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Verfahren -zur Aufspaltung wasserstoffarmer Kohlenwasserstoffgemische.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, für den Generatorteer, der als Nebenerzeugnis
bei der Vergasung von Braunkohle und Steinkohle auftritt, eine vorteilhafte Verwertung
zu finden.
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Die bisherige Verarbeitung dieses Teeres durch bloße Destillation
ist u. a. wegen dessen Neigung zum Überschäumen mit Schwierigkeiten verknüpft; sie
liefert auch nur minderwertige hochsiedende kreosothaltige Erzeugnisse, während
der Destillationsrückstand zur Verkokung iKeigt.
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Durch die Erfindung gelingt es, aus dem Generatorteer und ähnlichen
wasserstoffarmen Kohlenwasserstoffgemischen, wie Teeren anderer Herkunft, Weichpech,
Weichasphalt o. dgl., hochwertige niedrigsiedende Kohlenwasserstoffe, olefinreiche
Gase und koksfreien Asphalt- bzw. Pechrückstand zu gewinnen. Dieses Ziel wird dadurch
erreicht, daß man den genannten wasserstoffarmen Ausgangs-Stoffen wasserstoffreiche
Kohlenw asserstoffe zumischt und die Dämpfe des Gemisches der Einwirkung von Temperaturen
zwischen etwa 4.5o bis 65o° C aussetzt.
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Als verwendbare wasserstoffreiche Zusätze kommen Destillate aus Erdöl
oder Braunkohlenteer, insonderheit Güsöl, in Betracht, die in solchem Sinne wirken,
daß zu weitgehende Aufspaltung in Gas und Kohlenstoff unter Minderung der Destillatausbeute
vermieden wird.
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Man hat schon vorgeschlagen, bei der Destillation von Pech und Harzen
über Metallhalogeniden oder Kieselgur große Prozent-Sätze von Ölen zu Pech (z. B.
5oo Teile Maschinenöl zu zoo Teilen Pech) zuzusetzen, um die Viskosität der Destillierblasenfüllung
zu erniedrigen, dadurch der Verkokung an der Blasenwand vorzubeugen und die Ausbeute
an Destillaten zu erhöhen. Abgesehen davon, daß man mit fünffacher Lösungsmittelmenge
nur eine Steigerung auf i2 Teile Öldestillat erhielt, wenn das unvermischte Gut
8,6 Teile ergab, daß man also kaum einen wirtschaftlichen Erfolg erzielt hat, handelt
es sich hier um eine Destillation über einen `in der flüssigen Phase wirkenden Katalysator.
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Demgegenüber benutzt das vorliegende Verfahren unvergleichlich geringere
Zusätze von Ölen, beispielsweise 25 Prozent amerikanisches Midcontinentgasöl oder
3o bis 35 Prozent (gemäß dessen geringeren Wasserstoffgehalt) Braunkohlenschwelgasöl,
und zwar wasserstoffreicher Art, und nutzt ihren Wasserstoffreichtum bei Erhitzung
der Dampfphase aus.
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Man hat auch schon Metallkatalysatoren zur Spaltung von Kohlenwasserstoffen
vorgeschlagen. Einerseits handelte es sich darum, daß man von an sich wasserstoffreichem
Öl ausging und das wasserstoffarme Benzol erhielt, andererseits darum, eine Reaktion
bei Temperaturen von q.5o bis 65o° durchzuführen, d. h. bei wesentlich höheren Temperaturen,
die zur Benzolbildung nötig sind und die Anwendung von Aluminium und Magnesium an
sich verbieten. Ein Wasserstoffaustausch zugunsten des Produktes kann hierbei nicht
stattfinden.
Während früher Katalysatoren, wie Eisen, Kupfer, Nickel,
Kobalt, verwendet wurden, die bei den in Betracht komrriendeÄ Temperaturen und bei
der Spaltung der schwefelreichen Generatorteere durch Sülfidbildung unwirksam werden,
kommen hier chemisch indifferente Metalle zur Anwendung.
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Das Erhitzen der Destillatdämpfe wird vorteilhaft in Gegenwart von
metallischen Kontaktkörpern, vorzugsweise Aluminium, Magnesium oder daran reichen
Legierungen, vorgenommen. Die Kontaktmetalle können in grober Form, etwa als Drehspäne,
angewandt werden. Beispielsweise destilliert man ein Gemisch von io ooo kg Generatorteer
aus mitteldeutscher Feuerkohle mit 250o kg amerikanischem Midcontinentgasöl aus
einer Blase derart, daß die Dämpfe einen Kontaktraum von etwa dem Inhalt der Blase
durchstreichen, welcher mit Aluminiumdrehspänen gefüllt ist und in dem die Dämpfe
durch Außenheizung auf Temperaturen zwischen 450 und 65o° C gebracht werden. Die
den Kontaktraum verlassenden Dämpfe durchziehen einen Dephlegmator. Das darin entstehende
Kondensat wird in die Destillierblase zurückgeführt, während die unkondensierten
Dämpfe in einen Kühler zur Verdichtung der entstandenen niedrigsiedenden Erzeugnisse
geleitet werden. Es verbleibt ein Gas, welches durch seinen hohen Gehalt an Olefinen
wertvoll ist und dementsprechend nutzbar gemacht wird.
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Es werden gewonnen: 750o kg Destillat. Dieses besteht aus: 2ooo kg
bis i 5o° C siedendem Leichtöl, 1900 - - 21o°- - - , 3000 - - 2900_ _ - , Der Rest
ist das im Ausgangsstoff enthaltene bzw. bei der Spaltung entstandene Wasser.
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Die Fraktionen bis 21o° C sind als solche oder nach vorgängiger Reinigung
zu allen Benzinverwendungszwecken geeignet,während die bis 29o° C siedende Fraktion
etwa dem Leuchtöl entspricht.
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Die Fraktionen zwischen i50 und 29o° C enthalten etwa 16 Prozent auf
übliche Art gewinnbare charakterisierte Kresole, welche aus dem Kreosot des Generatorteers
entstanden sind.
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Die gewonnenen Gase (in unserem Beispiel 1300 cbm) bestehen
zu 42 Vol.-Prozent aus Olefinen, insbesondere Äthylen, das in der Technik ein wertvoller
Ausgangsstoff für die Herstellung von Äthylalkohol, Äther, Äthylchlorid, Glykol,
Äthylschwefelsäure usw. ist.
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In der Destillierblase verbleiben 3ooo kg koksfreien Asphalts von
glänzendem Bruch. Bei der angegebenen Arbeitsweise tritt kein Schäumen des Blaseninhalts
mehr auf. Der metallische Kontaktkörper zeigt keine Gewichtsveränderung durch ausgeschiedenen
Kohlenstoff und bleibt dauernd verwendbar.
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Es steht nichts im Wege, die Teer41-Mischung vorerst, sei es trocken
unter gewöhnlichem Druck, sei es im Vakuum, sei es mit Wasserdampf, bis auf Asphalt
zu destillieren und das Destillat, wie vorstehend beschrieben, zu behandeln. Auch
in diesem Falle verbleibt in der Blase eine kleine Menge koksfreien Asphaltrückstandes.