DE520223C

DE520223C - Process for the extraction of low-boiling engine fuels from hydrocarbons or oxidized hydrocarbons by means of compressors

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Publication number: DE520223C
Application number: DEB118298D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1925-02-21
Filing date: 1925-02-21
Publication date: 1931-03-17

Description

Verfahren zur Gewinnung von niedrig siedenden Motorbetriebsstoffen aus Kohlenwasserstoffen oder oxydierten Kohlenwasserstoffen mittels Kompressoren Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, organische Stoffe, wie Kohlenwasserstoffe und oxydierte Kohlenwasserstoffe, mit Siedepunkten, die über 2oo' C liegen, wie z.B. Mineralöle, Terpentinüle, Teeröle, fette und andere öle, die Destillationsprodukte dieser öle, die verschiedenen Zucker, Melasse, Stärke und hauptsächlich auch cellulosehaltige Körper, wie z. B. Heu, Stroh und Holz, oder Kohle durch Spaltung und Hydrierung in leichte öle, die in Automobil- und Flugzeugmotoren verbrannt werden können, umzuwandeln. Das Verfahren beruht auf dem che-.misch-technologischen Prinzip. Eine chemische Reaktion kann durch kontinuierliche, gleichzeitige Veränderungen des Druckes, der Temperatur und der Konzentration des Sy- stems der reagierenden Stoffe in Richtungen geleitet und beschleunigt werden, die den Richtungen der Veränderungen, die durch die gewünschte Reaktion hervorgerufen werden, ger ade entgegengesetzt sind. Die Ausführung von chemischen Reaktionen nach diesem Prinzip mittels Kompressoren ist in. der Patentschrift 389 294 beschrieben.Process for the extraction of low-boiling engine fuels from hydrocarbons or oxidized hydrocarbons by means of compressors The invention relates to a process, organic substances, such as hydrocarbons and oxidized hydrocarbons, with boiling points above 200 ° C , such as mineral oils, turpentine, tar oils, fats and other oils, the distillation products of these oils, the various sugars, molasses, starch and mainly also cellulosic bodies, such as e.g. B. hay, straw and wood, or coal by splitting and hydrogenation into light oils that can be burned in automobile and aircraft engines. The process is based on the chemical-mixed-technological principle. A chemical reaction can be directed and accelerated by continuous, simultaneous changes in pressure, temperature and concentration of the system of reacting substances in directions which are exactly opposite to the directions of the changes caused by the desired reaction. The execution of chemical reactions according to this principle by means of compressors is described in patent specification 389,294.

In der Patentschrift 389 294 aber ist nur die Veränderlichkeit der Temperatur und des Druckes berücksichtigt worden, wobei in dem hier beschriebenen Verfahren die Veränderlichkeit auch des dritten Faktors, des chemische Gleichgewichts, d.-h. der Konzentration, berücksichtigt ist. Die Ausführung einer doppelten Reaktion, wie die Spaltung und Hydrierung von Kohlenwasserstoffen und oxydierter Kohlenwasserstoffe, erfordert auch eine Anpassung des dori beschriebenen Verfahrens für diesen besonderen Zweck.In the patent specification 389 294, however, only the variability of the temperature and the pressure has been taken into account, whereby in the method described here the variability of the third factor, the chemical equilibrium, i.e. the concentration, is taken into account. Carrying out a double reaction, such as the cleavage and hydrogenation of hydrocarbons and oxidized hydrocarbons, also requires an adaptation of the process described above for this particular purpose.

Das nachstehend beschriebene Verfahren der Herstellung leichter öle durch Spaltung und Hydrierung organischer, fester und flüssiger Stoffe besteht in der Einführung dieser Ausgangsstoffe in einen Kompressor in ein Gas, welches durch Kompression auf eine sehr hohe Temperatur gebracht worden ist. Zu diesem Zwecke werden die flüssigen Stoffe sehr fein zerstäubt in den Zylinder eines Kompressors, der am vorteilhaftesten deinjenigen eines Dieselmotors gleicht, eingeführt. Die festen Ausgangsstoffe werden zu diesem Zwecke zuerst in einen passenden Kohlenwasserstoff gelöst oder fein gemahlen in demselben suspendiert.The method of making light oils described below by splitting and hydrogenation of organic, solid and liquid substances consists in the introduction of these raw materials into a compressor in a gas, which through Compression has been brought to a very high temperature. To this end the liquid substances are very finely atomized in the cylinder of a compressor, which most advantageously resembles that of a diesel engine. the For this purpose, solid starting materials are first converted into a suitable hydrocarbon dissolved or finely ground suspended in the same.

Als Gas zum Spalten und Hydrieren kann man sich des Wasserstoffes oder einer Mischung von Wasserstoff und Kohlenoxyd, d. h. des Wassergases, Kokereigases, Leuchtgases, der Generatorgase, Koks-, Anthrazit-, Braunkohle- und selbst Hochofengase, aber immer in Mischung mit Wasserstoff, bedienen.The gas for splitting and hydrogenating can be hydrogen or a mixture of hydrogen and carbon monoxide, i. H. the water gas, coke oven gas, luminous gas, the generator gases, coke, anthracite, lignite and even blast furnace gases, but always in a mixture with hydrogen.

Das Verfahren kann z. B. mit einem Apparat, welcher in Abb. i der beiliegenden Zeichnung schematisch dargestellt ist, ausgeführt werden. Der Kompressor i ist einem Dieselmotor ähnlich. Zum Antrieb des Kompressors dient eine Riemenscheibe 5, welche auf der Kurbelwelle angeordnet ist. Hierin liegt der einzige Unterschied ', welcher diesen Kompressor von einem Dieselmotor unterscheidet. Der Kompressor ist mit einer Hilfspumpe, die das einzuführende Gas auf einen höheren Druck als den Gasdruck ini Zylinder vorkomprimieit, und mit einer Flüssigkeitspumpe versehen. Diese zwei Pumpen sind so gebaut wie diejenigen, die bei Dieselmotoren zur Verwendung kommen; die Pumpen sind in der Zeichnung nicht dargestellt.The method can e.g. B. with an apparatus, which is shown schematically in Fig. I of the accompanying drawings, executed. The compressor i is similar to a diesel engine. A belt pulley 5, which is arranged on the crankshaft, is used to drive the compressor. This is the only difference ' which distinguishes this compressor from a diesel engine. The compressor is provided with an auxiliary pump, which precompresses the gas to be introduced to a pressure higher than the gas pressure in the cylinder, and with a liquid pump. These two pumps are built like those used on diesel engines; the pumps are not shown in the drawing.

Der Kompressor ist mit drei Ventilen sehen -.The compressor is seen with three valves -.

i. das Einlaßventil 2, durcli welches Gas aus dem Behälter 6 in den Zylinder eintritt, 2. das Eintrittsventil 4, durch welches die Flüssigkeit in den Zylinder durch überdruck des vorkomprimierten Gases eingespritzt wird, 3. das Auslaßventil 3, durch welches die erhaltenen Produkte nach einem Behälter 8 treten.i. the inlet valve 2, through which gas from the container 6 enters the cylinder, 2. the inlet valve 4, through which the liquid is injected into the cylinder by overpressure of the pre-compressed gas, 3. the outlet valve 3, through which the products obtained after a Step on container 8 .

Alle diese Ventile sind wie die Ventile eines Dieselmotors gebaut und werden mit Hilfe von Steuerwellen im Zweitakt oder Viertakt betätigt, wie dies bei Dieselmotoren stattfindet.All of these valves are built like the valves on a diesel engine and are operated with the help of control shafts in two-stroke or four-stroke, like this takes place in diesel engines.

Die erhaltenen Produkte treten in den Behälter 8, der mit einer Scheidewand i o versehen ist, ein, wo sie mit Wasser oder mit anderen Flüssigkeiten abgekühlt und verflüssigt -werden. -Die verflüssigten Produkte entweichen durch das Rohr 9 aus dem Apparat. Die zur Hydrierung dienenden Gase, die nicht verflüssigt sind, ziehen infolge ihrer erhöhten Spannung durch. die Flüssigkeit und durch die Zwischenräume der Steine, die im unteren Teil des Behälters 8 angeordnet sind, und treten durch. da"s RQhr i i in den Behälter 6 ein, um von neuem einer Behandlung unterworfen zu werden, Bei Beginn der Arbeit läßt man die kornprimierten und erhitzten Gase aus dem Zy- linder Direkt in den Behälter 6 treten, bis in demselben die nötige Temperatur und der nötige Druck- erreicht -ist. Während der Arbeit des Kompressors ist es möglich, den Druck und die Temperatur des -itsförmigen Gemisches im Behälter 6 durch Einstellen der Ventile 13 und 14 zu regeln. Mittels der Klappe 17 kann man die Verbindung zwischen den Behältern 6 und 8 unterbiechen. -Selbstverständlich muß der Behälter 6 fortwährend mit frischem Gas nachgefüllt werden.The products obtained enter the container 8, which is provided with a partition wall, where they are cooled and liquefied with water or other liquids. -The liquefied products escape through the pipe 9 from the apparatus. The gases used for hydrogenation, which are not liquefied, pull through as a result of their increased voltage. the liquid and through the interstices of the stones, which are arranged in the lower part of the container 8 , and pass through. The RQhr ii enters the container 6 in order to be subjected again to a treatment. At the beginning of the work, the compressed and heated gases from the cylinder are allowed to pass directly into the container 6 until it has the necessary temperature and temperature the necessary pressure has been reached While the compressor is working it is possible to regulate the pressure and the temperature of the mixture in the container 6 by adjusting the valves 13 and 14. The connection between the containers can be opened by means of the flap 17 6 and 8. -Of course, the container 6 must be continuously refilled with fresh gas.

Das neue Verfahren muß -in dem oben beschriebenen Kompressor entsprechend den züi -erzielejnden Eigenschaften d.er gesuchten. Produkte durchgeführt werden.The new method must -in the compressor described above accordingly the desired properties of the sought. Products are carried out.

I Es ist klar, daß bei Spaltungsreaktionen eine Erhöhung der Zahl der Moleküle auftritt, während die Hydrierungsreaktionen eine Verminderung der Molekülzahl zur Folge haben. Falls eine Spaltungsreaktion gleichzeitig mit einer Hydrierungsreaktion in demselben Kdlbenhube ausgeführt wird, so kann die resultierende Reaktion eine Erhöhung wie auch eine Verminderung der Molekülzahl zur Folge haben, oder die Zahl der Moleküle kann unverändert bleiben.I It is clear that with cleavage reactions an increase in the number of the molecules occurs while the hydrogenation reactions decrease the number of molecules have as a consequence. If a cleavage reaction occurs at the same time as a hydrogenation reaction is carried out in the same Kdlbenhube, the resulting reaction can be a Increase as well as decrease the number of molecules, or the number the molecules can remain unchanged.

Die Spaltungsreaktionen verlaufen meistens endothermisch; nur einige wenige verlaufen exotlierm. Die meisten Hydrierungsreaktionen sind mit Ausnahme einiger weniger exothenn. Aus diesem Grunde kann, wenn beide Reaktionen gleichzeitig durchgeführt werden, die resultierende Reaktion entweder exotherm oder auch endotherm sein. Demgegenüber sind alle Hydrierungsreaktionen mit einer Bindung von Wasserstoff verbunden und müssen daher nach dem obigen Prinzip stets mit einer kontinuierlichen Steigerung der Konzentration der Hydrierungsgase ausgeführt werden.The cleavage reactions are mostly endothermic; only some few run exotic. Most of the hydrogenation reactions are exceptional a few exotic species. Because of this, when both reactions can occur simultaneously be carried out, the resulting reaction either exothermic or endothermic be. In contrast, all hydrogenation reactions involve a bond of hydrogen connected and must therefore always with a continuous according to the above principle Increasing the concentration of the hydrogenation gases can be carried out.

Wie Druck und Temperatur während des Ganges der Reaktion in einem Kompressor entsprechend den Forderungen des chemischen Gleichgewichts zu verändern sind, ist schon im Patent 389 294 beschrieben worden.How pressure and temperature are to be changed during the course of the reaction in a compressor in accordance with the requirements of chemical equilibrium has already been described in patent 389,294 .

Um eine bessere Erwärmung oder eine bessere Abkühlung der ini Zylinder enthaltenen Gase und Dämpfe zu ermöglichen, kann der Kompressor auch so wie in Abb. --, dargestellt gebaut sein. Dieser Kompressor besitzt einen besonderen Reaktionenraum. 15, dessen Wände direkt von außen beheizt oder abgekühlt werden können. Mit Ausnahme dieses Raumes 15 entspricht der Kompressor der Abb. 2 in seiner Bauart vollständig demjenigen der Abb. i.To allow for better heating or a better cooling of the gases and vapors contained ini cylinder compressor can also as in Fig. -, constructed shown. This compressor has a special reaction room. 1 5, the walls of which can be heated or cooled directly from the outside. With the exception of this space 1 5 , the compressor of Fig. 2 corresponds in its design completely to that of Fig. I.

Die Abb. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform des Kompressors i, die sich für die Arbeit mit einem Katalysator besonders eignet. Bei dieser Ausführunasforrn endet die Reaktionskammer in einem Rohr 16, in welchem die Katalysatoren zwischen Metallgewebe untergebracht werden können. Das AuAlaßventi13 ist im Kompressor hinter dem Rohr 16 angeordnet. Die Gase sind daher gezwungen, durch die Katalysatorenschicht durchzufließen.Fig. 3 shows a further embodiment of the compressor i, which is particularly suitable for working with a catalytic converter. In this Ausführunasforrn the reaction chamber terminates in a pipe 1 6, can be used in which the catalysts housed between the metal fabric. The outlet valve 13 is arranged behind the pipe 16 in the compressor. The gases are therefore forced to flow through the catalyst layer.

In Abb. 2 und 3 sind die Ventile durch dieselben Zahlen gekennzeichnet wie die entsprechenden Ventile des Kompressors in Abb; i.In figs. 2 and 3 the valves are identified by the same numbers as the corresponding valves of the compressor in fig; i.

. Die Erhöhung der Konzentration kann im beschriebenen Kompressor dadurch erzielt werden, daß im Zylinder ein Strahl der Hydri#rungsgase eingeführt wird, Durch diesen Strahl wird cleichzeitig auch der zu behandelnde Stoff in zerstäubtem Zustande in den Zylinder eingeführt. . The increase in concentration can be achieved in the described compressor by introducing a jet of the hydrogenation gases into the cylinder. Through this jet, the substance to be treated is also introduced into the cylinder in an atomized state at the same time.

Entsprechend diesen verschiedenen cheniisehen Eigenschaften der vorzunehmenden Reaktionen müssen diese Spaltungs- und Hydrierungsreaktionen verschieden, wie nachstehend beschrieben ist., ausgeführt werden. A. Spaltungs- und Hydrierungsreaktionen mit einer Vergrößerung der Molekülzahl i. Exotherme Reaktionen Solche Reaktionen müssen entsprechend dem obengenannten Prinzip im Expan-sionsäube unter gleichzeitigem Abkühlen ausgeführt werden. Im Viertakt kann dieses wie folgt bewerkstelligt werden: Erster Takt. Der Kolben bewegt sich nach außen, und der Zylinder füllt sich mit dem Gas aus dem Behälter 6, in welchen# dasselbe einen solchen Anfangsdruck und eine solche Anfangstemperatur besitzt, daß es durch die Kompression auf den vorbestimmten Druck und Endtemperatur gebracht werden kann.According to these different characteristics of the reactions to be carried out, these cleavage and hydrogenation reactions must be carried out differently, as described below. A. Cleavage and hydrogenation reactions with an increase in the number of molecules i. Exothermic reactions Such reactions must be carried out in accordance with the above-mentioned principle in the expansion phase with simultaneous cooling. In a four-stroke cycle, this can be done as follows: First stroke. The piston moves outward and the cylinder fills with the gas from the container 6, in which it has such an initial pressure and temperature that it can be brought to the predetermined pressure and final temperature by the compression.

Zweiter Takt: Der Kolben kehrt zurück und komprimiert das Gas bis auf den nötigen Druck und die nötige Temperatur.Second stroke: the piston returns and compresses the gas up to the necessary pressure and temperature.

Dritter Takt: Wenn der Kolben seinen Weg nach außen beginnt, so öffnet sich das Ventil 4, und die zu behandelnde Flüssigkeit wird in den Zylinder durch einen Gasstrahl eingeführt. Dieses Gas steht unter einem höheren Druck als das im Zylinder komprimierte Gas. Infolge der Bauart des Ventils 4 tritt die Flüssigkeit im Zylinder in sehr feiner Zerteilung in Form eines Nebels von sehr feinem Tröpfchen ein.Third stroke: When the piston begins its way outwards, it opens the valve 4, and the liquid to be treated is through into the cylinder introduced a gas jet. This gas is under a higher pressure than the im Cylinder of compressed gas. Due to the design of the valve 4, the liquid occurs very finely divided in the cylinder in the form of a mist of very fine droplets a.

Bei der Berührung mit dem hocherhitzten Gas und infolge der Einwirkung eines fallenden Druckes und einer durch die Expansion fallenden Temperatur werden die schweren Moleküle der behandelten Flüssigkeit sich spalten und die nicht gesättigten Teile sich mit'Wasserstoff sättigen und das um so mehr, als die Konzentration des Wasserstoffes durch den Eintritt des Injektionsgasstrahles im Wachsen sein wird.On contact with the heated gas and as a result of the impact a falling pressure and a falling temperature due to the expansion the heavy molecules of the treated liquid split and the unsaturated ones Share yourself with 'saturate hydrogen, all the more so than the concentration of the Hydrogen will be growing through the entry of the injection gas jet.

Vierter Takt: Der Kolben bewegt sich nach innen, und die gebildeten Produkte entweichen nach dem Behälter 8. Fourth stroke: the piston moves inwards and the products formed escape to the container 8.

Die exotliermen Reaktionen, welche keine Änderung der Zahl der Moleküle aufweisen, können in derselben Weise ausgeführt werden. 2. Endotherme Reaktionen Entsprechend dem obengenannten Prinzip müssen diese Reaktionen im Expansionshube, aber unter gleichzeitiger Erwärmung durchgeführt werden. Diese Reaktionen können C genau wie die oben beschriebenen exothermen Re-aktionen ausgeführt werden, nur müssen während der Reaktion den Gasen energisch Wärme zugeführt werden.The exotic reactions which have no change in the number of molecules can be carried out in the same manner. 2. Endothermic reactions According to the above-mentioned principle, these reactions must be carried out in the expansion stroke, but with simultaneous heating. These reactions may be exothermic as the reactions described above are carried out accurately C need only meet the energetic gases heat is supplied during the reaction.

B. Spaltu-ngs- und Hydrierungsi-c-,il,-tionen mit einer Verminderung der Molekülzahl i. Endotherme Reaktionen Entsprechend dem obenerwähnten Prinzip müssen diese Reaktionen unter Erhöhung des Druckes und unter gleichzeitiger Erwärmung ausgeführt werden. Diese Reaktionen können in dem oben beschriebenen Kompressor in folgender Weise ausgeführt werden.B. Cleavage and hydrogenation ions with a reduction the number of molecules i. Endothermic reactions According to the principle mentioned above these reactions must be carried out with an increase in pressure and with simultaneous heating are executed. These reactions can take place in the compressor described above can be carried out in the following manner.

Erster Takt: Der Kolben bewegt sich liacb außen und saugt aus dem Behälter 6 das Hydrierungsgas an bei der erforderlichen Anfangstemperatur und dem nötigen Druck.First stroke: The piston moves outside and sucks in the hydrogenation gas from the container 6 at the required initial temperature and pressure.

Zweiter Takt: Der Kolben kehrt zurück, und während eines Teiles seines Weges, z. B. während 1/5 desselben, komprimiert er das Gas auf die nötige Endtemperatur und den nöti 'gen D.ruck. In diesem Moment öffnet sich das Ventil 4, Lind die zu behandelnde Flüssigkeit wird in den Zylinder eingespritzt mit Hilfe eines Gasstrahles unter erhöhtem Druck, was bis zum Ende des Kelbenweges stattfindet. Infolge der Berührung mit dem hocherhitzten Wasserstoff und infolge der Einwirkung eines steigenden Druckes und einer steigenden Temperatur, dank dem weiteren Innengang des Kolbens, werden die schweren Moleküle der behandelten Flüssigkeit sich spalten und die nicht gesättigten Bruchstücke sich mit Wasserstoff sättigen und das um so mehr, als die Konzentration des Wasserstoffes durch den Eintritt des Injektionsstrahles im Steigern sein wird. Erreicht der Kolben die Totpunktlage, so öffnet sich das Ventil 3, und die erhaltenen Produkte entweichen in den Behälter 6. Second stroke: the piston returns, and during part of its way, e.g. B. during 1/5 of the same, it compresses the gas to the required final temperature and the required pressure. At this moment the valve 4 opens, and the liquid to be treated is injected into the cylinder with the aid of a gas jet under increased pressure, which takes place up to the end of the Kelbenweg. As a result of the contact with the highly heated hydrogen and as a result of the action of increasing pressure and temperature, thanks to the wider inner passage of the piston, the heavy molecules of the treated liquid will split and the unsaturated fragments will become saturated with hydrogen, and all the more so, than the concentration of hydrogen will increase due to the entry of the injection jet. When the piston reaches the dead center position, the valve 3 opens and the products obtained escape into the container 6.

Endotlierme Reaktionen, die keine Änderung der Molekülzahl mit sich bringen, können in der gleichen Art ausgeführt werden. e. Exotherme Reaktionen Diese Reaktionen können in der gleichen Weise wie die endothermen Reaktionen ausgeführt werden, nur müssen die Gase nicht erwärmt, sondern energisch abgekühlt werden.Low endocrine reactions that do not involve any change in the number of molecules can be carried out in the same way. e. Exothermic reactions These reactions can be carried out in the same way as the endothermic reactions, except that the gases do not have to be heated, but rather cooled down vigorously.

Durcl-, gleichzeitige und kontinuierliche Veränderungen von außen sowohl des Druckes, der Temperatur und der Konzentration der reagierenden Stoffe wird auf die Reaktion ein starker Impuls in gewünschter Richtung ,ausgeübt, und sehr oft wird dieser Impuls in einer geeigneten Temperaturzone den Impuls ersetzen können, welcher auf die Reaktion durch die Wirkung eines Katalysators ausgeübt wird. Außerdem gestattet ein Kompressor die Reaktionstemperatur und gleichzeitig den Druck, unter welchem die Reaktion sich vollzieht, zu erhöhen; diese erhöhten Temperaturen können die Anwendung von Katalysatoren überflüssig machen.Durcl, simultaneous and continuous changes from outside both the pressure, the temperature and the concentration of the reacting substances a strong impulse is exerted on the reaction in the desired direction, and very often this pulse will replace the pulse in a suitable temperature zone which is exerted on the reaction by the action of a catalyst. In addition, a compressor allows the reaction temperature and simultaneously the To increase the pressure under which the reaction takes place; these elevated temperatures can make the use of catalysts superfluous.

Die Ausführung von Reaktionen ohne Katalysatoren ist viel einfacher und, was von großer Wichtigkeit ist, macht ein Reinigen der Reaktionsstoffe unnötig. Wenn aber infolge irgendeines Umstandes die Anwendung eines Katalysators erwünscht ist, so kann dieser in dem Reaktionsraum 15 der Abb. 2 oder in dein Reaktionsraum 16 der Abb - 3 angeordnet werden.Carrying out reactions without catalysts is much simpler and, what is of great importance, eliminates the need to purify the reactants. However, if the application is desired a catalyst due to some circumstances, this may in the reaction chamber 1 5 of Figure 2 or in your reaction space 1 6 of Fig. - 3 are arranged.

Es ist bekannt, daß die größte Schwierigkeit bei den Spaltungsverfähren organischer hochmolekularer Körper -in der Polymerisation der nicht gesättigten Spaltstücke liegt. Beim Durchführen der Spaltung unter dem Einfluß eines stetig sich vermindernden Drukkes wird diese Polymerisation vermieden werden.It is known that the greatest difficulty in the cleavage process organic high molecular body -in the polymerization of the unsaturated Split pieces lies. When carrying out the cleavage under the influence of a steady as the pressure decreases, this polymerization will be avoided.

Alle organischen flüssigen Körper, wie z. B. Rohnaphtha, Terpentinöle, Teeröle, fette und alle anderen öle und die 1),estillationspro-dukte aller dieser Stoffe, können ohne weiteres in den Kompressor zur Spaltung und Hydrierung in gleicher Weise wie die Brennstoffe in den Dieselmotor eingeführt und dem neuen Verfahren unterworfen werden.All organic liquid bodies, such as B. raw naphtha, turpentine oils, Tar oils, fats and all other oils and the 1), distillation products of all of these Substances can easily be used in the compressor for splitting and hydrogenation in the same way Way as the fuels introduced into the diesel engine and the new process be subjected.

Die festen organischen Stoffe, wie z. B. die verschiedenen Zucker, Melasse, Stärke, die verschiedenen Harze und Asphalte, die cellulosehaltigen Materialien, wie z. B. Heu, Stroh, Holz, die verschiedenen fetten Kohlen müssen, damit sie wie oben beschrieben behandelt werden können, in einem geeigneten Mittel gelöst 0* werden, oder sie müssen sehr fein gemahlen und in Suspension in einen passenden Kohlenwasserstoff gebracht werden, z. B. in Rohnaphtha oder dessen Destillationsproduk, ten oder in den schweren ölen-, die die Destillatio n des Teeröles liefert.The solid organic substances, such as. B. the different sugars, Molasses, starch, the various resins and asphalts, the cellulosic materials, such as B. hay, straw, wood, the different fatty coals must so that they like can be treated as described above, dissolved in a suitable agent 0 *, or they must be ground very finely and suspended in a suitable hydrocarbon be brought, e.g. B. in raw naphtha or its distillation products, th or in the heavy oils supplied by the distillation of the tar oil.

Die Gase, die zum' Spalten und zum Hvdrieren verwendet -werden können, sind oben angegeben worden.The gases that can be used for 'cracking and vaporising have been given above.

Bevor zur Beschreibung der Beispiele des Verfahrens übergegangen wird, muß noch folgende Bemerkung gemacht werden: Im allgemeinen kann ein organischer Körper von kopiplexer Molekularstruktur in sehr verschiedener Art und W#iie gespalten und hydriert werden, und man7 kann davon auch sehr verschiedene Produkte erhalten.Before proceeding to the description of the examples of the procedure, The following remark must also be made: In general, an organic Bodies of complex molecular structure split in very different ways and ways and hydrogenated, and very different products can be obtained therefrom.

Druck, Temperatur und Konzentration, bei welchen der Spaltungsvorgang ausgeführt wird, spielen dabei eine sehr große Rolle. Aber es ist nicht nur allein der Wert dieser drei Faktoren, wie man häufig glaubt, son-# dern auch deren Veränderungen während der Reaktion infolge der Reaktion an sich oder infoll2,e äußerer Einflüsse, die den ein-en odei t' anderen Spaltungsvorgang des Stoffes be- stimmen. The pressure, temperature and concentration at which the splitting process is carried out play a very important role. But it is not only the value of these three factors alone, as is often believed, but also their changes during the reaction as a result of the reaction itself or infoll2, e external influences that lead to one or the other splitting process of the substance agree loading.

Wenn derselbe komplexe organische Körper der Spaltung und der Hydrierung unter stets gleicher Anfangstemperatur und gleichem Ausgangsdruck ausgesetzt wird, wenn aber dabei einmal der Druck und die Temperatur konstant erhalt-en werden, während ein andermal der DTUCk geändert wird, wenn einmal unter Wärmezufuhr. das andere Mal mit Wärmeabfuhr, einmal mit Konzentrationserl-iöhung, das andere Mal mit einer Konzentrationsverminderung ausgeführt werden, so werden im allgemeinen verschiedene Produkte erhalten, und jede mögliche Kombination der Veränderungen der drei Faktoren des chemischen Gleichgewichts wird im allgemeinen ein anderes Ergebnis ergeben.When the same complex organic body of fission and hydrogenation is exposed at always the same initial temperature and the same initial pressure, but if the pressure and the temperature are kept constant while another time the DTUCk is changed, if once under the supply of heat. the other Sometimes with heat dissipation, sometimes with concentration, the other time with one Concentration reductions are carried out, generally various Products received, and every possible combination of the changes of the three factors chemical equilibrium will generally give a different result.

In den Änderungen der drei Faktoren des chemischen Gleichgewichts haben wir ein Mittel, um den Verlauf der Reaktion in gewünschter Richtung zu leiten.In the changes of the three factors of chemical equilibrium we have a means of guiding the course of the reaction in the desired direction.

Die nachstehenden Beispiele verdeutlichen das neue Verfahren: i. Beispiel Spaltung und Hydrierung von schweren-Rohnaphthadestillationsprodukten aus Pennsylvanien, die einen Siedepunkt über 2oo' C aufweisen, zu leichten ölen Es ist bekannt, daß Rohnaphtha aus Pennsylvanien nahezu vollständig aus gesättigten Kohlenwasserstoffen der allgemeinen Formel CIZH2iL+2 besteht.The following examples illustrate the new process: i. EXAMPLE Cleavage and hydrogenation of heavy crude naphtha distillation products from Pennsylvania which have a boiling point above 200 ° C. to give light oils. It is known that crude naphtha from Pennsylvania consists almost entirely of saturated hydrocarbons of the general formula CIZH2iL + 2.

Wenn man die schweren DestiDationsprodukte von Rohnaphtha oder Rohnaphtha selbst bei einer erhöhten Temperatur und einem erhöhten Druck spaltet, z. B. bei 700' C und 105 Atrn. in einer Wasserstoffatmosphäre, so verläuft die Reaktion exotherm, sie ist mit einer Vergrößerung der Molekülzahl verbunden.If one cleaves the heavy distillation products of raw naphtha or raw naphtha even at an elevated temperature and pressure, e.g. B. at 700 ° C and 105 Atrn. In a hydrogen atmosphere, the reaction proceeds exothermically and is associated with an increase in the number of molecules.

# Wie oben angegeben ist, muß diese Reaktion im Expansionshube unter gleichzeitigem Abkühlen ausgeführt werden. Ein solches Verfahren ist unter Ai oben beschrieben.# As stated above, this reaction must take place in the expansion stroke simultaneous cooling are carried out. One such procedure is under Ai above described.

Die Ausgangstemperatur und der Ausgangsdruck des Gases im Behälter berechnet sich nach der Formel für adiabatische Kornpression auf 63' C und auf 3 Atm. unter der Annahme, d#ß der Kompressionsdruck 8 o,o des Zylindervolumens ausmacht. Bei einem Versuch ergab sich -z. g. folgendes: In einen Kompressor von 14,5 1 wurden etwa 4o 1 Wasserstoff pro Arbeitshub angesaugt (auf o' C und i Atin. zurückgeführt). Es wurden während der, Reaktion 1? 1 Wasserstoff 'und im Arbeitshub in den Kompressor 3 cm3 Naphtha eingespritzt, was einer stündlichen Bearbeitung von 22,51 Rohöl entspricht. Der Kompressor machte 25o Umdrehungen pro Minute, so daß die Reaktionsdauer 0,12 Sekunden betrug. Als Resultat erhielt man ein Gemisch von verschiedenen KohIenwasserstoffen, von denen 350/Q des verarbeiteten Öles einen Siedepunkt unterhalb 2oo' besitzen und die als Brennstoffe für Automobilmotoren verwendet werden können.The outlet temperature and outlet pressure of the gas in the container is calculated using the formula for adiabatic compression at 63 ° C and 3 atm. assuming that the compression pressure is 8 o, o of the cylinder volume. One attempt resulted in -z. G. the following: In a compressor of 14.5 1 about 4o 1 is hydrogen were aspirated per stroke (in o 'and C i Atin recycled.). During the, reaction 1? 1 hydrogen 'and 3 cm3 naphtha are injected into the compressor in the working stroke, which corresponds to an hourly processing of 22.51 crude oil. The compressor was rotating at 250 revolutions per minute so that the reaction time was 0.12 seconds. The result was a mixture of different hydrocarbons, of which 350 per cent of the processed oil had a boiling point below 2oo 'and which can be used as fuels for automobile engines.

2. Beispiel Spaltung und Hydrierung eines Teeröldestillates Man geht z.B. von den schweren De# stillationsprodukten des Teeröles aus, dessen Siedepunkt über 300'C liegt. Wie bekannt, besteht dieses Destillat meistens aus einer Reihe zyklischer Körper, von welchen das Antbracen als typischer Vertreter betrachtet werden kann.2. Example Cleavage and hydrogenation of a tar oil distillate The starting point, for example, is the heavy distillation products of tar oil, the boiling point of which is above 300.degree . As is known, this distillate usually consists of a series of cyclical bodies, of which the antbracen can be regarded as a typical representative.

Es ist bekannt, daß Anthracen gespalten und hydriert werden kann nach folgender Formel: Das Spalten und Hydrieren dieses schweren Öles vollzieht sich unter einer Verminderung der Molekülzahl und unter Wärmeentwicklung.It is known that anthracene can be split and hydrogenated according to the following formula: The splitting and hydrogenation of this heavy oil takes place with a reduction in the number of molecules and with the development of heat.

Nach dem Vorstehenden soll die Reaktion im Kompressionshub unter gleichzeitigem Abkühlen, wie es unter B2 oben beschrieben ist, stattfinden. Der Kompressor saugt aus dem Behälter 6 Wasserstoff unter einem Druck von 12 Atm. und von 39o' C an. Während 3/" seines Ganges nach innen wird das angesaugte Gas bis auf 6o Atm. und 8oo' C komprimiert. In diesem Moment öffnet sich das Einspritzventi14, und das Öl wird durch einen gekühlten Wasserstoffstrahl eingeführt, welcher in der Hilfspumpe bis zu einem Druck von i8o Atm. verdichtet worden ist. Dieses Öl kommt mit dem Wasserstoff von 8oo'-'C in Berührung, zersetzt sich und hydriert sich infolge des steigenden Druckes im Zylinder. Die nötige kräftige Abkühlung wird von dem Wasserstoffstrahl bewirkt, welcher schon kalt eintritt und sich im Zylinder entspannt, und ebenso auch durch eine kräftige Abkühlung der Wände des Kompressors. Wenn der Kolben an seinem toten Punkt anlangt, öffnet sich das Auslaßventi13, und die Produkte entweichen in den Behälter8, wo sie durch einen Wasserstrahl oder durch flüssiges Naphthalin abgekühlt werden. Ein Versuch -ergab folgendes: Der Kompressor hatte 14,51 Inhalt. Es wurden daher etwa 721 Wasserstoff pro Arbeitshub angesaugt (auf o' C und iAtm. zurückgeführt). Dazu wurden noch während der Reaktion durch Einspritzung 221 Wasserstoff eingeführt und im Arbeitshub im Kompressor 3 cm3 Rohöl eingespritzt, was einer stündlichen Bearbeitung 451 Rohöl entspricht. Der Kompressor machte 250 Umdrehungen pro Minute, so daß die Reaktionsdauer 0,12 Sekunden betrug.According to the above, the reaction should take place in the compression stroke with simultaneous cooling, as described under B2 above. The compressor draws hydrogen from the container 6 under a pressure of 12 atm. and 39o 'to C. During 3 / "of its inward movement, the sucked in gas is compressed to 6o atm. And 8oo 'C. At this moment the injection valve 14 opens and the oil is introduced by a cooled hydrogen jet, which in the auxiliary pump is up to a pressure of 18o atm. This oil comes into contact with the hydrogen of 8oo '-' C, decomposes and hydrogenates itself as a result of the increasing pressure in the cylinder. The necessary strong cooling is brought about by the hydrogen jet, which enters and turns cold relaxed in the cylinder, and also by a strong cooling of the walls of the compressor. When the piston reaches its dead point, the outlet valve 13 opens and the products escape into the container 8, where they are cooled by a jet of water or by liquid naphthalene. an attempt -ergab following: The compressor had 14.51 contents have therefore been drawn in about 721 hydrogen per working stroke (on o 'C and IATM bac.. k guided). To this end, 221 of hydrogen were introduced by injection during the reaction and 3 cm3 of crude oil were injected into the compressor in the working stroke, which corresponds to an hourly processing of 451 crude oil. The compressor made 250 revolutions per minute so that the reaction time was 0.12 seconds.

Die erhaltenen Produkte bestehen aus einem Gemisch von verschiedenen organischen Stoffen, von denen 3o %, bezogen auf verarbeitetes öl, unter 200' C sieden und die als Brennstoffe für Automotoren Verwendung finden können.The products obtained consist of a mixture of various organic substances, of which 30%, based on the processed oil, boil below 200 ° C and which can be used as fuels for car engines.

3. Beispiel Spaltung und Hydrierung von Zucker zu einem leichten 01 Es kann zu diesem Zwecke Zucker verwendet werden, der unmittelbar nach der Extraktion der Zuckerrübe in Form eines flüssigen Sirups vorliegt. Das Spalt- und das Hydrierungsverfahren des Zuckers durch Wassergas ist ini allgemeinen ein Verfahren, welches mit einer Vergrößerung der Molekülzahl und mit der Abgabe von Wärme verbunden ist. Entsprechend den obigen Betrachtungen muß das Verfahren im Expansionshube unter Abkühlung entsprechend dem Verfahren unter Ai ausgeführt werden. 3. Example cleavage and hydrogenation of sugars to a slight 01 It can be used for this purpose sugar, immediately after the extraction of sugar syrup is in the form of a liquid. The splitting and hydrogenation process of the sugar by means of water gas is generally a process which is associated with an increase in the number of molecules and with the release of heat. In accordance with the above considerations, the process in the expansion tube must be carried out with cooling in accordance with the process under Ai.

Der Kompressor saugt aus dem Behälter 6 den Wasserstoff unter einem Druck von 2 Atm. und 27' C an und kompromiert dieses auf einen Druck von 7o Atm. -und eine Temperatur von 6oo' C. Während der Kolben seinen Weg nach außen vollzieht, wird der Zucker, der durch die Flüssigkeitspumpe in dem Einspritzventil 4 vorgelagert ist, durch einen Wasserstoffstrahl von ioo Atm. Spannung in den Zylinder fein verteilt eingespritzt. Wenn der Zucker in Berührung miit dem Wasserstoff von 6oor- C kommt, si spaltet er sich und Uydriert sich infolge des steigenden Druckes, der sinkenden Temperatur und der Erhöhung der Konzentration des Wassergases. Im vierten Takt werden die erhaltenen Produkte nach dem Behälter 8 entfernt. Ein Versuch ergab folgendes: Der Kompressor hatte 14,51 Inhalt. Es wurden daher etwa 26 1 Wasserstoff pro Arbeitshub angesaugt (auf o' C und i Atm. zurückgeführt). Dazu wurden noch während der Reaktion 5 1 Wasserstoff eingeblasen und im Arb-eitshub im Kompressor 3 cm-' der Flüssigkeit eingespritzt, was einer stündlichen Bearbeitung von 22,5 1 der Flüssigkeit entspricht. Der Kompressor machte 250 Umdre-hungen pro Minute, so daß die Reaktionsdauer 0,12 Sekunden betrug.The compressor sucks the hydrogen from the container 6 under a pressure of 2 atm. and 27 'C and compresses this to a pressure of 7o Atm. -and a temperature of 600 ° C. While the piston makes its way outwards, the sugar, which is upstream of the liquid pump in the injection valve 4, is driven by a hydrogen jet of 100 atm. Finely distributed voltage injected into the cylinder. When the sugar comes into contact with the hydrogen of 6 ° C , it splits and hydrates itself as a result of the rising pressure, the falling temperature, and the increase in the concentration of the water gas. In the fourth cycle, the products obtained are removed after the container 8. An experiment showed the following: The compressor had a capacity of 14.51. There have therefore been drawn in about 26 1 of hydrogen per working stroke (on o 'and C i atm. Recycled). To this end, 5 liters of hydrogen were blown in during the reaction and 3 cm of the liquid were injected in the work stroke in the compressor, which corresponds to an hourly processing of 22.5 liters of the liquid. The compressor made 250 revolutions per minute, so that the reaction time was 0.12 seconds.

Die erhaltenen Produkte bilden ein Gemisch verschiedener organischer Substanzen, von denen 20 #/o des Gewichtes des verarbeiteten Zuckers unter 2oo' C sieden und welche als Brennstoff für Autos Verwendung finden können.The products obtained form a mixture of various organic substances, 20% of the weight of the processed sugar of which boil below 200 ° C and which can be used as fuel for automobiles.

4. Beispiel Spaltung und Hydrierung,von fesfen organischen Stofien --.Zu - diesem Zweck wird Heu, Stroh, Holz oder fette - Kohle staubfein ge#piahlen und dann in einem geeigneten I<ohl-eii#wgLsserstoff in Suspension g#bracht,-z.B. in Rohnaphtha. D,a.s,;#T#rfahren ist-dasselbe--wie-.für die Spgtung und Hydrierung von Zucker, aber dies Verfahren muß bei einer viel höheren Temperatur ausgeführt - werden wie z. B. bei i 8oo' C und einem Druck -v-o* n i oo Atm. Um diese-Temperatur und diesen Druck zu erhalten, muß die Ausgangstemperatur und der Ausgangsdruck des . Gases im Behälter 6 44 1' C und .3 Atm. -betragen.4. Example cleavage and hydrogenation, of solid organic substances -. To - for this purpose, is hay straw, wood or fat - piahlen coal dust fine ge # and then in a suitable I <ell-eii # wgLsserstoff in suspension g # introduced, -eg in virgin naphtha. D, as,; # T # rfahren is-the same thing - how-.for the Spgtung and hydrogenation of sugars, but this process has to run at a much higher temperature - are such. B. at i 8oo ' C and a pressure of -vo * ni oo Atm. In order to obtain this temperature and pressure, the outlet temperature and the outlet pressure of the . Gas in container 6 44 1 'C and .3 atm. - amount.

Mit dem -beschriebenen- Verfahren können alle organisch ' en Stoffe, die Kohlenstoffe.und Wasserstoff enthalten, zu leichten ölen gespalten --und hydriert werden, die als Brennstoff für innere Verbrennungskraftmaschinen Verwendung finden können. # Die Endtemperaturen und -drucke, die in den obengenannten Beispielen erwähnt sind sind ledig4ch beispielsweise gegeben. Man' erhält eine, Spannung und eine Hydrie##ung dieser Produkte auch unter anderen Tem-Peraturen -und anderen Drucken,With the method -beschriebenen- all organic 'en substances Kohlenstoffe.und hydrogen can contain, be hydrogenated to light oils cleaved --and that can be used as fuel for internal combustion engines use. # The final temperatures and pressures mentioned in the above examples are only given by way of example. One obtains a, tension and hydration of these products even under other temperatures and other pressures,

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the production of low-boiling engine fuels from hydrocarbons or oxidized hydrocarbons by means of compressors, characterized in that the starting material is in compressed water. or Wassermü -containing G-as-e'-: is introduced by overpressure, pressure of the same gas and the cleavage and hydrogenation process is carried out with changes in temperature, pressure and concentration that - the changes that. * caused by _ _ 'the desired reaction are exactly the opposite. Z, ti ZD

2. The method according to claim i, characterized in -I2kerVizeiclmet, - that the reactions are carried out in the presence of catalysts in the compression chamber. ZD