KRALJEVINA SRBA, HRVATA I SLOVENACA
UPRAVA ZA ZAŠTITU
Klasa 75 (2)
INDUSTRISKE SVOJINE
Izdan 1. Novembra 1927.
PATENTNI SPIS BR. 4566
Harold William Blackburn i Walter Thomas, London.
Postupak za izradu amonijaka.
Prijava od 22. decembra 1925.	Važi od l.juna 1926.
Traženo pravo prvenstva od 9. juna 1925. (Engleska).
Ovaj se pronalazak odnosi na postupak za izradu amonijaka a naročito na poboljšanje direktnog postupka.
Do sad poznati postupak za direktnu sintezu amonijaka sastojao se u dovođenju u dodir smeše iz čistog vodonika i azota na podesnoj povećanoj temperaturi i pritisku sa podesnim metalnim katalizatorom, koji može i sam biti katalički metal, pri čem je gvožđe najznačajnije u praktičnom pogledu.
Mi smo našli da se amonijak može sintetički proizvesti u dovoljnoj meri time što se prosta smeša azota i pare vodi preko metalnog katalizatora u prisustvu toplote. Na taj način, našli smo, da će se, ako se gasna reakciona smeša azota i pare dovede u dodir sa metalnim niklom u prisustvu toplote, proizvesti amonijak, — čak i pri u-mereno povećanom pritisku — u količini, koja upoređena i dobivena po dosadanjim postupcima, govori u korist ovog postupka, mada dosadanji postupci traže pažljivo čišćeni vodonik u vezu sa vrlo velikim pritiskom.
U mesto nikla, može se upotrebiti gvožđe, koje je najbolji praktični kalalizator za direktnu sintezu amonijaka iz vodonika i a-zota, ili se pak mogu upotrebiti gvozdeni ili nikleni oksid ili hidroksid, pri čem su bolja jedinjenja nikleni oksid i hidroksid.
Prema ovom pronalasku izrade amonijaka, postupkom u kome se vodonik i a-zot kombiniraju pod uticajem metalnog katalizatora, odlikuje se upotrebom gasne re-akcione smeše iz elementarnog azota i pare.
Glavna oznaka pronalaska prema dosadanjim postupcima za sintezu amonijaka jeste: upotreba pare u mesto prečišćenog elementarnog vodonika u reakcionoj smeši. Azot se dovodi u elementarnom obliku a ne u vidu vazduha.
Na umereno povećanom ili običnom pritisku katalizator je najefikasniji odnosno dobitka amonijaka. Nikleni hidroksid pokazao se vrlo efektivan katalizator na sraz-merno niskoj temperaturi.
Zatim postoji, prema vrsti upotrebljenog katalizatora, jedan odnos temperature, iznad koje se vrši katalička reakcija.
Temperatura reakcije naravno može se menjati prema prilikama n. pr. prema vrsti upotrebljenog ugljenika. Našli smo, da je opšte korisna temperatura između 500°C i 1400°C, a temperatura kojom smo mi radili sa uprašenim drvenim ugljem nalazi se u blizini 900''C.
Za slučaj metalnog nikla, odnos temperature je između 650°C do 1400°C, pri čem je najpodesnija temperatura oko 4000°C.
Za slučaj metalnog gvožđa, odnos temperature je između 450()C do 550C0 pri čem je najbolji oko 500°C.
Temperaturski odnos za nikleni oksid i hidroksid je od 200<,C do 800°C a najbolji je oko 400°C.
Ove brojke za temperature i najbolje temperature date su samo kao primeri ali njima se ne misli na ograničenje. Ove cifre podobne su pri umerenom pritisku. Postupak, po pronalasku, može se izvesti pod ma kakvim željenim pritiskom. Karakteristi-
Din. 5.
ka je pronalaska, šio se po njemu dobija-ju količine amonijaka na ili nešto iznad atmosferskog pritiska. Kao što će se videti, temperatura i pritisak su faktori, koji se međusobno podešavaju za postignuće naj-jekonomičnije praktične reakcije.
Metalni nikal i gvožđe mogu biti fino u-silnjeni metali iz trgovine.
Jasno je, da metalni katalizator ne srne biti takav, koji je neaktivan t. j. potpomaže jedinjenje azota sa vodonikom u prisustvu vodene pare, n. pr. mangan, uran, i molibden.
Jedna od karakteristika pronalaska jeste: upotreba reakcione smeše iz pare i elementarnog azota, u kome je para po količini više zastupljena od azota, n. pr. suvi-šak prestavljen odnosom 2:1 kao donja i 6:1 kao gornja granica. Najbolji je odnos 4:1 t. j. para prema azotu u težinskim de-lovima. Naše je iskustvo pokazalo da je upotreba gasne smeše, koja sadrži podjednake količine pare i azota ili suvišak azota prema pari, praćena padom u iskorišće-nju izrade amonijaka. Ovaj pad može biti takve prirode da učini neekonomičnim trgovačko preduzeće.
Gasna reakciona smeša iz pare i azota može se pregrejavati preko normalne temperature pare i to pre uvođenja u reakcionu kameru. Valja voditi računa da se sedržina reakcione kamere održava na ispitanoj temperaturi za sve vreme procesa i pazi da se ne desi pregrejavanje, jer će pasti is-korišćenje.
Primer.
Para, pregrejana na oko 140°C, u primesi sa prečišćenim azotom, provodi se kroz kameru, u kojoj se nalazi metalni nikal. Za vreme prolaza pare kroz kameru temperatura se u njoj održava na oko 1000°C a srazmera pare prema azotu 4:1. Primeću-jemo da je pritisak u kameri za vreme prolaza gasova podložan uticaju odnosa iz prolaza gasova i preseka ispusne kamere. U ovom primeru pritisak u kameri je 4.5 kgr. cm2 a količina smeše, koja prolazi preko kontaktnog materiala je 18 kgr. na čas.
Jasno je da je odnos pare prema azotu u reakcionoj smeši veći u korist pare i da je odnos potreban za dobijanje amonijaka oko 2 :1.
Najskuplja činjenica u proizvodnji sintetičnog amonijaka po poznatom direktnom postupku jeste obligatorna upotreba dobro
prečišćenog vodonika. Ovim pronalaskom, teškoća i troškovi usled upotrebe vrlo prečišćenog vodonika potpuno su otstranjeni. Zatim su do sad upotrebljavani skupi visoki pritisci. Ovaj pronalazak tako isto isključuje upotrebu visokih pritisaka; zatim i potrebu isključivanja kiseonika iz reakcione sfere. Sravniv postupak, koji traži čist vo-donik i visoke pritiske, ovaj pronalazak znači znatno uprošćenje t. j. uprošćava rad i postrojenje za trgovačko iskorišćavanje.
Patentni zahtevi:
1.	Postupak za direktnu izradu amonijaka gde se vodonik i azot jedine uplivom metalnog katalizatora, naznačen time, što se upotrebljuje gasna reakciona smeša iz elementarnog azota i pare.
2.	Postupak za direktnu izradu amonijaka, naznačen time, što se prosta smeša pare i azota propušta preko ugljeničkog kontaktnog materiala uz primenu toplote.
3.	Postupkak po zahtevu 1, naznačen time, što se kao katalizator upotrebljuje metalno gvožđe ili metalni nikal ili gvozdeni ili nikleni oksid ili hidroksid.
4.	Postupak po zahtevu 1 ili 2, naznačen time, što se upotrebljuje gasna reakciona smeša iz pare i elementarnog azota, u kojoj je para kvalitativno više zastupljena od azota n. pr. u odnosu 2:1 za donju i 6:1 za gornju granicu, budući da je odnos 4:1 težinskih delova pare prema azotu najpodesniji.
5.	Postupak po zahtevu 1 ili 2, naznačen time, što se reakcija izvodi na temperaturi između 500 i 1400(IC a prvenstveno na temperaturi oko 900°C.
6.	Postupak po zahtevu 1—3, gde je katalizator metalni nikal naznačen time, što se reakciona temperatura kreće između 650°C i 1400°C, a najpodesnija je oko 10000C.
7.	Postupak po zahtevu 1—4, gde je metalni katalizator gvožđe, naznačen time, što reakciona temperatura varira između 450°C i 550°C gde je najpodesnija oko SOO^.
8.	Postupak po zahtevu 1—5, gde je metalni katalizator nikleni oksid ili hidroksid, naznačen time, što reakciona temperatura varira između 200°C i SOCPC, pri čem je najpodesnija oko 400°C.
9.	Postupak po zahtevu 1—6, naznačen time, što se para pregreva pre dodira sa metalnim katalizatorom.
10.	Postupak po zahtevu 7, naznačen time, što se para zagreva do oko 140nC.