DE618315C - Verfahren zur Gewinnung von Kohlenwasserstoffen durch Druckhydrierung - Google Patents

Description

• Verfahren zur Gewinnung von Kohlenwassersto$en durch Druckhydrierung Bei der Herstellung wertvoller flüssiger Produkte von der Art der Benzine, Schmieröle, Dieselöle usw. aus Kohlearten, Teeren, Mineralölen ,usw. durch Behandlung mit Wasserstoff oder wasserstoffabgebenden Gasen unter Druck, insbesondere hohem Druck, ist es bekannt, daß ein sehr viel schnellerer und glatterer Verlauf der Reaktion erzielt wird, wenn bei verhältnismäßig hohem Partialdruck der Hydriergase ein geringerer Partialdruck der zu verarbeitenden organischen Stoffe aufrechterhalten wird. Dies wird durch geeignete Regelung der Menge der Hydriergase erzielt. Einer weitgehenden Durchführung dieser Arbeitsweise stehen jedoch insofern praktisch große Schwierigkeiten entgegen, als schließlich eine zu starke Verdünnung der gewünschten Produkte auftritt und alsdann deren Gewinnung praktisch nicht mehr möglich oder so teuer wird, daß der wirtschaftliche Erfolg des Verfahrens in Frage gestellt wird.
• Es wurde nun gefunden, daß man in einfacher Weise diese Schwierigkeiten überwindet, wenn man bei der Druckhydrierung von Kohlearten, Teeren, Mineralölen usw. die verwendeten Gase und gebildeten Dämpfe dauernd in einem Kreislauf in noch heißem Zustand ohne erhebliche Abweichung von der im Reaktionsraum herrschenden Temperatur in den Reaktionsraum zurückführt und aus dem Kreislauf die Gase und die gebildeten Dämpfe ganz periodisch oder teilweise kontinuierlich abführt. Es sollen also an keiner Stelle des Kreislaufs die Gase zwecks Kondensation gekühlt werden. Die auszuführende Behandlung geht auf diese Weise sehr viel rascher vor sich. Durch diese Arbeitsweise wird das Umpumpen großer Gasmengen wirtschaftlich ausführbar gemacht und damit eine weitgehende Durchspülung etwa verwendeter Katalysatoren und innige Berührung und Durchmischung der Katalysatoren und der Reaktionsgase bewirkt. Auch wird durch die große Menge der umgepumpten Gase und Dämpfe eine gute Wärmeverteilung bewirkt. Man hält zweckmäßig den Partialdruck der zu verarbeitenden Stoffe sehr niedrig, wodurch bei der Druckhydrierung von Kohlearten usw. im wesentlichen niedrigsiedende Produkte gewonnen werden können. Hat die Konzentration der zu gewinnenden Produkte in dem heißen Gaskreislauf ein bestimmtes Maß erreicht, dann kann man zwecks Gewinnung der Reaktionsprodukte entweder die gesamten im Kreislauf befindlichen Gase und Dämpfe abführen und die Reaktionsprodukte aus ihnen igewinnen oder noch besser derart verfahren, daß man an irgendeiner Stelle des heißen Gaskreislaufes einen Teil der Gase und Dämpfe mit den zu gewinnenden Produkten abzweigt und letztere alsdann, z. B. durch Kondensation, gewinnt und entweder frische Gase dabei einführt oder die Restgase nach Aufheizung in den heißen Kreislauf zurückführt. Man kann die zu verarbeitenden Stoffe im Reaktionsraum fortbewegen und hierbei im Gegenstrom oder Gleichstrom mit den Kreislaufgasen arbeiten.
• Man kann durch diese Arbeitsweise insbesondere zu wertvollen niedrigsiedenden Produkten gelangen, deren Ausbeute sich durch Wahl geeigneter Temperaturen sowie durch Anwendung geeigneter Katalysatoren noch erhöhen läßt. Auch erreicht man, d'aß die sich bildenden Kohlenwasserstoffe schnell hinweggeführt werden, so daß die Reaktion ungestört weiterverlaufen kann und unter geringer Bildung von Gasen, z. B. Methan, ein weitgehender Umsatz in die gewünschten Endprodukte erzielt wird. Man kann auch durch Rückführung der leichten Kohlenwasserstoffe in den Reaktionsofen und durch Aufrechterhaltung entsprechender Temperaturen die Bildung wertvoller, vorwiegend gasförmiger oder sehr niedrigsiedender Produkte, z. B. von der Art der Propane, Butane, Butylene, Pentane usw., bewirken und so übersiedegerechte Benzine, z. B. Rennbenzine oder Treibstoffe für Flugzeuge usw., erzeugen. Als besonders geeigneter Katalysator kann hierbei ein aus Molybdänsäure, Chromoxyd, Kaolin und Aluminiumpulver bestehendes Gemisch verwendet werden. Man kann auch derart arbeiten, daß man in den heißen Kreislauf der Gase einen zweiten Reaktionsraum einschaltet, der mit einem geeigneten Katalysator gefüllt sein kann, und hier die im ersten Reaktionsraum gebildeten, z. B. höhersiedenden Produkte in gewünschter Weise weiterverarbeitet, z. B. auf Benzine. Man kann auch durch Anwendung geringer Temperaturänderungen im heißen Kreislauf der Gase außerhalb des Reaktionsraumes, zweckmäßig unter Einwirkung von Katalysatoren, eine weitere, gegebenenfalls stufenweise Umwandlung der primär entstandenen Produkte hervorrufen, so daß der Partialdruck der Primärprodukte jeweils niedrig gehalten wird und die Vorbedingung für die. weitere Entstehung der primären Umwandlungsprodukte gegeben ist, während die umgewandelten Produkte zum Teil weiter- ausgepumpt werden. Besonders geeignet ist das Verfahren für die Umwandlung hochsiedender Kohlenwasserstoffe in niedrigsiedende, wobei in flüssigem Zustand gearbeitet wird. Hierbei kann es sich empfehlen, im Reaktionsraum selbst keine Katalysatoren zu verwenden, dagegen an beliebiger Stelle im heißen Gaskreislauf, weil sonst die Verunreinigungen der umzuwandelnden flüssigen Kohlenwasserstoffe im Reaktionsraum unter Umständen die Katalysatoren vergiften könnten.
• Man hat bereits vorgeschlagen, bei Schwelverfahren das Schwelgas im Kreislauf wiederholt durch den Ofen zu leiten und die gebildeten Dämpfe erst nach der gewünschten Sättigung abzuführen. Bei dem vorliegenden Verfahren handelt es sich um eine spaltende Druckhydrierung, bei der mit Rücksicht auf die Katalysatoren und den hohen Wasserstoffpartialdruck keine mit diesem bekannten Verfahren vergleichbaren Bedingungen gegeben sind. Bei einer anderen Ausführungsform des früher vorgeschlagenen Verfahrens werden die Gase nur innerhalb des Reaktionsraumes selbst umgepumpt, was hier nicht beansprucht wird. Jene Arbeitsweise, die nur für stark exotherme Reaktionen beschrieben ist, hat übrigens den Nachteil, daß bei ihrer Anwendung auf das vorliegende Verfahren zur Aufrechterhaltung der hohen Temperaturen eine starke Beheizung des Reaktionsraumes selbst erforderlich ist, was leicht zu Überhitzungen und schädlichen Reaktionen (Kohleabscheidung, Gasbildung) führen würde.
• An Hand beiliegender Zeichnung sei eine Ausführungsform des Verfahrens näher erläutert: Im Hochdruckofen a befindet .sich der mit Katalysator beschickte, durch den zylindrischen Mäntel c begrenzte Reaktionsraum b. Zwischen dem Reaktionsraum und dem äußeren Hochdruckrohr befindet sich ein schalenförmiger Hohlraum k.
• In dem oberen Teil des Reaktionsraumes ist eine Gaspumpe g angeordnet. Die zu behandelnden Stoffe werden bei d eingeführt, frischer Wasserstoff kann bei e eintreten. Die Abführung der gebildeten Produkte erfolgt bei f. Die abziehenden. Produkte werden im Kühler l kondensiert und« im Abstreifer h abgetrennt. Die nicht kondensierten Gase werden vermittels der Pumpe i in den Reaktionsraum zurückgeführt. Arbeitet die innere Pumpe g mit größerer Schnelligkeit als die äußere Pumpe i, so wird jeweils ein Teil der durch die Pumpe i umgepumpten Gase aus dem Reaktionsraum b durch die Schale k und wieder in den Reaktionsraum im Kreislauf ohne Abkühlung zurückgeführt.
• Die Aufheizung der Reaktionsstoffe erfolgt durch unter gewöhnlichem Druck befindliche Heizgase, die entweder die Reaktionsstoffe vor ihrem Eintritt bei d und den Wasserstoff vor seinem Eintritt bei e oder nur den letzteren auf die zur Einstellung der Reaktionstemperatur im Ofen a erforderliche Temperatur heizen.
• Durch diese Arbeitsweise wird mit verhältnismäßig geringen Gasmengen eine weitgehende Durchspülung der zu behandelnden Produkte einschließlich der Katalysatoren und damit eine erhöhte Wirksamkeit erzielt.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: r. Verfahren zur Gewinnung von Kohlenwasserstoffen oder Kohlenwasserstoffderivaten durch Druckhydrierung von Kohlearten, Teeren, Mineralölen usw., wobei die Hydriergase im Kreislauf geführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendeten Gase und gebildeten Dämpfe dauernd in einem Kreislauf in noch heißem Zustand ohne erhebliche Abweichung von der im Reaktionsraum herrschenden Temperatur in den Reaktionsraum zurückgeführt und aus dem Kreislauf die Gase und die gebildeten Dämpfe ganz periodisch oder teilweise kontinuierlich abgeführt werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß man außerhalb des Reaktionsraumes, gegebenenfalls unter Einwirkung von Katalysatoren durch geringe Temperaturänderungen eine weitere, gegebenenfalls stufenweise Umwandlung der primär entstehenden Produkte vornimmt.