nur 4 kg Blausäure, dagegen in Anwesenheit eines Katalysators, bestehend aus 85 Gewichtsteilen Tonscherben und 15 Gewichtsteilen Thoroxyd, 13 kg Blausäure.
• 3. Beim einmaligen überleiten des gleichen Gasgemisches wie im Beispiel i über einen Kontaktkörper, welcher aus 96 Gewichtsteilen Tonscherben und 4 Gewichtsteilen Zirkonoxyd besteht, werden bei 55o' C nur 3,6kg Blausäure gebildet, dagegen bei Verwendung eines aus 8o GewichtsteilenTonscherben und 2o Gewichtsteilen Zirkonoxyd bestehenden Kontakts i 4 kg Blausäure.
• Als Nachweis der erhöhten Wirkung des im Anspruch 2 beanspruchten Kombinationsverfahrens werden noch folgende Beispiele angeführt 4. Beim einmaligen Überleiten eines Gasgemisches; bestehend aus ioo cbm Kohlenoxydgas und ioo cbm Ammoniakgas, über einen Kontaktkörper, der aus 7o Gewichtsteilen Tonscherben und 3o Gewichtsteilen Ceroxyd besteht, werden bei 700' C i 2,2 kg Blausäure gebildet.
• Leitet man dagegen über denselben Kontaktkörper bei 700' C ein Gasgemisch, bestehend aus 450 cbm Kohlenoxydgas, 450 cbm Wasserstoff und ioo cbm Ammoniakgas, so entstehen 2 5 kg Blausäure.
• 5. Bei Verwendung eines Katalysators aus 95 Gewichtsteilen Tonscherben und 5 Gewichtsteilen Ceroxyd entstehen aus ioocbm Kohlenoxydgas und i oo cbm Ammoniakgas bei 700 ' C nur etwa 6,4 kg Blausäure, aus 450 cbm Kohlenoxydgas, 450 cbm Wasserstoff und i oo cbm Ammoniakgas dagegen i 4 kg Blausäure.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur katalytischen Gewinnung von Cyanwasserstoff aus Kohlenoxyd und Ammoniak unter Verwendung von Kontaktkörpern, bestehend aus einem indifferenten Träger und einem odermehreren Oxyden des Aluminiums, Thoriums, Zirkons, Titans, der seltenen Erden, insbesondere des Cers, oder des Molybdäns, Urans, Vanadiums als Katalysatoren, dadurch gekennzeichnet, daß bei diesen Kontaktkörpern der Katalysatorgehalt beträchtlich erhöht ist, nämlich derart, daß das Katalysatorgewicht mindestens ein Zehntel des Gesamtgewichts von Träger plus Katalysator beträgt. z. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem überschuß von Kohlenoxydgas bei gleichzeitiger Anwesenheit beträchtlicher Mengen von Wasserstoff oder wasserstoffhaltigen Gasgemischen sowie bei Temperaturen der dunklen Rotglut gearbeitet wird.