DE1950535B2 - Verfahren zur Herstellung von Huminsäuren durch Oxydation von Kohle- oder kohleähnlichen Stoffen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Huminsäuren durch Oxydation von Kohle- oder kohleähnlichen StoffenInfo
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Description
a) dem pulverisiertem Aiisgangsmatcrial zwischen
5 und 50 Gewichtsprozent Wasser zumischt.
b) das befeuchtete Ausgangsmaterial mit Sauerstoff in Gegenwart eines aus der Gruppe NO. NO1.
N2O4. N2O,. N2O5 und/oder HNO3 ausgewählten
Katalysators unter Bewegung des Reaktions-
gemisches bei einer unter der Siedetemperatur des Wassers beim in der Reaktionszone herrschenden
Druck liegenden Temperatur umsetzt, wobei die Temperatur bei Verwendung von HNO3 zwischen etwa 65 und 107' C bzw. bei 5
Verwendung eines Stickstoffoxyds bei etwa 24 bis 8O0C liegt, die Menge an HNO3 0,2 bis
0,6 kg je Kilogramm Kohle beträgt und der Katalysator stufenweise bzw. fortlaufend beigegeben
wird und c) die gasformigen Reaktionsprodukte aus der Reaktionszone
abzieht und die Umsetzung nach höchstens etwa 10 Stunden abbricht.
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens erhält ,5
man bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen sehr schnell Huminsäuren in hoher Ausbeute; solche
Huminsäuren finden beispielsweise in der Landwirtschaft als Hilfsmittel zur Anreicherung des Bodens
Anwendung.
Vorteilhaft ist, daß sich die verschiedensten Kohlesorten, und zwar hierin eingeschlossen auch Torf
sowie Lignit, vorzugsweise aber die niedngrangigeren Kohlen vom Lignit bis zur hochrangigen Steir kohle
unter den angegebenen Bedingungen innerhalb kürzester Zeit in säurelösliche und alkaülöslichc Produkte
umwandeln lassen. Als besonders geeignet sind die lignitischen und die Braunkohlen, insbesondere Moorkohle.
Zur Einleitung der Umsetzung wird die gemahlene oder pulverisierte, vorzugsweise niederrangige Kohle
mit einer zur Befeuchtung der Kohle ausreichenden Menge Wasser von etwa 10 bis 50 Gewichtsprozent
bzw. bei Verwendung von Salpetersäure als Katalysator höchstens etwa 5 bis 25 Gewichtsprozent auf
das Kohlegewicht gemischt und die so befeuchtete Kohle in einen Reaktor übergeführt, der in der Lage
ist, die befeuchtete Kohlemasse ausreichend zu bewegen. Nach Erhitzung der befeuchteten Kohle innerhalb
der weiter vorn angegebenen Grenzen wird die Temperatur aufrechterhalten, und es wird ein Strom
eines Sauerstoff enthaltenden Gases, vorzugsweise reiner Sauerstoff oder Luft eingeleitet, zusammen mit
NO, NO2, N2O4. N:O3, N2O5 und oder HNO3.
Bevorzugt wird Stickstoffdioxyd verwendet, da es verhältnismäßig billig und zweckmäßig ist; es hat
sich herausgestellt, daß die Oxydationsrcaktion mit etwa 0,01 bis etwa 0,3 kg. vorzugsweise mindestens
etwa 0,1 kg NO2 je Kilogramm eingesetzte Kohle katalysiert werden kann. A'.if Grund der exothermen
Umsetzung ist der Reaktor noch mit Mitteln zur Temperaturregelung, vorzugsweise durch indirekten
Wärmetausch, ausgerüstet.
Sauerstoff und Salpetersäure und oder eines der
genannten StickstolToxyde werden wahrend der gan-/en
Reaktionsdaucr. die nach höchstens H) Stunden
abgebrochen wird und auch weniger betragen kann, eingeleitet. Fine längere Fortführung der Umsetzung
ist unwirtschaftlich oder sogar schädlich für das gewonnene
Produkt.
An Hand der Figuren wird im folgenden das erfindungsgemäßc Verfahren im einzelnen näher erläutert.
dabei zeigt
F i g. 1 den Einfiul1 des Wassergehalts des Reaktionsgemisches
auf die Reaktionsgeschwindigkeit.
Fi g. 2 den Einfluß der Temperatur auf die Reaktionsgeschwindigkeit
und
Fit?. 3 den Einfluß de Katalysatorkonzentration
auf die Reaktionsgeschwindigkeit, jeweils bei der Verwendung von Salpetersäure allein als Katalysator,
während in
F i g. 4 der Einfluß des Wassergehalts des Reaktionsgemisches auf die Reaktionsgeschwindigkeit, in
F i g. 5 der Einfluß der Temperatur auf die Reaktionsgeschwindigkeit
und in
F i g. 6 der Einfluß der Katalysatorkonzentration auf die Reaktionsgeschwindigkeit, jeweils bei der Verwendung
eines Stickstoffoxyds als Katalysator, dargestellt ist.
Es wurde gefunden, daß, wenn man beim Verfahren der Erfindung ein oder mehrere Stickstoflbxyde als
Katalysator verwendet, die Oxydationsgeschwindigkeit durch die Anwesenheit einer verhältnismäßig
kleinen Menge einer Mineralsäure in der Reaktionszone erhöht werden kann. Beispielsweise ist die Reaktions-
oder Oxydationsgeschwindigkeit, die als pro Stunde Reaktionsdauer gebildeter Prozentsatz an
alkalilöslichen Stoffen bestimmt wird, bei der Verwendung von Salpetersäure in Kombination mit einer
katalytiseheii Menge eines Stickstcifoxyds größer, als
wenn als Katalysator das entsprechende Slickstoffoxyd allein verwendet wird. Eine vergleichbare, wenn
auch nicht identische Verbesserung ist auch hei der Verwendung anderer Mineralsäuren an Stelle von
Salpetersäure festzustellen. Es wurde also gefunden,
daß man durch den Zusatz einer kleineren Menge einer Mineralsäure, z. B. Salz-, Fluß- oder Schwefelsäure,
die Oxydationsgeschwindigkei'i gegenüber der bei der Verwendung eines oder mehrerer Stickstoffoxyde
als Katalysator allein zu erzielenden Oxydationsgeschwindigkeit erhöhen kann. Im Gegensatz
zu den vorstehend erwähnten Mineralsäuren weist jedoch Phosphorsäure (H3PO4) diese Eigenschaft
nicht auf.
Wie vorstehend bereits erwähnt, kann beim Verfahren der Erfindung auch Salpetersäure allein als
Katalysator an Stelle eines Slickstoffoxyds verwendet
werden. Salpetersäure unterscheidet sich von den vorstehend erwähnten, als Reaktionspromotoren geeigneten
Mincralsäuren insofern, als sie nicht nur als Promotor. sondern gleichzeitig auch als Katalysator
wirken kann. Die eingesetzte Säuremeng;- schwankt
in Abhängigkeit vom Feuchtigkeitsgehalt des Reaktionsgemisches,
von der eingesetzten Kohlcsorte. der verwendeten Menge an Stickoxyd usw. Im allgemeinen
verwendet man jedoch soviel Säure, daß der pH-Wert der mit Säure behandelten Kohle im Reaktionsgemisch
zwischen etwa 0.5 und etwa 4, vorzugsweise /wischen etwa 1 und 2 liegt. Bei der Verwendung
von konzentrierter Salzsäure wurde beispielsweise gefunden, daß man mit 12.5% HCl die Oxydationsgeschwindigkeit
um 50" 0 steigern kann. Entsprechende Mengen Flußsaure und Schwefelsäure
haben sich ebenfalls als zweckmäßig erwiesen. Wenn dem Reaktionsgemisch keine Säure zugesetzt wird.
so liegt der pH-wert etwas hoher.
Fs wurde weiterhin gefunden, daß sich die Geschwindigkeit
der Oxydation von Kohle mit Sauerstoff in Anwesenheit eines StickstofToxyds auch durch
die Verwendung von natürlichem oder synthetischem F.isensultid als Promotor oder Cokatalysator beschleunigen
laßt So einöhen z. B. sowohl synthetisches
oder reines Eisensuiiid, ais auch die Minerale Pyrit und Pyrrhotit die Reaktionsgeschwindigkeit. Man
kann etwa 2 bis etwa 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise 2 bis etwa 4 Gewichtsprozent der vorstehend
erwähnten Eisensulfide, bezogen auf das Gewicht
der Kohle, verwenden.
Es wurde gefunden, daß bei der Verwendung von
Salpetersäure allein als Katalysator der Temperaturbereich, in dem in höchstens 4 Stunden mindestens
etwa 35 Gewichtsprozent alkalilösliche Produkte erzeugt werden können, etwa 65 bis 107'C und vorzugsweise
etwa 80 bis 94°C beträgt. Wie festgestellt wurde, findet bei dieser Ausführungsform des Verfahrens
zwar noch bis zu einer Temperatur von 107"C eine brauchbare Oxydation statt, jedoch fallen
bei diesen Temperaturen, wie aus dem Beispiel 13 zu ersehen ist, die Ausbeuten an gewünschten Produkten
ab. Die Beziehung zwischen der Reaktionstemperatur und der Reaktionsgeschwindigkeit bei
der Verwendung von Salpetersäure allein als Katalysator ist, wie bereits erwähnt, in F i g. 3 dargestellt.
Es wurde gefunden, daß zwar sowohl mit Salpetersäure allein, als auch mit ein oder mehreren der genannten
Stickstoffoxyde allein als Katalysator ein hoher Prozentsatz an alkalilöslichen Produkten erhalten
werden kann, jedoch dauert dies bei der Verwendung von Salpetersäure allein langer, als wenn unter
ansonsten im wesentlichen gleichen Reaktionsbedingungen Stickstoffdioxyd oder ein äquivalentes Gas in
das Reaktionssystem eingeführt wird, d. h.. daß die katalytische Wirkung der Salpetersäure beim Verfahren
der Erfindung etwas geringer ist als diejenige der vorgenannten Stickstoffoxyde.
Wenn die Umsetzung mit Salpetersäure allein katalysiert wird, so verwendet man 0.2 bis 0.6. vorzugsweise
etwa 0,3 bis etwa 0.5 kg HNO3/kg eingesetzte
Kohle. Wie bereits erwähnt, ist aus F i g. 3 der Zusammenhang zwischen der Salpetersäurekatalysatorkonzentration
und der Reaktionsgeschwindigkeit ersichtlich.
Bei der Verwendung eines Stickstoffoxyds als Katalysator schwankt die günstigste Reaktionstemperatur
etwas in Abhängigkeit davon, welches Stickstoffoxyd als Katalysator verwendet wird, sowie davon, ob man
eine Mineralsäure oder Eisensulfid als Promotor verwendet. Es wurde jedoch gefunden, daß man bei Anwendung
einer Reaktionstemperatur von etwa 24 bis etwa 80" C. vorzugsweise von etwa 38 bis etwa
66°C in nicht mehr als etwa 3 Stunden mindestens etwa 45% der eingesetzten Kohle in alkalilösliche
Produkte umwandeln kann. Es findet zwar bis zu einer Temperatur von etwa 94 C eine geeignete Oxydationsreaktion
statt, jedoch sinkt bei höheren Temperaturen die Ausbeute an gewünschtem Produkt ab.
Der Zusammenhang zwischen der Reaktionstemperatur und der Reaktionsgeschwindigkeit bei der
Verwendung eines oder mehrerer Stickstoffoxyde als Katalysator ist, wie bereits erwähnt, in F i g. 5 dargestellt.
Wenn zusammen mit dem Stickstoffoxyd und Sauerstoff Salpetersäure oder eine andsre Mineralsäure
in das Reaktionssystem eingebracht wird, so kann die Temperatur, bei der in etwa 3 Stunden
mindestens etwa 45% alkalilösliche Produkte erzeugt werden können, bis auf 32° C sinken. Der bevorzugte
Temperaturbereich beträgt jedoch auch bei dieser Ausführungsform der Erfindung etwa 38 bis 66" C,
wobei in kürzerer Zeit Ausbeuten an alkalilöslichen Produkten von wesentlich mehr als 45% erzielt werden
können.
Der geeignete Reaktionstemperaturbereich bei der Verwendung von Eisensulfid als Promotor entspricht
in etwa demjenigen bei der Verwendung von Sauerstoff und Slickstoffoxydcn allein.
Die Konzentration der beim Verfahren der Erfindung eingesetzten Salpetersäure oder anderer Mineralsiiurcn
scheint nicht allzu kritisch zu sein. Bei den Versuchen wurde handelsübliche, etwa 70%ige (konzentrierte)
Salpetersäure verwende!, jedoch kann man sowohl konzentrierte als auch wesentlich verdünntcre
Säuren verwenden. Da die eingesetzte Kohle
ίο feucht ist. wird natürlich die ursprüngliche Konzentration
der verwendeten Säure ohnehin verändert, wenn man sie mit der nassen Kohle mischt. Das
wesentliche Kriterium ist anscheinend, daß man den pH-Wert der feuchten Kohle /wischen etwa 0,5 und
etwa 4 hält. Bei der Verwendung von Salpetersäure ist. wie gefunden wurde, die Art und Weise, wie man
die Salpetersäure mit der Kohle in Berührung bringt, sehr wichtig. So hat es sich als zweckmäßig erwiesen,
etwa 25% der insgesamt zu verwendenden Salpctersäure mit der Kohle zu mischen, bevor man diese in
die Reaktionszone einführt und die restliche Salpetersäure über die ganze Umsetzungszeit verteilt in Anteilen
zuzusetzen, nachdem die Kohle die gewünschte Reaklionstcmperatur erreicht hai. Es wurde gefunden.
daß. um eine verhältnismäßig niedere Temperatur anwenden und damit rasche Oxydation erzielen zu
können in der Reaktionszone ein erheblicher Feuchtigkeitsgehalt aufrechterhalten werden muß. Die Anwesenheit
von Wasser bzw. Feuchtigkeit dient nicht nur dazu, die Möglichkeit einer Explosion, wie sie
bei trockenen Reaktionssystemen manchmal vorkommt, zu verringern, sondern ergibt auch eine optimale
Reaktionsgeschwindigkeit. Bei der Verwendung von Salpetersäure allein als Katalysator soll der Wassergehalt,
wie aus Fig. 1 zu ersehen ist. etwa 5 bis 35 Gewichtsprozent, vorzugsweise etwa 5 bis
25 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der eingesetzten Kohle, betragen. Bei der Verwendung
eines oder mehrerer Stickstoffoxyde als Katalysator
«o soll der Wassergehalt, wie aus F i g. 7 ersichtlich,
im allgemeinen etwa 5 bis etwa 50 Gewichtsprozent, vorzugsweise etwa 10 bis etwa 35 Gewichtsprozent,
bezogen auf das Gewicht der eingesetzten Kohle, betragen.
Wenn unter atmosphärischem Druck gearbeitet wird und die Reaktionstemperaturen sich dem Siedepunkt
des Wassers nähern, ist es in der Regel erforderlich,
während der Umsetzung zusätzlich Wasser in das Reaktionssystem einzuführen, um den ge-
wünschten Feuchtigkeitsgehalt in der Reaklionszone aufrecht zuerhalten. Hierzu kann man Wasserdampf
oder flüssiges Wasser in die Reaktionszone einspeisen.
Der Druck in der Reaktionszone ist anscheinend nicht besonders kritisch, so daß das Verfahren der
Erfindung sowohl bei vermindertem als auch bei erhöhtem Druck durchgeführt werden kann, jedoch
steigert ein erhöhter Druck auch die Oxydationsgeschwindigkeit.
Wenn das nach dem Verfahren der Erfindung hergestellte Produkt zur Bodenverbesserung verwendet werden
soll, braucht man die alkalilösliche Fraktion des Reaktionsproduktes (Huminsäuren) nicht von den
anderen Oxydationsprodukten abzutrennen. Es wurde
festgestellt, daß das Wachstum von Bohnen bis zum Fruchtansatz, wenn man sie in eine Erde pflanzt, die
0 ι bis 0.25 Gewichtsprozent eines nach dem erfindu.igsgcmäßen
Verfahren hergestellten Oxydations-
Produktes enthält, merklich gegenüber demjenigen
von in unbchandcltcr Erde gezogenen Bohnen erhöht wird. Es können Wachstumssteigerungen (gemessen
durch die Gewicntszunahme) von bis zu 35% erreicht werden. Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
erhaltene Humatmatcrial eignet sich auch für andere bekannte Anwendungszwecke für Humale, z. B. als
Zusatz·, zum Viehfutter, als Bestandteile von ölbohrschlämmen.
Die Beispiele erläutern die Erfindung.
In den nachstehenden Beispielen soll die Angabe »Gehaltanalkalilöslichcn Bestandteilen« bzw.»Alkalilösliches« sich direkt auidic Menge der jeweils erzeugten
Huminsäuren bezichen. In den Beispielen sind sowohl der ursprüngliche Gehalt der eingesetzten
Kohlen an »Alkalilöslichen« und »Säurclöslichen« als auch die entsprechenden Werte der Oxydationsprodukte
angegeben. Die Bestimmung der alkali- bzw. säurclöslichen Bestandteile wird wie folgt durchgerührt
Säurclöslichcs (Gehalt an säurelöslichcn
Bestandteilen)
Bestandteilen)
[•ine Probe des zu analysierenden Materials wird
getrocknet. Dann werden 0,5 g abgewogen und bei 73.9"C 2 Stunden mit 100 ml 0,2n-Essigsäure unter
Rühren ausgezogen. Die nicht gelösten Bestandteile werden dann abfiltriert, gewaschen, getrocknet und
zurü. kgcwogen. Die Gewichtsdifferenz zwischen der eingewogenen Probe und dem getrockneten Filterrückstand
ergibt das Gewicht an säurelöslichcn Bestandteilen.
Alkalilösliches (Gehalt an alkalilöslichen
Bestandteilen)
Bestandteilen)
Mine Probe des zu analysierenden Materials wird getrocknet. Dann wiegt man 0.5 g der trockenen
Probe ab und extrahiert sie 2 Stunden unter Ruhren bei 79,4"C mit 100 ml 1 η-Natronlauge. Die nicht
gelösten Bestandteile werden abfiltriert, gewaschen, getrocknet und zurückgewogen. Die Gewichtsdifferenz
zwischen der eingewogenen trockenen Probe und dem trockenen Rückstand ergibt das Gesamtgewicht der
alkalilöslichen Bestandteile. . .
Zur Durchführung aller nachstehenden Beispiele wird Kohle aus der Gegend von Coalville. Utah, verwendet
die zuerst in einer Hammermühle zerkleinert und dann entweder in einer Walzenmühle oder einer
Kugelmühle feingemahlen wird. Nach der Vorzerkleinerung ist das Kohlepulver so fern, daß 90 /.
durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,149 mm fallen. Das anschließend mit einer Walzenmühle
gemahlene Kohlepulver fällt zu 90% durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,037 mm
und dasjenige, das mit einer Kugelmühle feingemahlen wurde, zu 95% durch ein Sieb mit einer lichten
Maschenweite von O,O37mm. Eine typische C oalville-Kohle
ist eine Moorkohle oder schwarze Braunkohle und weist auf aschefreier Basis bei Anlieferung
folgende Analysenwerte auf: 73,9% Kohlenstoff. 5,3 /» Wasserstoff, 1,7% Stickstoff und 18,9% Sauerstoff.
Es wurde gefunden, daß diese Kohle beim Pulverisieren und Behandeln mit einer Mineralsaure, ζ Il
Phosphorsäure, bei Raumtemperatur, auch ohne dab sie nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt
ist. Alkalilösliches in einer Ausbeute von 10 bis
15% ergibt. Es wird angenommen, daß dieses Ergebnis darauf zurückzuführen ist. daß solche Sauren
natürlich vorkommende, in der Kohle enthaltene Humatc freisetzen. Bei allen Analysen von Oxydationsprodukten
solcher Kohlen wurden daher der Gesamtgchalt an Alkalilöslichcm und 14% auf diese
Weise erhaltene Huminsäuren korrigiert. Der Gesamtgchalt der Oxydationsprodukte an alkalilöslichem
Material ist daher jeweils tatsächlich um 14% höher als angegeben, wobei diese 14% jeweils deshalb abgezogen
wurden, damit die Beispiele die Ergebnisse
ίο des Oxydationsverfahrens der Erfindung genau
wicderspiegeln. Jede der in den Beispielen verwendeten Kohlen enthält nach den Pulvern, und bevor
man sie der jeweils beschriebenen Behandlung unterwirft, etwa 8% Feuchtigkeit. Der Feuchtigkeitsgehalt
in den nachstehenden Beispielen wurde empirisch nach herkömmlichen chemischen Methoden bestimmt.
In den Beispielen werden als Parameter die »Rriktionsgeschwindigkeit«
und der »Katalysatorbedarl
angegeben.
angegeben.
Die »Reaktionsgeschwindigkeit« ist als die Geschwindigkeit der Bildung an Alkalilöslichcm definiert,
und wird in Prozent an pro Stunde Umsetzungszeit erzeugtem Alkalilöslichem angegeben. Die Reaktionsgeschwindigkeit
wird bestimmt, indem man den Höchstwert des Gehaltes an alkalilöslichcn Bestandteilen
zu dem Zeitpunkt nimmt, nach dem der Gehalt an Alkalilöslichem in einer halben Stunde Versuchsdauer nicht mehr um 5% zunimmt und diesen Wert
durch die bis dahin verstrichene Reaktionszeit teilt.
Der »Katalysatorbedarf« ist als diejenige Menge Katalysator in Kilogramm definiert, die zur Erzeugung
eines Kilogramms Huminsäuren (alkalilöslicher Materialien) erforderlich ist. Er wird bestimmt, indem
man das Gesamtgewicht des verwendeten Katalysators durch das Gesamtgewicht der erzeugten Huminsäuren
teilt und wird am gleichen Punkt des Versuchslaufcs wie die Reaktionsgeschwindigkeit ermittelt. Das
Gesamtgewicht der erzeugten Huminsäuren wird seinerseits durch Multiplizieren des Gewichts der cingcsetzten
Kohle mit dem Maximalwert des erhaltenen Alkalilöslichen bestimmt. Es sei angemerkt, daß 1 kg
eingesetzte Kohle etwa 1 kg Huminsäuren bei der Oxydation liefern sollte, da der Verlust an Wasser
und Kohlendioxyd durch die Aufnahme von Sauerstoff und Nitrogruppen ausgeglichen werden soll.
3,18 kg mit einer Kugelmühle gemahlenes Kohlepulver werden mit 0.18 kg Wasser gemischt und in
einem mit einem Wassermantel versehenen Reaktor gegeben, der mit einer Rührvorrichtung und einer
Einrichtung zum Abkratzen der Innenwand ausgerüstet ist und im Betrieb in seiner Längsrichtung geschüttelt
werden kann. Am Kopf des Reaktors werden pro Stunde 0,54 kg Sauerstoff und 0,36 kg Stickstoffdioxyd
zugeführt. Während der Umsetzung, wird kein zusätzliches Wasser zugegeben. Während der
Umsetzungsdauer wird aus dem gasförmigen Reaktionsprodukten auskondensiertes Wasser aus dem
Reaktionssystem abgetrennt, wobei insgesamt 0.018 kg
Wasser abgehen. Während der Umsetzung, die 3V2 Stunden dauert, wird die Temperatur in der Reaktionszonc
zwischen 23,3 und 25,6°C gehalten. Alle
halbe Stunde wird während der Umsetzung eine Probe genommen, deren Feuchtigkeitsgehalt. Gehalt
an Säurelöslichem und Gehalt an Alkalilöslichem bestimmt wird. Die Ergebnisse der Analysen sind in
der nachstehenden Tabelle 1 aufgeführt.
409550/410
Zeil
(Sld.)
(Sld.)
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2,5
3,0
3.5
0.5
1.0
1.5
2.0
2,5
3,0
3.5
Säiirclösiichcs
— -<%L
-0,0
3,9
2,9
2.9
6.6
9,0
8.8
12,4
12,4
Alkalilösliches
0,0.
9.9
7,2 36,7 61.2 67.6 71,9 73,9
F-'cuchtigkeit ("'-I
10.9
16.9
17.6 20.6 24,2 26.1 22,1
15.1
Bei diesem Versuch beträgt der Katalysatorbedarf 0.42 kg Katalysator/kg Produkt nach 2'/2 Stunden.
Die Reaktionsgeschwindigkeit beträgt 27,1% Huminsäurc/Std. und der durchschnittliche Feuchtigkeitgehalt
während des Versuches 19,2%.
3,18 kg mit einer Kugelmühle gemahlenes Kohlepulver werden mit 0,36 kg Wasser gemischt und in
den im Beispiel 1 beschriebenen Reaktor gegeben. Es wird analog Beispiel 1 weiter gearbeitet, wobei man
pro Stunde 0,77 kg Sauerstoff zusammen mit 0,45 kg Stickstoffdioxyd einführt. Aus den gasförmigen Rcaktionsprodukten
werden 0.154 kg Wasser abgetrennt. Die Temperatur in der Reaktionszone wird zwischen
64.4 und 66.7°C gehalten. Die Reaktionszeit beträgt
3 Stunden. In der nachstehenden Tabelle II sind die Analysenwerte der alle halbe Stunde genommenen
Proben aufgeführt.
migen Reaktionsprodukten insgesamt 0.413 kg Wa
scr auskondensiert und abgetrennt. Während d -Munden und 50 Minuten dauernden Umsetzur
wird die Temperatur in der Reaktionszone /wische
IU und 80 C gehalten. Die Analysendaten der al Halbe Stunde gezogenen Proben sind in der nacl
stehenden Tabelle IH aufgerührt.
11.8
9.7
12.4
14.0
14.6
15,1
9.7
12.4
14.0
14.6
15,1
Der Katalysatorbedarf beträgt bei diesem Versucl·
0.46 kg (gemessen als Summe aus Salpetersäure unc nt »'"ι- 2 A1ulvalc»'en) je Kilogramm Produkt
unrf 7cak.tI0r|sg"chwindigkcit beträgt 27.8% Stunde
"nd der durchschnittliche Feuchtigkeitsgehalt 110%
/eil | S;i iir.'loslii;hi:s | .■\lk;ilil(is |
(Sld.) | (°..| | ("..I |
0.00 | 0.8 | 0.0 |
0.83 | 2.5 | 17,0 |
1.58 | 4.7 | 50.7 |
2.33 | 10,3 | 67.0 |
2.58 | 10.7 | 68.3 |
2,82 | 10.1 | 61.8 |
l g !T
™ί
Reak ο? w '
/cit Sld.) |
Säurclösliches (%) |
Alkalilöslichcs (%) |
Feuchtigkeit 4a (%) |
0,0 | -1.2 | 0.0 | 18,9 |
0.5 | 3,2 | 11.7 | 19,8 |
1.0 | 4.7 | 49,1 | 21.9 45 |
1.5 | 9.3 | 74,8 | 24.4 |
2.0 | 14,1 | 71,3 | 25,1 |
2,5 | 17,8 | 77,6 | 27.4 |
3,0 | 26,2 | 76,6 | 34.3 |
0 IS t
gle gemahlenes Kohle-'59 kS
w«scr gemischt und wie
in den Reaktür »W*cn. *ls
ci" 7wcifl"geliger Bandmischer
, anai0ß BeisPicI ' gearbeitet, wobei
kg Saucrstoflr zusammen mit 0.36 kg
CmgeIei(et Wcrdcn" In dcn Rcakt0'
o°e™mm K«hlc außerdem 0.05 ka kon-
ί CfrISäurc cinSesP™<- Durch Hinleiten
C.I lmP am B°dcn des R*lktors wird wiih t
T'T8 ailßcrdem Wasser in Anteilen
g UndC 7Uglt Wäh
7UgCSel7;t· Während der Um-SeSaml
°-77kS Wasser aus den
in«P™duklen auskondensiert und
TcmPcralur '"n der Reaktionszonc
η 5 J ^^^^^darf beträgt bei diesem Beispiel
0,28 kg/kg Produkt, die Reaktionsgeschwindigkeit 49.8% Produkt/Stunde und der duVchscZttfche
Feuchtigkeitsgehalt 24,5%.
3.18 kg mit einer Walzenmühle gemahlenes Kohlepulver
werden mit 0,175 kg Wasser gemischt und in den im Beispiel I verwendeten Reaktor gegeben Es ^
wird analog Beispiel i weiter gearbeitet, wobei pro Stunde 0,68 kg Sauerstoff und 0,28 kg Stickstoffdioxyd
eingespeist werden, fn den Reaktor werden außerdem je Kilogramm Kohle 0,20 kg konzentrierte
Salpetersaure eingespeist. Außerdem wird durch Ein- 6<
leiten von Dampf am Boden des Reaktors zusätzliches " Wasser in Anteilen von 0,064 kg/Stunde eineeführt
Während der Reaktionszeit werden aus dengasför-.--!™
Tabelle | IV | Feuchtigkeit | |
Zeil (Sld. I |
Säurelftslichcs (%) |
Alkalilösliches | (%) 59.7 41.7 45,1 39.4 |
0,00 0,58 1,08 1.58 2.08 |
5.6 8.1 9,7 13,1 I ~* Λ |
42,3 | |
2.58 | ι (J. "> 1 T |
36.2 | |
*- I .*_ | |||
0.0 19,0 59,4 71.8 |
|||
76,5 | |||
74,7 | |||
*U dlc Rcaktionsge-
3.18 kg in einer Kugelmühle gemahlenes Kohlepulvcr werden in den im Beispiel 4 verwendeten
Reaktor gegeben. Dann leitet man wie im Beispiel I beschrieben pro Stunde 0,88 kg Sauerstoff zusammen
mit 0,36 kg Stickstoffdioxid ein. Außerdem werden je Kilogramm eingesetzte Kohle in den Reaktor
0,07 kg Eisensulfid eingespeist. Durch Einleiten von Wasserdampf am Boden des Reaktors wird
Wasser mit einer Geschwindigkeit von 4.5 ml Minute zugeführt. Wahrend der Reaktionszeit werden insgesamt
0,27 kg aus den gasformigen Reaktionsprodukten auskondensiertes Wasser abgetrennt. Die
Temperatur in der Reaktionszone wird während der Umsetzung zwischen 68,3 und 84,4 C gehalten.
Die Gcsamtrcaktionsdauer beträgt 4 Stunden und 10 Minuten. Die Analysenwerte der alle halbe Stunde
gezogenen Proben sind in der nachstehenden Tabelle V aufgeführt.
Tabelle V T |
-Mkalilösliches | teuchligkci | |
/eil | Saiirclösliche^ | ("öl | 1"'.) |
Stil. I | (%l | 0.0 | 6.7 |
0.00 | 1,5 | 6.3 | 12,1 |
0.83 | 6.3 | 46.2 | 13.4 |
1.33 | 6.3 | 62.3 | 11.2 |
1.83 | 8.4 | 69.2 | 12.2 |
2.42 | 11.8 | 75.8 | 14.0 |
2.83 | 16.7 | 78.1 | 21.1 |
3.58 | 24,7 | 69.9 | 21.6 |
4.17 | 24,0 |
Der Katalysatorbedarf beträgt bei diesem Versuch 0.43 kg Katalysator kg Produkt, die Reaktionsgeschwindigkeit
26.6% Produkt Stunde und der durchschnittliche Feuchtigkeitsgehalt 14,1%.
3.18 kg in einer Kugelmühle gemahlenes Kohlcpulvcr
werden mit 1,59 kg Wasser gemischt und in den Reaktor von Beispiel 1 gegeben. Wie im Beispiel 4
leitet man pro Stunde 0.88 kg Sauerstoff zusammen mit 0.36 kg Stickstoffdioxyd ein. Weiterhin werden in
den Reaktor pro Kilogramm eingesetzte Kohle 0.05 kg konzentrierte Phosphorsäure eingespeist. Durch Einleiten
von Dampf am Boden des Reaktors werden pro Stunde 0.068 kg zusätzliches Wasser eingespeist.
Während der Umsetzung werden insgesamt 0.73 kg aus den gasförmigen Reaktionsprodukten auskondensiertes
Wasser abgetrennt. Die Temperatur in der Reaktionszone wird während der 2\4stündigen Reaktionszeit
zwischen 75.6 und 80.0 C gehalten. Die Analysenwerte der jede halbe Stunde genommenen
Proben sind in der nachstehenden Tabelle Vl aufgeführt.
/eil Siiiirciiisliches j Alkalilöslieho ι l-cuchligkdt
(Sid. ι
0.00
0.75
1,25
0.75
1,25
("■η)
-1.7
5.4
5.3
5.4
5.3
ι"»ι
0.0
0.2
0.0
0.2
24.7
I ■■>!
38.8
42,0
42.6
42,0
42.6
/en
(Sul.i
1.75
2.25
2.75
2.25
2.75
S.nirdi'slithcs
(".ι I
10.2
14.6
14.6
13.7
Alk.ililöslichcs
I "..I
61.4
65.8
50.0
50.0
Feuchtigkeit
("öl
43.2
44.0
33,9
44.0
33,9
ίο Der Katalysatorbedarf betragt bei diesem Beispiel
0.32 kg Katalysator kg Produkt, die Reaktionsgeschwindigkeit 35.0% Produkt Stunde und der durchschnittliche
Feuchtigkeitsgehalt 41.0%.
3.18 kg feingemahlene Coalville-Kohlc werden mit
0.64 kg Wasser gemischt und in den im Beispiel 4 verwendeten Reaktor gegeben. Wie im Beispiel 1
wenden pro Stunde 0.88 kg Sauerstoff ur.d 0.36 kg St'ckstoffdioxyd eingeleitet. Während des Versuches
Wird eine zusätzliche Wassermenge von 0,31 kg zugegeben.
In derselben Zeit entfernt man durch Auskondensieren aus den gasförmigen Reaktionsprodukten
insgesamt 0.49 kg Wasser. Die Temperatur in der Reaktionszone wird während der 2'/2stündigen
Re.iktionsdauer zwischen 79.4 und 85,O"C gehalten.
Die Analysendaten der alle halbe Stunde genommenen Proben sind in der nachstehenden Tabelle VII aufgeführt.
Tabelle VlI | Alkaliloslichcs | Fcuchtigkoi | |
/nt | Süiirelöslichcs | ("«> | <"n| |
Stil.) | I'M | 0.0 | 21.4 |
(KX) | 3.1 | 4.3 | 14.0 |
0.75 | 4.8 | 32.8 | 4.7 |
1.25 | 7.0 | 60.8 | 14.0 |
1.75 | 11.7 | 62.3 | 19.5 |
15.0 | 55.6 | 23.3 | |
2.75 | 20.5 |
Bei diesem Beispiel betrügt der Katalysator' .darf
(!',Stunden) 0.29 kg Katalysator kg Produkt, die
Reaktionsgeschwindigkeit 40% Produkt Stunde und der durchschnittliche Feuchtigkeitsgehalt 16,14%.
3.18 kg in einer Kugelmühle gemahlenes Kohlepulver
werden mit 0,41 kg konzentrierter Salzsäure und 0,34 kg Wasser gemischt und in den im Beispiel 1
verwendeten Reaktor gegeben. Es wird analog Beispiel 1 weitergearbeitet, wobei pro Stunde 1,21 kg
Sauerstoff und 0,43 kg gasförmiges Stickstoffdioxyd
to eingeleitet werden. Während des Versuches werden pro Stunde 0.14 kg zusätzliches Wasser eingespeist.
Während des Versuches werden insgesamt 1,09 kg Wasser aus den gasförmigen Reaktionsprodukten
auskondensiert und entfernt. Die Temperatur in der Reaktionszone wird während der 21Z2 Stunden dauernden
Umsetzung zwischen 83,3 und 85,O°C gehalten. Die nach 21Z1 Stunden erhaltene Menge an Alkalilöslichem beträgt 82,2%.
Die berechnete Reaktionsgeschwindigkeit beträgt 33% Produkt/Stunde und der Katalysalorbedarf
0,41 kg K»talysator/kg Produkt.
3,18 kg in einer Kugelmühle gemahlenes Kohlepulver werden mit 0,34 kg Wasser und 0,32 kg
49%iger wäßriger Flußsäure gemischt und in den im Beispiel 1 verwendeten Reaktor gegeben. Pro Stunde
werden 1,21 kg Sauerstoff zusammen mit 0,43 kg Stickstoffdioxyd eingeleitet. Während des Versuches
werden 0,36 kg zusätzliches Wasser zugegeben. Während der Versuchsdauer werden insgesamt 1,09 kg
aus den gasförmigen Reaktionsprodukten auskondensiertes
Wasser abgetrennt. Die Temperatur in der Reaktionszone wird während der 3stündigen Reaktionsdauer
zwischen 83,3 und 85,6 C gehalten. Nach 2V2 Stunden Reaktionszeit erhält man 74.5% Alkalilösliches. Der durchschnittliche Feuchtigkeitsgehalt
während des Versuches beträgt 7,9% und ist insofern ungenügend, als nach I1 2 Stunden eine schwere
Explosion erfolgte. Der Katalysatorbedarf bei 3 Stunden beträgt 0,46 kg NO2 je Kilogramm erzeugte
Huminsäure. Die Reaktionsgeschwindigkeit bei 2,5 Stunden beträgt 30% Produkt Stunde.
Beispiel 10
Der Reaktor wird mit 3.18 kg mit einer Kugelmühle gemahlenem Kohlepulver beschickt. Während
des Versuches wird die Reaktortemperatur genau bei 51,7°C gehalten. Pro Stunde werden dem Reaktor
0,73 kg Sauerstoff und 0,45 kg Stickstoffdioxyd zugeführt. Die Reaktorbeschickung wird anfänglich mit
0,4 kg Wasser versetzt. Die Reaktion verläuft glatt 31Z2 Stunden, wobei insgesamt 0.05 kg Wasser abgetrennt
werden. Das Produkt besitzt einen Gehalt von 74,1% Alkalilöslichem. Der durchschnittliche
Feuchtigkeitsgehalt während des Versuches beträet 25,3%. "
Beispiel Il
In den im Beispiel 1 verwendeten Reaktor werden 3,18 kg mit einer Kugelmühle gemahlenen Kohlepulvcrs
gegeben. Dann leitet man am Kopf des Reaktors pro Stunde 0.77 kg Sauerstoff ein. Während der
Umsetzung wird in Anteilen konzentrierte Salpetersäure in einer 0,40 kg HNO3 kg eingesetzte Kohle
entsprechenden Menge eingespeist. Die Säure enthält überschlägig 0,38 kg Wasser. Während der Reaktionsdauer
trennt man insgesamt 354 g aus den gasförmigen Reaktionsprodukten auskondensiertes Wasser
ab. Während der 4stündigen Reaktionsdauer wird die Temperatur in der Reaktionszone zwischen 64.4
und 67,2 C gehalten. Alle halbe Stunde entnimmt man eine Probe und bestimmt analytisch den Wassergehalt,
den Gehalt an Säurclöslichem und an Alkalilöslichem. In der nachstehenden Tabelle VIII sind
diese Analysenwerte aufgeführt. Die Löslichkcitswertc
bei 0,0 Stunden sind diejenigen des Ausgangsmaterials und auf eine actrocknelc Probe be/osien.
Tabelle | VIII | Feuchtigkeit | |
Zeit | SUurelösliches | Alkalilösliches*) | (%) |
(Stdl | <%) | 0,3 | |
0,0 | 0,3 | 6,2 | |
0,5 | 3,2 | 8,7 | |
1,0 | 3,2 | 10,1 | |
1,5 | 1.8 | 11,4 | |
2,0 | 7,2 | 13,6 | |
24 | 5,1 | 15.6 | |
3,0 | 8,1 | 12,7 | |
4,0 | 12,7 | ||
(%) | |||
!,4 | |||
0,5 | |||
18,1 | |||
16,7 | |||
33,3 | |||
46,2 | |||
46,9 | |||
51,2 | |||
*) Alle Gehalte un Alkalüöslichcm sind unter Bcrücksichtiuunj!
des Lecinurditaehalles korrigiert.
Bei diesem Beispiel be;rägt der Katalysatorbedari 0,51 kg HNO, (wasserfrei) pro Kilogramm Produkt
(21 ■■> Stunden), die Reaktionsgeschwindigkeit 18",,
Produkt Stunde und der durchschnittliche Feuchtigkeitsgehalt 9.8%.
Beispiel 12
Der im Beispiel 11 verwendete Reaktor wird mn
3.18 kg mit einer Kugelmühle gemahlenen Kohlepi.iivers
beschickt. Pro Stunde werden 0,77 kg Sauerstoff zugeführt. Während der Umsetzung gibt man
konzentrierte Salpetersäure in einer 0,40 kg HNO, kg eingesetzte Kohle entsprechende Menge in Anteilen
zu sowie 0,23 kg Wasser. Mit der Salpetersäure werden dabei schätzungsweise 0,38 kg Wasser eingebracht.
Während der Umsetzungsdauer kondensieren aus den gasförmigen Reaktionsprodukten insgesamt
0.48 kg Wasser aus, die abgetrennt werden. Während der 4stündigen Reaktionsdauer wird die Temperatur
in der Reaktionszone zwischen 77,8 und 79.4'C gehalten. Die Analysenwerte der alle halbe Stunde genommenen
Proben sind in der nachstehenden Tabelle IX aufgeführt.
rabcllc IX | Alkalilöslichcs | Fcuchiigki | |
/fit | Saurclosliches | . (Ή | (".») |
Stdl | C.) | 0,0 | 0.0 |
0.0 | -1.5 | 4.4 | 4,4 |
0.5 | 0,5 | 5,6 | 5.6 |
1.0 | 0.7 | 22,0 | 7,5 |
1.5 | 5.2 | 21,3 | 7.9 |
2,0 | 4.6 | 59.9 | 9,6 |
2.5 | 8.9 | 64,4 | 9,1 |
3,0 | 9.2 | 58,0 | 10,4 |
4,0 | 8.7 | ||
Der Katalysatorbedarf beträgt bei diesem Versuch 0.40 kg HNO3 (wasserfrei) pro Kilogramm Produkt
(2'/2 Stunden), die Reaktionsgeschwindigkeit 24%
Produkt Stunde und der durchschnittliche Feuchtigkeitsgehalt 6.8%.
Beispiel 13
Der im Heispiel 11 verwendete Reaktor wird mit 3.1.-1 kg mit einer Kugelmühle gemahlenem Kohle-
pulver beschickt. In den Reaktor werden pro Stunde 0,36 kg Sauerstoff eingeleitet. Zusammen mit dem
Sauerstoff speist man konzentrierte (70%ige) Salpetersäure in einer 0,40 kg HNQ3/kg eingesetzte
Kohle entsprechenden Menge während des Reak- S tionsverlaufes allmählich ein. Weiterhin werden während
der Reaktion durch Finleiten von Dampf am Boden des Reaktors insgesamt 1,03 kg Wasser eingespeist
Während des Reaktionsverlaufes kondensieren aus den gasförmigen Reaktionsprodukten insgesamt
1,68 kg Wasser aus, die abgetrennt werden. Während der 4stündigen Reaktionsdauer wird die Temperatur
in der Reaktionszone zwischen 97,8 und 107,80C
gehalten. Die Analysendaten der im halbstündigen Abstand genommenen Proben sind in der nachstehenden
Tabelle X aufgeführt.
Tab | eile | X | !'"dichtigkeit | |
Zeit | Siiurelosliche-. | .Mkalilüslii:hcs | l"ol | |
(Std.) | 1%) | 10,7 | ||
0,0 | -0.6 | 6.8 | ||
0,5 | 0.5 | 5.2 | ||
1,0 | 1.4 | 5.1 | ||
1.5 | 2,4 | 4.3 | ||
2,0 | 2.9 | 4.5 | ||
2,5 | 3.2 | 4.9 | ||
3,0 | 6.4 | 5.7 | ||
3,5 | 8.0 | 6.6 | ||
4,0 | 8.5 | |||
0.9 | ||||
6.8 | ||||
13,1 | ||||
20,5 | ||||
21,2 | ||||
36,3 | ||||
42.2 | ||||
41.4 | ||||
45.6 | ||||
20
Bei diesem Beispiel beträgt der Katalysatorbedarf 0,67 kg HNO3 (wasserfrei) pro Kilogramm Produkt
(3,0 Stunden), die Reaktionsgeschwindigkeit 14% Produkt/Stunde und der durchschnittliche Feuchtigkeitsgehalt
6.1%.
Säuiclösl | Tab | eile Xl | leuchtigkci | |
Zeil | Pol | ches | Alkalilösliches | ("·".) |
(Std.) | 4.7 | ("..) | 0.0 | |
0,0 | 6.7 | 0.0 | 3.7 | |
0,5 | 2.1 | |||
lösliches | Alkalilöslichcs | Feuchtigkeit |
6.1 | 6,3 | 5,2 |
4,9 | U.9 | 6,2 |
5,9 | 14,6 | 7,2 |
6,3 | 23,1 | 7,9 |
7,8 | 30,2 | 8,2 |
6,7 | 34,4 | 7,9 |
Zeil
IStU. I
1,0
1,5
2,0
23
3,0
4.0
2,0
23
3,0
4.0
Bei diesem Versuch beträgt der Katalysatorbedarf 0,47 kg HNO3 (wasserfrei) pro Kilogramm Produkt
(bei 3 Stunden), die Reaktionsgeschwindigkeit 10% Produkt/Stunde und der durchschnittliche Feuchtigkeitsgehalt
6,1%.
Der im Beispiel 11 verwendete Reaktor wird mit
3.18 kg in einer Kugelmühle gemahlenem Kohlepulver beschickt. Die Sauerstoffzufuhrgeschwindigkeit
beträgt 0.73 kg Stunde. Während der Reaktionsdauer wird allmählich konzentrierte Salpetersäure in
einer 0.60 kg HNO3 kg eingesetzte Kohle entsprechenden Menge eingespeist, und man setzt allmählich
insgesamt 1.36 kg zusätzliches Wasser zu. Während der Umsetzungsdauer trennt man insgesamt 2.09 kg
aus den gasförmigen Reaktionsprodukten auskondensiertes Wasser ab. Die Temperatur in der Reaktionszone
wird während der 4stündigcn Reaktionszeit zwischen 78.3 und 80,0 C gehalten. Die Analysendalen
der alle halbe Stunde genommenen Proben sind in der nachstehenden Tabelle XII aufgeführt.
40
Der im Beispiel 11 verwendete Reaktor wird mit 3,18 kg mit einer Kugelmühle gemahlenem Kohlcpulver
beschickt. Die SauerstofTzufuhrgeschwindigkeit beträgt 0.38 kg Stunde. Während der Umsetzung
wird Salpetersäure in einer 0,20 kg HNOj kg eingesetzte Kohle entsprechende Menge in Anteilen eingespeist,
wodurch gleichzeitig 204 y Wasser mit eingeschleppt werden. Während der zweiten Periode
kondensieren aus den gasförmigen Produkten insgesamt 186 g Wasser aus. die abgetrennt werden. Während
der 4stündigen Reaktionsdauer wird die Temperatur in der Reaktionszone zwischen 77.2 und
79,4°C gehalten. Die Analysendaten der alle halbe
Stunde genommenen Proben sind in der nachstehenden Tabelle Xl aufgeführt.
Tabelle XII | NaOH-Löslichcs | i-'cuchtigkci | |
Zeil | Säurelösliches | <%) | CoI |
Std. I | I "öl | 0,0 | 12.4 |
0.0 | 4.1 | 5.2 | 14.5 |
0.5 | 6.2 | 13.1 | 15.6 |
1.0 | 9.7 | 36.1 | 16.6 |
1.5 | 9.7 | 56,1 | 18.0 |
2.0 | 11.9 | 77,5 | 17.6 |
2.5 | 14.8 | 75,1 | 19.6 |
3.0 | 15.1 | 75,6 | 25.9 |
3.5 | 19.1 | 70.2 | 25.8 |
4.0 | 20.2 | ||
Bei diesem Versuch beträgt der Katalysatorbedarf 0.39 kg HNO3 (wasserfrei) pro Kilogramm Produkt
(21Z2 Stunden), die Reaktionsgeschwindigkeit 31%/
Stunde und der durchschnittliche Feuchtigkeitsgehalt 18.4%.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (9)
1. Verfahren zur Herstellung von Huminsäuren
durch Oxydation von Kohle oder kobleähnlichen Stoffen mit Sauerstoff zusammen mit Salpetersäure
oder Stickstoffoxyden, dadurch gekennzeichnet, daß man
a) dem pulverisiertem Ausgangsmaterial zwischen 5 und 50 Gewichtsprozent Wasser zu- |0
mischt,
b) das befeuchtete Ausgangsmaterial mit Sauerstoff in Gegenwart eines aus der Gruppe
NO, NO2, N2O4, N2O3, N2O5 und/oder
HNO3 ausgewählten Katalysators unter Bewegung des Reaktionsgemisches bei einer
unter der Siedetemperatur des Wassers beim in der Reaktionszone herrschenden Druck
liegenden Temperatur umsetzt wobei die Temperatur bei Verwendung von HNO3
zwischen ea-d 65 und 107 C bzw. bei Verwendung
eines Stickstoffoxyds bei etwa 24 bis 80- C liegt, die Menge an HNO3 0,2 bis
0,6 kg je Kilogramm Kohle beträgt und der Katalysator stufenweise bzw. fortlaufend beigegeben
wird und
c) die gasförmigen Reaktionsprodukte aus der Reaktionszone abzieht und die Umsetzung
nach höchstens etwa 10 Stunden abbricht.
30
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Salpetersäure dem Ausgangsmaterial
gleichzeitig mit dem Wasser zugemischt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2. l. idurch gekennzeichnet,
daß 25% der Salpetersäure in Stufe a) und die restliche Salpetersäure nach Erreichen
der Reaktionstemperatur über die Umsetzungszeit verteilt portionsweise zugesetzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Reaktionstemperatur in einem Bereich von 79,4 bis 93.3 C gehalten wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß dem Reaktionsgemisch
je Kilogramm eingesetztes Ausgangsmate- +5 rial als Katalysator etwa 0.3 bis 0.5 kg HNO3
zugesetzt werden
6. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet,
daß pro Kilogramm eingesetztes Ausgangsmaieria! etwa 0.2 bis 0.3 kg N1O2 verwendet
werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 6. dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert
des befeuchteten Ausgangsmaterials durch Zusatz von Fluß-. Salz-, Schwefel- und oder insbesondere
Salpetersäure auf etwa 0.5 bis 4 gesenkt wird.
H. Verfahren nach einem der Ansprüche 1. 3. 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung
in Gegenwart von 0.02 bis 0.10 kg. vorzugsweisc
höchstens 0.04 kg. Eiscnsuifid je Kilogramm eingesetztes pulverisiertes Aur.gangsmaterial
durchgeführt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis H. dadurch gekennzeichnet, daß während der Um-
»etzung zusätzliches Wasser in die Rcaktions/one
eingeführt wird.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Huminsäuren durch Oxydation von
Kohle oder kohleähnlichen Stoffen mit Sauerstoff zusammen mit Salpetersäure oder Stickstorfoxyden.
Ein solches Verfahren ist bekannt aus dem Aursatz von B. J u e 11 λ e r, R. C. S m i t h und H. C.
Howard »The Action of Nitric Acid on a Bituminous Coal«, veröffentlicht in 57 JACS auf den
S. 2322 bis 2326 aus dem Jahre 1935. Das bekannte Verfahren erfordert allgemein sehr hohe Temperaturen,
sehr hohe Drücke und/oder Übermaß*» lange Reaktionszeiten, liefert aber auch dann zu geringe
Ausbeuten und ist daher nicht wirtschaftlich genug, um technische Bedeutung zu erlangen.
Es ist seit langem bekannt, daß man beim Oxydieren von Kohle im allgemeinen ein Reaktionsprodukt erhält, das man in eine säurelösliche und eine
alkalilöslichc Fraktion auftrennen kann, wobei die
alkalilösliche Fraktion die Huminsäuren enthält bzw.
aus Huminsäuren besteht.
Weiterhin läßt sich der Veröffentlichung Chem. Abstr. 56, 10 467 b bis e. ein Verfahren zur Erzeugung
von Huminsäuren aus Lignit und sehr niedrigranaieen
Weichkohlen durch Hydrolyse entnehmen. Fine Hydrolyse läßt sich jedoch, wenn überhaupt bei
hochrangigen Kohlen, kaum anwenden und führt dann nur zu sehr wenig Huminsäuren. Der einem
Referat in Chem. Abstr. 70 (1969), 89 4.il y. zugrunde
liegenden Originailiteraturstelle läßt sich ebenfalls
die" Verarbeitung von niedrigrangigen Kohlen, niimlich
Braunkohlerunter Verwendung von Salpetersäure zu Huminsäure entnehmen, wobei der Braunkohlensuspension
ein zehnfacher Gewichtsanieil des Ausgangsmaterials an 5%iger Salpetersäure hinzugefügt
wird.
Die Möglichkeit einer Oxydierung von niedrigrangigem
Lignit läßt sich auch noch dem them. Abstr 68 (1968), 42 139 m. entnehmen, wobei jedoch
die Verwendung von Salpetersäure oder StickstofT-oxyden nicht erwähnt sind.
Allein zur Erlangung einer 70- bis 90%igen Huniinsäureausbeute
sind bei den in Chem. Abstr. 57. 4946 i
bis 4947 b. und Chem. Abstr. 67. 4790 p. angegebenen
Verfahren äußerst lange Reaktionszeiten erforderlich, die bis zu 400 Stunden betragen.
Fin wirtschaftlich durchführbares Verfahren zur Herstellung von Huminsäuren aus Kohle oder kohleähnlichen
Materialien sollte bei verhältnismäßig nicdritien
Temperaturen innerhalb kurzer Zeil und vorzugsweise bei Almosphärendruck hohe Ausbeuten
des gewünschten Produkts liefern; der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur
Herstellung von Huminsäuren durch Oxydation von Kohle oder kohleähnlichen Stoffen zu schaffen, mit
welchem sich innerhalb kürzester Umsetzzeiten und unter möglichst milden Reaktionsbedingungcn ein
Oxydationsprodukt mit einem möglichst hohen Anteil an alkalilöslichen Restandteilen gewinnen läßt.
Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von dem eingangs genannten Verfahren und besteht
erfindungsgemäß darin, daß man
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US76792468A | 1968-10-08 | 1968-10-08 | |
US76616368A | 1968-10-09 | 1968-10-09 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1950535A1 DE1950535A1 (de) | 1970-04-23 |
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ID=27117698
Family Applications (1)
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ATE171184T1 (de) * | 1991-03-19 | 1998-10-15 | Kruglov Valery P | Oxydationprodukt eines festen befeuchteten brennbaren minerals und verfahren zu seiner herstellung |
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RU2125039C1 (ru) * | 1997-01-14 | 1999-01-20 | Шульгин Александр Иванович | Гуминовый концентрат, способ его получения, устройство для электрохимического получения гуминового концентрата (варианты). способ очистки воды от примесей, способ обезвоживания вязкотекучих сред, способ детоксикации органических соединений, способ утилизации осадков сточных вод, способ создания почв из естественных и искусственных грунтов и восстановления плодородия деградированных почв, способ компостирования органических отходов, способ утилизации осадков водопроводных вод |
-
1969
- 1969-10-01 GB GB4820269A patent/GB1283385A/en not_active Expired
- 1969-10-07 DE DE19691950535 patent/DE1950535C3/de not_active Expired
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Legal Events
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |