DE914850C - Process for the production of hydrocarbons from carbon monoxide and hydrogen - Google Patents

Process for the production of hydrocarbons from carbon monoxide and hydrogen

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DE914850C
DE914850C DEST1711D DEST001711D DE914850C DE 914850 C DE914850 C DE 914850C DE ST1711 D DEST1711 D DE ST1711D DE ST001711 D DEST001711 D DE ST001711D DE 914850 C DE914850 C DE 914850C
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Dipl-Chem Dr Paul Ackermann
Dipl-Chem Dr Herbert Koelbel
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Rheinpreussen AG fuer Bergbau und Chemie
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Description

Verfahren zur Gewinnung von Kohlenwasserstoffen aus Kohlenoxyd und Wasserstoff Zusatz zum Patent 763 307 Die Erfindung betrifft eine Weiterbildung des Verfahrens zur Synthese von Kohlenwasserstoffen aus Kohlenoxyd und Wasserstoff unter Verwendung von aus Schmiedeeisen oder Flußstahl hergestellten Katalysatoren nach Patent 763 307. Das hier beschriebene Herstellungsverfahren für Katalysatoren aus Lösungen von technischem Eisen, Eisensalzen oder Eisenmineralien durch Fällung der Hydroxyde oder Carbonate besitzt insofern gewisse Nachteile, als erhebliche Mengen von Fällungsmitteln und Waschwasser sowie besondere Mittel zur Trocknung des Niederschlages aufgewendet werden müssen. Die Erfindung ermöglicht eine Vereinfachung und Verbilligung des Verfahrens, da diese Nachteile vermieden werden. Erreicht wird dies dadurch, daß der Katalysator gemäß der Erfindung aus einer Lösung von Schmiedeeisen oder Flußstahl in Salpetersäure durch Eindampfen und thermische Zersetzung der Nitrate ohne vorhergehende Entfernung von gelösten Verunreinigungen hergestellt ist, wobei das Eisennitrat gegebenenfalls nicht mehr als 0,5 °/0, bezogen auf die Eisenmenge, betragende Zusätze erhalten hat. An Stelle von metallischem Eisen können nach einem weiteren Erfindungsmerkmal solche Eisennitrate verwendet werden, die durch Auflösen von Schmiedeeisen, Flußstahl oder Eisenmineralien in Salpetersäure gewonnen und ohne Reinigung dann einer thermischen Zersetzung unterworfen werden. Hierbei wird so verfahren, daß die Nitrate bis zur Beendigung der Stickoxydentwicklung in möglichst kurzer Erhitzungsdauer abgeröstet werden. Auf diese Weise hergestellte Eisenkatalysatoren haben ein größeres Volumen, d. h. eine größere Oberfläche als Fällungskatalysatoren.Process for the production of hydrocarbons from carbon monoxide and Hydrogen addition to patent 763 307 The invention relates to a development of the Process for the synthesis of hydrocarbons from carbon monoxide and hydrogen under Use of catalysts made from wrought iron or mild steel Patent 763,307. The manufacturing process for catalysts described here Solutions of technical iron, iron salts or iron minerals by precipitation of the Hydroxides or carbonates have certain disadvantages insofar as considerable amounts of precipitants and washing water as well as special agents for drying the precipitate must be spent. The invention enables simplification and cheaper of the process, as these disadvantages are avoided. This is achieved by that the catalyst according to the invention from a solution of wrought iron or Mild steel in nitric acid by evaporation and thermal decomposition of the nitrates without prior removal of dissolved impurities is established, whereby the Iron nitrate, if appropriate, not more than 0.5%, based on the amount of iron Has received additives. Instead of metallic iron, another Feature of the invention such iron nitrates are used, which by dissolving wrought iron, Mild steel or iron minerals obtained in nitric acid and then without purification be subjected to thermal decomposition. The procedure here is such that the nitrates in the shortest possible heating time until the evolution of nitrogen oxide ceases to be roasted. Iron catalysts made in this way have a larger one Volume, d. H. a larger surface than precipitation catalysts.

Diese durch ihre Einfachheit und Billigkeit ausgezeichnete Arbeitsweise bietet wesentliche technische und wirtschaftliche Vorteile nicht allein durch Einsparung von Fällungsmittel, Waschwasser und einer für eine derartige Behandlung umfangreichen Anlage, sondern vor allem durch die Wiedergewinnung der bei der Zersetzung frei werdenden Stickoxyde in Form von Salpetersäure, die wiederum zum Auflösen des Eisens in den Herstellungsvorgang eingeführt wird. Bei der Herstellung von Fällungskatalysatoren aus den Eisennitratlösungen geht die Salpetersäure in Form ihrer Salze verloren bzw. in wertlosere Verbindungen über, die nur mit größerem Aufwand aus den Fällungsnitraten wiedergewonnen werden können.This way of working, which is distinguished by its simplicity and cheapness offers significant technical and economic advantages not only through savings of precipitants, wash water and an extensive amount for such a treatment Plant, but mainly through the recovery of the decomposition free nitric oxide produced in the form of nitric acid, which in turn dissolves the iron is introduced into the manufacturing process. In the production of precipitation catalysts the nitric acid is lost from the iron nitrate solutions in the form of its salts or in more worthless compounds, which only with greater effort from the precipitation nitrates can be recovered.

Man hat allerdings schon Eisenkatalysatoren für die Kohlenwasserstoffsynthese aus Kohlenoxyd und Wasserstoff durch Zersetzen der chemisch reinen Nitrate hergestellt. Da aus chemisch reinem Eisennitrat durch thermische Zersetzung jedoch nur fast gänzlich unwirksame Katalysatoren erhalten werden, war nicht zu erwarten, daß aus vollkommen ungereinigten Lösungen von technischem Eisen bzw. Eisensalzen und Eisenmineralien ohne oder mit nicht mehr als o,5 °/0 betragenden Zusätzen lediglich durch Zersetzen der Nitrate äußerst wirksame Eisenkatalysatoren hergestellt werden können. Bei einem weiteren bekannten, durch thermische Zersetzung der Nitrate erhalten nen Eisenkatalysator sind neben einem Gehalt von 25% Kupfer Trägermassen vorgeschen@ @udem int die Wirksamkeit dieses Katalysators gering. However, iron catalysts are already available for hydrocarbon synthesis made from carbon monoxide and hydrogen by decomposing the chemically pure nitrates. Since it is made from chemically pure iron nitrate due to thermal decomposition, however, only almost completely Ineffective catalysts were not expected to be obtained from perfect unpurified solutions of technical iron or iron salts and iron minerals without or with no more than 0.5% additions merely by decomposition extremely effective iron catalysts can be produced from nitrates. At a further known iron catalyst obtained by thermal decomposition of the nitrates are in addition to a content of 25% copper carrier masses @ @udem int the effectiveness this catalyst low.

Beispiele I. Technisches Schmiedeeisen wird in verdünnter Salpetersäure gelöst und die Lösung des Ferrinitrates, gegebenenfalls unter Zusatz von 0,2 °1O Kaliumnitrat, bis zur Syrupkonsistenz im Vakuum eingedampft. Examples I. Technical wrought iron is dissolved in dilute nitric acid dissolved and the solution of ferric nitrate, optionally with the addition of 0.2 ° 1O Potassium nitrate, evaporated in vacuo to syrup consistency.

Diese Lösung wird in kleinen Teilen in einer Eisenschale bis zur Beendigung der Stickoxydentwicklung abgeröstet.This solution is in small pieces in an iron bowl until finished roasted by the development of nitrogen oxide.

2. Eine aus dem Mineral Nadeleisenerz (a-FeOOH) hergestellte Ferrinitratlösung, die unter anderem auch Verbindungen von Elementen aus der I. Gruppe des Periodischen Systems, beispielsweise etwa 0,1 01o Cu, bezogen auf den Eisengehalt, enthielt, wurde nach Zugabe von o,25°lo 0/<> K2 C 0, und weitgehendem Eindampfen der Lösung auf einer hocherhitzten umlaufenden Eisentrommel in kontinuierlicher Arbeitsweise so rasch zersetzt, daß die Stickoxydentwicklung bereits nach wenigen Sekunden beendet war. Das katalytische Verhalten ist in der folgenden Zahlentafel wiedergegeben. 2. A ferric nitrate solution made from the mineral needle iron ore (a-FeOOH), which among other things also compounds of elements from the I. group of the periodic System, for example about 0.1 01o Cu, based on the iron content, was after addition of 0.25 ° lo 0 / <> K2 C 0, and extensive evaporation of the Solution on a highly heated rotating iron drum in continuous operation decomposes so quickly that the evolution of nitrogen oxide ends after a few seconds was. The catalytic behavior is shown in the following table of figures.

3. Ungereinigtes Ferrinitrat, das unter anderem auch Verbindungen der Elemente der I. Gruppe des Periodischen Systems, beispielsweise o,o8°/0 Kupfer enthielt, wurde auf dieselbe Weise wie im Beispiel 1 bis zur Beendigung der Stickoxydentwicklung zersetzt. Das katalytische Verhalten ist in der folgenden Tafel wiedergegeben. 3. Unpurified ferric nitrate, which, among other things, also compounds of the elements of Group I of the Periodic Table, for example 0.08% copper was used in the same manner as in Example 1 until the evolution of nitrogen oxide ceased decomposed. The catalytic behavior is shown in the table below.

4. Technisches kristallisiertes Ferrinitrat wurde nach Zugabe von 0,25% K2CO3 in geschmolzenem Zustand in derselben Weise wie im Beispiel 1 bis zur Beendigung der Stickoxydentwicklung rasch zersetzt. 4. Technical crystallized ferric nitrate was added after adding 0.25% K2CO3 in the molten state in the same way as in Example 1 up to Cessation of nitrogen oxide development, rapidly decomposed.

Das katalytische Verhalten ist in der folgenden Zahlentafel wiedergegeben.The catalytic behavior is shown in the following table of figures.

5. Ferrinitrat pro analysi (M er ck) wurde nach Zugabe von o,25 010 K2C 0, in geschmolzenem Zustand in derselben Weise wie im Beispiel I bis zur Beendigung der Stickoxydentwicklung rasch zersetzt. Das katalytische Verhalten ist in der folgenden Zahlentafel wiedergegeben. 5. Ferrinitrate pro analysi (Mer ck) was after the addition of 0.25.010 K2C 0, in the molten state in the same manner as in Example I until completion rapidly decomposed by the development of nitrogen oxide. The catalytic behavior is as follows Number board reproduced.

Wirksamkeitsvergleiche Zu Beispiel 1 Synthese bei Atmosphärendruck mit einem 30% CO und 59% H2 enthaltenden Mischgas Katalysator Katalysator gemäß der Erfindung aus reinem Eisennitrat Synthesetemperatur °C ......................... 230 235 Volumenkontraktion nach 17 Stunden ............ 16,2% 8,5% - - 48 - ............ 25 % 10,6% - - 76 - ............ 31 % 11,2% Ausbeute a) Gramm flüssige Reaktionsprodukte je Normal- kubikmeter Synthesegas , , 110 23 b) Gramm gasförmige, leicht kondensierbare Kohlen- wasserstoffe je Normalkubikmeter ........... 35 9 Lebensdauer ................................ 14 Monate 2 Monate Raumgeschwindigkeit ........................ 160 90 Zu den Beispielen 2 bis 5 Synthese bei Atmosphärendruck mit einem 29,5 <>1<> C CO und 58,5 <>1<> % H2 H2 enthaltenden Synthesegas Ausbeute an flüssigen und gasförmigen, Temperatur Betriebs- Gaskontrak- leicht kondensierbaren Reaktions- Beispiel Katalysator aus stunden tionen produkten °C Gramm je Normalkubikmeter CO + H2 2 Nadeleisenerz ........... 235 250 30 75 3 ungereinigtes Nitrat .... 235 250 29,5 73 4 krist. Nitrat ........... 237 250 11 25 5 p. a. Nitrat ............ 237 250 6,5 12,5 Synthese unter erhöhtem Druck (I5 atü) mit einem 55,5 <>1<> CO CO und 35,5 °/0 H2 enthaltenden Gas Ausbeute an flüssigen und gasförmigen, Beispiel Katalysator aus Temperatur Betriebs- leicht kondensierbaren Reaktions- stunden Katalysator aus stunden produkten OC Gramm je Normalkubikmeter Co + H2 2 Nadeleisenerz ........... 240 200 I56 3 ungereinigtes Nitrat ...... 240 200 157 4 krist. Nitrat ............. 246 200 38 5 p. a. Nitrat .............. 246 200 17 Effectiveness comparisons For example 1, synthesis at atmospheric pressure with a mixed gas containing 30% CO and 59% H2 Catalyst catalyst according to the invention from pure iron nitrate Synthesis temperature ° C ......................... 230 235 Volume contraction after 17 hours ............ 16.2% 8.5% - - 48 - ............ 25% 10.6% - - 76 - ............ 31% 11.2% yield a) grams of liquid reaction products per normal cubic meters of synthesis gas,, 110 23 b) grams of gaseous, easily condensable carbon hydrogen per normal cubic meter ........... 35 9 Lifespan ................................ 14 months 2 months Space velocity ........................ 160 90 For Examples 2 to 5, synthesis at atmospheric pressure with a synthesis gas containing 29.5 <> 1 <> C CO and 58.5 <> 1 <>% H2 H2 Yield of liquid and gaseous, Temperature operating gas contract easily condensable reaction Example catalyst off hours of products ° C grams per normal cubic meter of CO + H2 2 needle iron ore ........... 235 250 30 75 3 unpurified nitrate .... 235 250 29.5 73 4 crystal Nitrate ........... 237 250 11 25 5 pa nitrate ............ 237 250 6.5 12.5 Synthesis under increased pressure (I5 atü) with a gas containing 55.5 <> 1 <> CO CO and 35.5 ° / 0 H2 Yield of liquid and gaseous, Example catalyst from temperature operating easily condensable reaction hour catalyst from hour products OC grams per normal cubic meter of Co + H2 2 needle iron ore ........... 240 200 I56 3 unpurified nitrate ...... 240 200 157 4 crystal Nitrate ............. 246 200 38 5 pa nitrate .............. 246 200 17

Claims (2)

PATENTANSPRUCHE: I. Verfahren zur Gewinnung von Kohlenwasserstoffen aus Kohlenoxyd und Wasserstoff unter Verwendung von aus Schmiedeeisen oder Flußstahl hergestellten Katalysatoren nach Patent 763 307, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Katalysator verwendet, der aus einer Lösung von Schmiedeeisen oder Flußstahl in Salpetersäure durch Eindampfen und thermische Zersetzung der Nitrate ohne vorhergehende Entfernung von gelösten Verunreinigungen hergestellt ist, wobei das Eisennitrat gegebenenfalls aktivierende Zusätze erhalten hat, deren Menge jedoch nicht mehr als 0,5 °/0, bezogen auf die Eisenmenge, betragen darf.PATENT CLAIMS: I. Process for the production of hydrocarbons from carbon oxide and hydrogen using wrought iron or mild steel Catalysts produced according to patent 763 307, characterized in that uses a catalyst made from a solution of wrought iron or mild steel in nitric acid by evaporation and thermal decomposition of the nitrates without preceding Removal of dissolved impurities is made using the iron nitrate if necessary, has received activating additives, but no longer their amount than 0.5%, based on the amount of iron. 2. Abänderung des Verfahrens nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß Katalysatoren verwendet werden, bei deren Herstellung an Stelle von metallischem Eisen solche Eisennitrate verwendet werden, die durch Auflösen von Eisenmineralien in Salpetersäure ohne Entfernung der gelösten Verunreinigungen hergestellt wurden. 2. Modification of the method according to claim I, characterized in that that catalysts are used in their manufacture instead of metallic Iron such iron nitrates are used by dissolving iron minerals in nitric acid without removing the dissolved impurities.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1103315B (en) * 1956-02-17 1961-03-30 Ruhrchemie Ag Process for the production of iron sintered catalysts for the hydrogenation of carbons

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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