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Verfahren zur Beeinflussung katalytischer Reaktionen zwischen Gasen
und Flüssigkeiten Nach dem Stande der Technik sind manche chemischen Prozesse, die
auf katalytischer Wirkungsweise aufgebaut sind, mit gewissen Mängeln verbunden,
die sich z. B. durch zu lange Zeitdauer der Reaktion, durch zu hohe Temperatur und
zu hohen Druck kennzeichnen oder dadurch, daß sich nicht immer befriedigende Ausbeuten
ergeben.
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Das Verfahren nach der Erfindung begegnet diesen Nachteilen. Es ist
zwar bekannt, daß stickoxydhaltige Gase, wenn sie durch Tonpfeifen in alkalische
Flüssigkeiten eingeführt werden, denen man einen Zusatz von Seifenlösung beigegeben
hat, wirkungsvoll absorbiert werden. Es ist ferner bekannt, daß durch gewöhnliches
Einblasen von oxydierenden Gasen in flüssige Kohlenwasserstoffe zugleich in Gegenwart
von Katalysatoren in fester Form Öxydationsvorgänge möglich sind, die auch eine
Schaumbildung im Gefolge nach sich ziehen können, wie sich das bei der viskosen
Natur dieser Flüssigkeiten, die das eingeblasene Gas in groben Glasperlen festhalten,
zwangslos ergibt. Die vorliegende Erfindung führt ein neues und vorteilhaftes Moment
für die Art von katalytischen Reaktionen dadurch ein, daß sie unter gleichzeit,
iger Verwendung kolloidaler Katalysatoren Wert auf möglichst große und möglichst
gleichmäßige Aufteilung des oder der Reaktionsteilnehmer legt, weil ja eine derartige
Aufteilung der Reaktionsoberfläche eine wesentliche Rolle e für das beste Gelingen
des chemischen Prozesses bedeutet. Dieses erreicht man dadurch, daß man eine geeignete
poröse Masse benutzt, durch die der oder die gasförmigen Reaktionsteilnehmer restlos
in eine schaumerzeugende Flüssigkeit durchgedrückt werden, in der sie zusammen mit
kolloidal gelösten Katalysatoren allein oder mit diesen und anderen gelösten Bestandteilen
feinste Schaumteilchen in der verlangten und beschriebenen Aufteilung bilden.
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Es ist schließlich auch bekannt, daß im Beisein von festen Katalysatoren
Wasserstofr oder wasserstoffabgebende Gase oder Dämpfe durch eine poröse Masse in
Öle gedrückt werden können, wobei auch Scha, umbildung auftreten kann. Die vorliegende
Erfindung benutzt jedoch kolloidale Katalysatoren. Die gleichzeitige Verwendung
von Schaum und kolloidalen, katalytisch wirksamen Stoffen unter einfachsten Bedingungen
- meist bei spiesweise bei Zimmertemperatur - zur Beeinflussung chemischer Reaktionen
ist bisher noch nicht vorgeschlagen worden. Es werden hierdurch, wie die Beispiele
zeigen, erhebliche Vorteile erzielt.
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Die Flüssigkeit kann erfindungsgemäß neben schaumerzeugenden Stoffen
aller Art, beispielsweise Saponin, und neben einem oder
mehreren
kolloidalen Katalysatoren auch feste, emulgierte, suspendierte oder gelöste Verbindungen
enthalten. Das zur Schaumbildung erforderliche Gas oder Gasgemisch erzeugt den Schaum
mit der Flüssigkeit dadurch, daß es durch geeignete poröse oder gasdurchlässige
Körper in die Flüssigkeit eingedrückt wird; dabei wird es notwendig sein, als poröse
Körper überwiegend solche von feinster Porengröße, etwa von 10 H abwärts, beispielsweise
Porzellanröhren, anzuwenden, doch können auch andere poröse oder gasdurchlässige
Stoffe in Frage kommen.
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Es entsteht also Schaum, der mit Hilfe der kolloid gelösten Katalysatoren
die beabsichtigte Reaktion während seines Entstehens oder noch in der Flüssigkeit
vollbringt.
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Zur Bildung solchen Schaumes muß irgendeine schaumerzeugende Verbindung,
wie z. B.
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Saponin, fettsaures oder zimmtsaures Salz, auch anorganische Verbindungen
u. a. m., in der Flüssigkeit zugegen sein. Solch ein Schaum kann sich späterhin
oberhalb der Flüssigkeit absetzen und kenntlich machen.
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Die Deutlichkeit dieses Vorganges hält sich in großen Grenzen, da
die Lebensdauer der verschiedenen Schaumarten sehr unterschiedlich ist. Wird das
zugeführte Gas im Verlauf der Reaktion in feste oder flüssige Produkte restlos übergeführt,
so erscheint über der Flüssigkeit kein Schaum mehr.
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Beispiel 1 Werden 100 ccm Knallgas bei gewöhnlicher Temperatur mit
einem Druck von ungefähr o, 6 Atmosphären in 10 Minuten durch einen feinporigen
Körper in 100 ccm Wasser gedrückt, das 0,1 g Saponin und 0, ob5 g kolloides wasserlösliches
Palladium gelöst enthält, wobei diese wäßrige Lösung einer Flüssigkeitssäule von
ungefähr 75 cm Höhe entspricht, so wird die angewandte Menge Knallgas vollkommen
zu Wasser verbrannt ohne Zusatz von kolloidem Palladium, d. h. also z. B. mit festem
Palladiummohr unter gleichen Bedingungen, jedoch nur zu 20 010.
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Beispiel Die völlige Hydrierung von o, 6 g Zimmtsäure, die in das
entsprechende Natriumsalz vorher zu überführen ist und selbstschäumend wirkt, in
wäßriger Lösung bei Anwesenheit von 0, ob5 g kolloidem wasserlöslichen Palladiums
gelingt beim Durchdrücken von Wasserstoff durch einen feinporigen Körper nach dem
vorliegenden Verfahren bei gewöhnlicher Temperatur und mäßigem Druck in IO Minuten,
dagegen ohne kolloides Palladium, beispielsweise mit festem Palladiummohr, erst
in einer ganzen Anzahl von Stunden.
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Beispiel 3 In 200 ccm Wasser, die einer Flüssigkeitssäule von annähernd
50 ccm entsprechen, befinden sich emulgiert 1 g Olivenöl sowie gelöst 0,2 g Saponin
und 0,05 g kolloides Palladium. Wird bei 60 bis 70" Wasserstoff durch einen feinporösen
Körper mit einem Druck von ungefähr o, 6 Atmosphären in diese Lösung gedrückt, so
ergibt sich nach 2112 Stunden ein weißes Fett vom Schmelzpunkt 670 und der Jodzahl
1,5. Eine derartige Katalyse läßt sich mit gleich geringen Mengen eines festen Katalysators
überhaupt nicht vollführen.