DE921930C - Process for converting carbon monoxide with hydrogen - Google Patents

Process for converting carbon monoxide with hydrogen

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DE921930C
DE921930C DEB6393D DEB0006393D DE921930C DE 921930 C DE921930 C DE 921930C DE B6393 D DEB6393 D DE B6393D DE B0006393 D DEB0006393 D DE B0006393D DE 921930 C DE921930 C DE 921930C
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01J37/16Reducing
    • B01J37/18Reducing with gases containing free hydrogen
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Description

Verfahren zur Umsetzung von Kohlenoxyd mit Wasserstoff Die für die Umsetzung von Kohlenoxyd mit Wasserstoff zu mehrgliedrigen Kohlenwasserstoffen, gegebenenfalls neben flüssigen oder festen sauerstoffhaltigen Kohlenwasserstoffderivaten verwendeten Metalle der Eisengruppe (Eisen, Nickel oder Kobalt) enthaltenden Katalysatoren werden meistens in der Weise hergestellt, daß man Hydroxyde oder Carbonate dieser Metalle aus Lösungen ihrer Salze fällt, gegebenenfalls zusammen mit aktivierenden Zusätzen und hzw. oder auf in die Fällungslösung gebrachten Trägerstoffen, und die gefällten Stoffe dann gegebenenfalls unter Sintern reduziert. Bei Verwendung von Eisen als wirksamen Katalysatorbestandteil stellt man auch vielfach sogenannte Schmelzkatalysatoren dadurch her, daß man Eisen allein oder zusammen mit aktivierenden Stoffen im Sauerstoffstrom schmilzt und die durch Kühlen erstarrte Schmelze zerkleinert und mit Wasserstoff reduziert.Process for the conversion of carbon monoxide with hydrogen The for the Conversion of carbon oxide with hydrogen to multi-membered hydrocarbons, optionally in addition to liquid or solid oxygen-containing hydrocarbon derivatives Metals of the iron group (iron, nickel or cobalt) containing catalysts used are mostly prepared in such a way that one of these hydroxides or carbonates Metals precipitates from solutions of their salts, optionally together with activating Additives and hzw. or on carriers brought into the precipitation solution, and the precipitated substances are then optionally reduced with sintering. When using Iron as an effective catalyst component is also often used as what are known as melt catalysts by using iron alone or together with activating substances in a stream of oxygen melts and the melt solidified by cooling is crushed and with hydrogen reduced.

Es wurde nun gefunden, daß man für die genannte Umsetzung sehr vorteilhaft solche Katalysatoren verwenden kann, die man in wesentlich einfacherer Weise dadurch herstellt, daß man natürlich vorkommende Eisenerze, die vorwiegend oxydischer Beschaffenheit sind oder durch Rösten oder Erhitzen allein in Oxyde übergeführt werden können, im letzten Fall nach einem solchen Rösten oder Erhitzen ohne Zusatz von Alkalien mit reduzierenden Gasen, vorzugsweise Wasserstoff, bei Temperaturen über 300 bis 3500 behandelt. Als oxydische Eisenerze sind vor allem Magnetit und Hämatit verwendbar. Aueh sulfidische und insbesondere carbonatische Erze, wie Siderit, sind nach Abrösten (die letzten auch durch Erhitzen) und anschließende Reduktion für die Verwendung als Katalysatoren geeignet. Zweckmäßig wird das Erz vor der Reduktion auf die gewünschte Korngröße zerkleinert; man stellt beispielsweise Ko1rngrößen von 6 bis 15 mm, in manchen Fällen auch solche unter 2 mm oder feingemahienes Pulver her. It has now been found that the implementation mentioned is very advantageous such catalysts can be used, which can be done in a much simpler manner produces naturally occurring iron ores, which are predominantly oxidic in nature or can be converted into oxides by roasting or heating alone, in the latter case after such roasting or heating without the addition of alkalis with reducing gases, preferably hydrogen, at temperatures over 300 to 3500 treated. The main oxidic iron ores are magnetite and Usable hematite. Also sulphidic and especially carbonatic ores such as siderite, are after roasting (the last also by heating) and subsequent reduction suitable for use as catalysts. The ore is expedient before the reduction crushed to the desired grain size; for example, grain sizes are set from 6 to 15 mm, in some cases also those under 2 mm or finely ground powder here.

Neben Wasserstoff sind auch wasserstoffreiche technische Gase für die Reduktion sehr geeignet. In diesen soll jedoch der Gehalt an Kohlenoxyd und Methan nicht zu hoch sein, um eine Kohlenstoffabscheidung zu vermeiden, die für die Wirksamkeit der Katalysatoren nachteilig ist. Die reduzierende Wirkung wird durch Zusätze geringer Mengen Ammoniak begünstigt. Die Reduktionstemperatur hängt von der Natur des behandelten Erzes ab. Im allgemeinen liegt sie unterhalb 6500) in manchen Fällen kommen aber auch Temperaturen bis zu 7000 oder auch höher (bis zu etwa 850'0) in Betracht. In addition to hydrogen, there are also hydrogen-rich technical gases for the reduction very suitable. In these, however, the content of carbon dioxide and Methane doesn't have to be too high to avoid carbon sequestration, which is for the effectiveness of the catalysts is disadvantageous. The reducing effect will favored by adding small amounts of ammonia. The reduction temperature depends on the nature of the ore being treated. Generally it is below 6500) In some cases, however, temperatures up to 7000 or higher (up to to about 850'0) into consideration.

Die so hergestellten Katalysatoren werden zur Durchführung der Synthese in einem flüssigen Mittel, z. B. dem sogenannten eigenen (Sl (d. h. dem bei der Synthese gebildeten flüssigen Erzeugnis), oder einer Fraktion desselben verwendet. Man kann dabei mit einem stückigen, in den Umsetzungsraum gefüllten Katalysator oder auch mit einer Suspension des feinverteilten Katalysators in dem flüssigen Medium arbeiten und gegebenenfalls die Suspension im Kreislauf führen. The catalysts produced in this way are used to carry out the synthesis in a liquid medium, e.g. B. the so-called own (Sl (i.e. the one at the Synthesis formed liquid product), or a fraction of the same is used. You can use a lumpy catalyst filled into the reaction space or with a suspension of the finely divided catalyst in the liquid Work medium and, if necessary, circulate the suspension.

Die Eignung der in der beschriebenen1 Weise hergestellten Katalysatoren ist deswegen überraschend, weil die genannten Erze ja bekanntlich stets in mehr oder weniger groß er Menge verschiedene Verunreinigungen enthalten, die bei der Behandlung mit Wasserstoff nicht entfernt werden, und daher zu befürchten war. daß diese die katalytische Wirksamkeit erheblich beeinträchtigen. The suitability of the catalysts prepared in the manner described1 is surprising because it is well known that the ores mentioned are always in more or less in large quantities they contain various impurities which are involved in the Treatment with hydrogen could not be removed and was therefore to be feared. that these impair the catalytic effectiveness considerably.

Die Behandlung des Eisenoxydes mit Wasserstoff oder anderen reduzierenden Gasen kann bei gewöhnlichem, erhöhtem oder vermindertem Druck stattfinden. Vorteilhaft leitet man den Wasserstoff mit einer ausreichenden Strömungsgeschwindigkeit, z. B. von stündlich 50 bis I000 1 jeLiter Oxyd, über dieses, damit das gebildete Wasser möglichst rasch von dem Oxyd weggeleitet wird. Der abziehende Wasserstoft kann dann wieder zurückgeführt werden. Der frisch zugeführte Wasserstoff wird vorteilhaft getrocknet, ebenso wird auch bei der I(reislaufführung der Wassergehalt durch Zwischenkühlung und bzw. oder Adsorption od. dgl. entfernt. The treatment of the iron oxide with hydrogen or other reducing agents Gassing can take place at ordinary, increased or reduced pressure. Advantageous one passes the hydrogen with a sufficient flow rate, z. B. from 50 to 1000 1 per hour of oxide, over this, so that the water formed is diverted as quickly as possible away from the oxide. The withdrawing hydrogen can then be returned again. The freshly supplied hydrogen is advantageous dried, as is the water content of the rice course by means of intermediate cooling and / or adsorption or the like. Removed.

Die Reduktion der Erze kann im Syntheseofen selbst oder auch in einer besonderen Anlage stattfinden. Im letzten Fall ist bei der Überführung in den Syntheseofen dafür zu sorgen, daß der Katalysator vor Verbrennung geschützt wird, indem man ihn vor Luft- oder Sauerstoffzutritt bewahrt. The ores can be reduced in the synthesis furnace itself or in a special facility take place. In the latter case, it is during transfer to the synthesis furnace ensure that the catalytic converter is protected from burning by using it protected from the entry of air or oxygen.

Man kann ihn aber auch unbeschadet seiner Wirksamkeit vorübergehend an die Luft bedingen, wenn seine Pyrophorität durch geeignete Maßnahmen beseitigt wurde, z. B. durch Behandlung mit Kohlendioxyd, nachdem er auf Temperaturen unter so'O, vorzugsweise unterhalb 400, abgekühlt worden ist.However, it can also be used temporarily without prejudice to its effectiveness into the air, if its pyrophoricity is eliminated by suitable measures was e.g. B. by treatment with carbon dioxide after it has been brought to temperatures below so'O, preferably below 400, has been cooled.

Auch kann man den Katalysator mit Öl tränken oder in Öl aufbewahren, bevor er in den Umsetzungsofen gebracht wird.The catalyst can also be soaked in oil or stored in oil, before it is brought into the conversion furnace.

Mit den in der beschriebenen Weise hergestellten Eisenkatalysatoren kann die Umsetzung des Kohlenoxyds mit dem Wasserstoff bei den hierfür üblichen Bedingungen, d. h. bei gewöhnlichem oder vorteilhaft erhöhtem Druck, z. B. bei 5 bis 35 at, und bei Temperaturen zwischen ISO bis 4000, ausgeführt werden. Der Druck kann aber auch höher sein, z. B. IOO bis 200 at und noch mehr. With the iron catalysts prepared in the manner described can the reaction of the carbon oxide with the hydrogen in the usual for this Conditions, d. H. at ordinary or advantageously elevated pressure, e.g. B. at 5 up to 35 at, and at temperatures between ISO up to 4000. The pressure but can also be higher, e.g. B. 100 to 200 at and even more.

Beispiel Ein magnetisches Eisenerz, das I,4i3e/o Silicium, 0,19 O/o Aluminium, 66,77 °/o Eisen, O,I2 O/o Kupfer, 0,028 0/0 Nickel, o,28 O/o Vanadin, 0,037 O/o Mangan, 0,50 O/o Titan, 0,67 O/o Calcium, 0,73 O/o Magnesium, 0,046 °/o Schwefel, 0,024 ovo Phosphor, o,o8 zur Kalium, o,oS 0/0 Natrium, 0,26 0/0 Kohlenstoff sowie nachweisbare Spuren Blei und Zinn enthält, wird zu Stücken von 5 bis 8 mm Durchmesser zerkleinert und dann mit Wasserstoff behandelt, wobei die stündliche Wasserstoffmenge je Kilogramm Erz o,2 Ncbm beträgt. Example A magnetic iron ore containing 1.4% / o silicon, 0.19% / o Aluminum, 66.77% iron, 0.12% copper, 0.028% nickel, 0.28% vanadium, 0.037% manganese, 0.50% titanium, 0.67% calcium, 0.73% magnesium, 0.046% Sulfur, 0.024 ovo phosphorus, o, o8 for potassium, o, oS 0/0 sodium, 0.26 0/0 carbon and contains detectable traces of lead and tin, becomes pieces of 5 to 8 mm Crushed diameter and then treated with hydrogen, the hourly The amount of hydrogen per kilogram of ore is 0.2 Ncbm.

Der so hergestellte Katalysator wird in ein 2,35 m hohes Druckrohr von wo mm Durchmesser gefüllt, worauf in dieses von unten nach oben ein Synthesegas, das Kohlenoxyd und Wasserstoff im Volumenverhältnis 55 : 45 enthält, im Gleichstrom mit einem Teil des in einem vorhergehenden Arbeitsgang gebildeten und dann kondensierten Syntheseerzeugnisses (die Behandlung findet in der flüssigen Phase statt) unter Einhalten einer Temperatur von 260 bis 2800 und eines Druckes von etwa 25 at geleitet wird. Dabei werden je Durchgang des Gases durch den Ofen 50 O/o des Kohlenoxyd-Wasserstoff-Gemisches umgesetzt. Die den Ofen verlassenden Gase und Dämpfe werden zusammen mit dem Kreislauföl auf I20'3 gekiihlt; von dem erhaltenen Kondensat wird ein Teil wieder in den Ofen zurückgeführt. The catalyst produced in this way is placed in a 2.35 m high pressure pipe from where mm diameter filled, whereupon a synthesis gas into this from bottom to top, which contains carbon oxide and hydrogen in a volume ratio of 55:45, in cocurrent with part of that formed in a previous operation and then condensed Synthesis product (the treatment takes place in the liquid phase) under Maintaining a temperature of 260 to 2800 and a pressure of about 25 at will. For each passage of the gas through the furnace, 50% of the carbon dioxide-hydrogen mixture is added implemented. The gases and vapors leaving the furnace are released along with the cycle oil cooled to 120-3; some of the condensate obtained is returned to the furnace returned.

Je Ncbm umgesetztes Kohlenoxyd-Wasserstoff-Gemisch werden 120 g mehrgliedrige Kohlenwasserstoffe gebildet, die zu etwa 6o O/o im Siedebereich des Benzins sieden und zu etwa 30 bis 35 O/o gasförmige Kohlenwasserstoffe mit 3 und 4 Kohlenstoffatomen sind. For each Ncbm converted carbon oxide-hydrogen mixture, 120 g of multi-membered Hydrocarbons are formed which boil to about 60% in the boiling range of gasoline and about 30 to 35% gaseous hydrocarbons of 3 and 4 carbon atoms are.

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Verfahren zur Umsetzung von Kohlenoxyd mit Wasserstoff zu mehrgliedrigen Kohlenwasserstoffen, gegebenenfalls neben flüssigen oder festen sauerstoffhaltigen Kohlenwasserstoffderivaten, in Gegenwart von Eisenkatalysatoren in der flüssigen Phase, dadurch ge- kennzeichnet, daß man Katalysatoren verwendet, die hergestellt werden durch Behandlung von natürlich vorkommenden Eisenerzen von vorwiegend oxydischer Beschaffenheit oder von durch Abrösten oder Erhitzen allein in Oxyde übergeführten Eisenerzen ohne Zusatz von Alkalien mit reduzierenden Gasen. PATENT CLAIM Process for converting carbon oxide with hydrogen to multi-membered hydrocarbons, optionally in addition to liquid or solid oxygen-containing hydrocarbon derivatives, in the presence of iron catalysts in the liquid phase, thereby indicates that there are catalysts that are made by treating naturally occurring iron ores predominantly oxidic in nature or obtained by roasting or heating alone Iron ores converted into oxides without the addition of alkalis with reducing gases. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 906 931; französische Patentschrift Nr. 871 536; russische Patentschriften Nr. 42 060 (veröffentlicht im Chem. Zentralblatt, 1935, II, S. 396I) und 54 392 (veröffentlicht im Chem. Zentralblatt, I939, II, S.3917). Cited publications: German Patent No. 906 931; french U.S. Patent No. 871,536; Russian Patent Specification No. 42 060 (published in Chem. Zentralblatt, 1935, II, p. 396I) and 54 392 (published in Chem. Zentralblatt, I939, II, p.3917).
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1069601B (en) * 1959-11-26 Ruhrchemie Aktiengesellschaft Oberhausen (RhId )-Holten j Process for the hydrogenation of carbohydrates using dimensionally stable iron smter catalysts
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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FR871536A (en) * 1938-11-08 1942-04-29 Metallgesellschaft Ag Catalyst
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