CH128724A - Verfahren zur Herstellung synthetischen Ammoniaks. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung synthetischen Ammoniaks.    Es hat sich     ergeben,    dass Eisenkarbid  einen besonders wirksamen     Katalysator    für  die     Ammoniaks.ynthese    darstellt.  



  Eisenkarbid ist eine     endothermische    Ver  bindung. Ein derartiger Körper befindet sich  bekanntlich bei verhältnismässig niedriger  Temperatur in einem labilen     Zustande,    der  infolge der hierbei bestehenden langsamen  Reaktionsgeschwindigkeiten nicht aufgehoben  wird. Bringt man aber eine solche Verbin  dung, beispielsweise von der Zusammenset  zung     Fe,-C,    auf höhere Temperatur, zum  Beispiel auf<B>500,</B> so steigt auch die Re  aktionsgeschwindigkeit, und es bilden sich  Zersetzungsprodukte, die sich aber bei noch       erheblich    höheren Temperaturen wieder ver  einigen, da dann das Gleichgewicht eben  nach der Seite der Vereinigung liegt.

   Bei  diesen hohen Temperaturen bleibt dann eine       endotherme    Verbindung unendlich lange Zeit  beständig. Für     Eisenkarbid    liegt diese Tem  peratur über 1000  . Seine Anwendung in  diesem durch die eben erwähnte hohe Tem  peratur bedingten stabilen Zustand verbietet  sich aber bei der     Ammoniaksynthese    aus    theoretischen und praktischen Gründen, da  nämlich in diesen Temperaturbereichen das       Ammoniakgleichgewicht    sehr ungünstig liegt,  sowie die     apparativen    Schwierigkeiten ganz  besonders grosse wären.  



  Aber auch in dem bei der Ammoniak  synthese vorteilhaften und daher meistens  zur     Anwendung    gelangten Temperaturbereich  zwischen 500 und<B>600'</B> ist die Verwendung  von Eisenkarbid als Katalysator ausgeschlos  sen. Wenn sich etwa bei bekannten andern  Verfahren Eisenkarbid hätte bilden     können,     so würde es sich, wie oben angedeutet, so  fort wieder in Kohlenstoff und Eisen zer  setzt haben, und wäre eine hierbei allen  falls eingetretene     Ammoniakbildung    dann nur  dem gebildeten Eisen zuzuschreiben gewesen.  Es ist daher erklärlich, dass' eine besondere  Wirkung des Eisenkarbids selbst als Kon  taktstoff bisher überhaupt nicht hat beobach  tet werden können.  



  Ganz anders liegen nun aber die Verhält  nisse,     wenn    man erfindungsgemäss bei der       Ammoniaksynthese    Eisenkarbid als Kontakt  stoff im Katalysator verwendet, bei Tem-           peraturen,    die unter 450   liegen. Wenn man  dann möglichst sorgsam jede Überhitzung  über 450   hinaus, bei welcher Temperatur  die Zersetzungsgeschwindigkeit des Eisen  karbids noch unmerklich ist, vermeidet, kann  man dann das Eisenkarbid beliebig lange  Zeit     unzersetzt    erhalten.

   Dies ist besonders  wertvoll, weil eine oftmalige Erneuerung  des     Katalysators    schon aus dem Grund un  erwünscht ist, weil dessen Wirksamkeit  nach einiger Zeit der Benutzung sich von  selbst steigert - vielleicht infolge Umwand  lung in eine andere Kristallform oder durch  Vergrösserung seiner wirksamen Oberfläche.  



  Es hat sich ferner ergeben, dass bei einem       *Verfahren    zur katalytischen Herstellung von  synthetischem Ammoniak mittelst eines Ka  talysators aus Eisenkarbid dann eine beson  ders günstige Wirkung erzielt werden kann,  wenn ein Kontaktstoff verwendet wird, wel  chem noch     Kaliumverbindungen    oder Ver  bindungen von andern Alkali- oder von     Erd-          alkalimetallen    beigemischt sind, da die Um  wandlung des Eisenkarbids in eine aktivere       Form    sich alsdann beschleunigt vollzieht. Als  ganz besonders wirksam haben sich als Zu  satzmittel     Cyanverbindungen    der genannten  Metalle erwiesen.  



  So wie es Katalysatoren gibt, die deren  Reaktionsgeschwindigkeit erhöhen, gibt es  aber auch Körper, die imstande sind, die       Umwandlungsgeschwindigkeiten    herabzuset  zen. Hierzu gehören namentlich Stoffe von       amorpher    oder kolloidaler     Beschaffenheit,     wie zum Beispiel     Hydroxyde,    Oxyde und  andere Verbindungen der     Erdmetalle.    Diese  Verbindungen     wirken    auch vorteilhafter weise  mit als Stabilisatoren beim vorliegenden  Verfahren, bei welchem erfindungsgemäss  Eisenkarbid als Katalysator verwendet wird,

    indem     dieselben    dessen Zersetzung bei er  höhter Temperatur zwar nicht völlig     ver-          hindern,    jedenfalls aber wesentlich herab  mindern, mithin anderseits eine höhere     Er-          hitzundes    Eisenkarbids     zulassen.    Ferner  hat es sich ergeben, dass ein Zusatz von       Schwefelverbindungen,    die unter den Ver  suchsbedingungen meistens in Form     von       Sulfiden verwendet wurden, dem Eisenkar  bid     eine    grössere Temperaturbeständigkeit  verleiht. Ein solcher Zusatz hat, im Gegen  satz zu der allgemeinen herrschenden Auf  fassung, keine Vergiftung des Katalysators  hervorgerufen.

           Beispiel:     - Zur Herstellung von synthetischem Am  moniak leitet man ein     Stickstoff-Wasserstoff-          Gemisch    in geeignetem Verhältnis über eine  Kontaktmasse, die in der Weise hergestellt  ist, dass     Kaliumferrotartrat    zunächst in dem       Stickstoff-Wasserstoff-Strom    auf etwa 350  erhitzt und dann unter einem Druck von  etwa 50 Atmosphären allmählich weiter auf  eine Temperatur von etwa 400' gebracht       wurde,    bei welcher die Bildung von Eisen  karbid eintritt, welche Reaktionsmasse so  dann gleich von ihrer Entstehung an als  Kontaktstoff in einem Katalysator für die  Synthese des Stickstoffes und Wasserstoffes  zu Ammoniak verwendet wird.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung synthetischen Ammoniaks aus Stickstoff und Wasserstoff unter Druck und bei Temperaturen, die zwi schen<B>300</B> und 450' liegen, dadurch gekenn zeichnet, dass als Kontaktstoff Eisenkarbid verwendet wird. UN TERANSPRüCHE 1. Verfahren gemäss Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass ein Kataly sator verwendet wird, der eine Alkali verbindung enthält, welche das Eisen karbid in eine aktivere Form umzuwan deln vermag. 2.

   Verfahren gemäss' Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass ein Katalysator verwendet wird, der als aktivierenden Zusatz eine Cyan- verbindung eines Alkalimetalles ent hält. 3. Verfahren gemäss Patentanspruch,. da durch gekennzeichnet, dass ein Kataly sator, verwendet wird, der eine Erdalkali verbindung enthält, welche das Eisen karbid in eine aktivere Form umzuwan deln vermag. 4.

   Verfahren gemäss Patentanspruch und Unteranspruch 8, dadurch gekennzeich net, dass ein Katalysator verwendet wird, der als aktivierenden Zusatz eine Cyan- verbindung eines Erdalkalimetalles ent hält. 5. Verfahren gemäss Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass ein Kataly sator verwendet wird, der mindestens einen amorphen Stoff enthält, der die Beständigkeit des Eisenkarbids bei Tem peraturerhöhungen zu erhöhen vermag. 6. Verfahren gemäss Patentanspruch und Unteranspruch 5, dadurch gekennzeich net, dass ein Katalysator verwendet wird, der als amorphen Stoff ein Hydroxyd eines Erdmetalles enthält. 7.

   Verfahren gemäss Patentanspruch und Unteranspruch 5, dadurch gekennzeich net, dass ein Katalysator verwendet wird, der als amorphen Stoff ein Oxyd eines Erdmetalles enthält. B. Verfahren gemäss Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass ein Kataly sator verwendet wird, der mindestens einen kolloidalen Stoff enthält, der die Beständigkeit des Eisenkarbids bei Tem peraturerhöhungen zu erhöhen vermag. 9. Verfahren gemäss Patentanspruch und Unteranspruch 8, dadurch gekennzeich net, dass ein Katalysator verwendet wird, der als kolloidalen Stoff ein Hydroxyd eines Erdmetalles enthält. 10.

   Verfahren gemäss Patentanspruch und Unteranspruch 8, dadurch gekennzeich net, dass ein Katalysator verwendet wird, der als kolloidalen Stoff ein Oxyd eines Erdmetalles enthält. <B>11.</B> Verfahren gemäss Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass ein Kataly sator verwendet wird, der eine Schwefel verbindung enthält, welche die Tempe raturbeständigkeit des Eisenkarbids zu erhöhen vermag.