AT214035B - Verfahren zur Umwandlung von niederen Alkanen, wie Methan, Äthan, Propan oder Butan, in flüssige Kohlenwasserstoffe - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Umwandlung von niederen Alkanen, wie Methan, Äthan, Propan oder Butan, in flüssige Kohlenwasserstoffe 
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umwandlung von niederen Alkanen wie Methan, Äthan, Propan oder Butan, in flüssige Kohlenwasserstoffe. 



   Erfindungsgemäss ist ein Verfahren zur Umwandlung von niederen Alkanen, wie Methan, Äthan, Propan oder Butan, in flüssige Kohlenwasserstoffe, dadurch gekennzeichnet, dass die niederen Alkane einer Gammastrahlung in einer Menge von 100 Millionen bis 400 Millionen R-Einheiten ausgesetzt werden. 



   Das Verfahren wird vorzugsweise in Anwesenheit eines Katalysators, beispielsweise eines Metalls, eines Metalloxyds oder eines Metallhalogenids durchgeführt. Die niederen Alkane können sich während der Bestrahlung unter einem Druck von etwa 7 bis etwa 35   kg/cm2   befinden. Ferner kann das Verfahren kontinuierlich oder satzweise durchgeführt werden.. 



   Als Strahlungsquelle für das erfindungsgemässe Verfahren wird zweckmässig eine Kobaltbombe verwendet. Eine solche Einrichtung besteht aus einem Hohlzylinder'mit einer Hülse aus Kobalt 60. Das zu behandelnde Material wird in den Zylinder eingebracht, so dass es von allen Seiten gleichzeitig bestrahlt wird. Die Radioaktivität der Kobaltbombe wird dadurch eingestellt, dass nacheinander zusätzliche Hülsen aus Kobalt 60 auf die erste Hülse aufgeschoben werden. In den Ausführungsbeispielen bildete die Kobaltbombe eine radioaktive Quelle, die 6000 Curie Radium äquivalent war. Die von dem Behandlungsgut aufgenommene Strahlungsmenge wird aus der Stärke der radioaktiven Quelle, den geometrischen Verhältnissen der Bombe und der Bestrahlungszeit errechnet. 



   Man kann natürlich auch andere Strahlungsquellen verwenden. Beispielsweise kann an Stelle von Kobalt 60 radioaktiver Abfall von Kernreaktoren verwendet werden. 



   Verschiedene Ausftihrungsformen der Erfindung werden nachstehend in den Ausführungsbeispielen genauer beschrieben. In allen diesen Beispielen wurde eine Kobaltbombe verwendet, wie sie vorstehend beschrieben wurde. 



   Beispiel 1 : Propangas wurde in eine Bombe eingebracht und mit 100 Millionen R-Einheiten aus einer Kobaltbombe bestrahlt. Nach der Bestrahlung löste sich das frei gebliebene Gas leicht in Wasser auf. Das aus dem Wasser zurückgewonnene Gas war freies Acetylen. In der Bombe blieben einige Kubikzentimeter von flussigem Propan zurück. 



   Beispiel 2 : Eine Gasmischung mit einem Gehalt von   90%   Methan und dem Rest von ungefähr gleichen MengenÄthan und Propan wurde unter einem Druck von 7   kg/cm2   in einer Bombe eingeschlossen. Die ganze Anordnung wurde mit 100 Millionen R-Einheiten aus einer Kobaltbombe bestrahlt. Am Ende der Bestrahlung war der Druck in der'Bombe praktisch auf Null gefallen, wie durch ein Messinstrument an der Bombe festgestellt wurde. Der Inhalt der Bombe bestand dann aus einer geringen Menge einer scharf riechenden, klaren Flüssigkeit ; der Geruch war etwa mit dem einer Mischung aromatischer Verbindungen zu vergleichen. Die Flüssigkeit mischte sich leicht mit Gasolin. 



     Beispiel 3: 2,83 m einer   Mischung von Methan,   Äthan und Propan wurden unter einem Druck   von 7   kg/cm2   in eine Bombe, die 60 mg Platinoxyd enthält, eingebracht. Die Bombe wurde mit 100 Millionen R-Einheiten aus einer Kobaltbombe bestrahlt. Am Ende der Bestrahlung war der Druck praktisch auf Null gefallen. Der Inhalt der Bombe bestand aus einer klaren Flüssigkeit mit einem scharfen aromatischen Geruch. Die Flüssigkeit war mit Gasolin leicht mischbar. 

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     Beispiel 4 : 2, 83 mS Propangaswurden   unter einem Druck von 7   kg/cm2   mit 100 Millionen R-Einheiten in einer Kobaltbombe bestrahlt. Bei Erreichen von 75 Millionen R-Einheiten begann der Druck zu fallen und hatte bei 100 Millionen den Wert von Null erreicht. Der Inhalt der Bombe war eine klare Fltissigkeit mit einem scharfen aromatischen Geruch. 



     . Beispiel 5 : 2, 83 ms   Propan wurden bei einem Druck von 7   kg/cm   in Gegenwart von   300   mg Titanoxyd aus einer Kobaltbombe mit 100 Millionen R-Einheiten bestrahlt. Nach 25 Millionen R-Einheiten begann der Druck zu fallen und'erreichte bei 100 Millionen R-Einheiten den Wert Null. Der Inhalt der Bombe war eine klare, scharf riechende Flüssigkeit, die sich mit Gasolin leicht mischte. 



   Die wichtigsten nach dem erfindungsgemässen Verfahren zu behandelnden Gase sind Erdgas, Methan, Äthan, Propan und Butan. 



   Bei der derzeitigen Technik wird die vom flüssigen Erdöl abgetrennte Gasfraktion, die hauptsächlich Methan mit etwas Äthan und Propan enthält, entweder unter Druck in das Bohrloch zurückgeführt, in Rohrleitungen zu Verbrauchsstationen geführt oder am Bohrloch verbrannt. Grosse Mengen von Erdgasen werden in den Ölfeldern und Raffinerien abgebrannt. Dies bedeutet nicht nur einen grossen wirtschaftli-   chen Verlust, sondern,   stellt auch einen Hauptfaktor der Rauchbildung dar. Das Abtrennen von Erdgasen führt zur Bildung fein verteilter Kohlenstoffverbindungen, die Kondensationskerne darstellen und zur Nebelbildung über dem Feld oder, wenn sie durch Luftströmungen abgetrieben werden, über andern Gebieten führen. 



   Es wurde nun gefunden, dass diese Gase ohne weiteres umgewandelt werden können. Die Reaktion kann durch Anwesenheit von Platin, Palladium, Kobalt, Nickel, Germanium, Titan, Zinn, Silizium, Molybdän, Chrom, Vanadium, Aluminium, Beryllium oder Zink oder ihren Oxyden oder Halogeniden katalysiert werden. Es wurde festgestellt, dass die Oxyde des Platins, Palladiums, Titans, Molybdäns, Zinns, Beryllium, Aluminiums, Chroms, Vanadiums, Zinks, Germaniums, Siliziums, Nickels und Kobalts am besten geeignet sind. Bei Durchführung der Bestrahlung unter mässigem Druck von 7   kg/cm2   bis   35 kg/cm" werden   die Gase in flussige Produkte umgewandelt, die ein Gemisch von langkettigen Alkanen, Alkenen, Alkinen, Naphthenen und zyklischen Verbindungen darstellen.

   Diese flüssigen Verbinlungen können ohne Druck gelagert werden und stellen wertvolle Zusatzstoffe zur Verbesserung der Octanzahl von Benzin dar. 



   Wenn eine Rauchkontrolle erforderlich ist, die Bestrahlung aber praktisch nicht leicht durchführbar ist, können die dem Chemiker geläufigen Methoden zur Verflüssigung des Naturgases durch Verwendung hoher Drücke und niedriger Temperaturen angewendet werden, worauf anschliessend die verflüssigten Produkte der Bestrahlung von 100 Millionen bis 400 Millionen R-Einheiten in Gegenwart von   Metallkata-   lysatoren ausgesetzt werden. In manchen Fällen können auch andere Katalysatoren, wie solche in der   Erdöl1ndustrie   bekannt sind, verwendet werden. Es können also Gase aus einer Anzahl von Löchern in einem Erdölfeld durch Rohrleitungen zu   einer zentralen Verflüssigungsstelle   gebracht und das flüssige Gas zu einer Bestrahlungsstation zwecks Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens gebracht werden. 



   Obgleich zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens nur eine Vorrichtungstype erwähnt wurde, können auch andere Anlagen verwendet werden, bei denen ein kontinuierlicher Gasfluss unter einem Druck von 7   kg/cm2   bis 35   kg/cm   möglich ist und eine kontinuierliche Bestrahlung mit einer Dosierung von 100 Millionen bis 400 Millionen R-Einheiten angewendet werden kann. Diese Dosierung ist für die Herstellung von flüssigen Endprodukten in diesem Beispiel notwendig ; es kann jedoch festgestellt werden, dass der Druck zu fallen beginnt, sobald eine Bestrahlung von etwa 25 Millionen R-Einheiten angewendet worden ist, womit das Stattfinden der Reaktion angezeigt wird. 



   Während Naturgas, insbesondere Erdgas von Lagerstätten, durch das erfindungsgemässe Verfahren behandelt und für wirtschaftliche Verwendungszwecke aufbewahrt   werden,   kann, ohne dass die Atmosphäre verunreinigt wird, kann das erfindungsgemässe Verfahren auch mit besonderen Gasen, wie Methan, Äthan, Propan oder Butan ausgeübt werden, um Benzinzusatzstoffe zu erzeugen, die die Octanzahl von Gasolin oder Benzin verbessern. 



   Die flüssigen Verbindungen nach der Erfindung können auch für andere Zwecke als für Benzinzusätze verwendet werden oder sie können durch bekannte Raffinationsmassnahmen durch Destillation in verschiedene Fraktionen getrennt werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE ; 1. Verfahren zur Umwandlung von niederen Alkanen, wie Methan, Äthan, Propan oder Butan, in flüssige Kohlenwasserstoffe, dadurch gekennzeichnet, dass die niederen Alkane einer Gammastrahlung in einer Menge von 100 Millionen bis 400 Millionen R-Einheiten ausgesetzt werden.

   2. Verfahren nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestrahlung in Anwesenheit eines Katalysators, beispielsweise eines Metalls, Metalloxyds oder Metallhalogenids durchgeführt wird.

   3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator aus Platinoxyd, Titanoxyd oder Molybdänoxyd besteht.

   4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die niederen Alkane unter einem Druck von etwa 7 bis 35 kg/cm bestrahlt werden.

   5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren kontinuierlich durchgeführt wird.