AT120411B - Verfahren zur Hydrierung und Spaltung von Kohlen, Kohlenwasserstoffen u. dgl. - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Hydrierung und Spaltung von Kohlen, Kohlenwasserstoffen   n.   dgl. 



   Es ist bekannt, dass Jodwasserstoff bei hoher Temperatur Wasserstoff abgibt und so zu einem kräftigen Reduktionsmittel wird. Auch verwendet man einen Zusatz von Phosphor bei dieser Reduktionmethode, um das frei gewordene Jod bei Gegenwart von Wasser wieder in Jodwasserstoff umzuwandeln und somit diesen erneut zur Wirkung zu bringen. Bekannt war ferner, dass bei Spaltverfahren ohne Mitwirkung von Wasserstoff, Jod als Katalysator eine günstige Wirkung hat. 



   Wir fanden, dass auch der elementare Wasserstoff unter hohem Druck und bei entsprechend hoher Temperatur bei Gegenwart von selbst ganz kleinen Mengen Jod überraschend leicht sich an organische Substanzen, insbesondere an Kohlenwasserstoffe, aber auch an die andern Bestandteile von Teeren, z. B. auch an Pech, ja an Kohle selbst anlagert und somit diese Stoffe weitgehend hydriert und zum Teil ganz aufspaltet, wobei das Jod als Wasserstoffüberträger wirkt. 



   Wie das freie Jod wirken auch solche Verbindungen wie z. B. Jodwasserstoff oder Eisenjodür, welche bei der Reaktionstemperatur Jod oder Jodwasserstoff abspalten. Solche Jodverbindungen können organischer oder anorganischer Natur sein, z. B. Jodbenzol, Quecksilberjodid, Cadmiumjodid u. dgl. 



   Verwendet man Jodverbindungen, die bei der Reaktionstemperatur und den dabei herrschenden Bedingungen nur schwer oder gar nicht dissoziieren, so kommt das Jod nur unvollkommen zur Wirkung. 



  Setzt man indessen der Reaktionsmasse geeignete Verbindungen zu, die mit den verwendeten Jodverbindungen unter den gegebenen Umständen reagieren und entweder Jod selbst frei machen oder leicht dissoziierbare Jodverbindungen bilden, so erhöht sich die Wirkung des Katalysators ganz ausserordentlich. Als solche Verbindungen können insbesondere zur Verwendung gelangen Metallsalze wie Eisenalaun, Eisenchlorid, Kupfersulfat oder andere Metallsalze, die selbst bei Verwendung von Jodalkalien oder Jod-Erdalkalien Jod oder Jodwasserstoff aus diesen frei machen und zur intensiven Wirkung gelangen lassen. 



   Die Reaktion verläuft bei Temperaturen, die zwischen 200 und 5000 C und darüber liegen,   unter einem Wasserstoffdruck von 50 bis 200 und mehr Atmosphären so schnell, dass bei gleichbleibender Reakflonstemperalur in dem Druckgefäss der Druck zusehends abnimmt.   



   Es ist hiebei besonders beachtenswert und technisch wirtschaftlich wertvoll, dass nur ganz geringe Jodmengen erforderlich sind, um sehr grosse Mengen des zu verarbeitenden Körpers zu reduzieren und dass Verunreinigungen der zu reduzierenden Substanzen oder des Wasserstoffes, wie Chlor, Schwefel oder andere Kontaktgifte in keiner Weise schädlich wirken. 



     Beispeil 1. 10 leg   abgetropftes Rohnaphtalin werden in einem eisernen Druckgefäss mit Rührwerk, das auf mindestens 200 Atm. Druck beansprucht werden kann, mit etwa einem Gramm oder weniger Jod versetzt. Dann wird Wasserstoff, der durchaus nicht rein zu sein braucht, unter 50 bis 100 oder mehr Atmosphären Druck eingeführt und das Ganze auf 300 bis 500  C erhitzt. Der anfangs, entsprechend der Temperaturerhöhung gestiegene Druck beginnt bei konstanter Temperatur, u. zw. bei etwa 380  C, sehr bald zu sinken, ein Zeichen, dass Wasserstoff absorbiert wurde. War die verwendete Wasserstoffmenge zur völligen Reaktion nicht genügend, so kann nach dem Erkalten erneut Wasserstoff eingepresst und durch erneute Erhitzung die Reaktion weiter bzw. zu Ende geführt werden. 



   Das Ergebnis ist je nach der Höhe der Temperatur ein Gemisch von niedrig siedenden Benzolkohlenwasserstoffen und Tetralin, dem je nach der Arbeitsweise auch Dekalin und andere Kohlenwasserstoffe beigemischt sein können. 



   Aus den   10 X : y Rohnaphtalin   entstehen so unter geeigneten Arbeitsbedingungen bis zu   8 leg   und mehr flüssige Kohlenwasserstoffe, die bis zu   200  sieden.   Das unveränderte Naphtalin, das durch Destillation abgetrennt werden kann, kann erneut benutzt werden. Verunreinigungen des Naphtalins, wie Phenole, Basen, Thionaphten u. dgl. stören ebensowenig wie etwaige Verunreinigungen des Wasserstoffes und werden selbst zum Teil oder ganz mitreduziert. 



   Beispiel   II.     10 leg gewöhnliches Steinkohlenteerpech   werden, wie in Beispiel I, mit Jod und der erforderlichen Menge Wasserstoff behandelt. Es entstehen je nach der Höhe der angewendeten Temperatur des Druckes und der Reaktionsdauer neben reichlichem Ammoniak etwa 20% oder mehr bis 200  C siedende flüssige Kohlenwasserstoffe, weitere etwa 30 oder auch mehr Prozent höhersiedende Fraktionen und endlich bis zu 20 oder mehr Prozent schmierölartige Erzeugnisse. 



   Die leichtsiedenden Substanzen können wie Benzol oder Benzin zum Betriebe von Explosionsmotoren verwendet werden. Die höhersiedenden Anteile geben sehr gute Dieselmotoröle, während die höchstsiedenden Anteile als Schmieröl Verwendung finden. 

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   Die Reinigung der einzelnen Fraktionen nach den in der Erdöl-und Steinkohlenteerindustrie bekannten Methoden bietet keinerlei Schwierigkeit, im Gegenteil, sie verläuft mit wenig Verlust sehr einfach und kann vielfach ganz vermieden werden. 



   Auch die übrigen Halogene und Halogenverbindungen, die bei den Reaktionsbedingungen direkt oder indirekt die freien Halogene entstehen lassen, wirken, wenn auch in geringerem Masse und bei höheren Temperaturen, ebenso wie Jod, besonders tritt eine auffallend günstige Wirkung dann ein, wenn mehrere Halogene oder ihre Verbindungen gleichzeitig zur Anwendung gebracht werden. Auch hier wirkt ein Zusatz geeigneter Metallsalze, die die Dissoziation der verwendeten Halogenverbindungen befördern, ausserordentlich günstig. Statt der willkürlich hergestellten Gemische von Halogenverbindungen kann man auch mit grossem Vorteil rohe Gemische, wie sie in der Natur vorkommen oder als Mutterlaugensalz bei der   Kaliindustrie   oder als Zwischenprodukte bei der Herstellung von Brom und Jod aus Algen fallen, verwenden. 



   Beispiel III. 1 kg Naphtalin wird mit 1 g Chlorammonium in einem geeigneten mit Rührer versehenem   Druckgefäss,   in dem genügend freier Raum für den mit einem Druck von 100 Atm. eingepressten Wasserstoff vorhanden ist, auf etwa 470  C einige Zeit erhitzt. Es entstehen je nach der Reaktionsdauer und Temperatur bis zu 70 und mehr Prozent flüssige Hydrierungsprodukte des 
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 200 und 360 , zum kleineren Teile über   360  siedende   Bestandteile, von denen die letzteren viskos sind und als Schmieröle Verwendung finden können, während die niedrigst siedenden Anteile für Explosionsmotore, die mittleren für Dieselmotore als Treibstoff bestens geeignet sind. 
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 angegebenen Weise behandelt.

   Es entstehen je nach der Reaktionsdauer und Temperatur 60 und mehr Prozent flüssige, destillierbare Erzeugnisse, die sich nach bekannten Methoden gut reinigen lassen und wiederum als Motorbetriebstoffe, Schmiermittel und zu vielen andern Zwecken, zu denen die Destillate des Erdöls oder des Kohlenteers verwendet werden, vortrefflich geeignet sind. 



   Beispiel VI. 500 g des rohen Destillates aus Braunkohlen-oder Steinkohlensehwelteer werden 
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 Reaktionsdauer benzinartige Erzeugnisse, die zu allen Zwecken,   zft   denen die verschiedenen Handelsbenzine, insbesondere auch die reinsten Benzine und Benzole allgemein verwendet werden, bestens geeignet sind. 



   Der Prozess kann naturgemäss auch kontinuierlich durchgeführt werden oder es kann intermittierend gearbeitet werden, u. zw. auch so, dass die entstandenen leichtsiedenden Produkte dauernd mit den gebildeten, gasförmigen Erzeugnissen und unverbrauchten Wasserstoff abdestillieren, während letzterer, nachdem durch Kühlung die kondensierbaren Erzeugnisse niedergeschlagen sind, erneut zur Reaktion verwendet werden kann. 



   PATENT-ANSPRÜCHE :   l.   Verfahren zur Hydrierung und Spaltung von Kohlen, Kohlenwasserstoffen u. dgl. unter hohem Wasserstoffdruck und hoher Temperatur, dadurch gekennzeichnet, dass als Überträger (Katalysator) Jod verwendet wird oder eine Jodverbindung, die bei der Reaktionstemperatur fähig ist, Jod oder Jodwasserstoff abzuspalten.

Claims (1)

1. 2, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man statt des dort aufgeführten Jods und seiner leicht dissozierbaren Verbindungen, Jodverbindungen, die bei der Reaktionstemperatur nur sehr wenig oder gar nicht dissoziieren, in Gegenwart von die Dissoziation dieser Verbindungen herbeiführenden Metallsalzen zur Anwendung bringt.

   3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass anstatt des dort erwähnten Jods und der Jodverbindungen die übrigen Halogene oder solche Verbindungen derselben verwendet werden, die bei den Reaktionsbedingungen direkt oder indirekt die freien Halogene entstehen lassen, wobei jedes dieser Halogene oder jede seiner Verbindungen in Mengen unter 1% zur Anwendung gelangt und für sich allein oder in Mischung miteinander oder auch mit Jod und seinen Verbindungen verwendbar ist.