Способ получения связного азота

Союз Советских Социалистических Республик(23) Приоритет -Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СВЯЗАННОГО АЗОТА Изобретение относится к химии вы соких энергий и может быть использовано при получении синильной кислоты, , аммиака и других азотсодержащих продуктов из азота и углеводородов.Известно, что в смесях азота с метаном при воздействии на них высокоэнергетических агентов (разряд, ионизирующее излучение и т. и.) протекают реакции, ведущие к образованию ряда азотсодержащих продуктов.Известно использование благородных газов для сенсибилизации реакций образования азотсодержащих продуктов в смесях азота с метаном при иниции ровании этих реакций, разрядом и ионизирующим излучением.В качестве прототипа выбран способ получения связанного азота путем облучения электронами смеси азота и 20 метана и использования в качестве сенсибилиэирующей добавки аргона, В этом случае максимальные радиационно- химические выходы цианистого водорода и аммиака д, (НСМ) и д,(МН ) получаются в отсутствие добавки аргона и соответствуют различным составам.В такой системе нельзя добиться повышения КПД использования энергии излучения ни за счет. сенсибилизирую щего действия аргона, ни за счет оптимизации состава смеси по суммарному выходу азотсодержащих продуктов,Целью изобретения является повышение суммарного выхода азотсодержащих продуктов, образующихся в реакциях азота с метаном, инициируемых высокоэнергетическим воздействием, при сохранении максимальных выходов отдельных продуктов.Поставленная цель достигается тем, что в качестве сенсибилизатора реакции образования азотсодержащих про-. дуктов иэ молекулярного азота иметана, инициируемой высокоэнергетическим воздействием, используется неон, причем компоненты смеси (азот, метан, неон) берутся в соотношении, соответствующем максимальному суммарному выходу азотсодержащих продуктов. Использование неона обеспечивает в процессе передачи энергии от сенсибилизатора (неон) к,реагентам (азот, метан) рождение таких частиц, которые открывают новые пути образования некоторых азотсодержащих продуктов. В результате, во-первых, при разбавлении оптимальных по до(НСМ) и д(НМ)3 двухкомпонентных азотметановыхсмесей неоном д, (НСМ) и домок(МНЗ)749048 не изменяют своих значений в широком интервале изменения состава трехкомпонентной смеси (И-СН-Ив); во-вторых, зависимость вйхода азотсодержащих продуктов от состава трехкомпонентных смесей для НСИ и ИН 3 имеет такой характер, что достигается совпадение оптимальных составов для аэотсодержа- щих продуктов.На фиг, 1 показана зависимость 90(НСИ) от состава смеси; на фиг, 2 зависимость 9 (ИНЭ) от состава смеси; О на фиг. 3 - эависймость д (НСИ + ИН ) от состава смеси. Цифрами у линий равных значений показаны радиационно- химические выходы в молекулах/100 эВ. Вершины концентрационных.треугольников соответствуют чистым компонентам Концентрация компонента н любой точке треугольника определяется в соответстнии с известным в физико-химическом анализе правилом. Иэ фиг. 3 видно, что, проводя реакцию в смеси азот- метан-неон, состав которого отвечает оптимальной области для 9(НСИ + ИНэ), полУчают повышенный 9 (ЙСИ + ИНэ) при сохранении максимальйых ныходов 2 10,93,О О,Формула изобретенияСпособ получения свяэанногапутем взаимодействия газообразногоазота с метаном при облучении45 смесей пучком электронон в привии сенсибилиэирующей добанкиного газа, о т л и ч а ю щ итем, что, с целью повышения суго выхода аммиака и цианистого50 рода при сохранении максимальнхода каждого из указанных проди качестве сенсибилизирующей диспользуют неон при слецующемнии компонентов, мол. доли:у Азот О, 55-0, 90Метан 0,05-0,12Неон 0,40-0,01 азота газовых сутст- инертй с я ммарно- водоого выуктов, обавки содержа Использование предлагаемого способа получения связанного азота обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества; повышенную эффективность использования энергии, затрачиваемой на инициирование реакций фиксации азота.; возможность сохранения максимальных выходов каждого из продуктон при проведении реакции в смесях, соответству- ющих максимальному выходу суммы азот- содержащих продуктов; возможность проведения реакции в инертной среде с пониженным содержанием реагентов (азота и метана) при сохранении больших )радиационно-химических вьжодов продуктов. каждого из продуктон в отдельности,При этом реакцию проводят в смесяхоптимального до (НСИ + ИНЗ) состава,содержание отдельных компонентов вкоторых лежит в следующих интервалах:Ит 1= О, 55-0, 90, ) СН 4 1О, 05-0,12,(Ие = 0 40-0,01 мол. долей,П р и м е р. В реакторе иэ нержавеющей стали объемом 110 см , снабженном окном, закрытым алюминиевой фольгой толщиной 30 мкм для ввода пучка электронов с энергией 370 кэВ, готовится смесь азота, метана и неона реагенты очищены от О, Н О , СО до остаточной концентраций мейьше 10 мол. 1. Общее давление 800 мм рт, ст, Смесь облучается электронами в течейие 4 мин. Мощност дозы 0,726 10 эВ/см с, Температура 28 С. Продукты реакции растворяются в воде, и в растворе определяется содержание синильной кислоты и аммиака. По результатам анализа определяется радиационно-химический выход продуктов. Состав исходной смеси и радиационно-химические выходы продуктон приведены в таблице.749048си 9 иИ ВНИИПИ Заказ б Тираж 505 Подписно илиал ППП "Патент",Ужгород, Ул. Проектная, 4