Способ получения соединений азота

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 011 535210 Сооз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 05.04.74 (21) 2011518/26 л.з С 01 В 21/16 С 01 С 1/02 51) с присоединение явк 3) Приоритет осударственный комитет оеета Министров СССР ло делам изобретенийн открытий Опубликовано 15,11.76, Бюллетень Ме;(088,8) Дата опубликования описания 2ордена Лени ской физики АинституСССР ОЕДИНЕНИЙ АЗ 4) СПОСОБ ПОЛУЧЕ 1Изобретение относится к способам получения соединений азота-гидразина и аммиака.Известен способ каталитического восстановления азота до гидразина в водном растворе в присутствии веществ, катализирующих этот процесс - солей ванадия или хрома в присутствии магния 1.Известен способ получения соединений азота, гидразина и аммиака путем восстановления газообразного азота в водноспиртовом растворе солью трехвалентного титана в присутствии молибдена при рН больше 7 2.Недостатком этого способа является низкий выход продуктов восстановления в расчете на восстановитель - трехвалентный титан, В ходе реакции гидроокись трехвалентного титана окисляется и превращается в двуокись титана Т 402, регенерация которой в исходную соль трехвалентного титана для повторного использования представляет большие трудности. Другим недостатком известного способа является невозможность управления реакцией для избирательного получения гидразина или аммиака, так как реакция протекает при высокой температуре 80 в 1 С и оба продукта образуются одновременно.Целью изобретения является повышение общего выхода продуктов восстановления и создания возможности избирательного получения гидразина илп аммиака. Поставленная цель достигается тем, что процесс проводят над амальгамой натрия. При этом для избирательного получения гидразина процесс проводят при 10 - 30 С, предпочтительно 20 С, а для по лучения аммиака при 80 - 90 С, В этих условиях основным реагентом для восстановления азота служит амальгама натрия, в то время как гидроокись трехвалентного титана остается неизменной и выполняет роль переносчика 10 электронов к азоту от амальгамы натрия, Этопозволяет увеличить общий выход продуктов восстановления и их концентрацию в растворе, Амальгама натрия может быть легко регенерирована электролизом раствора щелочи 15 и возвращена для повторного использования,Относительный выход гидразина и аммиака,избирательность реакции регулируют изменением температуры, при которой проводят реакцию. При 20"С основным продуктом явля ется гидразин (99%), в то время как при 80 Си выше преимущественно образуется аммиак.П р и м ер 1. Метанольный раствор солей,моль/л: Т)С 4 0,7; МдС 1 0,35 и МоС 1 0,7 10 , восстанавливают на ртутном катоде в диа фрагменном электролизере при плотности тока 0,12 А/см. Реакцию заканчивают, когда достигается полное восстановление до трехвалентного титана. 5 мл раствора смешивают в автоклаве с 20 мл раствора метилата натрия 30 с концентрацией 4,8 моль/л под давлением535210 Формула изобретения Составитель Р. Герасимов Техред А. Камышникова Корректор Н. Аук Редактор Т, Девятко Заказ 2482/6 Изд, Мо 1770 Тираж 630 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Типография, пр. Сапунова, 2 азота 40 атм и температуре 80 С, Реакцию проводят над амальгамой натрия, взятой в количестве 5 см с содержанием натрия 1,1 вес. %. Реакционную массу перемешивают винтовой мешалкой (3000 об./мин) в течение 15 мин. Выход аммиака составляет 0,124 ммоля или 10,5% в расчете на трехвалентный титан, Выход гидразина 0,057 ммоля или 6,5%. При расчете учтено, что на восстановление Кг до ИН 4 расходуется 4 электрона и до МНз - 3 электрона. При проведении процесса без амальгамы натрия выход гидразина составляет 0,008 ммоля или 0,91/о, выход аммиака 0,068 ммоля или 5,75%.Прим ер 2. 20 мл метанольного раствора с содержанием, моль/л: Т 1 С 1 з 0,1, МдС 1 в 0,05 и МоСв 0,01, полученного электровосстановлением на ртутном катоде, перемешивают с 5 смз амальгамы натрия в автоклаве под давлением азота 40 атм и температуре 20 С в течение 15 мин. Выход гидразина составляет 0,02 ммоля или 2,3/о в расчете на трехвалентный титан, Аммиак в растворе не обнаружен.Как следует из приведенных примеров, применение предлагаемого способа позволяет увеличить выход гидразина в 7 раз и выход аммиака в 2 раза по сравнению с показателями, полученными в тех же условиях без амальгамы натрия. При пониженных температурах (20 С) избирательно образуется гидразин, в то время как в отсутствие амальгамы натрия восстановления азота не происходит.5 1, Способ получения соединений азота из 10 молекулярного азота путем восстановления вводноспиртовом растворе при действии соли трехвалентного титана в присутствии соединений молибдена, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения выхода целевых продук тов, процесс проводят над амальгамой натрия.2. Способ по п. 1, отличающийся тем,что, с целью увеличения выхода гидразина, процесс проводят при. 10 - 30 С, предпочтительно 20 С.20 3. Способ по п. 1, отличающийся тем,что, с целью увеличения выхода аммиака, процесс проводят при 80 - 90 С. Источники информации, принятые во вни 25 мание при экспертизе: 1. Д, В. Сокольский и др, 5 КОХ, 42, 1425 (1972). 2, Авт. св, СССР Мо 305739, М. Кл в С 01 В 21/16, 1970,