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Verfahren zur Oxydation von Ammoniakgas.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Oxydation von Ammoniakgas zwecks Gewinnung von
Stickstoffperoxyd unter Benutzung von Rhodium als Katalysator. Nach diesem Verfahren lässt man ein
Gemisch von vier Volumen Ammoniakgas und sieben Volumen Sauerstoff, ohne es zu trocknen, rasch über einen auf eine Temperatur von 500-650 C erhitzten Katalysator, der Rhodium enthält, streichen.
Das dabei entstehende Stiekstoffperoxyd kann in Wasser aufgenommen werden, um Salpetersäure zu bilden. Als Katalysator kann man vorteilhaft mit Rhodium überzogenen Asbest oder Rhodiumschwarz verwenden. Man kann auch ein anderes Metall der Platingruppe, z. B. Platin zusammen mit Rhodium auf Asbest gebracht verwenden.
Die Versuche, die bisher gemacht worden sind, Ammoniak dadurch zu oxydieren, dass man es im
Gemisch mit Sauerstoff über einen erhitzten Katalysator, wie z. B. platinierter Asbest, reines Platin
Rhodium, usw. streichen lässt, haben keine guten Ausbeuten an Stiekstoffperoxyd (N O2) gegeben, da stets andere Stickstoffoxyde und Verbindungen, wie Ammoniumnitrat (NO3 N H4), Ammoniumnitrit (N O2 N H4) u. dgl. zugleich mit demPeroxyd erzeugt wurden. Nach dem vorliegenden Verfahren dagegen. wird bei normalem Gange ausschliesslich Stickstoffperoxyd (NO2) mit einer Ausbeute von 96-100% auf das verwendete Ammoniakgas berechnet, erhalten.
Dass die Ausbeute hier eine so gute ist, beruht darauf, dass die Mengenverhältnisse der aufeinandereinwirkenden Gase, sowie die Temperaturverhältnisse. bei denen die Raktion stattfinden soll, ganz genau festgesetzt werden. Gemäss der Erfindung ist es vor allem wichtig, dass vier Volumen Ammoniakgas und sieben Volumen Sauerstoff verwendet werden, und dass die Reaktion bei einer zwischen 500-650 C liegenden Temperatur nach folgender Gleichung stattfindet :
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Einen Beweis dafür bietet die folgende Tabelle, in der die Ziffern den Mittelwert von je drei Versuchen bilden. Mengenverhältnis von Ammoniak und reinem Sauerstoff = 4 Vol. NH3 + 7 Vol. 0. Durch- gangsgeschwindigkeit des Gasgemisches : 700 cm3 pro Minute.
Verwendeter Katalysator : rhodimerter Asbest.
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<tb>
<tb>
Temperaturen <SEP> : <SEP> NH3 <SEP> zu <SEP> NO., <SEP> oxydiert.
<tb>
380 C <SEP> 38-5%
<tb> 4450 <SEP> e <SEP> 79 <SEP> %
<tb> 5600 <SEP> C <SEP> 94-oxo
<tb> 590 C <SEP> 99 <SEP> %
<tb> 610 C <SEP> 96 <SEP> %
<tb>
Die günstigste Temperatur ist daher ungefähr 590 . Wird diese überschritten, so sinkt die Aus- beute wieder. Prüft man das Verhältnis von NaN03 und NaN02, welche sich'während der Absorption in alkalischer Lösung bilden, so findet man auch, dass die Oxydation zu NOs bei obengenannter Temperatur am vollständigsten ist.
Zu bemerken ist, dass obige Ausbeute nicht erhalten wird, wenn man den Sauerstoff durch Luft ersetzt oder einen Sauerstoffstrom durch Ammoniaklösung'leitet. Man kann aber dazu gelangen, indem man Ammoniakgas durch Erwärmen einer konzentrierten Ammoniaklösung entwickelt.
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wickelnden Ammoniakgases mit sieben Volumen Sauerstoff. ohne dieses Gasgemisch zu trocknen, über mit 3-5 o Rhodium überzogenen Asbest, der in einem auf nahezu 600 C erhitzten Rohr angeordnet ist, streichen. Die Oxydation des Ammoniakgases findet ohne Heftigkeit statt und dieses Gas wird vollständig in Stickstoffperoxyd (N O2) übergeführt.
Das auf diese Weise hergestellte Stiekstoffperoxyd kann in auf 30 C ernanntes Wasser eingeleitet werden. um in Salpetersäure übergeführt zu werden.
Asbest, der mit einem Gemenge von fein verteiltem Platin mit verhältnismässig geringem Zusatz
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Rhodium in Blättern, Spiralen oder dgl. kann dagegen im vorliegenden Verfahren nicht verwendet werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Oxydation von Ammoniakgas zwecks Gewinnung von Stickstoffperoxyd, unter Benutzung von Rhodium, als Katalysator, dadurch gekennzeichnet, dass man ein Gemisch von vier Volumen Ammoniakgas und sieben Volumen Sauerstoff, ohne es zu trocknen, rasch über einen auf eine Temperatur von 560-6100 C erhitzten Katalysator, der bis etwa 5% fein verteiltes Rhodium enthält, streichen lässt.
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Process for the oxidation of ammonia gas.
The invention relates to a method for the oxidation of ammonia gas for the purpose of obtaining
Nitrogen peroxide using rhodium as a catalyst. After this procedure one lets in
A mixture of four volumes of ammonia gas and seven volumes of oxygen, without drying it, is quickly brushed over a catalyst which has been heated to a temperature of 500-650 C and contains rhodium.
The resulting nitrogen peroxide can be absorbed in water to form nitric acid. As a catalyst it is advantageous to use asbestos coated with rhodium or rhodium black. Another platinum group metal, e.g. B. use platinum together with rhodium brought to asbestos.
The attempts that have been made so far to oxidize ammonia by using it in the
Mixture with oxygen over a heated catalyst, such as. B. platinum-coated asbestos, pure platinum
Rhodium, etc. can be deleted, have not given good yields of nitrogen peroxide (N O2), since there are always other nitrogen oxides and compounds, such as ammonium nitrate (NO3 N H4), ammonium nitrite (N O2 N H4) and the like. Like. Were generated simultaneously with the peroxide. According to the present proceedings against it. In normal operation, only nitrogen peroxide (NO2) is obtained with a yield of 96-100% based on the ammonia gas used.
The fact that the yield is so good here is based on the proportions of the gases acting on one another and the temperature conditions. at which the reaction is to take place, must be precisely determined. According to the invention, it is particularly important that four volumes of ammonia gas and seven volumes of oxygen are used, and that the reaction takes place at a temperature between 500-650 C according to the following equation:
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The following table provides proof of this, in which the figures form the mean of three tests. Amount ratio of ammonia and pure oxygen = 4 vol. NH3 + 7 vol. 0. Flow rate of the gas mixture: 700 cm3 per minute.
Catalyst used: rhodium-plated asbestos.
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<tb>
<tb>
Temperatures <SEP>: <SEP> NH3 <SEP> to <SEP> NO., <SEP> oxidizes.
<tb>
380 C <SEP> 38-5%
<tb> 4450 <SEP> e <SEP> 79 <SEP>%
<tb> 5600 <SEP> C <SEP> 94-oxo
<tb> 590 C <SEP> 99 <SEP>%
<tb> 610 C <SEP> 96 <SEP>%
<tb>
The most favorable temperature is therefore around 590. If this is exceeded, the yield drops again. If one examines the ratio of NaN03 and NaN02 which are formed during the absorption in alkaline solution, one also finds that the oxidation to NOs is most complete at the above-mentioned temperature.
It should be noted that the above yield is not obtained if the oxygen is replaced by air or a stream of oxygen is passed through ammonia solution. However, this can be achieved by evolving ammonia gas by heating a concentrated ammonia solution.
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wrapping ammonia gas with seven volumes of oxygen. Without drying this gas mixture, wipe over asbestos coated with 3-5 o rhodium, which is placed in a tube heated to almost 600 C. The oxidation of ammonia gas takes place without violence and this gas is completely converted into nitrogen peroxide (N O2).
The nitrogen peroxide produced in this way can be introduced into water at a temperature of 30 ° C. to be converted into nitric acid.
Asbestos, the one with a mixture of finely divided platinum with a relatively small addition
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In contrast, rhodium in leaves, spirals or the like cannot be used in the present process.
PATENT CLAIMS:
1. A process for the oxidation of ammonia gas for the purpose of obtaining nitrogen peroxide, using rhodium as a catalyst, characterized in that a mixture of four volumes of ammonia gas and seven volumes of oxygen is quickly brought to a temperature of 560-60 without drying it. 6100 C heated catalyst, which contains up to about 5% finely divided rhodium, can be painted.