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Verfahren zur Herstellung von Kohlenwasserstoffen oder deren sauerstoffhaltigen Derivaten
Bei der Umsetzung von Kohlenoxyd mit Wasserstoff zu Kohlenwasserstoffen oder deren sauerstoffhaltigen Derivaten, wie Alkoholen, Aldehyden, Säuren u. dgl., bei erhöhten Temperaturen und in Gegenwart von Katalysatoren bietet die sehr hohe Wärmetönung der Umsetzung Schwierigkeiten, da die Umsetzungswärme nur durch umständliche Massnahmen abgeführt werden kann und bei höheren Temperaturen als der eigentlichen Umsetzung'mpera- tur leicht ein Zerfall des Kohlenoxyd in KohlensÅaure und Kohlenstoff (in Verbindung mit einer starken Methanbildung eintritt), vor allem bei der Verwendung von Eisen, Nickel oder Kobalt enthaltenden Katalysatoren, der in kurzer Zeit zu einer Verstopfung der Anlage führen kann.
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überraschenderweise gleichzeitig sehr hobe, fast theoretische Ausbeuten an bei gewöhnlicher Temperatur flüssigen Kohlenwasserstoffen und ihren Derivaten gewonnen werden, wenn man die Umsetzung von Kohlenoxyd und Wasscrstorf enthaltenden Ga@gemischen mit einem raum- massigen eberschuss des Kohlenoxyds über den Wasserstoff bei erhöhtem Druck in Gegenart an Katalysatoren in der Weise durchfuhrt, dass man ein solches Gasgemisch in Gegenwart von 20 li 90 % eines ganz oder hauptsächlich aus Kohlensäure bestehenden Begleitgases umsetzt.
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Gases beträgt.
Den gewünschten Gehalt an dem Begleitgas kann man dadurch aufrechterhalten, dass man
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lich Katalysator. Temperatur u dgl. gefördert werden kann, grösstenteils bis zu einem bestimmten. von den Abtrennungsbedingungen abhängenden Gehalt in dem Kreislaufgas. Das nicht umgesetzte Gas braucht ebensowenig wie das Begleitgas vollständig wieder dem Um-
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falls gebildeten Wasser oder wird schliesslich-insbesondere beim Arbeiten unter erhöhtem Druck - flüssig abgeschieden. Auf diese Weise kann man einen gewünschten Gehalt der
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-Kohlen, wasserstoffen, aus Kohlenoxyd-Wasserstoff-Gemischen unter erhöhten Druck und in Gegenwart von Katalysatoren, die Metalle der 8. Gruppe des periodischen Systems der Elemente, insbesondere Eisen, enthalten.
Die Umsetzung des Kohlenoxyds mit Wasserstoff verläuft in Gegenwart der angegebenen Mengen Kohlensäure zum grössten Teil unter Bildung von Kohlenwasserstoffen und Kohlensäure nach der Gleichung
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jedoch wird daneben auch Wasser nach der Gleichung
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gebildet.
Als Umsetzungsofen kann ein einfaches Rohr aus einem widerstandsfähigen Material, z. B. gewöhnlichen Stählen oder Edelstählen, die vorteilhaft mit einer Schicht von Kupfer. Zink oder Zinn ausgekleidet sein können, dienen, in dem der Katalysator zweckmässig in dünnen Lagen verteilt ist, um den Gasen leichten Durchtritt zu lassen. Der Ofen kann zur Ingang- setzung der Umsetzung mit einer geeigneten Heizung versehen sein. An den Ofen schliesst sich, gegebenenfalls nach einem Wärmeaustauscher, ein Kühler, in dem die bei gewöhnlicher Temperatur flüssigen Kohlenwasserstoffe, Wasser und etwas Kohlensäure kondensiert werden.
Eine anschliessende Gasumlaufpumpe fördert das Gas, gegebenenfalls über den Wärmcaustauscher und bzw. oder eine besondere Heizvorrichtung, wieder in den Umsetzungsofen zurück.
Das den Umsetzungsofen verlassende Kreislaufgas, dns auch die überschüssige Umsetzungswärme mit sich führt, besteht zu einem grossen Teil aus Kohlensäure und enthält ferner Olefine, Methan und seine Homologen, Stickstoff, Wasserdampf und nicht umgesetztes Kohlenoxyd und Wasserstoff.
Beispiel :
Als Umsetzungsofen dient ein von aussen beheiztes Hochdruckrohr von So mm lichter Weite und i m Höhe. in welchem sich auf 30 Schichten verteilt ein aus Eisenoxyduloxyd und einem Zusatz von Uran-. Titan- und Kaliumverbindungen bestehender Katalysator (hergestellt durch Schmelzen von Eisenpulver mit Titanoxyd, Uranylnitrat und Kaliumhydroxyd im Gewichtsverhältnis 1000 : 50 : 50 : 5 im Sauerstoffstrom und Reduktion mit Wasserstoff bei 4000 und unter 150 Atm. Druck im Umsetzungsofen) befindet. Hinter dem Ofen ist ein
Wasserkühler angeordnet und unter diesem ein Abscheider für flüssige Produkte. An die Gasableitung des Abscheiders ist eine Kreislaufpumpe angeschlossen, die das Restgas wieder in den Ofen zurückbefördert.
Als Frischgas wird hinter der Kreislaufpumpe ein Gemisch von ungefähr 3 Raumteilen
Kohlenoxyd und 2 Raumteilen Wasserstoff, das ungefähr 0, 5"/. Stickstoff enthält, zugeführt.
In der ganzen Anlage wird ein erhöhter Druck von ungefähr 100 Atm. aufrechterhalten ; die
Temperatur im Umsetzungsofen liegt zwischen ungefähr 265 und 300 . Das Kreislaufgas wird mit einer Geschwindigkeit von stündlich ungefähr 4 m3 (auf Normaibedingungen bezo- gen) durch den Ofen geschickt.
Das Gas, das in den Ofen eingeleitet wird, hat folgende Zusammensetzung :
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<tb> C <SEP> O2 <SEP> ........ <SEP> 51 <SEP> Vol.%
<tb> CnH2n <SEP> ....... <SEP> 2,5 <SEP> #
<tb> C <SEP> O <SEP> ......... <SEP> 22 <SEP> #
<tb> io <SEP> D
<tb> CH4 <SEP> +Homologe.... <SEP> 12 <SEP>
<tb> N2 <SEP> .......... <SEP> 3
<tb>
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etwa 7, 5"/0 Alkohole enttält. Zur Entfernung zu grosser Mengen Begleitgas werden täglich etwa 1,2 m3 aus dem Kreislaufgas abgezogen. Bei der Abtrennung der flüssigen Produkte wird darin gelöste Kohlensäure mit entfernt.
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er nach den bisher bekannten Verfahren noch nicht erreicht wurde.
PATENTANSPRÜCHE : i. Verfahren zur Herstellung von Kohlenwasserstoffen oder deren sauerstoffhaltigen Derivaten durch Umsetzung von Kohlenoxyd und Wasserstoff enthaltenden Gasgemischen mit einem raummässigen Überschuss des Kohlenoxyds über den Wasserstoff bei erhöhter Temperatur und gewöhnlichem oder erhöhtem Druck in Gegenwart von Katalysatoren, dadurch gekennzeichnet, dass man ein solches Gasgemisch in Gegenwart von 20 bis 90010 eines ganz oder hauptsächlich aus Kohlensäure bestehenden Begleitgases umsetzt.