Способ получения азота

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЗОТА путем окисления аммиака в присутствии катализатора, отличающийс я тем, что, с целью повышения выхода продукта и упрощения процесса, в качестве катализатора используют слоистое соединение графита с рутением общей формулы Cj RU и процесс ведут при 120-180°С и объемной скорости 600-1200 .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (и) !

Ю 4 С 01 В 21/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ьс (Д «1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2937805/23-26 (22) 13 ° 06.80 (46) 23. 12.86. Бюп. 1(47 (7 1) Институт физической химии им. Л.В.Писаржевского (72) Н.И.Ильченко, Н.В.Павленко, Г.И.Голодец, Ю.Н.Новиков и М.Е.Вольпин (53) 546. 17 (088.8) (56) I.Cata1., 39, с.57-72, 1975.

Укр.хим.журн. 28, В 5, 1962, с.645-648. (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ А30ТА путем окисления аммиака в присутствии катализатора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения выхода продукта и упрощения процесса, в качестве катализатора используют слоистое соединение графита с рутением общей формулы С,Ru и процесс ведут при 120-180 С и объемной скорости 600-1200 ч

40443 2

Целью изобретения является повьппение выхода продукта и упрощение процесса.

50

4 9

Изобретение предназначено. для получения азота путем селективного низкотемпературного окисления аммиака и может быть использовано при переработке продуктов жизнедеятельности организмов в замкнутых герметичных системах, таких как космические и подводные аппараты.

Известен способ получения азота путем окисления аммиака в присутствии окисных катализаторов Соз0

Э 49

МпО,, CuO, Fe О при температуре

100-320 С и атмосферном давлении.

Степень превращения аммиака не превышает 20%, продуктами реакции являются азот и закись азота.

Недостатком известного способа получения азота является низкая конверсия аммиака и образование закиси азота в качестве побочного продукта.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ, заключающийся в том, что получение азота ведут путем окисления аммиака в присутствии окиснованадиевого катализатора (V О ) в проточной системе при температуре 600-1400 С и атмосферном давлении. Для селективного протекания процесса поддерживается заданное соотношение реагентов

21,8 об.% NH и 78,2 об.% воздуха.

В этих условйях достигается полное превращение аммиака в азот без образования побочных продуктов.

Недостатками известного способа являются высокие температуры и строго определенное соотношение реагентов для селективного протекания процесса.

Поставленная цель достигается тем, что по предлагаемому способу получения азота, заключающемуся в том, что окисление аммиака в азот ведут в присутствии катализатора— слоистого соединения графита с рутением с содержанием рутения

17,4 мас.% при 120-180 С и объемной скорости 600-1200 ч (при этом степень превращения аммиака составляет

100% селективность по азоту 100%) в качестве катализатора слоистого соединения графита с рутением общей

l5

Формулы C Ru и процесс ведут при

120-180 С и объемной скорости 6001200 ч

Использование указанного катализатора в предложенном способе позволяет значительно снизить температуру и повысить селективность процес- са.

Пример 1. Смесь графита (марка ОСЧ-ВЗ) и RuCt.> в весовом отношении RuCf>. .графит 2:1 нагревают в кварцевой ампуле емкостью 40 мл в атмосфере хлора в течение 15 ч и при температуре 900-950 С. Содержание КаСК после реакции составляет

50 6 мас %. Затем 3 r ССГ-RuC f обрабатывают 100 мл раствора гидразингидрата в воде до исчезновения окрашивания и прогревают в токе водорода в течение 3 ч при температуре

200 С. Получают СС -Ru общей форму- . лы С Ru с содержанием Ru 17,4мас.%, остальное — графит.

Пример 2. На катализаторе

ССГ-Р (17,4 Ru) непрерывно подают смесь 5 об.% ИН и 95 об.% О с объЯ емной скоростью 600 ч при температуре 120 С и атмосферном давлении, степень превращения аммиака 90%, селективность по азоту 100%.

В условиях примера 2 при температуре 150 С степень превращения аммиака и селективность по азоту 1007 при температуре 180 С степень превращения аммиака и селективность по азоту также составляет 100%.

Уменьшение температуры ниже

120 С приводит к снижению степени превращения аммиака. Увеличение температуры вьппе 180 С нецелесообразно, так как достигается 100% конверсия аммиака.

Повышение объемной скорости газовой смеси более 1200 ч приводит к снижению конверсии аммиака в результате уменьшения времени контакта. Селективность процесса не зависит от условий проведения реакции и определяется природой катализатора.

Предлагаемый способ позволяет проводить каталитическое окисление аммиака селективно до молекулярного азота при низких температурах, что значительно снижает энергозатраты на процесс.

940443

Результаты испытания катализатора ССГ-Ru (17,4X Ru) смесь 5 об.X NH> + 95 об.X О 2

Объемная скорость, ч

600

1200

1400

Температура, С н н . Йн

82 100 74 100

120

90 100

82 100

150

100 100 100 100 100 100 78 100

100 100 100 100 100 100 96 100

180 — степень превращения аммиака, Х;

Я„ — селективность по азоту, X.

Корректор А.Обручар Ь

Редактор О.Кузнецова Техред М.Ходанич

Подписное

Заказ 6978/3 Тираж 450

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4