Способ получения азота Советский патент 1987 года по МПК C01B3/04 C01B21/02 

со

СП

сд ю

05 Изобретение относится к способам получения азота путем селективного низкотемпературного окисления аммиа ка и может найти применение при пер работке продуктов жизнедеятельности организмов в замкнутых герметичных системах, таких как космические и подводные аппараты. Известен способ получения азота путем окисления аммиака в присутств окисных катализаторов , МпО,. СиО, и Vj0.j, а также на окисны катализаторах, промотированных плати ной. Процесс проводят в интервале температур 100-320 С и атмосферном давлении. Недостатком известного способа яв ляется- невысокая степень превращения аммиака (порядка 10%), образование закиси азота как побочного продукта и повышенная температура ведения; процесса. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения азота путе окисления аммиака в присутствии слоистого соединения графита с рутением (CCr-Ru) общей формулы С Ru.Процесс проводят при 120-180°С и атмосферном давлении. Объемная скорость газовой 95 об.% 0,2;) соссмеси (5 об.% NH + тавляет 600-1200 ч . В этих условиях достигается полное превращение амми ака в азот без образования побочных продуктов. К недостаткам известного способа следует отнести повьшенные температу ры проведения процесса, а также использование в качестве катализатора соединения рутения, поскольку послед ний является дорогостоящим и труднодоступным (дефицитным) металлом. Целью изобретения является упрощение способа и исключение использования дефицитных компонентов. Цель достигается при реализации способа получения азота путем окисле ния аммиака в присутствии катализатора на основе слоистого соединения графита с никелем общей формулы С Отличительным признаком способа является применение катализ.атора на основе слоистого соединения графита никелем и вед-ение процесса при 80 iOO°C. Грйфит - аллотропическая моди фикация углерода, имеющая слоистую Структуру, где атомы углерода образу ют сетчатые структуры с шестиугольными ячейками типа бензольных колец. Каждый.атом углерода в такой сис теме имеет свободный электрон на рорбитали, перпендикулярной плоскости, молекулы. Между собой параллельные сетки углеродных атомов соединяются не химическими связями, а слабыми силами Ван-дар-Ваальса. Отсутствие химической связи между параллельными углеродными слоями в грлфите делает возможным -внедрение моноатомных или мономолекулярных слоев различных веществ с образованием слоистых соединений графита. Слоистые соединения графита с переходными металлами по своим каталитическим свойствам коренным образом отличаются от известных катализаторов окисления аммиака (массивных металлов и окислов), моноатомным распределением активного компонента (Ni), что обуславливает их высокую каталитическую активность. Синтезированное слоистое соединение графита с никелем для данного способа имеет брутто формулу . Атомная доля Ni,T.e. количество атомов N1, отнесенных к общему числу атомов, составляет 0,04. Весовое количество никеля в катализаторе составляет 17-25 вес.%. Процесс окисления ведут при объемной скорости подачи газов смеси (,j) 600-1200 . При снижении содержания никеля в катализаторе происходит уменьшение его активности, что снижает конверсию аммиака. Повышение концентрации активного компонента в катализаторе приводит к образованию крупных кристаллов никеля в катализаторе, а следовательно, не достигается моноатомное распределение активной фазы, что также снижает эффективность процесса. Уменьшение конверсии аммиака с увеличением объемной скорости газовой смеси до 1300 ч происходит в результате снижения времени контакта. реагирующих молекул с катализатором. При скорости менее 600 ч снижается степень превращения аммиака. Пример 1 , На катализатор CCr-Ni (10%) Ni) непрерывно подают смесь 5 об.% NH + 95 об.% 0. с объемобъемной скоростью 1000 ч при температуре 90 С и атмосферном давлении. Степень превращения аммиака 84%, се

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЗОТА путем окисления аммиакэ в присутствии катализатора на основе слоистого соединения графита с металлом общей формулы С,, Me, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа и исключения использования дефицитного компонента, используют катализатор на основе слоистого соединения графита с никелем . 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что процесс ведут при 80-100 С и объемной скорости подачи исходной газовой смеси, равной 600-1200 ч-. V |(0