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Verfahren zur Herstellung von MetaUcarbonylen.
Es ist ein Verfahren zur Herstellung von Metallcarbonylen vorgeschlagen worden, bei dem carbonylbildende Metalle oder solche enthaltende Materialien in Gegenwart von Flüssigkeiten oder Schmelzen mit Kohlenoxyd behandelt werden. Hiebei ist man, wenn man nicht eine Verringerung der Bildungsgeschwindigkeit des Carbonyls unter Umständen in Kauf nehmen will, auf Flüssigkeiten oder Schmelzen angewiesen. die eine grosse Löslichkeit für Kohlenoxyd aufweisen. Man arbeitet ausserdem zweckmässig unter möglichst hohen Drucken. da hiedurch die Löslichkeit des Kohlenoxyds in dem betreffenden Stoff erhöht wird.
Es hat sich nun gezeigt, dass man insbesondere mit Stoffen, in denen Kohlenoxyd weniger gut löslich ist und vor allem unabhängiger von hohen Kohlenoxyddrucken arbeiten kann. wenn man das Gemisch des carbonylbildenden Materials mit der Flüssigkeit bzw. Schmelze unter derartigen Bedingungen mit Kohlenoxyd des Drucks, der Temperatur und der Strömung- geschwindigkeit behandelt, dass die zugemischte Flüssigkeit oder Schmelze während der Reaktion nur oder fast nur in dampfförmiger Phase vorliegt. Auf diese Weise wird eine die Bildung des Carbonyls etwa hemmende Flüssigkeitsschicht auf der Oberfläche des Metalls verhindert.
Zweckmässig wählt man Flüssigkeiten und Schmelzen mit hohem Dampfdruck, z. B. leichtflüchtige Kohlenwasserstoffe. wie z. B. Xylol 11. dgl. Besonders vorteilhaft jedoch verwendet man als Mittel zum Anpasten des Ausgangsmaterials die Carbonyle derjenigen Metalle, die als Carbonyl gewonnen werden sollen, z. B. flüssiges Nickel-oder Eisencarbonyl oder geschmolzenes Kobaltcarbonyl, gegebenenfalls auch deren Mischungen. Man verhindert so die Verunreinigung der Reaktionsprodukte und erspart deren Trennung von fremden Zusatzstoffen.
Durch entsprechend Einstellung der Temperatur oder der Strömungsgeschwindigkeit der Gase sorgt man dafür, dass im Reaktionsraum der Partialdruck des betreffenden Zusatzstoffes, insbesondere bei Verwendung von Carbonylen, seinen Dampfdruck bei der betreffenden Arbeitstemperatur höchstens gerade erreicht, so dass keine Abscheidung von Flüssigkeit eintritt, bzw. etwa vorhandene Flüssigkeit alsbald zur Verdampfung gelangt.
Man kann die Verflüchtigung des Zusatzmittels im Reaktionsraum selbst vor sich gehen lassen oder auch in einem andern, dem Reaktionsraume vorgeschalteter Teile der Apparatur, der z. B. auf einer Temperatur gehalten wird, die höher als die des Reaktionsraumes ist ; hiebei führt man dann zweckmässig das Kohlenoxyd oder kohlenoxydhaltige Gas dem Reaktionsgut entgegen. Bewegt man das Reaktionsgut im Gleichstrom mit dem Reaktionsgas durch den Reaktionsraum, so wählt man die Temperatur des Vorraumes so hoch, dass das Zusatzmittel bereits dort ganz oder teilweise verdampft, wobei es gegebenenfalls durch eine in die Apparatur z. B. seitlich eingebaute Kühlvorrichtung kondensiert und getrennt abgeführt werden kann.
Der Dampf des Zusatzmittels kann aber auch von den abziehenden Gasen mitgenommen und dann ganz oder teilweise auf dem nach der Reaktion noch vorhandenen Rückstande kondensiert werden. Dieser wird dadurch wieder in eine Paste oder Suspension verwandelt und kann in dieser Form leicht aus der Apparatur entfernt werden. Der Reaktionsrückstand lässt sich jedoch auch durch Einpressen von flüssigen, flüchtigen oder nichtflüchtigen Stoffen an geeigneter Stelle des Ofens wieder in der gewünschten Weise anpasten.
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Das Verfahren ist besonders wichtig für die Herstellung von Metallcarbonylen n konti- nuierlichem Betrieb ; man hat hiebei gegenüber dem Arbeiten mit trockenen Ausgangsstoffen den Vorteil, dass die Apparatur für die Carbonylgewinnung bedeutend einfacher und betriebssicherer-wird, da die zugesetzten Flüssigkeiten und Schmelzen als Gleit-und Abdichtungsmittel. insbesondere bei der Ein-und Austragung der festen Stoffe, wirken, ohne dass durch Flüssigkeitschichten, die den Zutritt des Kohlenoxyds unter Umständen zum Metall erschweren, eine Verringerung der Raumzeitausbeute an Carbonyl eintritt.
Beispiel : 1 Gewichtsteil reduzierter gepulverter Kiesabbrand wird mit 1 Gewichtsteil Eisencarbonyl angepastet und in einen Druckofen eingepresst. Dort wird die Paste auf 200 C erwärmt und unter 200 Atm. mit Kohlenoxyd mit einer derartigen Strömungsgeschwindigkeit behandelt, dass in dem abziehenden Gas der Carbonylpartialdruck den Dampfdruck des Eisencarbonyls bei 2000 C (etwa 8 Atm.) nicht erreicht. Auf diese Weise werden in 3 Stunden 87"/o des Eisens zu Carbonyl umgesetzt. Der abgekühlte Rückstand wird durch Einpressen von flüssigem Eisencarbonyl wieder angepastet und aus dem Ofen in dieser Form herausgepresst.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Metallcarbonylen durch Einwirkung von Kohlenoxyd unter Druck auf carbonylbildende Metalle oder solche enthaltendes Material, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Metalle oder die metallhaltigen Stoffe mit Flüssigkeiten oder Schmelzen vermischt in den Reaktionsraum eingebracht werden, während die Einwirkung des Kohlenoxyds unter derartigen Bedingungen des Drucks, der Temperatur und der Strömungsgeschwindigkeit erfolgt, dass die zugemischten Flüssigkeiten oder Schmelzen nur oder fast nur in dampfförmiger Phase vorliegen.