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Verfahren zur spaltenden Druckhydrierung organischer Stoffe Bei der-
-spaltenden Druckhydrierung organischer Substanzen ist es erwünscht, bei einer möglichst
hohen Reaktionstemperatur zu arbeiten, um das Molekül weitgehend zu lockern und
dadurch die Anlagerung von Wasserstoff zu erleichtern.
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Da nun der Lockerungspunkt nahe bei dem Totalzersetzüngspunkt liegt,
ergibt sich der übelstand, daß leicht ein vollständiger Abbau bis zum Kohlenstoff
eintritt, der als solcher einmal nicht verwertbar ist und des weiteren als fester
Rückstand den Gang des Verfahrens außerordentlich erschwert und durch Substanzverlust
die Wirtschaftlichkeit erheblich verringert.
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Es wurde nun gefunden, daß die spaltende Druckhydrierung bei einer
Temperatur oberhalb dieses ursprünglichen Zersetzungspunktes stattfinden kann, wenn
die Wandungen der Reaktionsgefäße bzw. im Reaktionsgefäß befindliche metallene Füllkörper,
Auskleidungen u. dgl. durch basisch reagierende Stoffe, allein oder im Gemisch mit
anderen Stoffen, aktiviert werden. Die Aktivität der Reaktionsgefäße hält lange
Zeit hindurch an, ohne wesentlich an Wirksamkeit zu verlieren.
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Während man beispielsweise bei der spaltenden Hydrierung von z. B.
Kohle m einem Autoklaven, der mit alkalischen Stoffen nicht in Berührung gekommen
ist, schon bei 45o° etwa 40 % verkoktes Material erhält, kann in einem Autoklaven,
der vorher mit z. B. Ätzkali behandelt worden ist, ohne Verkoken die Temperatur
auf 46o° und höher gesteigert werden.
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An Ölen, bis 33o° siedend, erhält man im unaktivierten Autoklaven
29 9/o, während man unter genau den gleichen Bedingungen im mit Alkali aktivierten
Autoklaven 38 % öle, bis 330° siedend, erhält. -Das gleiche gilt bei der spaltenden
Hydrierung von anderen Stoffen mit relativ niedrigem Totalzersetzungspunkt.
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Beispiele Ein rotierender Autoklav wurde mit - Natronlauge halb gefüllt,
geschlossen und .unter Drehen .erwärmt. Nach- dem öffnen- wurde der Autoklav mit
heißem Wasser derart gründlich ausgespült, daß das auslaufende Wasser neutrale Reaktionen
besaß.
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In dem so aktivierten Autoklaven - wurde unter folgenden Bedingungen
gearbeitet: Ausgangsmaterial Lohberg, Gasflammkohle 2309, 9o g Pasteöl, Anfangswasserstoffdruck
I25 Atm., 2 Stunden Anheizdauer; 2 Stunden wurde die Höchsttemperatur eingehalten.
Bei einer Reaktionshöchsttemperatur von.45o° ergab sich ein Ausbwß, der 89 % der
angewendeten Menge betrug. Bei der Destillation ergaben sich, berechnet auf das
Ausgangsmaterial, 14,4 o/o bis 23o° und 16,2 % bis 33o° siedende öle.
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Die Temperatur wurde in einem weiteren Versuch auf 46o° gesteigert
und sonst unter den gleichen Bedingungen gearbeitet. Es ergab sich- ein- Ausguß,
der 89 % betrug und
der nicht die geringsten Koksanteile aufwies.
Bei der Destillation ergaben sich, berechnet auf das Ausgangsmaterial, 15,6 % bis
23o° und 16,6 % bis 33o° siedende Öle.
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Ähnlich günstige Resultate ergaben sich bei Aktivierung des Autoklaven
mit anderen alkalisch wirkenden Stoffen, wie z. B. Natriumcarbonat, Aluminiumoxyd
zusammen mit Kalilauge und anderen Stoffen.
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Die Resultate .waren ungefähr die gleichen, auch wenn zusammen mit
der Aktivierung -die hydrierende Spaltung vorgenommen wurde. In diesem Falle ist
es allerdings notwendig, die Aktivierungsoperation ungefähr drei- und mehrmal zu
wiederholen.
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In jedem Falle bleibt die Aktivität des Autoklaven erhalten, und es
kann ohne weitere Zusätze gearbeitet werden, . wobei der Erfolg für eine Dauer von
fünf bis zehn und mehr Chargen der gleiche bleibt.
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Abgesehen von der Mehrausbeute an den wertvollen niedrigsiedenden
Stoffen tritt als besonders günstig der Umstand ein, daß die Reaktionstemperatur
erhöht werden kann, ohne Koksbildung und Koksabscheidung befürchten zu müssen.
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Wird nämlich unter den gleichen Bedingungen mit einem Autoklaven gearbeitet,
der nicht aktiviert ist, so wird unter den,gleichen Bedingungen bei einer Reaktionstemperatur
von q.q.o° ein Ausguß erhalten in der :Menge von 9o % der angewandten Paste. Bei
der Destillation wird erhalten, in Prozenten des Ausgangsmaterials berechnet,
13,5 % bis 23o°, 17,7 % bis 33o° siedende Öle.
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Wird die Temperatur in einem weiteren Versuch auf q.50° gesteigert,
so tritt schon bei dieser Temperatur eine beträchtliche Verkokung ein. Es wurde
erhalten ein Ausguß in der Menge von .9 r,9 %, der 40 % Koks enthielt. Bei. der
Destillation ergaben sich, berechnet auf die angewendete Paste, 12,8 % bis 23o°
und 13,9 % bis 33o° siedende Öle.
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Es ist schon vorgeschlagen worden, beider spaltenden Druckhydrierung
basische Katalysatoren bzw. Zusatzstoffe anzuwenden. Die Verwendung derartiger Katalysatoren
ist jedoch nicht Gegenstand der Erfindung, sondern Gegenstand der Erfindung ist
ein Aktiviererr der Reaktionsgefäße. Diese Reaktionsgefäße sollen also vor der Reaktion
mit basischen Stoffen aktiviert werden, so daß dann die eigentliche Reaktion ohne
Zusatz von basischen Stoffen vor sich geht.
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Wird diskontinuierlich gearbeitet, so kann auch die Aktivierung gleichzeitig
mit der Behandlung der ersten Charge vorgenommen werden; immer aber wird dann, wenn
die Apparatur aktiviert ist, ohne Zusatz von basischen Stoffen gearbeitet.
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Das gleiche ,gilt für das kontinuierliche Verfahren. Dort wird entweder
vor Beginn des Arbeitens mit dem zu behandelnden Ausga4gsmaterial die Apparatur
aktiviert und,das Ausgangsmaterial dann ohne Zusatz von basischen Stoffen eingebracht,
oder es kann auch hier zunächst gleichzeitig mit der eigentlichen Reaktion im Anfang
die Aktivierung vor sich gehen und später, wenn die Aktivierung der Reaktionsgefäße
durchgeführt ist, ohne Zusatz von basischen Stoffen gearbeitet werden.
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Da die Aktivität immerhin im Laufe der Zeit etwas nachläßt, ist von
Zeit zu Zeit eine Reaktivierung durchzuführen.