Organische Chemie
Buchtipp
Reaktionsmechanismen der Organischen Chemie
P. Sykes
37.90 €

Buchcover

Anzeige
Stichwortwolke
forum

Zurück   ChemieOnline Forum > Naturwissenschaften > Chemie > Organische Chemie

Hinweise

Organische Chemie Fragen und Antworten zur Chemie der Kohlenwasserstoffe. Hier kann alles von funktionellen Gruppen über Reaktionsmechanismen zu Synthesevorschriften, vom Methan zum komplexen Makromolekül diskutiert werden.

Anzeige

Antwort
 
Themen-Optionen Ansicht
Alt 13.04.2015, 13:42   #1   Druckbare Version zeigen
smilingface  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 5
Wie verhindert man Cyanwasserstoff-Polymerisat?

Hi Leute,

Ich arbeite hier mit einer Thermoprozessanlage. In dieser wird PAN in einer Pyrolyse zu Kohlefaser verarbeitet. Da bei den hohen Temperaturen Blausäure ausdampft geschieht das ganze unter einer Stickstoffschutzatmosphäre.

Nun das Problem:
Wenn der Ofen abkühlt und später wieder hochgefahren wird, fällt Dreck auf die Tiegel, mit dem Schüttgut, die durchgeschoben werden.
Der Dreck sieht aus wie eine Zunderschicht, die von einer Metallschicht abplatzt.
Da der Ofeninnenraum mit Schamottstein ausgemauert ist, kann es aber keine Zunderschicht sein. Ich vermute daher, dass die Blausäure in der Abkühlphase kondensiert bzw polymerisiert.

Kann ich ein Gas oder Gasgemisch ins System bringen um das zu vermeiden?
Und wenn es nicht daran liegt? woran kann es sonst liegen?
smilingface ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 13.04.2015, 13:53   #2   Druckbare Version zeigen
HNIW Männlich
Mitglied
Beiträge: 3.759
AW: Wie verhindert man Cyanwasserstoff-Polymerisat?

Ich glaube nicht, dass das polymerisierte Blausäure ist (diese bezeichnet man, glaube ich als Azulminsäure). Erstens wird Blausäure mit Sicherheit nicht beim Abkühlen des Ofens kondensieren und zweites polymerisiert die m.W. nur in flüssiger Form beim längeren Stehen, verzögern (aber nicht verhindern) kann man das durch Zusatz geringer Mengen von Mineralsäuren.
__________________
"Erfahrung heißt gar nichts. Man kann seine Sache auch 35 Jahre schlecht machen."
Kurt Tucholsky

"Nur wenige wissen, wie viel man wissen muss, um zu wissen, wie wenig man weiß."
Werner Heisenberg
HNIW ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 13.04.2015, 15:20   #3   Druckbare Version zeigen
smilingface  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 5
AW: Wie verhindert man Cyanwasserstoff-Polymerisat?

Im Absatz 2 des folgenden Patents habe ich diese Beschreibung gefunden:

Diese Aggregate haben jedoch den Nachteil, daß die Blausäure darin leicht zu dunkelgefärbten festen Produkten polymerisiert, die die Anlage verstopfen und Anlaß häufiger Betriebsunterbrechungen sind.


Die schien recht gut zu meinem Problem zu passen.

Link zu dem Patent:
http://www.google.com/patents/EP0184694A1?cl=de
smilingface ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 13.04.2015, 17:22   #4   Druckbare Version zeigen
HNIW Männlich
Mitglied
Beiträge: 3.759
AW: Wie verhindert man Cyanwasserstoff-Polymerisat?

Da sind aber wesentlich höhere Konzentrationen vorhanden. Ist da der Ammoniak schon weg? Hab das nicht alles gelesen.
Basen beschleunigen die Polymerisation, Säuren verlangsamen sie.
Flüssige Blausäure kann man im Kühlschrank so 1-2 Wochen (das ist unterschiedlich) lagern. Dann färbt sie sich gelb, kurz danach braun. Spätestens dann sollte man sie vernichten, da die Polymerisation sehr heftig verlaufen kann. Zusatz von z.B. wenig reiner H3PO4 stabilisiert für längere Zeit (3-6 Monate). Mit gasförmiger Blausäure bei hohen Temperaturen kenn ich mich nicht aus. Falls sie polymerisiert, kann man es vielleicht höchstens durch mehr Stickstoff hemmen (starke Verdünnung).
Kann es nicht Kohlenstoff sein? probiere mal, ob es sich in Kalilauge löst, dort soll Azulminsäure löslich sein, und auch in Salpetersäure mit rötlicher Färbung.
Wie riecht es denn? Azulminsäure soll mehr oder weniger ammoniakalisch-blausäureartig riechen. Bei der Polymerisation soll sich auch etwas Ammoniumcyanid bilden.
__________________
"Erfahrung heißt gar nichts. Man kann seine Sache auch 35 Jahre schlecht machen."
Kurt Tucholsky

"Nur wenige wissen, wie viel man wissen muss, um zu wissen, wie wenig man weiß."
Werner Heisenberg
HNIW ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 13.04.2015, 18:13   #5   Druckbare Version zeigen
Fulvenus Männlich
Mitglied
Beiträge: 23.074
AW: Wie verhindert man Cyanwasserstoff-Polymerisat?

Bei der Pyrolyse von PAN entstehen noch andere,bei den Temperaturen flüchtige Verbindungen,die an kälteren Stellen wie den Schamottsteinen kondensieren und u.U. noch miteinander reagieren.Ohne Kenntnis der Zusammensetzung ist es schwierig,auf chemischer Grundlage Tips zur Abhilfe zu geben.Es wird ja schon in Stickstoffatmosphäre gearbeitet.Andere,reaktive Gase zuzführen würde vermutlich die Qualität des eigentlichen Produkts beeinflussen.Eine Gaswäsche zur Entfernung von z.B. Ammoniak(Kat. für die HCN-Polymerisation) dürfte hier wohl ausscheiden.Das ist dann eher über Verfahrenstechnik,also Ableiten der Gase,andere Heiz/Kühl-Intervalle/(Temperaturen) zu beeinflussen.
Stört die Bildung des braunen Feststoffs oder nur das "Herunterrieseln" in die Tiegel?

Fulvenus!
Fulvenus ist offline   Mit Zitat antworten
Anzeige
Alt 14.04.2015, 09:24   #6   Druckbare Version zeigen
smilingface  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 5
AW: Wie verhindert man Cyanwasserstoff-Polymerisat?

Die Zusammensetzung wird momentan von einem Labor geprüft.

Ja, das herunterrieseln ist störend. Da die Tigel Öffnungen im Deckel haben (als Griff und für Füllstandsmessung), wird das Schüttgut verunreinigt.
Allerdings betrifft das auch nur die ersten paar Chargen. Dann scheint wohl alles Lose weg zu sein und es geht sauber weiter.

Verfahrenstechnisch ließe sich da schon was regeln. Optimal ist das jedoch nicht.
smilingface ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 16.04.2015, 10:36   #7   Druckbare Version zeigen
smilingface  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 5
AW: Wie verhindert man Cyanwasserstoff-Polymerisat?

Update:

Ich warte zwar immer noch auf Laborwerte, aber habe nun zumindest etwas von dem Material vorliegen.

Die Oberfläche ist silbrig, das Material ist recht fest und hat eine Schichtdicke von etwa 10mm nach einer Standzeit von einer Woche.

Ein Kollege geht mittlerweile von einer Kohlenstoffablagerung aus. Ich bin mir noch unsicher.

Sicher ist jedoch, dass dieses rasche Schichtwachstum zu enormen Problemen führen wird, wenn wir uns nicht darum kümmern.
smilingface ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 16.04.2015, 11:31   #8   Druckbare Version zeigen
smilingface  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 5
AW: Wie verhindert man Cyanwasserstoff-Polymerisat?

Ich habe eben mal ein Multimeter dran gehalten.
Auf einen Messkontaktabstand von etwa 200mm habe ich einen Widerstand von etwa 20ohm gemessen. Dadurch weiß ich vieleicht nicht die genaue Zusammensetzung, aber ich bin mir nun relativ sicher, dass es großteils Kohlenstoff sein wird. Vermutlich ist es Graphit.

Laut Labor sind in der Ofenatmosphäre auch lediglich 0,4 g/kg HCN.
Cyanwasserstoff-Polymerisat wird es also wohl nicht sein. Zumindest nicht dominant.

Da wir in einer Anlage, die C-Fasern herstellt nichts verwenden können, dass Kohlenstoff löst, sind wir tatsächlich gezwungen das Problem verfahrenstechnisch zu lösen.

Mist...


Ergo kann dieser Thread wohl geschlossen werden.
Danke für eure Ideen/ Anregungen.
smilingface ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 16.04.2015, 12:12   #9   Druckbare Version zeigen
Fulvenus Männlich
Mitglied
Beiträge: 23.074
AW: Wie verhindert man Cyanwasserstoff-Polymerisat?

Danke für die Rückmeldung.Ich würde trotzdem noch auf die endgültige Analyse warten,ich hätte jetzt noch andere Ablagerungsprodukte erwartet.
Die Zusammensetzung der PAN-Pyrolyseprodukte variiert relativ stark mit den Pyrolysebedingungen.Vielleicht mal hier nachschauen:
http://www.amazon.de/Analytical-Pyrolysis-Synthetic-Techniques-Instrumentation/dp/0444512926 .

Fulvenus!
Fulvenus ist offline   Mit Zitat antworten
Anzeige


Antwort

Stichworte
cyanwasserstoff, kohlefaser, polyacrylnitril, polymerisat, polymerisation

Themen-Optionen
Ansicht

Gehe zu

Ähnliche Themen
Thema Autor Forum Antworten Letzter Beitrag
Cyanwasserstoff vermeiden RafterCnyide Organische Chemie 26 08.02.2013 15:03
All around the Cyanwasserstoff zuflucht Lebensmittel- & Haushaltschemie 15 18.06.2009 15:05
cyanwasserstoff 2007 Allgemeine Chemie 10 18.01.2008 22:23
Cyanwasserstoff und ein paar Fragen Sportler Schwerpunktforum: pH-Wert und Gleichgewichtsberechnungen 2 03.09.2007 21:24
Cyanwasserstoff ehemaliges Mitglied Anorganische Chemie 17 23.12.2005 19:23


Alle Zeitangaben in WEZ +2. Es ist jetzt 21:26 Uhr.



Anzeige