DE623631C

DE623631C -

Info

Publication number: DE623631C
Application number: DENDAT623631D
Authority: DE

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 30. DEZEMBER 1935

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 12 ο' GRUPPE 1 os

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

Patentiert im Deutschen Reiche vom 18. September 1929 ab

Bei der Druckhydrierung von Kohlearten, Teeren, Mineralölen o. dgl. zwecks Gewinnung wertvoller Kohlenwasserstoffe sind schon mehrere Heizmethoden vorgeschlagen worden, die sich teils auf die Vorheizung der Reaktionsteilnehmer oder eines Teils derselben vor Eintritt in den Reaktionsraum, teils auf die Heizung des Reaktionsraumes selbst beziehen. Die bisher vorgeschlagenen Verfahren der Außenheizung zeigen jedoch insofern Nachteile, als der Wärmeübergang vom Heizmedium auf die Gefäßwand und von dieser auf die Reaktionsteilnehmer im allgemeinen ungünstig ist. Bei der Innenheizung andererseits, z. B. mittels des vorgeheizten Wasserstoffes oder heißer Spülgase, stört meistens die geringe Wärmekapazität dieser Gase.

Es wurde nun gefunden, daß sich die Innenheizung in besonders einfacher und vor-

ao teilhafter Weise bewerkstelligen läßt, wenn man für die Erhaltung der erforderlichen Reaktionstemperatur, ohne den Reaktionsraum unmittelbar zu erhitzen, Verbindungen, die mit den Reaktionsteilnehmern unter *erheblicher Wärmeentwicklung zu reagieren vermögen, in solchen Mengen zusetzt, daß die gewünschte Reaktionstemperatur erreicht wird und erhalten bleibt.

Als derartige Stoffe kommen vor allem in Betracht sauerstoffhaltige Verbindungen, wie Phenole, die in Gegenwart von Katalysatoren durch den Wasserstoff unter starker Wärmeentwicklung reduziert werden, oder die Oxyde des Kohlenstoffs, deren Umsetzung mit Wasserstoff zu Methan eine Reaktion von hoher positiver Wärmetönung

(CO 4- 3 H₂ = CH₄+ H₂O + 49,4 CaI;

CO₂ + 4H₂= CH₄+ 2H₂O + 39,s CaI)

darstellt. Ferner kann man vorteilhaft solche flüssigen Kohlenwasserstoffe zusetzen, die unter den Arbeitsbedingungen mit stärkerer Wärmeentwicklung als das zu behandelnde Material reagieren; besonders in Frage kommen leichter als dieses siedende Kohlen-Wasserstoffe, da die Wärmeentwicklung bei der Hydrierung um so größer wird, je näher der Kohlenwasserstoff dem Methan steht. Es kann auf diesem Wege in vielen Fällen leicht die ganze Wärmemenge, die erforderlich ist, um die Reaktionstemperatur aufrechtzuerhalten, dem Reaktionsraum zugeführt werden. Durch entsprechende Dosierung der zuzusetzenden Stoffe läßt sich die Temperatur je nach Bedarf regem; auch kann man durch Zuführung der wärmeerzeugenden Stoffe an einer von der Einführungsstelle des zu behandelnden Materials mehr oder weniger weit entfernt liegenden Stelle oder an mehreren solchen Stellen, sei es bei langen oder bei

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

Dr. Mathias Pier in Heidelberg und Dr. Ernst Hochschwender in Leuna, Kr. Merseburg.

hintereinandergeschalteten Öfen, eine Aufheizung gerade an den Stellen bewirken, wo sonst ein unerwünschter Rückgang der Temperatur eintreten würde.
Beispielsweise kann man beim Arbeiten mit meThreren Öfen, die mit Verbindungsrohren versehen sind, den Zusatzstoff in dem zweiten bzw. dritten Ofen oder in das zwischen den Öfen liegende Verbindungsrohr einführen, ίο Es ist bekannt, bei -der Druckhydrierung die zu behandelnden kohlenstoffhaltigen Materialien durch vorerhitzte Gase, wie Wasserstoff, deren Temperatur weit höher liegt als die Reaktionstemperatur, auf die gewünschte Temperatur zu bringen. Bei dem vorliegenden Verfahren wird aber keiner der Reaktionsteilnehmer über die erforderliche Reaktionstemperatur erwärmt; der vorliegende Erfindungsgedanke besteht nämlich darin, daß dem Hydriergas oder dem Ausgangsprodukt ein Stoff in solcher Menge zugegeben wird, daß bei der. Umsetzung dieses Stoffes währ rend der Reaktion die notwendige Temperaturerhöhung erfolgt, die für das Erreichen ag der Reaktionstemperatur erforderlich ist.

Besonders wertvoll ist dieses Verfahren bei der Verarbeitung des Ausgangsstoffes in mehreren hintereinandergeschalteten Reaktionsöfen, wobei 'ein Temperaturabfall in den eüizelnien Reaktionsräumen infolge des Wärmeverlustes durch Abstrahlung oftmals unvermeidlich ist. In diesem Fall ist es nicht notwendig, dem Reaktionsofen ein in einem besonderen Heizsystem weit über die Reaktionstemperatur aufgeheiztes Heizmedium zuzuführen, sondern man bringt an die Stelle " des Reaktionsraumes, an der ein Temperaturabfall erfolgt ist, z. B. mit Hilfe eines Steigrohres, eine bestimmte Menge eines Gases oder eine Flüssigkeit und erhält durch die chemische Umsetzung dieses Zusatzstoffes die gewünschte Temperaturerhöhung.

Die Druckhydrierung von Kohle unter Zusatz von Phenolen ist ebenfalls bekannt; indessen wird hierbei in Abwesenheit von Katalysatoren gearbeitet, so daß die Phenole praktisch nicht verändert werden.

Beispiel 1 ■

Durch einen mit einem Molybdän und Zink enthaltenden Katalysator gefüllten Hochdruckofen werden unter 200 at Druck Wasserstoff und die Dämpfe einer Erdölfraktion, die in den Grenzen von 200 bis 350⁰ siedet, geleitet.

Dem Gemisch aus Wasserstoff und Öldämpfen, das vor dem Eintritt in den Ofen auf 440⁰ vorerhitzt wird, werden 0,5 0/0 Kohlendioxyd zugesetzt. 96 o/_o des Kohlendioxyds setzen sich im Ofen zu Methan um, so daß das den Ofen verlassende Gas nur 0,02 <y₀ Kohlendioxyd enthält. Die bei der Methanbildung entwickelte Wärme bewirkt, daß ohne weitere Wärmezufuhr im Ofen die für die Hydrierung erforderliche Reaktionstemperatur von 460⁰ erreicht und aufrechterhalten wird.

Beisp i^pel 2

Statt des Kohlendioxyds setzt man dem in Beispiel 1 angegebenen, auf etwa 440⁰ vorerhitzten Gemisch aus Wasserstoff und Öldämpfen Dämpfe einer im gleichen Temperaturbereich wie die Erdölfraktion siedenden Braunkohlenteerfraktion, die 28 <y₀ Phenole enthält, in einer Menge von 50 o/_o der Erdöldämpfe zu. Die Phenole werden bei der Hydrierung fast quantitativ unter Wasserbildung zu den entsprechenden Kohlenwasserstoffen reduziert. Die dabei 'entwickelte Wärmemenge bewirkt, daß im Ofen die gewünschte Reaktionstemperatur von 460⁰ ohne weitere Wärmezufuhr erreicht wird. Man kann auch statt des oben angegebenen Zusatzes eine entsprechende Menge noch phenolreicherer Teerfraktionen oder reiner Phenole den Ausgangsstoffen zumischen. ⁸S

Unterläßt man bei der Arbeitsweise gemäß den vorstehenden Beispielen den Zusatz von Kohlendioxyd bzw. -Phenolen, so erfolgt praktisch keine Umsetzung, da die Temperatur von 440⁰, auf welche die Ausgangsstoffe durch die Vorheizung gebracht sind, zur Durchführung der Reaktion nicht genügt.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Gewinnung wertvoller Kohlenwasserstoffe aus Kohlearten, Teeren, ■Mineralölen 0. dgl. durch Behandlung mit Wasserstoff unter Druck bei erhöhter Temperatur in Gegenwart von Katalysatoren, dadurch gekennzeichnet, daß ohne

• Anwendung ieiner besonderen Heizquelle zur Erhitzung des Reaktionsraumes den Ausgangsstoffen, nachdem sie nur bis unterhalb der Reaktionstemperatur aufgeheizt sind, und bzw. oder an denjenigen Stellen des ' Reaktionsraumes, an denen die Temperatur durch Abstrahlung vermindert ist, solche Stoffe zugesetzt werden, die mit den Ausgangsstoffen unter Lieferung der zur Erreichung der Reaktionstemperatur erforderlichen Wärme reagieren.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Zusatzstoffe sauerstoffhaltige Stoffe, wie Phenole oder Kohlenoxyde, verwendet werden.