A Magyar Mérnök- és Építész-Egylet Közleményének Havi Füzetei, 1934 (9. évfolyam, 1. szám)
1934-09-01 / 1. szám
2 A Magyar Mérnök- és Építész-Egylet Közlönyének Havi Füzetei IX. évf. 1. szám. Badischet, amelyek úgyszólván leküzdhetetleneknek látszottak. Bosch páratlan kitartással párosult genialitása mindezeket az akadályokat leküzdötte. Az 1913-ban üzembe hozott oppaui gyár teljesítményét pár hónapi üzem után már az ötszörösére, évi 15.000 í-ra fokozták. A háború kitörése a mű és az eljárás további nagyarányú fejlesztésére hatott ki. A fejlődés olyan rohamlépésekben haladt, hogy a mű nitrogéntermelése 1916-ban már 51.000 í-ra rúgott és szüksége mutatkozott újabb nagyüzem létesítésének, amelynek építését a német barnaszénvidék középpontjában, Merseburg közelében, Leuna mellett 1916-ban kezdették meg. Ez a gyártelep pár év alatt rendkívüli arányokat ért el s ma Leuna valóban a legnagyobb nitrogéngyára a földkerekségének. Termelése felülmúlja Chile produkcióját. A Badische eredeti eljárása kohókokszból indult ki, amelyből ismert módon vízgázt, tehát egy kb. 50% H 2 és 40% СО tartalmú gázt termeltek, ebből a szintézishez szükséges hidrogént a Linde—Frank—Caro-eljárással, míg a nitrogént levegő cseppfolyósítása révén állították elő. E gyártási mód mellett a hulladékként rendelkezésre álló nagymennyiségű С- tartalmú maradékgázokat motorikus célokra használták fel. A nagyipari fejlődés folyamán a Linde—Frank—Caro-eljárás helyébe a még ma is alkalmazott katalitikus CO-oxidáció lépett. A CO + és 20-CO2 + é12-1-106OO Cal. egyenlet szerint a vízgőz behatására 1 térfogat CO-ból 1 térfogat H2 és 1 térfogat CO2 keletkezik. Ennek az eljárásnak alkalmazása a vízgáznak Яг-nyerés tekintetében való hasznosítását az eredeti eljáráshoz képest érthetően kedvezőbbé tette. A katalitikus dz oxidációról a péti ammóniaszintézissel kapcsolatosan még részletesen lesz szó, így megelégedhetem annak közlésével, hogy az újabb Haber—Bosch-féle eljárás kifejlődése során az ammóniaszintézishez szükséges nitrogéngázt — a Linde—Frank—Caro-féle eljárás elejtésével — már nem a levegőből állították elő, hanem a vízgázhoz megfelelő mennyiségű generátorgáz, tehát N2 tartalmú gáz adagolásával állították be a katalitikusz oxidáció utáni 3H2 + N2 gázelegyet. A gáznak az ammóniakatalizisre való előkészítése a CO2 tartalomtól és а СО és О nyomoktól való megtisztításából állott. А CO2-t nyomás alatt vízzel távolították el, míg а CO2 nyomokat maronátronoldattal, а СО és O2 maradványokat pedig, amelyek az ammoniakatalizátorra mérgező hatásúak, ammoniákos rézoxidus oldattal távolították el. Az így előkészített, szöchiometrikusan beállított 3H2--N-melegy, vagyis a szintézisgáz 200 atm nyomás alkalmazása mellett jutott a reakciótérbe, az ú. n. ammoniakonverterbe, az ebben alkalmazott melegkicserélő a gázokat a katalizátorhoz való jutásig előmelegíti s így a reakciómeleget hasznosítja. A nyomástól, hőfoktól és egyéb viszonyoktól függően a gázoknak csak egyik része alakul át ammóniává, tehát az át nem alakult gázok a rendszerbe visszavezetendők Az I. G.-féle ammóniaszintézis sikerei az egyéb államokban való törekvéseket is fellendítették úgy, hogy arra ma már több szakcég technikai eljárása nyer gyakorlati alkalmazást. Nem lehet feladatom az, hogy az egyes eljárások között ez alkalommal párhuzamot vonjak, mégis megemlítem, hogy az alkalmazott nyomás szerint a következő csoportokba lehet az ismertebb eljárásokat sorozni. 1. Kisnyomású: Uhde—Mont—Denis 100 at. 2. Középnyomásúak: J. G., Fauser, Nec 200—300 at. 3. Nagynyomásúak: Casale 800 at, Claude JOOO at. Beszámolómban csupán a Péten alkalmazott Nitrogen Engineering Corporation, röv.: Nec-féle, Európában a Hydro-Nitro Paris cég képviselte eljárás ismertetésére fogok szorítkozni. Amint láttuk, az ammóniaszintézis eredeti kiinduló gáza a kokszvízgáz, később és napjainkig is vízgáz és kokszgenerátorgáz megfelelő arányú keveréke. Az ammóniaszintézis egy másik nyersanyaga, amely az utóbbi években az ammóniaszintézis-ipar kifejlődésének óriási lendületet adott, a kokszolóüzemek hulladékgáza. J. I. Bronn és a Rombacher Hüttenwerk Rombach (Lothr.) 1914. évi szabadalma mondja ki először tisztán a gázszétválasztás gondolatát. Ebből alakult ki a Linde— Bronn-féle gázszétválasztó eljárás. A már említett G. Claude-cég időközben szintén dolgozott ki kokszológázszétválasztó-berendezést. Linde első ipari méretű telepét Belgiumban 1925—26-ban építette meg. A Ruhr-vidéki kokszolóműveken azok ugyanabban az időben megkezdett nagyszabású modernizálásával összefüggően olyan nagy gáztömegek állottak feleslegben rendelkezésre, amelyeknek felhasználására a Ruhr-Fergáz ismeretes céljain kívül, nagyarányú szintetikus vegyészeti ipar létesítése szinte kínálkozott, így egymásután keletkeztek Németországban a Ruhrvidéken, de egyéb államokban is, kokszolóművekkel kapcsolatban hulladékgáz feldolgozására alapított ammóniaszintézissel dolgozó nagyüzemek. A Linden Bronn-féle gázszétválasztó eljárás részletesebb ismertetésével beszámolóm további folyamán lesz alkalmam foglalkozni. A kokszológáz feldolgozása tekintetében pedig röviden csak arra utalok, hogy a gáz előkezelése kénhidrogéntisztítás és benzoltalanítás után, nyomás alatti vízzel, ill. maronátronoldattal való szénsavtisztításból áll. A gáz csekélyes tartalmára való tekintettel annak vízgőzzel való katalitikus oxidációja és ugyanannyi térfogat hidrogén nyerése figyelembe nem jöhet, így a gázszétválasztáskor, mely műveletben a gáz összes alkotórészei, a hidrogént kivéve cseppfolyósodnak, természetszerűen — bizonyos gyártási veszteségek betudásával — csak a gázban eredetiben jelenvolt hidrogént nyerik meg. A gázszétválasztó-berendezésből — miként később látni fogjuk, egyrészről a szintézisgáz, másrészről a maradékgáznak nevezett gázelegy távozik, amely a gáz nitrogénnel felhígított többi alkotórészét és bizonyos mennyiségű hidrogént, mint veszteséget tartalmaz. Legközelebb fekvő ennek a maradékgáznak a kokszolókemence fűtésére való felhasználása, amely célra nagy fűtőértékénél fogva, teljesen megfelel. A kőszénkokszológázzal kapcsolatosan fel kell említenem a legutóbbi évekre eső jelentékeny újítást, a metánkonverziót, amely a gáz metántartalmának hidrogénné való átalakításával az 1 m3 kokszológázra eső hidrogéntermelést igen jelentékeny mértékben megnöveli. A katalizátor nélküli metánkonverziót az Etablissment Kuhlmann, Courrieres-ben dolgozta ki legelső ízben; nagyipari kivitelben Waldenburgban, később Ewald-ban volt alkalmunk ezt az eljárást megismerni. A metán nagy hőfokon alakul át CO-vá és H-é vízgőz segélyével. А СЯ4+Я20= С0+ЗЯ2—151000 Cal. egyenlet szerint a reakció melegfogyasztással jár, — amiért is szakaszos üzemben kell a metánkonvertálást végrehajtani; a melegrefűtés periódusa alatt a tűzálló rácskövekbe meleget tárolnak, hogy a konvertálás periódusában a melegfogyasztó reakciót végre lehessen hajtani. Az eljárás előnyeinek magyarázatául Dr. Fr. Ebeling a Press hercegi bányaművek főigazgatójának az előtanulmányok során közreműködött kiváló szakértőnek, a schlesische Kohlenforschungs Institut der Kaiser Wilhelm Gesellschaft zu Breslau-Ъап tartott előadása nyomán a következők szolgálhatnak Tájékoztatásul. Ha valamely 55% H2-tartalmú kokszológázt veszünk alapul, metánkonverzió nélküli üzemben a kokszológáz 50%-át hasznosíthatjuk; ha 10%-ban vesszük fel a gyártáskor előálló hidrogénveszteségeket, 1 kg NHs-га. 2-1 ms H2 lévén szükséges, pro kg ammóniák 4-2 ms kokszológáz szükséges. Metánkonvertálás esetén 100 m3 kokszológázból, 55% H2, 24% CH4 és 3% CnHm tartalom esetére elméleti alapon kereken 140 m3 H2 keletkeznek, a gyakorlatban azonban 90% kémiai hatásfokkal számolva csak kb. 170 ms konvertgáz keletkezik 115—120 ms H2 tartalommal. Az eredmény tehát az, hogy a kokszológázfogyasztás pro kg. NH3 42 m3-ről kb. 18 m3-re csökken.