DE882985C - Process for carrying out catalytic reactions, in particular for the production of hydrocyanic acid - Google Patents

Process for carrying out catalytic reactions, in particular for the production of hydrocyanic acid

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DE882985C
DE882985C DEB11627D DEB0011627D DE882985C DE 882985 C DE882985 C DE 882985C DE B11627 D DEB11627 D DE B11627D DE B0011627 D DEB0011627 D DE B0011627D DE 882985 C DE882985 C DE 882985C
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catalysts
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hydrocyanic acid
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Gerhard Dr Hoffmann
Erich Kokert
Rudolf Dr Wendlandt
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Evonik Operations GmbH
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01CAMMONIA; CYANOGEN; COMPOUNDS THEREOF
    • C01C3/00Cyanogen; Compounds thereof
    • C01C3/02Preparation, separation or purification of hydrogen cyanide
    • C01C3/0208Preparation in gaseous phase
    • C01C3/0229Preparation in gaseous phase from hydrocarbons and ammonia in the absence of oxygen, e.g. HMA-process
    • C01C3/0233Preparation in gaseous phase from hydrocarbons and ammonia in the absence of oxygen, e.g. HMA-process making use of fluidised beds, e.g. the Shawinigan-process

Description

Verfahren zur Durchführung katalytischer Reaktionen, insbesondere zur Herstellung von Blausäure Bei der Durchführung katalytischer Reaktionen ist es an sich bekannt, zahlreiche kleine Kontaktträger in Form von Kugeln, Scherben, Füllringen, kleinen gasdurchlässigen Röhrchen, Asbestfasern u. dgl., die allseitig mit Kontaktsubstanz imprägniert oder von Kontäktlösung durchtränkt sind, in lockerer Schüttung in einem Reaktionsraum unterzubringen und diesen ganzen Raum von außen zu heizen oder zu kühlen. Man hat auch schon bei exothermen, bei relativ niedrigen Temperaturen arbeitenden Hydrierungsprozessen das Zusammenbacken bekannter pulver- oder drahtförmiger Katalysatoren dadurch zu vermeiden versucht, daß man den Kontakt auf etwas größere Wandflächen aufgetragen hat.Process for carrying out catalytic reactions, in particular for the production of hydrocyanic acid when carrying out catalytic reactions is it is known per se, numerous small contact carriers in the form of balls, shards, Filling rings, small gas-permeable tubes, asbestos fibers and the like, which are on all sides are impregnated with contact substance or soaked in contact solution, in looser To accommodate bulk in a reaction space and this whole space from the outside to heat or to cool. One has already experienced exothermic, relatively low ones Hydrogenation processes working at high temperatures, the caking of known powder trying to avoid wire-shaped catalysts by making contact applied to slightly larger wall surfaces.

Das neue Verfahren bezieht sich speziell auf die katalytische, endotherm verlaufende Herstellung von Blausäure aus Ammoniak und Kohlenwasserstoffan. Diese Umsetzung, z. B. aus N H3 und C H4, in Gegenwart von Katalysatoren, wie Platin, ist an sich bekannt. Es ist auch bekannt, ,Blausäure aus Ammoniak und Kohlenwasserstoffan in Anwesenheit von Sauerstoff herzustellen, wobei der Reaktionsmechanismus indessen ein anderer ist und die Reaktion über die Bildung von Stickoxyden verläuft. Diese letztgenannten Verfahren haben außerdem den Nachteil, daß der wertvolle Wasserstoff zu Wasser verbrannt wird und somit verlorengeht, die Anwesenheit von Wasser zu Verlusten führt und in vielen Fällen bei der Weiterverarbeitung sich störend bemerkbar macht.The new process refers specifically to the catalytic, endothermic ongoing production of hydrocyanic acid from ammonia and hydrocarbons. These Implementation, e.g. B. from N H3 and C H4, in the presence of catalysts such as platinum, is known per se. It is also known to produce hydrogen cyanide from ammonia and hydrocarbons in the presence of oxygen, the reaction mechanism meanwhile is different and the reaction proceeds via the formation of nitrogen oxides. These have the latter procedure also the disadvantage that the valuable Hydrogen is burned into water and thus is lost, the presence of Water leads to losses and in many cases interferes with further processing makes noticeable.

Das Verfahren bezieht sich auf die oben an erster Stelle genannte Reaktion der Umsetzung von Ammoniak mit Kohlenwasserstoffeh, die durch .die ,Gleichung NH3 -f- C H4 = H C N -f- 3H2 charakterisiert werden kann. An Stelle von Methan können auch andere Kohlenwasserstoffe Verwendung finden. Für die .genannte Reaktion sind bereits zahlreiche Katalysatoren, Metalle, Metalllegierungen, Nitride, Oxyde u. dgl. in Vorschlag gebracht worden, ohne daß diese Verfahren in die Technik Eingang gefunden haben. Dies lag zum Teil daran, daß die Umsätze unbefriedigend waren oder Zersetzungen von Ammoniak bzw. Kohlenwasserstoffen eintraten, die Mengenleistung und Haltbarkeit der Katalysatoren zu wünschen übrigließ u. dg1. mehr, so.daß die Ausbeuten unbefriedia nd blieben. Dazu kam insbesondere, daß infolge des endothermen Charakters der obigen Reaktion eine Beheizung .der Katalysatoren erforderlich war, die besondere Anforderungen an die Wärmeübertragung, Korrosionsfestigkeit, Haltbarkeit u. dgl. des Katalysators stellte. Alle diese Nachteile haben die Einführung des Verfahrens in die Großtechnik bisher verhindert.The procedure refers to the one mentioned in the first place above Reaction of the reaction of ammonia with hydrocarbons, which is represented by the, equation NH3 -f- C H4 = H C N -f- 3H2 can be characterized. Instead of methane you can other hydrocarbons are also used. For the. Mentioned reaction are already numerous catalysts, metals, metal alloys, nitrides, oxides, etc. The like. Has been proposed without this method entering the technology have found. This was partly because the sales were or were unsatisfactory Decomposition of ammonia or hydrocarbons occurred, the quantitative output and durability of the catalysts left something to be desired, etc. more so. that the Yields remained unsatisfied. In addition, as a result of the endothermic Due to the nature of the above reaction, the catalysts had to be heated, the special requirements for heat transfer, corrosion resistance, durability and the like of the catalyst. All of these drawbacks come with the introduction of the Process in large-scale technology has been prevented so far.

Hier setzt die Erfindung ein. Es wurde nämlich gefunden, daß sich unter Vermeidung der vorgenannten Nachteile in überraschend einfacher Weise Blausäure und Wasserstoff durch katalytische Umsetzung von Ammoniak-Kohlenwasserstoff-Gemise'hen gewinnen lassen, wenn man Ammoniak und Kohlenwasserstoff, z. B. Methan enthalt-ende 'Gasgemische, bei erhöhten Temperaturen mittels an sieh. bekannter Platinkatalysatoren umsetzt, die sich auf vorzugsweise keramischen Trägern befinden, denen auf der einen Seite die Wärme zugeführt wird, während die andere Seite mit dem Kontakt in Form eines Überzuges, einer Imprägnierung od.,dgl. versehen ist.This is where the invention comes in. It was found that while avoiding the aforementioned disadvantages, hydrocyanic acid in a surprisingly simple manner and hydrogen through the catalytic conversion of ammonia-hydrocarbon mixtures let win if you ammonia and hydrocarbon, z. B. methane-containing 'Gas mixtures, at elevated temperatures by means of see. known platinum catalysts converts, which are located on preferably ceramic carriers, those on the one Side the heat is supplied, while the other side with the contact in shape a coating, an impregnation or the like. is provided.

An Stelle von frei tragenden, metallischen Katalysatorflächen, -folien, -geweben od. dgl. und ebenso an Stelle von pulver- bzw. kornförmigen, oxydbz.w. nitridhaltigen Massen werden erfindungsgemäß geformte Träger mit zwei Oberflächen verwendet, wobei die Platinkatalysatoren nur auf einer seiner Oberflächen aufgebracht sind, während die andere (gegenüberliegende) Oberfläche auf wenigstens Reaktionstemperatur oder darüber erhitzt wird. Hierdurch ist es nicht nur möglich, den Katalysator selbst vor .der Einwirkung des Heizmittels, z. B. .heißen Flammengasen, und damit vor Korrosionen zu schützen, wodurch die Haltbarkeit wesentlich erhöht wird, sondern es ist gleichzeitig auch möglich, solche katalytisch wirksamen Metalle, Metallegierungen od. dgl. in Form eines Überzuges, einer Imprägnierung od. dgl. zu verwenden, die an sich nur eine geringe Haltbarkeit aufweisen. So wird z. B. nach der Erfindung ein Rohr aus keramischem Material, z. B. Silimanitröhr, auf der Innenwandung mit einem Imprägnierungsüberzug aus Platin versehen und dieses Rohr von außen her auf Innenwandtemperaturen zwischen 9.5o und i3oo° beheizt. An Stelle keramischer Rohre können natürlich auch geeignete Metallrohre Verwendung finden, z. B. Rohre aus Nickelchromlegierungen, die auf ihrer inneren bzw. äußeren Oberfläche mit einem katalytisch wirksamen Überzug versehern sind und von außen bzw. innen beheizt werden. Die Ausführungsformen des Verfahrens `können natürlich auch sinngemäß geändert werden, und es können an Stelle von Rohren beliebige andere Reaktionsräume, z. B. solche von ovalem, drei- oder mehreckigem, sternförmigem Querschnitt verwendet werden. Um die innere Oberfläche zu vergrößern., ist es auch möglich, die mit Katalysatorsubstanz imprägnierten Rohre innen mit Füllkörpern auszufüllen, die ihrerseits auf ihrer Oberfläche mit Metallen der Platingruppe imprägniert bzw. bedeckt sind, z. B. imprägnierte keramische Stäbe, körnige Massen od. dgl. in die imprägnierten Katalysatorrohre einzufüllen.Instead of self-supporting, metallic catalyst surfaces, foils, -weave or the like and also in place of powder or granular, oxydbz.w. Nitride-containing compositions are formed according to the invention with two surfaces used, with the platinum catalysts applied to only one of its surfaces while the other (opposite) surface is at least at reaction temperature or is heated above. This not only makes it possible to use the catalyst itself before .the action of the heating medium, z. B.. Hot flame gases, and thus against corrosion to protect, whereby the durability is significantly increased, but it is at the same time also possible to use such catalytically active metals, metal alloys or the like in Form of a coating, an impregnation or the like. To use that in itself only have a low shelf life. So z. B. according to the invention from a pipe ceramic material, e.g. B. Silimanitröhr, on the inner wall with an impregnation coating made of platinum and this tube from the outside to inner wall temperatures between 9.5o and i3oo ° heated. Instead of ceramic tubes, suitable tubes can of course also be used Metal pipes are used, e.g. B. Tubes made of nickel-chromium alloys, which on their Provide the inner or outer surface with a catalytically active coating and are heated from the outside or inside. The embodiments of the method `can of course also be changed accordingly, and instead of pipes any other reaction spaces, e.g. B. those of oval, triangular or polygonal, star-shaped cross-section can be used. To increase the inner surface., it is also possible to have the tubes impregnated with catalyst substance with packing on the inside to be filled in, which in turn is impregnated on its surface with metals of the platinum group or are covered, e.g. B. impregnated ceramic rods, granular masses or the like. to be filled into the impregnated catalyst tubes.

Als keramische Trägersubstanz für die Katalysatorimpräanierung kommen alle z. B. Tonerde und/oder Kieselsäure und gegebenenfalls weitere Bestandteile enthaltenden feuerfesten Massen in Betracht, die bei der Reaktionstemperatur noch nicht und insbesondere erst oberhalb. i3oo .bis 1q.00° zu erweichen beginnen und möglichst eine glatte Oberfläche aufweisen. Solche Materialien sind, außer dem etwa bei 1700° erweichenden Sillimanit, z. B. gebrannter Speckstein, Hartporzellan, Pythagorasmasse u. dgl.Come as a ceramic carrier substance for the catalyst impregnation all z. B. alumina and / or silica and optionally other ingredients containing refractory compositions into consideration, which are still at the reaction temperature not and especially above. i3oo. to 1q.00 ° begin to soften and have as smooth a surface as possible. Such materials are, besides the approximately at 1700 ° softening sillimanite, z. B. baked soapstone, hard porcelain, Pythagoras mass and the like

Das erfindungsgemäße - Verfahren hat insbesondere den Vorzug, Platin selbst bzw. Platinverbindungen als Überzug, Imprägnierung od. dgl. auf formgebenden, katalytischen Trägersubstanzen zur Umsetzung von Ammoniak-Kohlenwasserstoff-Gemischen zu Blausäure verwenden zu können. Wollte man bisher Platin für diesen Zweck benutzen, so machten sich die geringe Dauerhaltbarkeit und die Weichheit des Metalls nachteilig bemerkbar; außerdem mußte das Platin in größerer Gewichtsmenge angewendet und im allgemeinen außen von einem Schutzrohr umgeben sein, von dessen beheizter Außenwand die Wärme auf die Platinfolie übertragen werden mußte. Durch den. schlechten Kontäkt zwischen Schutzrohr und Platin wurde hierbei die Wärmeübertragung behindert. Das erfindungsgemäße Verfahren hat daher nicht nur den Vorteil, überhaupt katalytische Metalle von geringerer Haftbarkeit, wie z. B. Platin, auch im Dauerbetrieb verwenden zu können, sondern auch in kleiner Menge und wegen des innigen Kontaktes mit besonders guter Wärmeübertragung von der außenbeheizten Trägersubstanz auf die Katalysatorfläche.The method according to the invention has the particular advantage of using platinum itself or platinum compounds as a coating, impregnation or the like on shaping, catalytic carrier substances for the conversion of ammonia-hydrocarbon mixtures to be able to use hydrogen cyanide. If you wanted to use platinum for this purpose up to now, so the poor durability and the softness of the metal made themselves disadvantageous noticeable; in addition, the platinum had to be used in greater amounts by weight and im generally be surrounded on the outside by a protective tube, by the heated outer wall the heat had to be transferred to the platinum foil. Through the. bad contact The heat transfer between the protective tube and the platinum was hindered. That The method according to the invention therefore not only has the advantage of being catalytic at all Metals with less adhesion, such as B. Platinum, also use in continuous operation to be able to, but also in small quantities and because of the intimate contact with special good heat transfer from the externally heated carrier substance to the catalyst surface.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, Metalle der Platingruppe zu verwenden, die in der aktiven Katalysatorsubstanz Ruthenium enthalten, vorzugsweise in Mengen über 5 %, und mit dieser Katalysatorsubstanz keramische Flächen zu bedeci,-eu bzw. zu imprägnieren. Dabei werden hohe Haltbarkeit und Ausbeute erreicht. Man verwendet z. B. Platin-Rufhenium mit Gehalten von 5 bis 2oo/oRufhenium. Mit oder ohne Anwesenheit von Ruthenium .können auch weitere Platinmetalle benutzt werden, z. B. Iridium oder Rhodium. Ebenso ist die Anwendung anderer Zusätze möglich, z. B. von Rhen.Jum, oder von Metallen der i. Gruppe des Periodischen Systems, insbesondere z. B. Kupfer.Another embodiment of the invention consists in the metals To use platinum groups that contain ruthenium in the active catalyst substance, preferably in amounts above 5%, and ceramic surfaces with this catalyst substance to bedeci, -eu or to be impregnated. This achieves a high level of durability and yield. One uses z. B. platinum rufhenium with contents of 5 to 2oo / o rufhenium. With or without the presence of ruthenium. Other platinum metals can also be used, z. B. iridium or rhodium. The use of other additives is also possible, e.g. B. from Rhen.Jum, or from metals of the i. Group of the Periodic Table, in particular z. B. Copper.

Die Reaktionstemperatur liegt zwischen 95o bis id.5o°, insbesondere zwischen iooo und i2oo°; vorzugsweise finden in vom Reaktionsgemisch durchströmten Rohren Temperaturen von io5o bis 115o°, optisch gemessen an der inneren Rohrwandung, Verwendung. Das Ammoniak-klethan-Gemisch hat etwa die Zusammensetzung i : i, doch sind Abweichungen nach oben und unten zulässig. Dabei bewirkt z. B. ein Überschuß an N H3 eine Erhöhung des Metlianumsatzes, so daß die Anwendung vorzugsweise kleiner Überschüsse von N H, immer dann in Betracht kommt, wenn eine entsprechende Zunahme des i\'H3-Gehaltes im Reaktionsgemisch zulässig ist.The reaction temperature is between 95o and 50 °, in particular between 100 and 1200 °; Temperatures of 1050 to 115o °, measured optically on the inner pipe wall, are preferably used in pipes through which the reaction mixture flows. The ammonia-klethane mixture has approximately the composition i: i, but deviations upwards and downwards are permissible. This causes z. B. an excess of N H3 increases the conversion of metal, so that the use of preferably small excesses of N H always comes into consideration if a corresponding increase in the i \ 'H3 content in the reaction mixture is permissible.

Man verwendet z. B. mit Katalysatoren imprägnierte keramische Rohre von 15 bis So mm licht-,r Weite und stellt das Gasgemisch so ein, daß je nuadratzentimeter Katalysatoroberfläche 0,3 bis 2,01/1i C H4 und größenordnungsmäßig die gleiche Menge NH3 eingeleitet werden. Eine bevorzugte Gasgeschwindigkeit für diese Röhre ist o,5 bis i,-2 1/h CH4. An Stelle eines Rohres kann auch eine Vielzahl parallel oder hintereinandergeschalteter Rohre, die sämtlich. durchströmt und/oder umspült oder abwechselnd durchströmt und umspült werden, verwendet werden, z. B. auch konzentrisch ineinand-ergesteckte Rohre, von denen das äußere auf der Innenseite und das. innere auf der Außenseite mit katalytisch wirksamer Substanz bedeckt bzw. imprägniert ist, so daß ein katalytisch wirksamer Ringraum entsteht, der sowohl von außen wie von innen (durch das innere Rohr) beheizt werden kann. In ähnlicher Weise können auch andere O_uerschnittsformen, z. B. ganz oder teilweise flachgedrückte Rohre, Taschen od. dgl. Verwendung finden. Auch kann 'hier der Innenraum noch mit Katalysatorsubstanz ausgefüllt werden, wobei gegebenenfalls die einzelnen Flächen auch mit verschiedenen Katalysato.rsubstanzen bedeckt bzw. imprägniert werden können oder die Art des Katalysators in der Stromrichtung sich ändert.One uses z. B. ceramic tubes impregnated with catalysts of 15 to So mm light, r width and adjusts the gas mixture so that 0.3 to 2.01 / 1i C H4 and the same amount of NH3 are introduced per nuadratzentimeter catalyst surface. A preferred gas velocity for this tube is 0.5 to 1.5-2 1 / h CH4. Instead of a pipe, a large number of pipes connected in parallel or in series, all of which. flowed through and / or washed around or alternately flowed through and washed around, can be used, for. B. also concentrically nested tubes, of which the outer on the inside and the inner on the outside is covered or impregnated with a catalytically active substance, so that a catalytically active annular space is created, which both from the outside and the inside (through the inner tube) can be heated. In a similar way, other O_uerschnittsformen, z. B. od completely or partially flattened tubes, bags. Like. Use. Here, too, the interior space can still be filled with catalyst substance, with the individual surfaces optionally also being able to be covered or impregnated with various catalyst substances or the type of catalyst changing in the direction of flow.

Die mit Katalysa.torsubstanz bedeckten bzw. imprägnierten Flächen, z. B. Rohrwandungen, werden vor Einstellung der im Dauerbetrieb ge- wünschten Arbeitsbedingungen bei der gleichen oder höheren Temperatur einer Aktivierung unterworfen. Dies geschieht dadurch, daß zunächst ein an Kohlenwasserstoff nahezu freies bzw. armes Gasgemisch so lange über die Kontaktflächen geleitet wird, bis der Kohlenwasserstoffumsatz befriedigend hoch wird, daß dann die Kohlenwasserstoffkonzentration unter Vermeidung von Kohleabscheidung erhöht und dieses neue Gasgemisch wieder bis zum Erreichen eines genügend hohen Umsatzes über den. Kontakt g;° leitet wird, alsdann erneut .die Kohlenwasserstoffkonzentration gesteigert wird usf., bis zur Erreichung des gewünschten Mischungsverhältnisses. der Ausgangsgas-e oder dadurch, daß die Kohlenwasserstoffkonzentration von niedrigen Ausgangswerten allmählich kontinuierlich ansteigend unter Vermeidung von Kohlenstoffabscheidung gesteigert wird.The surfaces covered or impregnated with catalyst, e.g. B. tube walls are subjected to activation prior adjustment of the overall continuous operation desired working conditions at the same or higher temperature. This is done by initially passing a gas mixture almost free or poor in hydrocarbons over the contact surfaces until the hydrocarbon conversion is satisfactorily high, then increasing the hydrocarbon concentration while avoiding carbon deposition and this new gas mixture again until a sufficiently high one is reached Sales over the. Contact g; ° is conducted, then again .the hydrocarbon concentration is increased, etc., until the desired mixing ratio is achieved. of the starting gas or by the fact that the hydrocarbon concentration is increased gradually and continuously from low starting values while avoiding carbon deposition.

Während der Aktivierungszeit, die beispielsweise i bis 2 Tage (mitunter auch mehr) dauert, werden dann die anfänglich unbefriedigenden Kohlenwasserstoffumsätze immer höher und erreichen schließlich Werte zwischen 9o und iooo/o. Das Verfahren läßt sich weiterhin in der tun- ausgestalten, daß dem Frischgasgemisch in geringer Menge Sauerstoff, Luft od. dgl. zugesetzt wird, so daß durch eine partielle innere Verbrennung die Außenheizung unterstützt wird. Der Sauerstoff- bzw. Luftzusatz erfolgt jedoch in derart beschränkter Menge, daß auf i Mol Blausäure wenigstens i Mol Wasserstoff erhalten bleibt. Der Sauerstoff wirkt hierbei in erster Linie als Energieträger, und die Reaktion verläuft nicht über die Bildung von Stickoxyden. Diese zusätzliche innere Verbrennung kann auch durch: Zumischung besonderer brennbarer Gase zu dem Ausgangsgemisch bewirkt werden, wodurch wenigstens der Wärmnebedarf der Reaktion teilweise gedeckt wird, z. B. durch Zumischun.g von etwas Wasserstoff und Sauerstoff.During the activation period, which is for example 1 to 2 days (sometimes takes longer, the initially unsatisfactory hydrocarbon conversions will be always higher and finally reach values between 9o and iooo / o. The procedure can also be designed in such a way that the fresh gas mixture is less Amount of oxygen, air or the like. Is added, so that by a partial inner Combustion the external heating is supported. The oxygen or air is added but in such a limited amount that at least one mole of hydrogen per mole of hydrocyanic acid preserved. The oxygen acts primarily as an energy carrier, and the reaction does not proceed via the formation of nitrogen oxides. This additional Internal combustion can also be achieved by: adding special combustible gases to the Starting mixture can be effected, whereby at least the heat requirement of the reaction is partially covered, e.g. B. by adding some hydrogen and oxygen.

Die Stickstoffausbeuten bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sind sehr gut und liegen oberhalb 95 %, z. B. bei 96 %.The nitrogen yields in the process according to the invention are very high good and are above 95%, e.g. B. at 96%.

Das Verfahren ist auf die vorgenannten Ausführungsformen nicht beschränkt, -sondern bezieht sich auch auf alle Ausführungsformen, bei denen formgebende Trägersubstanzen auf der einen Seite mit Metallen der Platingruppe des Periodischen Systems der Elemente in Form eines Überzuges, einer Imprägnierung od. dgl. bedeckt sind und auf der anderen Seite durch. Wärmezufuhr beheizt werden.The method is not limited to the aforementioned embodiments, - but also refers to all embodiments in which shaping carrier substances on the one hand with metals of the platinum group of the periodic table of the elements in the form of a coating, an impregnation or the like. Are covered and on the other Side through. Heat supply can be heated.

Beispiel i Ein Sillimanitrohr von 13 mm lichter Weite, das nach beendigter Imprägnierung mit heißer, konzentrierter Platinchloridlösung auf der Innenoberfläche eine gleichmäßige Imprägnierschicht von io g Platin enthielt, wurde zwecks Entfernung der letzten Spuren von Chlor unter Durchleiten von Wasserstoff auf dunkle Rotglut erhitzt. Das so präparierte Rohr wurde sodann auf eine Länge von i m mit einer elektrischen Heizwicklung versehen und auf eine Temperatur von iioo° aufgeheizt und aktiviert. In dieses Katalysatorrohr ließ man von unten ein Gasgemisch von doo 1/h Methan und .loo 1/1i Ammoniak eintreten, so daß also pro Tag ein Gasgemisch von über i9 m3 verarbeitet wurde. Die Gasgeschwindigkeit war so eingestellt, daß (bezogen auf die Einheit der Katalysatoroberfläche) stündlich o,95 bis i 1 C H4/cm2 Kataly satorfläche und die gleiche Menge an Ammoniak eingeleitet wurden. Die Reaktionstemperatur wurde auf iioo° gehalten. Am oberen Ende des Rohres entwich ein Gasgemisch folgender Zusammensetzung: 352, 1/11 H C N, 10791/h H2, 32,41/h N H3, 48,o 1/11 C H4.EXAMPLE i A sillimanite tube with a clear width of 13 mm, which after completion of the impregnation with hot, concentrated platinum chloride solution contained a uniform impregnation layer of 10 g of platinum, was heated to a dark red heat to remove the last traces of chlorine while passing hydrogen through it. The tube prepared in this way was then provided with an electrical heating coil over a length of 1 m and heated to a temperature of 100 ° and activated. A gas mixture of doo 1 / h methane and .loo 1 / 1i ammonia was allowed to enter this catalyst tube from below, so that a gas mixture of over 19 m3 was processed per day. The gas velocity was adjusted so that (based on the unit of the catalyst surface area) 0.95 to i 1 C H4 / cm2 catalyst area and the same amount of ammonia were introduced every hour. The reaction temperature was kept at 100 °. At the upper end of the tube, a mixed gas escaped the following composition: 352, 1/11 HCN, 10791 / h H2, 32.41 / h H3 N, 48, o C 1/11 H4.

Es ließen sich demnach mit dieser eirifachen Apparatur und bei nur einmaligem Gasdurchgang rund 8,5 mg pro Tag Blausäure mit über 5 kg Blausäure-N herstellen. Die Ausbeute an Blausäure, bezogen auf -das umgewandelte Ammoniak, betrug 96%, bezogen auf das umgewandelte Methan praktisch ioo%.It could therefore be done with this simple apparatus and with only 8.5 mg hydrogen cyanide per day with more than 5 kg hydrogen cyanide-N produce. The yield of hydrocyanic acid, based on the converted ammonia, was 96%, based on the converted methane, practically 100%.

Beispiele In einem nach Art eines Dampfkessels mit Siederohren gebauten Behälter waren 6o bis 70, Sillimanitrohre von 23 mm lichter Weite angebracht, von denen jedes einzelne Rohr in ähnlicher Weise wie bei Beispiel i mit Platin imprägniert war und 2o bis 2,5 g Platin enthielt. Die beheizbare Länge dieser Rohre betrug 2,3 m. Durch eine Gasfeuerung wurde das Rohrbündel auf eine an der Innenwand gemessene Reaktionstemperatur von ioSo bis i 12o° aufgeheizt. In .das Rohrbündel wurde ein Gasgemisch von 13,o bis i80 mg/h eines unverdünnten Methan.-Ammoniak-Gasgemisches, vom Mischungsverhältnis i : i eingeleitet. Die Strömungsgeschwindigkeit war so bemessen, daß je Quadratzentimeter Katalysatoroberfläche 0,7 bis o,85 1/11 Methan bzw. Ammoniak durchgesetzt wurden. Die Apparatur gestattete also rund i7oo bis 240o mg N H3 pro Tag, -d. Ih. fast 43 bis 1,9 t NH3 zu verarbeiten..EXAMPLES In a vessel built in the manner of a steam boiler with boiler tubes, 60 to 70 sillimanite tubes with an internal width of 23 mm were installed, each individual tube of which was impregnated with platinum in a manner similar to Example 1 and contained 20 to 2.5 g of platinum. The length of these tubes which could be heated was 2.3 m. The tube bundle was heated to a reaction temperature of 10 ° to 120 °, measured on the inner wall, by means of a gas furnace. A gas mixture of 13.0 to 180 mg / h of an undiluted methane-ammonia gas mixture with a mixing ratio of i: i was introduced into the tube bundle. The flow rate was measured so that 0.7 to 0.85 1/11 methane or ammonia were penetrated per square centimeter of catalyst surface. The apparatus thus allowed around 170 to 240o mg N H3 per day, -d. You to process almost 43 to 1.9 t of NH3.

Das aus der Apparatur abziehende Gasgemisch hatte beispielsweise folgende Zusammensetzung: 67,3 mg/h H C N, 2o7,2 mg/h H2, 7,48 mg/h C H41 3,94 m3/11 N -H3.The gas mixture withdrawn from the apparatus had the following composition, for example: 67.3 mg / h HCN, 2o7.2 mg / h H2, 7.48 mg / h C H41 3.94 m3 / 11 N -H3.

In der Apparatur wurde also rund i bis 1,3 t Blausäure-N pro Tag hergestellt. Hierbei wurden 9.5,1% des umgesetzten Ammoniaks und praktisch ioo% des umgesetzten Methans als, Blausäure erhalten, während der Ammoniakumsatz 94 bis 96% und der Methanumsatz 90% betrugen..Around 1 to 1.3 t of hydrogen cyanide was thus produced in the apparatus per day. This was 9.5.1% of the converted ammonia and practically 100% of the converted Methane as, hydrocyanic acid obtained, while the ammonia conversion 94 to 96% and the methane conversion 90% were ..

Die Leistung der beschriebenen Apparatur steigt bei höherer. ,Gasgeschwindigkeit ohne Beeinträchtigung der NH3-Ausbeute auf das 1,3- bis i,5fache, so daß zur Erzeugung von i t Blausäure-N pro Tag 4o bis 45 der Rohre der angegebenen. Art ausreichen.The performance of the apparatus described increases with higher. , Gas velocity without impairment of the NH3 yield 1.3 to 1.5 times, so that for production of i t hydrocyanic acid-N per day 4o to 45 of the pipes of the specified. Kind of sufficient.

Die beschriebene Apparatur wurde ohne Vorwärmung der Gase betrieben.. Bei getrennter Gasvorwärmung bzw. bei Gaseintritt mit erhöhten Temperaturen lassen sich noch wesentlich höhere Leistungen erreichen, während: andererseits durch Übergang zu größeren Rohrdurchmessern und -längen die Anzahl .der erforderlichen Rohre weiter auf einen Bruchteil .der in dem vorstehenden Beispiel genannten verringert werden. kann.The apparatus described was operated without preheating the gases. If the gas is preheated separately or if the gas enters, leave it at elevated temperatures achieve significantly higher performance while: on the other hand, through transition the number of pipes required for larger pipe diameters and lengths to a fraction of that mentioned in the example above. can.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE: " i. Verfahren zur Durchführung katalytischer Umsetzungen, insbesondere zur Herstellung von Blausäure, mit auf Trägern bzw. auf Wandungen aufgetragenen Katalysatoren, .dadurch gekennzeichnet, daß man Ammoniak und Ko.hlenwasserstoffe, z. B. Methan enthaltende Gasgemische, zu Blausäure mittels an sich bekannter Platinkatalysatoren umsetzt, die sich auf vorzugsweise keramischen Trägern befinden, denen auf der einen Seite die Wärme zugeführt wird, während die andere Seite mit dem Platinkontakt in Form eines Überzuges, einer Imprägnierung od..dgl. versehen ist. PATENT CLAIMS: "i. Process for carrying out catalytic conversions, especially for the production of hydrocyanic acid, with applied to supports or walls Catalysts, characterized in that ammonia and hydrocarbons, z. B. methane-containing gas mixtures to hydrocyanic acid by means of platinum catalysts known per se converts, which are located on preferably ceramic carriers, those on the one Side the heat is supplied, while the other side with the platinum contact in Form of a coating, an impregnation or the like. is provided. 2. Verfahren. nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, dalß, die aktive Katalysatorsubstanz weitere Platinmetalle, wie Rhodium und/ oder Iridium und/öder Ruthenium, enthält und sich auf der einen Seite eines zwei Oberflächen enthaltenden Trägers befindet, dessen gegenüberliegende katalysatorfreie Seite beheizt wird. 2. Procedure. after Claim i, characterized in that the active catalyst substance is further Platinum metals, such as rhodium and / or iridium and / or ruthenium, contain and themselves is on one side of a support containing two surfaces, its opposite catalyst-free side is heated. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß. zu den genannten, auf der nicht beheizten Seite des Trägers befindlichen Elementen der Platingruppe Metalle der i. Gruppe ,des Periodischen Systems der Elemente, insbesondere Kupfer, zugefügt werden. 3. The method according to claim i and 2, characterized in that. to the mentioned, on the unheated Side of the carrier located elements of the platinum group metals of the i. group , of the Periodic Table of the Elements, especially copper. 4. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß feuerfeste, keramische Röhre auf ihrer inneren bzw. äußeren Oberfläche mit Katalysatorsubstanz in vorzugsweise feiner Verteilung bedeckt sind und von dem umzusetzenden Gasgemisch durchströmt bzw. umspült und an ihrer äußeren bzw. inneren Oberfläche beheizt werden. 4th Method according to Claims 1 to 3, characterized in that refractory, ceramic Tube on its inner or outer surface with catalyst substance in preferably fine distribution are covered and flowed through by the gas mixture to be converted or washed around and heated on their outer or inner surface. 5. Verfahren nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung frischer Katalysatoren zunächst ein an Kohlenwasser--stoff freies bzw. armes Gasgemisch so lange über die Kontaktfläche geleitet wird, bis der Kohlenwasserstoffumsatz befriedigend hoch ist, daß dann die Kohlenwasserstoffkonzentration unter Vermeidung von Kohlenstoffabscheidung erhöht und dieses neue Gasgemisch wieder bis zum Erreichen eines .genügend hohen Umsatzes über den Kontakt geleitet wird; alsdann erneut die Kohlenwasserstoffkonzentration gesteigert wird usf.,. bis zur Erreichung. .des gewünschten Mischunes,verhältnisses .der Ausgangsgase oder dadurch, daß die Kohlenwasserstoffkonzentration von niedrigen Ausgangswerten kontinuierlich ansteigend unter Vermeidung von Kohiengtoffab.scheidung gesteigert wird. 5. Procedure according to claims i to 4, characterized in that when using fresh catalysts initially a gas mixture free or poor in hydrocarbons over the Contact surface is passed until the hydrocarbon conversion is satisfactorily high, that then the hydrocarbon concentration while avoiding carbon deposition increased and this new gas mixture again until it reaches a .sufficiently high Sales are directed through the contact; then the hydrocarbon concentration again is increased etc.,. until the achievement. the desired mix ratio .The starting gases or by the fact that the hydrocarbon concentration of low Starting values continuously increasing while avoiding carbon separation is increased. 6. Verfahren nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit Katalysatoren .imprägnierte keramische Rohre von 15 bis 8o mm lichter Weite verwendet werden und daß' je Quadratzentimeter Katalysat.üroberfläche o,3 bis 21/h Methan und größenordnungsmäßig die gleiche Menge Ammoniak eingeleitet werden. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 4566, 119279, 317 979, 354 a12; USA.. Patentschrift Nr. 1 043 58o.6. The method according to claim i to 5, characterized in that ceramic tubes impregnated with catalysts of 15 to 8o mm clearance are used and that 'per square centimeter of catalyst surface 0.3 to 21 / h methane and the same amount of ammonia in the order of magnitude be initiated. Cited pamphlets: German Patent Nos. 4566, 119279, 317 979, 354 a12; USA .. Patent No. 1,043,580.
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