DE551945C - Herstellung von Metallcarbonylen - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 8. JUNI 1932

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

ΛΙ 551 KLASSE 12 η GRUPPEl

I. G. Farbenindustrie Akt.-Ges. in Frankfurt a. M.*)

Herstellung von Metallcarbonylen

Patentiert im Deutschen Reiche vom 4. Juli 1930 ab

Bei der Herstellung von Metallcarbonylen durch Einwirkung von Kohlenoxyd oder solches enthaltenden Gasen auf carbonylbildende Materialien ist es, insbesondere beim Arbeiten unter Druck, sowohl zur Erzielung guter Raumzeitausbeuten als auch zur Vermeidung von Störungen durch Kohlenoxydzerfall von besonderer Bedeutung, die große Reaktionswärme abzuführen und etwaige Temperaturschwankungen, auch örtliche, rasch und gleichmäßig zu beseitigen.

Es wurde nun gefunden, daß sich dies ohne die Nachteile besonderer Heiz- und Kühlvorrichtungen ermöglichen läßt, wenn man die Regelung der Temperatur durch Gase, die von solcher Art sein sollen, daß sie weder die Ausgangsstoffe noch die entstehenden Stoffe nachteilig beeinflussen, zweckmäßig durch das Reaktionsgas selbst, bewirkt. Die diesem Zwecke dienenden Gase lassen sich ohne Schwierigkeiten mit solcher Temperatur und in solcher Menge in den Reaktionsraum einführen, daß die erwünschte Temperaturänderung in der erforderlichen Zeit stattfindet. Ist z. B. die Temperatur im Reaktionsraum zu hoch, so führt man entsprechende Mengen kalter Gase durch den Ofen und nach erneuter Kühlung oder erforderlichenfalls Heizung, zweckmäßig ohne Druckentspannung, im Kreislauf in den Ofen zurück. Zur Beseitigung einer unerwünschten Temperatursenkung wird in entsprechender Weise vorgeheiztes Gas angewendet. Da die Bildung von Metallcarbonylen durch Einwirkung von Kohlenoxyd auf metallhaltige Materialien eine gegenüber Temperaturschwankungen, insbesondere -Senkungen, empfindliche Reaktion ist, so war es nicht vorauszusehen, daß sich im technischen Betrieb die Reaktionstemperatur in der angegebenen Weise sicher regeln läßt, da man insbesondere befürchten mußte, daß die zugeführten kalten Gase die Reaktion zunächst örtlich und dann allmählich innerhalb des ganzen Reaktionsraumes zum Stillstand bringen würden.

Der Unterschied zwischen der Temperatur des Gases und der Temperatur des Reaktions- 4-5 raumes kann leicht den Erfordernissen angepaßt werden. Zwecks Vermeidung großer Strömungsgeschwindigkeiten im Reaktionsraum wählt man vorteilhaft diesen Unterschied verhältnismäßig groß; jedoch ist man einerseits durch den Eintritt von Kohlenoxydzerfall bei allzu hoher Temperatur des eingeführten Gases und andererseits durch die Gefahr begrenzt, daß das eingeführte kältere Gas die Reaktion zunächst an der Eintrittsstelle, dann immer weiter fortschreitend zum Stillstand bringt.

Eine besonders gleichmäßige Kühl- bzw. Heizeinrichtung wird erzielt, wenn man die Gase nicht an einer einzigen Stelle in den Ofen eintreten, sondern an mehreren Stellen ein- und bzw. oder austreten läßt, wie dies im Patent 547 024 angegeben, jedoch im Hinblick auf eine zielbewußte Temperaturbeeinflussung nicht vorgesehen ist. Durch diese Maßnahme läßt sich die Gefahr, den Ofeninhalt örtlich zu kalt oder zu heiß zu blasen, weitgehend vermeiden, so daß

*) Von dem Patentsweher sind als die Erfinder angegeben worden:

Dr. Max Naumann und Dr.-Ing. Leo Schlecht in Ludwigshafen a. Rh.

man in diesem Falle die Reaktionsgase ζ. Β. sogar tiefgekühlt anwenden kann. Um eine möglichst rasche Aufheizung des Ofeninhaltes zu bewirken und um zu Hohe, Hen: Zerfall des Kohlen-5 oxyds begünstigende Temperaturen zu vermeiden, ist im Falle der Heizung mittels Gasen deren Zuführung an mehreren Stellen des Ofens geboten. Man hat zwar bereits vorgeschlagen, bei der Herstellung von Eisencarbonyl die Heizung ganz oder teilweise durch Vorwärmen der einzuführenden frischen Gase erfolgen zu lassen ; indessen war hierbei die Zuführung des erhitzten Frischgases an mehreren Stellen des Ofens nicht vorgesehen. Durch diese Maßnahme wird eine technisch sichere und schnelle Aufheizung bzw. Temperaturregelung gewährleistet.

Ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die Vorrichtungen, die zur Aufnahme der abzuführenden und zur Abgabe der zuzuführenden Wärme dienen, räumlich mehr oder weniger getrennt von der zur Carbonylbildung dienenden Vorrichtung angeordnet werden können und nicht, wie bei anderen Arbeitsweisen, bei denen Kühlvorrichtungen an oder im Ofen angebracht sind, an diesen gebunden sind. Hierdurch können insbesondere die Vorrichtungen, die der sich anschließenden Wärmeabgabe der den Ofen verlassenden Gase dienen, eine zur Wärmeabführung möglichst geeignete Ausbildung erhalten, wodurch die Verwertung der Wärme, z. B. die Erzeugung von Hochdruckdampf unter Anwendung des Gegenstromprinzips, sehr erleichtert wird.

Besonders vorteilhaft ist es, die abgeführte Wärme bei jenen Vorgängen der Carbonylherstellung und -verarbeitung selbst nutzbar zu machen, die Wärme verbrauchen, insbesondere bei der Vorbereitung der carbonylbildenden Stoffe, z. B. zur Vorwärmung des Reduktionsgutes und gegebenenfalls der bei der Reduktion angewandten Gase, bei der thermischen Zersetzung der Metallcarbonyle zur Vorwärmung der Heizgase und Verdampfung der Carbonyle sowie bei der Weiterverarbeitung der hierbei erhaltenen Metalle. Eine besonders vorteilhafte Verwertung der Abwärme besteht in solchen Fällen, in denen unmittelbar heiße Gase als solche verwendet werden, z. B. heißes Kohlenoxyd bei der Zersetzung der Carbonyle im Hohlraum eingeleitet werden soll, darin, daß man die heißen Gase aus dem Behälter, wo die Carbonylbildung erfolgt, abzieht und sie unmittelbar dem betreffenden Zweck zuführt. Unter Umständen kann es zweckmäßig sein, die Temperaturregulierung nicht vollständig durch Gas zu bewirken, sondern z. B. Heiz- und Kühlschlangen mit heranzuziehen. Man kann beispielsweise die grobe Temperaturregulierung durch derartige Vorrichtungen bewirken, während die Feineinstellung der Temperatur dann durch die Reaktionsgase erfolgt. Die Heiz- und Kühlvorrichtungen werden dabei zweckmäßig so eingerichtet, daß einzelne Zonen des Reaktionsbehälters unabhängig voneinander beeinflußt werden können, z. B. durch Anordnung mehrerer getrennter Rohrsysteme, Kühlkammern usw.

Die Kühlung und Heizung der Gase kann auf dem üblichen Wege erfolgen. Bei gleichzeitigem Betrieb mehrerer Öfen ist es vorteilhaft, die heißen Gase des einen Ofens durch die kalten eines anderen zu kühlen, wobei also der Wärmebedarf des einen Ofens vom anderen gedeckt wird. Falls beide öfen unter gleichem Druck arbeiten, können in solchen Fällen die Wände des Wärmeaustauschers sehr dünn gewählt werden; auch kann man die Öfen in solchen Fällen hintereinanderschalten und die heißen Gase des einen Ofens in den nächsten Ofen leiten.

Ist es notwendig, z. B. in Fällen, in denen eine sofortige starke Kühlung erforderlich ist, mit anderen Gasen als den Reaktionsgasen zu kühlen, beispielsweise mit inerten Gasen, die das Reaktionsgas verdrängen und daher die Reaktion zum Stillstand zu bringen vermögen, so verwendet man vorteilhaft solche, die leicht zu entfernen sind oder die mit dem Reaktionsgas zusammen ein für andere Zwecke brauchbares Gemisch liefern.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Metallcarbonylen durch Einwirkung von Kohlenoxyd oder solches enthaltenden Gasen auf carbonylbildende Materialien, dadurch gekennzeichnet, daß die Abführung überschüssiger Wärme durch in den Reaktionsbehälter eingeführte Gase, zweckmäßig durch das Reaktionsgas selbst, erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gas an mehreren Stellen des Reaktionsbehälters ein- und bzw. oder austreten läßt.

3. Weitere Ausbildung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung der Wärme durch in den Reaktionsbehälter eingeführte Gase, zweckmäßig durch das Reaktionsgas selbst, in der Weise erfolgt, daß die Gase an mehreren Stellen des Reaktionsbehälters ein- und gegebenenfalls austreten.