ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Синтез и различные превращения азотсодержащих соединений из "Органический синтез в электрических разрядах" Одной из характерных особенностей метода электроразрядов является то, что в качестве исходных продуктов для синтезов могут быть использованы простейшие и легкодоступные органические соединения. При синтезе азотсодержащих органических соединений вторыми компонентами реакции могут быть NHg, N0 или молекулярный азот. [c.278] Эта специфичность действия электрических разрядов уже давно обратила на себя внимание исследователей. Значительное число работ было посвящено решению задачи получения H N путем фиксации атмосферного азота, которую следует считать в настоящее время решенной. [c.278] Кроме синтеза H N, освоенного в заводских масштабах в дуговом разряде, при помощи электроразрядов можно также синтезировать соединения типа аминов, нитрилов и т. д. Однако до настоящего времени это последнее направление было изучено совершенно недостаточно. Задача будущих исследователей восполнить этот пробел. [c.278] НОВЫХ методов синтеза последней продолжается до настоящего времени. Одним из таких новых методов является синтез при помощи электрических разрядов, основанный, в частности, на фиксации атмосферного азота. [c.279] Фиксация атмосферного азота в виде H N с точки зрения промышленного использования представляет несомненно большой интерес. Исключительная дешевизна исходных продуктов (в качестве второго компонента реакции могут быть использованы метан или различные малоценные нефтяные фракции) делает этот путь весьма заманчивым. [c.279] СО -+- NH3 H N -+- HjO — 10 ккал. [c.279] Все эти реакции эндотермичны, и для достижения приемлемых выходов H N термическим путем необходимо применять весьма высокие температуры. [c.279] Теоретические расчеты равновесных концентраций H N при повышенных температурах (для случая синтеза H N из элементов) были проведены Вартенбергом [ ], который показал, что при 1631° содержание H N составляет лишь 1.95 /о, а при 1875° —4.70/0. [c.279] Кобозев, С. С. Васильев и Я. С. Казарновский Р] приводят расчет энергии, потребной для образования H N из элементов и из смесей углеводородов и азота. Результаты расчета представлены в табл. 46, где приведены расходы энергии в kWh на 1 т связанного азота для трех стехиометри-ческих смесей. [c.279] Примечание. Цифры без скобок представляют расчет, произведенный без учетг побочных процессов диссоциации, в скобках — с учетом их. [c.280] Наиболее обещающим, на наш взгляд, является синтез H N из смесей углеводородов и N2. В качестве исходных материалов могут быть использованы либо природный нефтяной газ, богатый СН4, и газовые отходы нефтеперерабатывающей и коксовой промышленности, либо жидкие углеводороды — различные фракции нефти, каменноугольных смол и т. д. [c.280] Синтез синильной кислоты путем фиксации атмосферного азота. [c.280] Синтез H N из смеси N3-t-углеводороды. Образование H N взаимодействием азота с углеводородами под действием электрических разрядов было впервые установлено Бертло. Этот синтез, по утверждению Бертло, идет с ацетиленом в дуговом [ ] и искровом [ ] разрядах, но не может быть осуществлен в тихом разряде р]. Позднее [ ] им было показано, что образование H N в искровом разряде может быть достигнуто и при использовании других газообразных углеводородов. [c.280] Для снижения сажевыделения некоторые исследователи рекомендуют исходную смесь разбавлять водородом. Это, однако, имеет те недостатки, что выход H N при этом соответственно снижается. [c.281] В тлеющем разряде получение H N из смеси H4-J-N2 было исследовано Кюстером Р ] и Петерсом и Кюстером p-j. В условиях их эксперимента образование H N сопровождалось побочным процессом дегидрополимеризации метана в ацетилен. При использовании смесей, богатых метаном, а также при проведении процесса при давлениях выше 15 мм Hg, это последнее направление становилось преобладающим. Влияние состава исходной смеси, а также плотности тока (нагрузки), на выходы H N и jHg видно из рис. 47 и 48. [c.281] Наилучшие выходы H N были получены со смесями, бедными СН4(13%), и при использовании повышенных мощностей разряда (1.6 kW). При этих условиях метан на 80% конвертировался в H N, причем концентрация последней в газе достигала 10.1 /о- При испо.дьзовании же смесей, богатых метаном (около 70% СН4), содержание H N в конечном газе падало до 2%, а степень конверсии СН в H N снижа.чась до 57о- Основным продуктом реакции в этих ус.товиях являлся ацетилен. [c.281] Если действию тлеющего разряда подвергать стехиоме-трическую смесь NgH- Hi, то 86 /о метана превращается в ацетилен и только 7% в H N Р ]. [c.282] Таким образом, меняя по желанию мощность тлеющего разряда и состав исходной смеси, можно процесс направить либо в сторону преимущественного образования синильной кислоты, либо — ацетилена. Использование повышенных мощностей разряда, помимо увеличения выхода H N, имеет еще и те преимущества, что в этом случае побочное образование тяжелых углеводородов заметно снижается. [c.282] В дуговом разряде фиксация атмосферного азота в виде H N была исследована в ряде работ Бринэ с сотрудниками [1 -23]. [c.282] ВЫХОД H N (при использовании смеси бензина и азота) повысился на 65%, причем в этом случае требуемое напряжение удалось снизить на 40 /о. с 680 до 450 V. При этих условиях максимальный выход H N составлял 12.3 г H N на 1 kWh. [c.283] Вернуться к основной статье