DE744495C - Verfahren zur Regelung des Oxydationsgrades bei fortlaufenden Oxydationsverfahren - Google Patents

Description

• Verfahren zur Regelung des Oxydationsgrades bei fortlaufenden Oxydationsverfahren Bei der kontinuierlichen Oxydation aliphatischer Kohlenwasserstoffe mittels Sauerstoff oder solchen enthaltenden Gasen geht man: bekanntlich in :der Weise vor, daß man eine bestimmte Menge- des Ausgangsstoffes in das Reaktionsgefäß, z. B. einen. heizbaren und mit Luftzuführung versehernen Aluminiumzylinder, bringt und diese zunächst bis zu der gewünschten Säurezahl oxydiert. Durch Öffnern eines Ventils entnimmt man nun: stetig einen Teil des Oxydats, den man durch kontinuierliche Zugalbe frischen Ausgangsstoffes laufend ergänzt. Es leuchtet ein, daß bei konstanter Zufluß.geschwindigkeit, Temperatur, Luftgeschwindigkeit und gegebenenfalls auch Katalysatorkonzentration der Oxydationsgrad eines so gewonnenen Produktes, ausgedrückt in üblichen Einheiten, wie Säurezahl, Verseifungsz.ahl, Refraktometerzahl, Dielektrizitätskonstante, ebenfalls konstant ist.
• Nun lassen sich aber im praktischen Betrieb selten die vorgenannten Reaktionsbedingungen so konstant halten; daß völlige Gleichmäßigkeit des Erzeugnisses gewährleistet ist. Namentlich bei Einhaltung geringer Säurezahlen summieren sich in kurzer Zeit unvermeidbare Einstellfehler :derart, daß ein völlig abweichendes Produkt erhalten wird. Man kann, nun zwar durch ständige analytische Kontrollen an Hand entnommener Proben die Abweichungen vom Sollwert erkennen und -danach die Korrekturen. in den Einstellungen vornehmen. So erfolgt die Regelung des Oxydationsgrades nach ,der Patentschrift 541 315- durch Einstellung des Zuflusses des Ausgangsstoffes und des Abflusses des Oxydats an Hand von: titrimetrischen Analysen der von Zeit zu Zeit aus dem Oxydationsgefäß entnommenen Proben. Doch ist dieser Weg mit großen Zeitverlusten verbunden, an menschliche analytische Arbeit geknüpft und in vielen Fällen gar nicht gangbar.
• Das erfindungsgemäße Verfahren beruht auf .der Erkenntnis, daß die Dichte eines beispielsweise im wesentlichen aus Paraffin und Luft bestehenden schaumförmigen Oxydationsgemisches bei konstanter Temperatur und Luftgeschwindigkeit eine fast lineare Funktion des Oxydationsgrades ist; während die Dichte des Oxydats größer als die Dichte des verwendeten Ausgangsstoffes ist, ist idi: Dichte des schaumförmigen. Gemisches aus unverändertem Ausgangsstoff, Oxydat undeingeschlossener Luft geringer als die Dicht: des verwendeten Ausgangsstoffs und nimmt mit zunehmendem Oxydationsgrad und somit steigender Säurezahl ,des Reaktionsgemisches ab, da das flüssige. Gemisch infolge veränderter Oberflächenspannung und Viscosität mehr Luft eingeschlossen enthält als zu Beginn der Reaktion. Es befindet sich ;demnach in dem Reaktionsgemisch in einem kontinuierlich arbeitenden Oxydationsgefäß, das bekanntlich im- Gegensatz zu einer diskontinuierlich arbeitenden Vorrichtung immer in gleicher Höhe mit Oxydat angefüllt ist um so weniger Oxydat, je höher die Säurezahl des Reaktionsgemisches ist. Oxydiert man z. B. einen Fischer-Tropsch-Gatsch vom Schmelzpunkt 34I° und den Siedegrenzen 32o bis 442o° mit 1/1o cbm/kg # Std. Luft und Einhaltung der gleichen Füllhöhe des Oxy dationsgefäßes, so stellt man folgenden Zusammenhang zwischen den Säurezahlen des Reaktionsgemisches einerseits und der Dichte des im Oxydationsgefäß befindlichen Gemisches aus unverändertem Ausgangsstoff, Oxy dat und Luft andererseits fest.

  Säurezahl des Dichte des Reaktionsgemisches

  Reaktionsgemisches (Oxydat-Luft-Gemisches t;`cbtu)

  10 - 0545

  20 0,515

  40 0415

  6o 0,300

  80 0,=00

  Fußend auf diesen Feststellungen. und Erkenntnissen wurde nun gefunden, @daß man in einfacher Weise den Oxydationsgrad bei der kontinuierlichen Oxydation aliphatischer Kohlenwasserstoffe und bei anderen Oxydationsverfahren, bei denen die Dichte des aus Ausgangsstoff, Oxyd,at und dein gasförmigen, Sauerstoff enthaltenden Oxydationsmittel bestehenden schaumförmigen Oxydationsgemisches bei konstanter Temperatur und Gasgeschwindigkeit eine fast lineare Funktion des Oxydationsgrades ist, dadurch regeln kann, daß man den Zulauf des Ausgangsstoffes und den Ablauf des Oxydationsgemisches derart einstellt, daß die dem gewünschten Oxydationsgrad entsprechende Dichte des Oxydationsgemisches konstant bleibt. Das Verfahren läßt sich sowohl unter Anwendung einer direkten als auch einer indirekten Regelung, wie aus nachfolgenden Beispielen ersichtlich ist, durchführen. Beispiel i In einem mit Dampfheizung versehesten Aluminiumzylinder von 3,6o m Höhe und 0,4 in Durchmesser wird kontinuierlich Fischer-Tropsch-Gatsch vom F. 34.° und den Siedegrenzen 320 bis 42o° bei 12o° mit o,i cbin/kg Std. Luft oxydiert. Der Zufluß des Gatsches befindet sich in der Nähe des Bodenflansches, der Abfluß des Oxydats in 3,20 m Höhe. Die Luftverteilung erfolgt durch einen keramischen Zylinder mit den Abmessungen io X So cm. Zur Regelung der Oxydation läßt man :den Inhalt des Oxydationsgefäßes mit einer zweckmäßig mit dem gleichen Kohlenwasserstoffgemisch gefüllten Flüssigkeitssäule kommunizieren, auf deren Spiegel sich eine Schwimmervorrichtung 1)'°-findet, die mit dem Gefäß für den Ausgangsstoff verbunden ist. Mit Hilfe .dieser Scliwimniervorrichtun@g läßt sich der Oxvdation.sgra(l des ablaufenden Produktes innerhalb weniger Säurezahleinheiten konstant halten. Steigt etwa infolge eines Fehlers in der Beinesstnig des Zuflusses die Säurezahl über die gewünschte Grenze, so sinkt die Dichte des Oxydat-Luft-Gemisches und damit der Flüssigkeitsstand im kommunizierenden Rohr. Der fallende Schwimmer erhöht den Zufluß s0 lange, bis der Sollwert wieder erreicht ist. Wird nun die gewünschte Säurezahl unterschritten, so steigt die Dichte des Reaktionsgemisches und damit der Spiegel im koinlirunizierenden Gefäß. Der steigende Schwimmer vermindert den Zufluß. Beispiel 2 In einem eisernen Zylinder von $ in Hölle und 1,20 m Durchmesser wird ein nach Fischer-Tropsch erhaltenes Makro-Paraffin vom F. c98° zur überführung in ein wachsähnliches Produkt bei 13o° bis zur Säurezahl 30 kontinuierlich oxydiert. Die Solldichte des Luft-Oxydat-Gemisches von 0,4.6o winc1 im vorliegenden Fall indirekt auf folgende Weise geregelt: Man läßt z. B. mittels eines bis auf den Boden des Oxydationsgefäßes reichenden Rohres einen schwachen Luftstrom durch das in Oxydation befindliche Gut durchströmen. Der in der Luftleitung sich einstellende Druck hängt voll der Dichte des schaumförmigen Reaktionsgemisches ab. Dieser Druck wird über passende Relais auf ein mit dem Zuflußve.ntil el°_ktriscli gekuppeltes Kontaktmanom°ter übertragen. Auf diese Weise läßt sich die Dichte des Reaktionsgemisches und damit der Oxydationsgrad innerhalb sehr enger Grenzen konstant halten.
• Das Verfahren läßt sich seibstverstärdlich auch an anderen üblichen Ausgangsstoffen als an den in den Beispielen beschriebenen durchführen. So eignen sich z. B. Paraffine aus Erdöl oder Braunkohle oder die synthetischen, durch Druckhydrierung oder nach Fischer-Txopsch erhaltenen Kohlenwasserstoffgemische. Die Ausgangsstoffe lassen sich sowohl im frischen Zustand als auch in Form eines sogenamvten, bei einer erstmaligen Oxydation angefallenen Unverseifbaren verarbeiten.
• Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich bei allen üblichen Oxydationstemperaturen von etwa 8o bis aoo° ausüben. Es. können die üblicherr@ Luftgeschwindigkeiten von o,ai bis i cbm/kg und Stunde angewandt werden.. Die Oxydation kann; in Gegenwart oder Abwesenheit von. Beschleunigern durchgeführt werden.
• Das Regelverfahren läßt sich besonders zweckmäßig ausüben bei Anwendung von glatten Zylindern als Oxjrdationsgefäße, die außer mit einer Heizvorrichtung mit einem Zufluß für den Ausgangsstoff sowie einem Ablauf für das Oxydat versehen sind. Die Luftzufuhr erfolgt zweckmäßig am Boden. des Gefäßes mittels poröser Platten, Zylinder, aus keramischem Material o. dgl. Die wirksame Oberfläche dieser Zerteilungsvorrichtungen muß so groß sein, daß keine Schaumzerstörung durch zu hohe Austrittsgeschwindigkeit der Luftteilchen eintritt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Regelung des Oxydationsgrades bei fortlaufenden Oxydationsverfahren, bei denen die Dichte des aus Ausgangsstoff, Oxydat und dem gasförmigen sauerstoffhaltigen Oxydationsmittel bestehenden schaumförmigen Oxydationsgemisches bei konstanter Temperatur und Gasgeschwindigkeit eine fast lineare Funktion des Oxydationsgrades ist, dadurch gekennzeichnet, daß man den Zulauf des Ausgangsstoffes und den Ablauf ,des Oxydationsgemisches derart einstellt, daß die dem gewünschten. Oxydationsgrad entsprechende Dichte des Oxydatiog#sgemisches konstant bleibt.