DE568005C - Verfahren zur Herstellung von Hexamethylentetramin aus Methan - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Hexamethylentetramin aus Methan Nach dem Verfahren des Patents 566 gib, K1. i z o, läßt sich durch Behandlung von Methan und Sauerstoff in einem sehr hochgespannten Hochfrequenzfeld unter der Einwirkung von sichtbaren Entladungen Formaldehyd gewinnen.
• Bei der Weiterentwicklung dieses Verfahrens unter Verwendung von Methan und Stickstoff sowie Sauerstoff enthaltenden oder abspaltenden Gasen, z. B. Luft, als Ausgangsstoffe, indem diese Gase für sich oder im Gemisch mit anderen Gasen, beispielsweise Koksgas, den elektrischen Entladungen eines hochgespannten Hochfrequenzschwingungsfeldes ausgesetzt werden, wurde gefunden, daß hierbei die Bildung von Hexamethylentetramin und Formaldehyd eintritt, wobei beide in wäßriger Lösung anfallen. Durch nachfolgendes Fraktionieren läßt sich das Formaldehyd leicht aus der Lösung austreiben, so daß im Ablauf der Fraktionierkolonnen nur noch geringe Mengen davon enthalten sind, die eine Methylierung des Hexamethylentetramins nicht herbeizuführen vermögen. Beim Eindampfen der Lösung wird daher Hexamethylentetramin als fester Körper gewonnen.
• Die Einwirkung des elektrischen Hochfrequenzschwingungsfeldes sind dabei sehr verwickelter und wissenschaftlich noch nicht völlig geklärter Art. Erklären lassen sich die Vorgänge vielleicht durch, die Annahme, daB die Synthese unter vorübergehender Bildung von Stickstoffmonoxyd vor sich geht, das durch seine leichte Zerfallbereitschaft und die starke reduzierende Wirkung des nascierenden Wasserstoffes aus der Methanspaltung Ammoniak bildet, wobei letzteres zusammen mit Formaldehydteilen in Hexamethylentetramin übergeführt wird.
• Die Reaktion scheint nach dem Schema: zu verlaufen. Für die Ausübung des Verfahrens werden x zwischen den Elektroiden vornehmlich sichtbare Entladungen, z. B. Büschelentladungen, erzeugt, durch die das Ausgangsgasgemisch . hindurchgeleitet wird. In der Versuchsanlage fanden Einführungselektroden in scheibenförmiger Anordnung Verwendung, zwischen denen vorzugsweise Zwischenelektroden aus leitenden und nichtleitenden Stoffen gelagert waren. Auch wurde das Feld zwischen einer scheibenförmigen Elektrode, in deren Umkreis eine ringförmige Elektrode unter Zwischenschaltung einer Glas- oder Ouarzwandung angeordnet war, erzeugt, wobei durch die kreisförmigen, verhältnismäßig schmalen Entladungen ihre Einwirkung auf die Gase nur von kurzer Dauer gehalten wird. Ebenso wurden versuchsweise eine oder mehrere drahtförmige Elektroden annähernd in der Achse eines Metallrohres oder eines aus einem Nichtleiter hergestellten Rohres mit metallischem Außenbelag als Gegenelektrode verlegt, wobei das Rohr gleichzeitig zur Führung des Gasgemisches dient. Die Einwirkungsdauer der Entladungen auf das Gasgemisch konnte dabei durch Änderung der Elektrodenlänge und der Strömungsgeschwindigkeit des Gasgemisches beliebig gewechselt werden. Der freie Ouerschnitt des Rohres wurde z`veckmäßig mit verschiedenen dielektrischen Körpern ausgefüllt. Auch wurden die Drähte, ebenso wie die Innenwandung des Metallrohres, versuchsweise mit einer Oxydschicht überzogen.
• Als Werkstoffe für die Elektroden wurde Kupfer, Eisen, Nickel, Zink, Silber, Aluminium, Chrom und deren Legierungen und Mischungen sowie Platin benutzt; für die Überzüge dienten Oxyde von Kupfer, Eisen, Nickel, Zink und vorzugsweise von Erdalkali-und Erdmetallen.
• Das hochgespannte Hochfrequenzschwingungsfeld, . dessen Energieverbrauch im Feld etwa i bis i o Watt/Std. beträgt, wurde durch einen Stromkreis erzeugt, in dem Kondensatoren mit einer Kapazität von etwa io ooo bis 20 000 cm vorhanden waren und der eine Selbstinduktion von i bis 5o cm hatte. Die Gastemperaturen im Feld bewegen sich je nach ihren Strömungsgeschwindigkeiten und der Einwirkungsdauer des Feldes etwas über der Temperatur der Außenluft, im allgemeinen überschreiten sie ioo° nicht. Beispiel i Durch ein Glasrohr, in welchem durch Hochfrequenzströme von i ooo ooo Perioden und 5oo ooo Volt zwischen zwei Kupferelektroden und einer Zwischenelektrode aus einer Silber-Kupfer-Legierung ein elektrisches Feld gebildet ist, wird mit einer Geschwindigkeit von 4o cm/Sek. ein Gasgemisch aus z Teil Methan und 5 Teilen Luft durchgeführt. Die g Ausbeute beträgt 65 g Formaldehyd und 1,5 Hexamethylentetramin je i cbm Methan. Beispiel e 500000 Perioden und ioo ooo Volt im übrigen wie Beispiel i. Ausbeuten: 48 g Formaldehyd und i, i g Hexamethylentetramin. ' Beispiel 3 -ioo ooo Perioden und ioo ooo Volt sonst wie Beispiel i. Ausbeuten: 2i g Formaldehyd und 0,7 g Hexamethylentetramin.
• Beispie14 Wie Beispiel?- Zwischenelektrode: Konstanten. Ausbeuten: 52g Formaldehyd und o,8 g Hexamethylentetramin.
• Beispiels Wie Beispiel i. Strömungsgeschwindigkeit: 2ocm/Sek. Ausbeuten: 58gFormaldehyd und 47 g Hexamethylentetramin.
• Die Abbildung veranschaulicht andeutungsweise eine Einrichtung für die technische Ausübung des Verfahrens.
• Es bezeichnen b den Kondensator, c den Hochfrequenzgenerator, d einen Hochspannungstransformator; e sind die Elektroden, zwischen welchen Zwischenelektroden und Dieiektriken e Anordnung finden können. Dem Gasbehälter g wird Methan oder das dieses enthaltende Gasgemisch entnommen und mit'dcm aus der Luftpumpe p oder einem weiteren Behälter zugeführten Luftstrom adersonstigen Stickstoff oder/und Sauerstoff enthaltenden Gasstrom im Mischer ,»v gemischt und derb Reaktionsgefäß r zugeleitet. Hierin tritt die Umwandlung zu Aldehyden und Hexamethylentetramn ein, die in wässeriger Lösung anfallen. Aus dem das Reaktionsgefäß verlassenden Dampf- und Gasstrom wird in einem Rektifikator f, in dem der Formaldehyd konzentriert wird, aus dem Ablauf die Hexamethylentetraminlösung in den Verdampfer k durch Abdampfen des Lösungsmittels in festem Zustand ge,#vännen. Die Formaldehyddämpfe werden danach einem Wascher w zugeleitet, in dem sie im Gegenstrom durch fließendes Wasser und Formaldehydlösung niedergeschlagen und über einen Sammelbehälter s so lange durch eine Pumpe -- in den Wascher w zurückgeführt werden, bis sie eine gewünschte Konzentration erreicht haben. - Hierauf wird die verkäufliche Formaldehydlösung in Transportgefäße t durch Umstellen eines Dreiwegehahnes 2t eingefüllt. Die Dämpfe aus dem Verdampfer k können vor dem Wascher w dem aus dem Rektifikator austretenden Dampf- und Gasstrom zugeführt werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Weitere Ausbildung des Verfahrens gemäß Patent 566 5i6, dadurch gekennzeichnet, daß man hier zur Herstellung von Hexamethylentetramin aus Methan letzteres mit einem stickstoff-sauerstoffhaltigen Gas gemischt durch ein zwischen Elektroden gebildetes elektrisches Feld führt, daß aus hochgespannten, hochfrequenten elektrischen Strömen gebildet ist. a. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden aus netz-, sieb- oder rohrbündelartigen Gebilden bestehen. 3. Verfahren nach Anspruch i und a, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden aus Kupfer, Silber, Nickel, Eisen, Chrom o. dgl. oder aus deren Legierungen bestehen.