DE896340C

DE896340C - Verfahren zur Gewinnung von technisch reinem Benzol

Info

Publication number: DE896340C
Application number: DEB13030D
Authority: DE
Inventors: Ermbrecht Dr Rindtorff; Karl Dr Schmitt
Original assignee: Bergwerksgesellschaft Hibernia AG
Current assignee: Bergwerksgesellschaft Hibernia AG
Priority date: 1941-02-02
Filing date: 1941-02-02
Publication date: 1953-11-12

Description

Verfahren zur Gewinnung von technisch reinem Benzol Nach dem Patent 886 898 läßt sich technisch reines Benzol aus Propan und/oder Butan enthaltenden technischen Gasen durch Überleiten über solchen mit Luft noch nicht in Berührung gekommenen Koks bei einer Temperatur von etwa 6oo bis 97o° herstellen, der durch Verkoken von mit spaltend- und bzw. oder ringbildend wirkenden Katalysatoren versetzter Kohle gewonnen wurde.
Es wurde nun gefunden, daß bei der spezifischen Fähigkeit der dort beschriebenen Kontaktstoffe zur Benzolbildung sich das Verfahren auch auf Gase anwenden läßt, die statt Propan und Butan oder neben diesen ungesättigte Kohlenwasserstoffe mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen oder gesättigte Kohlenwasserstoffe mit r, 2, 5 oder 6 Kohlenstoffatomen oder Gemische dieser enthalten. Auch sie lassen sich mit guter Ausbeute in Benzol überführen. Von besonderer technischer Bedeutung ist die Erweiterung des ursprünglichen Verfahrens auf technisch anfallende Gase, die höhere Gehalte an Äthan und Äthylen enthalten.
Solche Gase bzw. Gasfraktionen entstehen z. B. .bei der Zerlegung von Koksofengas, bei der Krackung von flüssigen Kohlenwasserstoffen und bei der Hydrierung von Kohlen. Bei der Zerlegung von Koksofengas läßt sich eine Gasfraktion gewinnen, die etwa 40 °/o Äthylen und 2o % Äthan enthält. Die Fraktion wird vielfach zur Herstellung von Reinäthylen verwandt, welches eine große Bedeutung zur Herstellung wichtiger und wertvoller chemischer Verbindungen besitzt. Leitet man eine solche Fraktion bei einer niedrigen Umsetzungstemperatur, beispielsweise etwa 7oo°, und kurzer Berührungsdauer über die beschriebenen Katalysatoren, so wandelt sich das technisch verhältnismäßig bedeutungslose Äthan unter Wasserstoffabspaltung in Äthylen um, während ein entsprechender Anteil an Äthylen in Benzol überführt wird. Das Endgas enthält also noch etwa die gleichen Mengen an für wichtige Zwecke verwendbarem Äthylen, während das weniger wichtige Äthan verschwunden und dafür das wertvolle Benzol entstanden ist. Die Reaktion läßt sich zwar in dem vorliegenden Falle auch derart leiten (durch Anwendung höherer Temperaturen und längerer Berührungsdauer), daß alles Äthan und Äthylen an der Kondensationsreaktion teilnimmt, so daß größere Mengen an Benzol aus dem gleichen Volumen Ausgangsgas entstehen, aber das Endgas kann nicht mehr als Äthylenquelle benutzt werden.
Das Verfahren läßt sich auf äthanhaltige Gase, die keine wesentlichen Mengen an Äthylen enthalten, anwenden. Man kandann :4 j e nach Bedarf die Reaktion so weit fortschreiten lassen, daß alles Äthan weitgehend in Benzol überführt wird, oder aber nur soweit, daß nur ein Teil des Äthans in Benzol und der Rest in das wertvolle, anderweitig zu verwendende Äthylen überführt wird.
Im Bedarfsfalle läßt sich natürlich das Verfahren auch auf Gase anwenden, die an reagierenden Stoffen nur Äthylen enthalten, oder auf reines Äthylen.
Es wurde weiter gefunden, daß bei der Bildung von technisch reinem Benzol aus Kohlenwasserstoffen bis etwa 6 Kohlenstoffatomen, insbesondere aber aus solchen mit 2 Kohlenstoffatomen, besonders hohe Ausbeuten bei geringer Nebenreaktion erzielt werden, wenn als Katalysator ein Koksverwendet wird, der durch Verkokung von mit einer flüchtigen Metallverbindung versetzter Kohle erhalten wurde. Als Zusatz kommen in erster Linie die flüchtigen organischen Aluminiumverbindungen, wie z. B. Aluminium-Acetyl-Aceton, in Frage.
Ausführungsbeispiel In einem zylindrischen Gefäß von 50 mm Durchmesser und 400 mm Höhe werden 5oo g stückige Steinkohle, die mit 3 Gewichtsprozent Aluminium-Acetyl-Aceton vermischt wurden, eingefüllt und bei 8oo bis 85o° verkokt. Die Höhe der Kontaktschichten ist 3oo mm. Während 2 Stunden wurde mit einer Geschwindigkeit von Zoo 1/h eine Gasfraktion übergeleitet, die bei der technischen Koksgaszerlegung durch fraktionierte Verflüssigung entsteht und aus der bisher durch weitere physikalische Zerlegung 956/oiges Reinäthylen gewonnen wurde, welches als Rohstoff für verschiedene wertvolle chemische Erzeugnisse diente (Äthanol, Äthylenoxyd, Glykol). Aus 4001 Einsatzgas entstanden q.841 Endgas, das 72 g Benzol enthielt. Das Benzol wurde durch Aktivkohle gewonnen und zeigte im rohen Zustande einen hohen Reinheitsgrad, entsprechend dem ermittelten Schmelzpunkt von + 3° und einem Siedepunkt von 79 bis 8o°.

Durch die übliche technische Gasanalyse wurde die Zusammensetzung der Gase vor und nach der Reaktion ermittelt:

Einsatzgas Endgas

°/0 6/6

C02 . . . . . . . . . . . . . . . . 0,0 1,2

C3H6............... 2,4 o,6

C2H4 . . . . . . . . . . . . . . . 41,1 37,0

02 ................. o,6 1,0

CO ................ 3,0 1,0

H2 ...:........:.... 5,9 28,9

CH4................ 21,0 20,0

C2H6 ............. 21,o 2,3

N2 ................. 5,0 8,o

Das Einsatzgas enthielt 1641 Äthylen, das Endgas 1791. Die Erzeugungsmöglichkeit von Reinäthylen aus dem Endgas hat sich also nicht vermindert gegenüber der aus dem nicht umgesetzten Gas. Dagegen war die Herstellung von Reinäthylen aus dem Endgas durch fraktionierte Destillation wesentlich erleichtert dadurch, daß geringere Mengen an dem fast den gleichen Siedepunkt wie Äthylen besitzenden Äthan abzutrennen waren.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Abänderung des Verfahrens zur Gewinnung von technisch reinem Benzol gemäß Patent 886 898, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangsstoffe an Stelle von Gasen, die im wesentlichen aus Propan und Butan bestehen, oder neben diesen ungesättigte Kohlenwasserstoffe mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen oder gesättigte Kohlenwasserstoffe mit 1, 2, 5 oder 6 Kohlenstoffatomen oder Gemische dieser verwendet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle der Verwendung eines Äthans bzw. Äthan und Äthylen enthaltenden Gases dieses durch Einhaltung einer niedrigen Umsetzungstemperatur, beispielsweise 7oo°, und kurzer Berührungsdauer mit dem Koks nur so weit zu Benzol umgesetzt wird, daß das Restgas einen gleichen oder höheren Gehalt an Äthylen aufweist als das Ausgangsgas.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Kokses, der durch Verkoken von mit flüchtigen organischen Aluminiumverbindungen, wie Aluminium-Acetyl-Aceton, versetzter Kohle erhalten wurde.