DE764166C - Verfahren zur Durchfuehrung der Kohlenoxydhydrierung in einem fluessigen Medium - Google Patents

Description

• Verfahren zur Durchführung der Kohlenoxydhydrierung in einem flüssigen Medium Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, zur Durchführung der Kohlenoxydhydri@erung an in einem flüssigen Medium suspendierten Katalysatoren unter fortlaufender Abtrennung der unter Reaktionsbedingun, gen flüssigen und nicht verdampfenden Anteile aus der Suspension durch fortlaufende Filtration und bezweckt die Erzielung einer gleichbleibend hohen Filtriergeschwindigkeit der Suspension bei gleichbleibender Wirksamkeit des Katalysators.
• Bei der Kohlenoxydhydrierung an in einem flüssigen Medium suspendierten Katalysatoren werden je nach den angewandten. Betriebsbedingungen mehr oder weniger große Mengen an höhermolekularen Syntheseprodukten gebildet, die infolge ihres niedrigen Dampfdruckes nicht mit dem Restgas. aus dem Reaktionsbehälter ausgetragen werden. Die bekannten Verfahren zur Abführung der höhermolekularen Syntheseprodukte beziehen sich auf zeitweilige oder laufende Entnahme eines Teils der Katalysator-01-Suspension aus dem Reaktionsbehälter und anschließende Trennung der Suspension durch Filtration oder Schleudern, sowie Wiederaufschlämmen des Katalysators mit frischer Anreibeflüssigkeit und anschließende Rückführung der Aufschlämmung in den Reaktionsbehälter. Diese Arbeitsweisen können nur mit kostspieligen zusätzlichen apparativen Einrichtungen durchgeführt werden und haben den: Nachteil, daß jeweils ein wesentlicher Teil des Katalysators dem katalytischen Prozeß entzogen bleibt und daß der für eine gleichmäßige Gasumsetzung ausschlaggebende Flüssigkeitsstand im Reaktionsbehälter erheblichen Schwankungen unterworfen sein kann. Besondere Schwierigkeiten treten bei der Wiederaufschlämmung des beim satzweisen Filtrieren oder Schleudern als zäher Schlick anfallenden äußerst feinkörnigen Katalysators auf, vor allem aber im Fall der vorwiegenden Synthese fester Paraffine, wo die Wiederaufschlämmung nur mit beschränkten Mengen an frischer Anreibeflüss.igkeit erfolgen darf.
• Es sind zwar Vorschläge bekannt, durch Anwendung von drehbaren Hohlfiltern den Filtrationsrückstand unter Ausnutzung der Fliehkraft zeitweise oder laufend zu entfernen. Die zeitweise Entfernung des Filterkuchens durch Fliehkraft hat jedoch den -Nachteil. daß hierfür die Filtration unterbrochen werden muß und der Filterkuchen in stückiger, schlecht suspendierbarer Form anfällt. während beider laufenden Entfernung des Filterkuchens durch Abschleudern nur sehr geringe Filtrationsdrücke angewandt werden können, da bei höheren Filtrationsdrücken die infolge der geringen Zerreißfestigkeit des keramischen Filtermaterials nur geringe Drehgeschwindigkeit zum Abschleudern des Rückstandes nicht ausreicht.
• Es ist außerdem bekannt, den Filterkuchen an drehbaren Hohlfiltern mittels feststehender Schaber laufend zu entfernen. Ein Nachteil dieses Verfahrens besteht, wie bei allen drehbaren Filtern. in der -Notwendigkeit der Abdichtung durch zwei Stopfbüchsen, um das für eine konstante gute Filtrierwirkung erforderliche bestimmte Druckgefälle einstellen zu können. Sämtliche mit drehbaren Filtern arbeitenden Filtrationsverfahren bedingen infolge der besonderen mechanischen Eigenschatten des Filterkörpers eine verhältnismäßig geringe Betriebssicherheit, die sich in häufigen Betriebsausfällen und hohem Reparaturdienst nächteilig auswirkt.
• Es wurde nun gefunden, daß bei Verwendung von keramischen Filterkörpern für die Filtration von Schlämmen bei beliebigen Temperaturen und unter beliebigen Anfangsdrücken die Filtrationsgeschwindigkeit ohne mechanische Beanspruchung des Filterkörpers unter Verwendung von nur einer Stopfbüchse dadurch hoch und gleichbleibend gehalten wird, daß man die Bildung eines Filterkuchens durch Bestreichen der Oberfläche des feststehenden Filterkörpers mit sehr schnellbewegten Schabern verhindert. wobei der Abstand der Schaber von der Filteroberfläche zwischen i und 2o mm betragen kann und durch Anwendung einer mit Filtratablaßventil versehenen Druckvorlage ein optimale: Filtrationsdruckgefälle eingestellt wird. Der Antrieb des Schabers, der beispielsweise um die feststehende, zylinderförmige Filterkerze konzentrisch rotiert, erfolgt über eine einzige mittels Stopfbüchse gedichtete, in das Filtriergehäuse führende Welle. Bei Verwendung mehrerer Filter in einem gemeinsamen Filtergehäuse werden die Schaber mit einem gemeinsamen Antrieb versehen.
• Die Wirkung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wonach trotz des zwischen Filteroberfläche und Schaber noch vorhandenen Abstandes die Bildung eines Filterkuchens verhindert und damit die Filtriergeschwindigkeit absolut gleichgehalten wird, ist um so überraschender, als es bisher nur bekannt war, die Filterkuchenbildung während der Filtration durch Fliehkraft zu verhindern. Es war vielmehr zu erwarten, daß sich auf der Filteroberfläche ein in der Dicke dein Abstand des Schabers entsprechender Filtersuchen bilden würde. Es hat sich aber gezeigt, daß selbst bei großem Abstand zwischen Filteroberfläche und Schaber keine Ablagerung des Filtrationsrückstandes auf dem Filter eintritt, wenn erfindungsgemäß die Drehgeschwindigkeit des Schabers genügend groß ist.
• Das Verfahren nach der Erfindung wird besonders vorteilhaft für die Entfernung der höhersiedenden, z_. B. bei gewö1inlicher Temperatur festen Reaktionsprodukte aus der Katalysator-Flüssigkeit-Suspension bei der katalytischen Kolilenoxydliydrierung im flüssigen Medium angewandt. Die Filtration wird hierbei unter Ausnutzung des Synthesedruckes bei oder auch unterhalb der Reaktionstemperatur vorteilhaft fortlaufend durchgeführt. Die Durchführung des Verfahrens erfolgt entweder im Reaktionsbehälter der Kohlenoxydhydrierung selbst, indem man die Filterkörper in die Suspension eintauchen läßt und das Filtrat aus dem Reaktionsbehälter abführt, oder durch Verwendung eines besonderen, durch absperrbare Rohrleitungen mit dem Reaktionsbehälter verbundenen Filtrierbehälters. Im letzteren Fall wird, da sich die Suspension im Filtriergehäuse durch die erfindungsgemäße Wirkung an suspendierten festen Teilchen anreichert, das zu filtrierende Gut in einer bezogen auf die abgezogene Filtratmenge zwei- bis mehrfachen -Menge an den Filtern vorbeigeführt, wozu entweder die Thermosiphonwirkung oder auch eine zusätzliche mechanische Förderung z.. B. mittels einer Pumpe verwendet wird.
• Das erfindungsgemäße Verfahren bewirkt eine besonders gleichmäßige Arbeitsweise der Kohlenoydhydrierung dadurch, daß der nach den bisherigen Filtrationsverfahren zähe Filterkuchen bildende und nur schwierig wieder aufschlämmbare Katalysator fortlaufend und ohne Zeitverlust in feinverteilter Form dem katalytischen Prozeß wieder zugeführt wird, daß ferner die höhersiedenden Reaktionsprodukte, insbesondere das. den Stockpunkt und die Viskosität der Suspension in unerwünschtem Maße erhöhende Paraffin sowie die sonstigen, die Wirksamkeit des Katalysators schädigenden, beispielsweise schwefelhaltigen Produkte, laufend entfernt werden und daß schließlich der Flüssigkeitsstand im Reaktionsraum und somit der Gasweg und Gasumsatz selbsttätig gleichgehalten wird.
• Weiterhin kann durch Kupplung der Filtriereinrichtung mit einem F'lüssigkeitsstandregler der F'iltrationsvorgang ohne Handbedienung geregelt werden, wodurch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine automatische Arbeitsweise erreicht wird.
• Besondere Vorteile bietet das. erfindungsgemäße Verfahren bei der Synthese vorwiegend fester Paraffine. Beispiel Die Katalysator-01-Sus.pension eines hohen Reaktionsraumes, für die katalytische Kohlenoxydhydrierung, in welchem stündlich 8o Ncbm Synthesegas. an einem in Öl suspendierten, 6o kg Eisen als wirksames Grundmetall enthaltenden Katalysator von etwa io/iooo bis 30/100o mm Korngröße zu flüssigen, festen und gasförmigen Kohlenwasserstoffee umgesetzt wurden, wird mit einer Stundengeschwindigkeit von etwa ioo 1 mittels einer Pumpe an einer Filterkerze entlang geführt. Die aus keramischem Material von io/iooommPorenweitebestehende,zylindrische Filterkerze von etwa 160o cm2 Oberfläche ist in einem durch Zu- und Ableitungsrohr mit dem Reaktionsraum in Verbindung stehenden, senkrechten Druckzylinder untergebracht. Das Filtratahleitungsrohr führt in eine mit Manometer versehene Druckvorlage, aus welcher das Filtrat durch ein Entspannungsventil entnommen wird. Die laufende Abtragung und Aufwirbelung desi Filtrationsrückstandes erfolgt durch einen über die- Filterkerze geschobenen, mit mehreren messerartigen Rührflügeln versehenen Rührkörper, der über eine durch Stopfbüchse nach außen führende Rührwelle mittels Elektromotors angetrieben wird.
• Bei einer stündlichen. Entnahme von 20 bis, 30 1 Filtrat liegt der Druckabfall des Filters zwischen 1,4 und 2,5 Atmosphären und hält sich über mehrere hundert Betriebsstunden in diesen Grenzen.. Durch Destillation wird die zwischen 26o und 31o° siedende Fraktion vom festen Paraffin getrennt und einem Vorratsbehälter zugeführt, aus welchem ein Teil mit Hilfe eines automatischen Flüssigkeitsstandreglers in den Reaktionsbehälter gepumpt wird. Bei dieser Arbeitsweise werden stündlich rund 700 g festes; Paraffin gewonnen, was der bei der Synthese gebildeten Menge von 9 g je Normalkubikmeter Synthesegas entspricht. Dementsprechend hält sich der Stockpunkt der Suspension nach anfänglich geringem Anstieg über die: ganze Betriebszeit konstant auf 12 bis 15o..

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Durchführung der Kohlenoxydhydrierung an in einem flüssigen Medium suspendierten Katalysatoren unter Abtrennung der unter Reaktionsbedingungen flüssigen und nicht verdampfenden Anteile aus der Suspension durch fortlaufende Filtration, dadurch gekennzeichnet, daß im Abstand von i bis 2o mm über der Oberfläche des Filters Rührschaber so schnell bewegt werden, daß ein Absetzen der Katalysatorteilchen auf der Filteroberfläche nicht erfolgt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß eine aus einem oder mehreren Filterkörpern und Rührschabern bestehende Filtriervorrichtung verwendet wird, die- in einem gesonderten, durch. absperrhare Rohrleitungen mit dem Reaktionsraum verbundenen Druckbehälter unte,rge#bracht ist, und daß zur Rückführung der mit suspendnertem Katalysator angereicherten Suspension in, den Reaktionsbehälter eine bezogen auf die ablaufende Filtratmenge zwei- bis mehrfache Suspensionsmenge durch Thermor siphonwirkung oder mittels einer Pumpe an den Filtern entlang geführt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i, gekennzeichnet durch Verwendung von einem oder mehreren Kerzenfiltern und konzentrisch um diese rotierenden Rührkörpern, die gegebenenfalls mit einem gemeinsamen Antrieb versehen sind. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilun:gsverfahren, folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften Nr. 42 857, 245 394 USA.-Patentschriften Nr. 717 854, 821 19q..