DE549348C

DE549348C - Verfahren zur Herstellung von Russ

Info

Publication number: DE549348C
Application number: DE1930549348D
Authority: DE
Inventors: Dr Walther Haag; Dr-Ing Leo Schlecht; Dr Walter Schubardt
Original assignee: IG Farbenindustrie AG
Current assignee: IG Farbenindustrie AG
Priority date: 1930-07-15
Filing date: 1930-07-15
Publication date: 1932-04-26

Description

Verfahren zur Herstellung von Ruß Wie bereits festgestellt worden ist, verläuft die Zersetzung von Kohlenoxyd zu Kohlensäure und Kohlenstoff bei höherer Temperatur besonders gut, wenn man sie in Gegenwart von Metallcarbonylen, insbesondere solchen der Eisengruppe, vornimmt.
Es wurde nun gefunden, daß man einen noch besseren Ruß von sehr hohem Zerteilungsgrad erhält, wenn man an Stelle von Kohlenoxyd Kohlenwasserstoffe, insbesondere Olefine, Diolefine, Acetylene u. dgl., oder solche enthaltende Gase oder Dämpfe in Gegenwart von Metallcarbonylen, insbesondere solche der Eisengruppe, thermisch zersetzt. Unter sonst gleichen Bedingungen erhält man bei Verwendung von Kohlenwasserstoffen die mehrfache, z. B. die doppelte bis vierfache der bei Anwendung von Kohlenoxyd erhaltenen Menge Ruß. Außerdem ist der nach dem vorliegenden Verfahren hergestellte Ruß zufolge seiner besonderen Eigenschaften, insbesondere seines äußerst hohen Zerteilungsgrades, bei der Verwendung in der Kautschukindustrie und der Herstellung von Farbmassen dem Kohlenoxydruß überlegen.
Es genügt in den meisten Fällen bereits der Zusatz einer geringen: Menge :eines Carbonyls, um die Zersetzung der Kohlenwass:erstoffe zu Wasserstoff und fein zerteiltem Kohlenstoff bei einer bestimmten Temperatur außerordentlich zu beschleunigen. Man kann dabei so verfahren, daß man dem zu zersetzenden Gas, bevor :es in, den Zersetzungsofen geleitet wird, eine geringe Menge, meistens genügen o,i bis i,o Volumenprozent, Carbonyldampf beimischt oder daß man das Carbonyl, für sich oder mit einem anderen Gase vermischt, in Dampfform, als Flüssigkeit oder in fein verteilter, fester Form in den Ofen einführt. Eisen- oder Nickelcarbonyl kann man z. B. in Dampfform einblasen oder in flüssiger Form mittels einer Düse einspritzen, Kobalt- oder Molybdäncarbonyl als feines Pulver, z. B. mittels eines Siebes oder einer Förderschnecke, in den Ofen einführen. Oft ist es vorteilhaft, ein Gemisch verschiedener Carbonyle anzuwenden, z. B. eine Lösung von Kobalt- in Nickelcarbonyl. Die festen Carbonyle lassen sich auch in Lösungsmitteln, wie Alkoholen, Benzin, Benzol o. dgl., anwenden; solche können auch zusammen mit flüssigen Carbonylen Anwendung finden.
Die Temperatur, bei der die Zersetzung, zu Kohlenstoff und Wasserstoff am günstigsten verläuft, ist für jeden Kohlenwasserstoff bzw. für jedes Gasgemisch verschieden. Im allgemeinen liegt sie bei Anwendung von. Olefinen ungefähr zwischen 350 und 500°C, während sie für gesättigte Kohlenwasserstoffe höher liegt.
Die Herstellung von Ruß nach dem vorliegenden Verfahren läßt sich in an sich bekannter Weise unter erhöhtem oder - vermindertem Druck und gegebenenfalls unter Zusatz von indifferenten oder reaktionsfördernden Gasen oder Dämpfen- z. B. Stickstoff, Wasserstoff oder Wasserdampf, vornehmen.
Die bekannte thermische Zersetzung von Kohlenwasserstoffen in Gegenwart von Katalysatoren, z. B. Oxyden des Eisens, hat die Nachteile, daß sich in dieser Weise nicht ohne besondere Maßregeln kontinuierlich, arbeiten läßt und daß die Wirksamkeit des Katalysators durch ständige Zufuhr frischer Kontaktmasse aufrechterhalten werden muß, um eine genügende Zersetzung der Kohlenwasserstoffe zu erzielen. Die Folge davon ist, daß man einen Ruß erhält, dem verhältnismäßig große Mengen der Kontaktmasse beigemengt sind. Bei dem vorliegenden Verfahren hingegen läßt sich leicht kontinuierlich arbeiten; insbesondere im Falle der Zufuhr der Metallcarbonyle in dampfförmigem, flüssigem oder gelöstem Zustand wird eine leichte Regelung der zugeführten Menge und eine äußerst feine Verteilung der Kontaktmasse in den zur Zersetzung gelangenden Kohlenwasserstoffen ermöglicht. Die Carbonyle verdampfen allmählich, wenn sie nicht schon dampfförmig zugeführt werden, beim Eintritt in den Zersetzungsofen und zerfallen dann unter Bildungseines äußerst feinen und sehr aktiven Metallnebels. Da bereits durch Zusatz sehr geringer Mengen von Carbonyjen eine starke Zersetzung der Kohlenwasserstoffe erreicht wird, so erhält man einen nur schwach metallhaltigen Ruß, der sich meistens ohne weitere Reinigung verwenden läßt. Beispiel z Durch einen Ofen, den man durch Außenheizung auf einer Temperatur von 400 bis 42o° C hält, wird ein aus 99,5 Teilen Äthylen und 0,5 Teilen Nickelcarbonyl bestehendes Gasgemisch geschickt. Man erhält Ruß in einer Ausbeute von 7o bis 8o % der Theorie. Das Abgas besteht in der Hauptsache aus Wasserstoff, dem noch etwas umzersetztes Äthylen sowie Methan und Äthan beigemischt sind. Der Ruß kann vorteilhaft als Füllstoff für natürlichen oder künsflichen Kautschuk oder ähnliche Produkte verwendet werden. Beispiel 2 Durch ein senkrecht stehendes, von außen auf 6oo bis 65o° C beheiztes Kupferrohr leitet man ein Gasgemisch aus 99,8 Teilen Athan und o,2 Teilen Eisencarbonyl. Der Kohlenwasserstoff wird zu 8o bis 85 % in fein verteilten Kohlenstoff und Wasserstoff gespalten. Der Kohlenstoff wird in einem am unteren Ende des Rohrs angebrachten: Gefäß aufgefangen, aus dem er zeitweise oder kontinuierlich, z. B. mittels einer Förderschnecke, ausgetragen wird. Die Abgase verlassen durch einen an dem Rohr angebrachten Stutzen die Vorrichtung.

Claims

PATENTANSPRUCFI ; Verfahren zur Herstellung von Ruß durch. thermische Zersetzung von Kohlenstoffverbindungen in Gegenwart von Metallcarbonylen, insbesondere der Eisengruppe, dadurch gekennzeichnet, daß Kohlenwasserstoffe, insbesondere Olefine, Diolefine, Acetylene u. dgL, als Ausgangsstoffe verwendet werden.