Способ получения азота Советский патент 1986 года по МПК C01B21/02 

со

о

со Изобретение предназначено для по лучения азота путем селективного низкотемпературного окисления аммиака и может быть использовано при переработке продуктов жизнедеятельности организмов в замкнутых герметичных системах, таких-как космичес кие и подводные аппараты. Известен способ получения азота путем окисления аммиака в присутствии окисных катализаторов , bbiO, CuO, Ре,0з Р температуре lOO-SZO C и атмосферном давлении. Степень превращения аммиака не превьпиает 20%, продуктами реакции являются азот и закись азота. Недостатком известного способа получения азота является низкая кон версия аммиака и образование закиси азота Б качестве побочного продукта Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ, за ключающийся в том, что получение аз та ведут путем окисления аммиака в присутствии окиснованадиевого катализатора (VjO) 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 условиях достигается полное превращение аммиака в азот без образования побочных продуктов. Недостатками известного способа являются высокие температуры и стро го определенное соотношение реагентов для селективного протекания про цесса. Целью изобретения является повьш ние выхода продукта и упрощение про цесса. 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 120-180С и объемной скорости 600-1200 чЧпри этом степень превращения аммиака составляет 1-00%, селективность по азоту 100%) в качестве катализатора слоистого соединения графита с рутением общей формулы 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 процесса. Пример 1. Смесь графита (марка ОСЧ-ВЗ) и RuCtj в весовом отношении графит 2:1 нагревают в кварцевой ампуле емкостью 40 мл в атмосфере хлора в течение 15 ч и при температуре 900-950°С. Содержание RuCtj после реакции составляет 50,6 мас.%. Затем 3 г ССГ-RuCtj обрабатывают 100 мл раствора гидразингидрата в воде до исчезновения окрашивания и прогревают в токе водорода в течение 3 ч при температуре . Получают ССГ-Ru общей форму- . лы C,.Ru с содержанием Ru 17,4 мас.%, остальное - графит. П р и м е р 2. На катализаторе ССГ-Р (17,4 RU) непрерьшно подают смесь 5 об.% NHj и 95 об.% 0 с объемной скоростью 600 ч при температуре 120°С и атмосферном давлении, степень превращения аммиака 90%, селективность по азоту 100%. В условиях примера 2 при температуре степень превращения аммиака и селективность по азоту 100%; при температуре степень превращения аммиака и селективность по азоту также составляет 100%. Уменьшение температуры ниже 120С приводит к снижению степени превращения аммиака. Увеличение температуры вьш1е 180°С нецелесообразно, так как достигается 100% конверсия аммиака. Повьшение 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 катализатоПредлагаемый способ позволяет проводить каталитическое окисление аммиака селективно до молекулярного азота при низких температурах, что значительно снижает энергозатраты на процесс.

NN3 степень превращения аммиака, %; S - селективность по азоту, %.

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 .