BMA-Verfahren

Das BMA-Verfahren (Blausäure aus Methan und Ammoniak) ist ein von Degussa (heute: Evonik Degussa) entwickelter Prozess zur Herstellung von Blausäure direkt aus Ammoniak und Methan, ohne dass Sauerstoff verwendet wird.

Geschichte

Nachdem in Laborversuchen in einem beheizten Rohr Ausbeuten um 90 % bezogen auf Ammoniak und Methan erhalten worden waren, gab es erste Ansätze zu einer technischen Realisierung während des Zweiten Weltkrieges bei den Deutschen Kalkstickstoff-Werken in Piesteritz. Die Entwicklung wurde nach 1949 innerhalb der Degussa fortgesetzt, es zeigte sich jedoch, dass die Grundlagen des Verfahrens und die Mittel zu seiner technischen Realisierung überarbeitet werden mussten.

Nach umfangreichen Untersuchungen im Labor unter Leitung von E. Wagner wurde 1951 mit der Erprobung eines gasbeheizten technischen Ofens begonnen. 1954 waren die Arbeiten so weit fortgeschritten, dass eine Pilotanlage mit einer Leistung von 6.5 t/Monat projektiert und aufgestellt werden konnte. Der Ofen dieser Anlage wurde in Zusammenarbeit mit den Firmen Heinrich Koppers GmbH und Wistra Ofenbaugesellschaft mbH erarbeitet. In Dauerversuchen, die sich ununterbrochen über 6 Monate erstreckten, wurden Werkstoffe, Konstruktionselemente und der speziell entwickelte Katalysator eingehend geprüft. Im Frühjahr 1956 wurde eine Anlage mit einer Kapazität von 100 t/Monat geplant und 1957 gebaut und in Betrieb genommen.

Verfahrensprinzip

Methan und Ammoniak werden durch ein Rohr geleitet, welches mit Platin als Katalysator beschichtet ist. Das Rohr dient als Wärmeübertrager, durch den die Reaktionswärme zugeführt wird, die für die stark endotherme Reaktion erforderlich ist. Die Temperatur im Rohr beträgt dabei ca. 1200 °C. Das entstehende Gasgemisch enthält ca. 23 Vol.-% HCN, 72 Vol.-%, H₂ und in geringeren Anteilen nichtumgesetzten Ammoniak, Stickstoff und Methan.

$\mathrm {CH_{4}\ +\ NH_{3}\ \longrightarrow \ HCN\ +\ 3\ H_{2},\ \Delta H_{R}\ =\ 251\ kJ/mol}$

Aus dem gasförmigen Reaktionsaustrag wird zunächst Ammoniak durch Chemisorption mit einer Säure (wässrige Schwefel- oder Phosphorsäure) abgetrennt. Anschließend wird die Blausäure in kaltem Wasser absorbiert, um diese von den restlichen inerten Gasen (H₂, CH₄ und N₂) abzutrennen. Das sich dabei bildende Gemisch aus HCN und Wasser wird destillativ getrennt, wobei HCN als Kopfprodukt anfällt und das Wasser zur Absorption zurückgeführt wird.

Varianten

Das BMA-Verfahren ist technisch nur von untergeordneter Bedeutung. Daneben existiert ein Verfahren, bei dem Formamid in Wasser und Blausäure gespalten und bei BASF ausgeübt wird. Zur Herstellung von Blausäure wird überwiegend das Andrussow-Verfahren angewandt, insbesondere bei größeren Mengen. Das Andrussow-Verfahren unterscheidet sich vom BMA-Verfahren darin, dass Sauerstoff in den Reaktor gefahren wird. Die Reaktionswärme für die Bildung von Blausäure wird durch die Verbrennung von Methan (und teilweise von Ammoniak) im Reaktionsgemisch selbst erzeugt, so dass eine Wärmeübertragung nicht erforderlich ist.

Literatur

• Manfred Baerns, Arno Behr, Axel Brehm, Jürgen Gmehling, Hanns Hofmann, Ulfert Onken: Technische Chemie Lehrbuch. 480 Abbildungen, 190 Tabellen. Wiley VCH Verlag GmbH September 2006 - gebunden - XXIV733