DE499435C - Verfahren zur Umwandlung von Holz u. dgl. in wertvolle Produkte - Google Patents

Description

• Verfahren zur Umwandlung von Holz u. dgl. in wertvolle Produkte Bei der trockenen Destillation von Cellulose, Lignin oder diese enthaltenden Stoffen erhält man neben einem kleineren Teil flüssiger oder gasförmiger Produkte in der Hauptsache kohlige Rückstände. Es ist bekannt, hierbei die Ausbeute an flüssigen Produkten zu einem gewissen Betrage durch Anwendung von Hochvakuum bei der Destillation zu erhöhen. Bessere Ausbeuten erhält man ferner beim Erhitzen der genannten Stoffe; in Gegenwart von Wasserstoff unter erhöhtem Druck und gleichzeitiger Anwendung von Hydrierungskatalysatoren oder durch die sogenannte Druckextraktion, d. h. durch Erhitzen unter erhöhtem Druck in Gegenwart eines Lösungsmittels.
• Es wurde nun gefunden, daß. man in einfacher Weise eine weitgehende, unter Umständen vollständige Umwandlung von Holz oder anderen cellulose- oder ligninhaltigen Stoffen in flüssige Produkte erzielen kann, wenn man die Behandlung dieser Stoffe bei erhöhter Temperatur und unter erhöhtem Druck, gegebenenfalls in Gegenwart von Katalysatoren, insbesondere Hydrierungskatalysatoren, und inerten oder an der Reaktion teilnehmenden Gasen, insbesondere Wasserstoff, mit solchen Flüssigkeiten, die sowohl Wasser als auch die entstehenden flüssigen organischen Umwandlungsprodukte zu lösen vermögen, und gleichzeitig in Abwesenheit solcher Stoffe vornimmt, die unter den Arbeitsbedingungen die Bildung von Kohle begünstigen. Als Flüssigkeiten der genannten Art kommen z. B. Alkohole, wie Athylalkohol, oder Ketone oder Phenole oder Ester o. dgl. oder Gemische dieser miteinander oder mit anderen organischen Lösungsmitteln, wie Benzol, Toluol, Teerölen o. dgl., in Betracht. Die Umwandlung des Holzes u. dgl. in flüssige Produkte erfolgt unter Austritt eines großen Teiles des in den angewandten Stoffen enthaltenen Sauerstoffes in Form von Wasser, das neben den anderen @entstandenen Produkten von dem anwesenden Lösungsmittel der gekennzeichneten Art aufgenommen wird.
• Wie sich gezeigt hat, ist es für eine' glatte Durchführung der Reaktion wesentlich, auf die Abwesenheit aller solcher Materialien im Reaktionsraum bedacht zu sein, die die Abscheidung von Kohle begünstigen. Beispielsweise benutzt man an Stelle :eiserner Gefäße, deren Verwendung mit einer weitgehenden Verkohlung des Holzes verbunden ist, solche aus Edelstählen, Kupfer, Chrom, Nickel oder Kobalt bzw. aus geeigneten Legierungen dieser Metalle, :oder man kleidet die Gefäße mit den genannten Werkstoffen, die die gewünschte Umwandlung der Ausgangsstoffe katalytisch begünstigen können, aus. 6 Als Katalysator hat sich z. B. Nickel als vorteilhaft erwiesen, wie sich überhaupt die Anwendung sogenannter Hydrierungskatalysatoten empfiehlt, falls man die Druckextraktion mit einer Behandlung mit Wasserstoff (Hydrierung) verbinden will.
• Die zweckmäßig anzuwendenden Temperaturen liegen bei über 2oo°, vorwiegend etwa zwischen 25o und 300°.
• Beispiel i 177 Teile bei i i o° getrocknete Fichtenholzspäne (=Zoo Teile lufttrockene) werden in einem mit .einer 1-Cupferfütterung versehenen Autoklaven mit ¢2o Teilen einer Mischung aus 96prozentigem Äthylalkohol und Benzol (Mischungsverhältnis i:i Volumteile) unter Schütteln 212 Stunden auf 278 bis 28o° erhitzt. Der Druck im Autosklaven beträgt hierbei 16o Atm., nach dem Erkalten des Aut.oklaveninhalts i o Atm.
• Der größte Teil des Holzes ist in flüssige und gasförmige Produkte übergegangen; die in Alkohol-Benzol gelösten flüssigen Anteile können durch Filtrieren leicht vom Rückstand getrennt werden. 54,2 % des angewandten Holzes werden als flüssige organische Produkte, 17,2 % als braune, nicht verkohlte feste Masse, die noch die Struktur des Holzas zeigt, erhalten.
• Das bei i io° getrocknete teerartige Produkt besteht aus :etwa 70 % Kohlenstoff, 7 % Wasserstoff und 23 % Sauerstoff; es ist zu 83 % in Äther löslich. Es enthält zu einem großen Teil Phenole und kann auf diese oder auf andere wertvollei organische Produkte, z. B. durch Behandlung mit Wasserstoff unter Druck in Gegenwart von Katalysatoren auf- Motorbrennstoffe, verarbeitet werden; :es kann ferner für die Herstellung von Seifen, Lacken, Kondensationsprodukten usw. evtl. auch zur Holzimprägnierung vorteilhaft Verwendung finden.
• Beispiel 2 i 8o Teile wasserfreie Fichtenholzspäne werden mit 166 Teilen der in Beispiel i genannten Alkohol-Benzol-Mischung und io Teilen Nickelcarbonat in einer Wasserstoffatmosphäre unter :einem Anfangsdruck von 5o Atm. Wasserstoff m einem Kupferautoklaven wie in Beispiel i 312 Stunden auf 27o bis 27q.° erhitzt. Der Druck steigt beim Erhitzen auf 13o Atm. und beträgt nach dem Erkalten 56 Atm. Durch das während der Reaktion entstandene Wasser hat sich das Lösungsmittel entmischt; durch Zentrifugieren läßt sich ein Teil des Benzols und durch Destillieren der Alkohol und der Rest des Behzols, ferner das entstandene Wasser vollständig abtrennen. 73,8 % des Ausgangsproduktes lassen sich so als teerartige Masse erhalten, deren Aussehen dem bei der üblichen trockenen Destillation des Holzes erhaltenen Teer gleicht und die zu 644 % ätherlöslich ist. Der feste Rückstand beträgt 6,2 Teilre, - e;r besteht aus Nickelcarbonat, -oxyd und -hydroxyd. Es ist eine vollständige Umwandlung des Holzes in flüssige und gasförmige Produkte erfolgt.
• Beispiel 3 175 Teile wasserfreies Fichtenholzmehl (bei iio° getrocknet) werden mit 166 Teilen der in Beispiel i genannten Alkohol-Benzol-Mischung und 2o Teilen einer aus ioolo metallischem Kobalt und 9o % Bimssteinen bestehenden Kontaktmasse unter einem Anfangsdruck von 5o Atm. Wasserstoff 5 Stunden auf 268 bis 270° irn Kupferautoklaven erhitzt. Der Druck steigt hierbei auf i5o bis Zoo Atm. und beträgt nach dem Erkalten 6o Atm. Das Holz ist vollständig in eine pechartige Masse übergegangen, von der das Lösungsmittel und die Kontaktmasse leicht getrennt werden können.
• . 63,5 % des Ausgangsproduktes werden so als zähflüssiger Teer erhalten, der zu '52,6 % in Äther löslich ist.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Gewinnung von wertvollen organischen Produkten aus Cellulose, Lignin oder diese enthaltenden Stoffen, wie z. B. Holz o. dgl., durch Erhitzen dieser Stoffe unter erhöhtem Druck in Gegenwart eines Lösungsmittels für die entstehenden flüssigen organischen Umwandlungsprodukte, dadurch gekennzeichnet, daß man in Gegenwart vorn Katalysatoren, insbesondere Hydrierungskatalysatoren, und gegebenenfalls von inerten .oder an der Reaktion teilnehmenden Gasen, insbesondere Wasserstoff, als Lösungsmittel solche Stoffe verwendet, die sowohl Wasser als auch die entstehenden flüssigen organischen Umwandlungsprodukte zu lösen vermögen, und in Abwesenheit solcher Stoffe arbeitet, die .die Bildung von Kohle begünstigen.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch :gekennzeichnet, daß man. als Lösungsmittel Alkohole oder Ketone oder Phenole .oder Ester o. dgl. oder Gemische dieser miteinander oder mit anderen organischen Lösungsmitteln, wie Benzol, Toluol usw., verwendet.