DE936333C - Process for the production of oxygen-containing hydrocarbon compounds - Google Patents

Process for the production of oxygen-containing hydrocarbon compounds

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DE936333C
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    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C27/00Processes involving the simultaneous production of more than one class of oxygen-containing compounds
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Description

Verfahren zur Erzeugung sauerstoffhaltiger Kohlenwasserstoff -Verbindungen Es ist bekannt, Kohlenoxyd und Wasserstoff bei niedrigeren Temperaturen in Gegenwart von Kobalt-, Nickel- oder eisenhaltigen Katalysatoren zu Kohlenwasserstoffen umzusetzen. Ebenfalls ist es bekannt, daß man höhere Gehalte an ungesättigten, besonders niedrigermolekularenKohlenwasserstoffen erhält, wenn man die Temperaturen auf über 400° steigert und Katalysatoren verwendet, die keine Metalle der Eisengruppe in katalytisch wirksamer Form enthalten, sondern Oxyde von Metallen der a. bis 7. Gruppe des Periodischen Systems. Andererseits ist es bekannt, aus Olefinen nach der sogenannten Oxosynthese sauerstoffhaltige Verbindungen, besonders Aldehyde und Alkohole, herzustellen. Hierbei wird zunächst unter erhöhtem Druck und mäßig erhöhten Temperaturen das Olefin in Gegenwart von Metallen der Eisengruppe, besonders Kobalt, mit Kohlenoxyd-Wasserstoff-Gemischen zur Umsetzung gebracht, so daß durch Addition von C O + H2 aus den Olefinen Aldehyde entstehen. Diese können anschließend in einer besonderen Reduktionsstufe zu Alkoholen reduziert werden.Process for the production of oxygen-containing hydrocarbon compounds It is known to use carbon monoxide and hydrogen at lower temperatures in the presence converting cobalt, nickel or iron containing catalysts into hydrocarbons. It is also known that higher contents of unsaturated, particularly low molecular weight, hydrocarbons can be obtained obtained if the temperatures are increased to over 400 ° and catalysts are used, which do not contain any metals of the iron group in a catalytically active form, but Oxides of metals of the a. to 7th group of the periodic table. On the other hand is it is known, from olefins after the so-called oxo synthesis, oxygen-containing compounds, especially aldehydes and alcohols. This is initially under increased Pressure and moderately elevated temperatures the olefin in the presence of metals of the iron group, especially cobalt, brought to reaction with carbon oxide-hydrogen mixtures, see above that aldehydes are formed from the olefins by the addition of C O + H2. these can are then reduced to alcohols in a special reduction stage.

Es wurde nun gefunden, daß man dadurch einen bedeutenden technischen Fortschritt erzielen kann, daß man die beiden an sich bekannten Prozesse in der Weise miteinander kuppelt, daß die in erster Stufe bei Temperaturen über 400°, vorzugsweise 55o bis 7oo°, erzeugten ungesättigten Kohlenwasserstoffe, ohne daß sie von den während ihrer Herstellung anwesenden Gasen getrennt werden, anschließend bei erniedrigten Temperaturen in Anwesenheit von Metallen der Eisengruppe, vorwiegend Kobalt, zum weiteren Umsatz mit Kohlenoxyd und Wasserstoff gebracht werden, wobei man unmittelbar Aldehyde erhält. Diese Kombination ist bedeutend vorteilhafter als die an sich bekannte des gewöhnlichen Fischer-Tropsch-Syntheseprozesses oder ähnlicher Verfahren mit dem Oxoverfahren, weil nach der Erfindung sich wesentlich einheitlichere und definierte Produkte gewinnen lassen. Während die Skala der nach Fis ch e r-T r o p s c h erhaltenen Kohlenwasserstoffe den Bereich von Cl bis C25 und höher umfaßt, werden aus der Umsetzung über oxydischen Katalysatoren bevorzugt niedrigermolekulare Olefine gebildet, deren Zahl meist nicht über fünf bis zehn hinausgeht, wobei der Hauptanteil auf zwei bis vier Ölefine entfällt.It has now been found that this creates a significant technical Progress can be achieved by using the two processes known per se in the Way couples with each other that the first stage at temperatures above 400 °, preferably 55o to 7oo °, produced unsaturated hydrocarbons without being affected by the during gases present in their production are separated, then at reduced Temperatures in the presence of metals of the iron group, predominantly Cobalt, to be brought to further conversion with carbon oxide and hydrogen, whereby aldehydes are obtained immediately. This combination is significantly more advantageous than that known per se of the usual Fischer-Tropsch synthesis process or the like Process with the oxo process, because the invention is much more uniform and let defined products win. While the scale according to Fis ch e r-T r o p s c h hydrocarbons obtained comprises the range from Cl to C25 and higher, are preferably lower molecular weight from the reaction over oxidic catalysts Formed olefins, the number of which usually does not exceed five to ten, the The main part is accounted for by two to four oil fines.

Die in erster Stufe des neuen Verfahrens anzuwendenden Katalysatoren und Temperaturen können die gleichen wie bei den bereits erwähnten bekannten Verfahren sein, z. B. kann man wie bei dem unter dem Namen Isosynthese bekannten, von Pischler und Z i e s e c k e , Brennstoffchemie 30, 1949, S. 13 und 6o, beschriebenen Verfahren mit Drücken über 3o atü, bevorzugt 30o bis 60o atü, arbeiten oder wie nach der britischen Patentschrift 542 836, die Drücke Über =o at, bevorzugt =o bis 500 at, vorschreibt. Auch gelingt es bekanntlich, bei gewöhnlichem Druck derartige ungesättigte Kohlenwasserstoffe zu synthetisieren.The catalysts and temperatures to be used in the first stage of the new process can be the same as in the known processes already mentioned, e.g. B. one can as with the known under the name isosynthesis, by Pischler and Z iesecke, fuel chemistry 30, 1949, pp 13 and 6o, described method with pressures above 3o atmospheres, preferably 30o to 60o atmospheres, or as according to the British Patent specification 542 836, which prescribes pressures above = 0 at, preferably = 0 to 500 at. It is also known that such unsaturated hydrocarbons can be synthesized under normal pressure.

Die Drücke können in beiden Stufen des Verfahrens gleich oder auch verschieden sein, z. B. kann in der zweiten Stufe ein höherer Druck als in der ersten Stufe herrschen.The pressures can be the same or the same in both stages of the process be different, e.g. B. can in the second stage a higher pressure than in the first Level prevail.

Die Gaszusammensetzung kann in weiten Grenzen schwanken und sich den jeweiligen Bedürfnissen anpassen. Es kann, wie nach der Isosynthese, ein Verhältnis CO : H2 wie i,2 : i oder wie nach der britischen Patentschrift 542 836 von 3 : i bis I : 4 eingehalten werden. Im allgemeinen ist es, wenn man beide Reaktionsstufen in Betracht zieht, am vorteilhaftesten, C 0-H2 Verhältnisse von o,8 : i bis i : 1,3 anzuwenden.The gas composition can fluctuate within wide limits and the adapt to your needs. As after isosynthesis, there can be a relationship CO: H2 as i, 2: i or as according to British patent specification 542 836 of 3: i up to I: 4 are adhered to. In general, it is when you have both reaction stages considers, most advantageously, C 0-H2 ratios of 0.8: i to i: 1.3 apply.

Auch die Gehalte des Synthesegases an umzusetzenden Bestandteilen können stark variiert werden. Wenn auch vielfach hohe Konzentrationen des Gases an zur Reaktion gelangenden Bestandteilen am günstigsten sind, so können auch in manchen Fällen mit Vorteil dünnere Gase verarbeitet werden, z. B. mit 75, 6o % od. dgl. an CO -[- H2. Besonders günstig sind Gasgemische, die nach der Lurgi-Druckvergasung gewonnen wurden, z. B. durch Vergasung fester Brennstoffe mit Sauerstoff oder sauerstoffangereicherter Luft und Wasserdampf unter einem Druck von etwa =o bis 4o at etwa nach der deutschen Patentschrift 5g2 223 oder 565 98i.Also the content of the components to be converted in the synthesis gas can be varied widely. Even if there are often high concentrations of the gas are the most favorable to reacting components, so can also in In some cases thinner gases can be processed with advantage, e.g. B. with 75, 6o% od. like. on CO - [- H2. Gas mixtures produced after Lurgi pressure gasification are particularly favorable were obtained, e.g. B. by gasifying solid fuels with oxygen or oxygen-enriched Air and water vapor under a pressure of about = 0 to 40 at about according to the German Patent 5g2 223 or 565 98i.

Ein weiterer Vorteil des Verfahrens gemäß der Erfindung besteht darin, daß die Feinreinigung der Gase nicht so weit getrieben zu werden braucht wie bei der Fischer-Tropsch-Synthese mit metallischen Katalysatoren. Man kann erfindungsgemäß in vielen Fällen das Gas mit seinem gesamten Gehalt an organischem Schwefel verwenden, da die benutzten oxydischen Katalysatoren zum großen Teil schwefelunempfindlich sind. Auch die zweite Stufe des Ver-. fahrens erfordert nicht unbedingt eine Entfernung des organischen Schwefels. Ist die Reinigung des Gases von unerwünschten Gasbestandteilen in besonderen Fällen zweckmäßig, z. B. die Befreiung des Gases von Schwefel oder 'von Kohlensäure, so kann vorteilhaft das Rektisolverfahren nach der deutschen Patentschrift g25 oo6, nach den britischen Patentschriften 692 804, 728 444, 734 577, nach der französischen Patentschrift I 024 585 und Zusatz-Patentschrift 64 004 sowie nach den belgischen Patentschriften 5o6=50 und 514 132 angewendet werden, nach dem bei tiefen, unter o° liegenden Temperaturen mit geeigneten Waschmitteln, z. B. organischen Verbindungen polaren oder urpolaren Charakters, die bei der jeweiligen Behandlungstemperatur in flüssigem Zustande vorliegen, wie Kohlenwasserstoffen und bzw. oder Kohlenwasserstoffderivaten, z. B. Methanol, Äthanol, Propanol, Acetalen, Ketonen, z. B. Methyläthylketon, Aceton, Estern, wie Methyl-, Äthyl-, Propyl- oder Butylester, Äthern, z. B. Diäthyläther, bzw. deren Gemischen miteinander, wobei auch Wasser einen Bestandteil des Waschmittels bilden kann, gearbeitet wird.Another advantage of the process according to the invention is that the fine purification of the gases does not have to be carried out as far as in the Fischer-Tropsch synthesis with metallic catalysts. According to the invention, in many cases the gas can be used with its entire organic sulfur content, since the oxidic catalysts used are for the most part insensitive to sulfur. Also the second stage of the ver. Driving does not necessarily require removal of the organic sulfur. If the cleaning of the gas from undesired gas components is appropriate in special cases, z. B. the liberation of the gas from sulfur or carbonic acid, the rectisol process according to German patent specification g25 oo6, according to British patents 692 804, 728 444, 734 577, according to French patent I 024 585 and additional patent 64 004 as well as according to the Belgian patents 5o6 = 50 and 514 132 are used, after which at low temperatures below o ° with suitable detergents such. B. organic compounds of polar or polar character, which are in a liquid state at the respective treatment temperature, such as hydrocarbons and / or hydrocarbon derivatives, e.g. B. methanol, ethanol, propanol, acetals, ketones, e.g. B. methyl ethyl ketone, acetone, esters such as methyl, ethyl, propyl or butyl esters, ethers, z. B. diethyl ether, or their mixtures with one another, whereby water can also form a component of the detergent, is used.

Als Katalysatoren dienen in der ersten Stufe sauerstoffhaltige Verbindungen von Metallen der 2. bis 7. Gruppe des Periodischen Systems. In, vielen Fällen sind die Oxyde am günstigsten. Statt die Oxyde als solche zu verwenden, kann man auch entsprechende andere sauerstoffhaltige Verbindungen, wie Nitrate oder Carbonate, benutzen. Meist ist es empfehlenswert, die Katalysatoren einem Aktivierungs- oder Formierungsprozeß zu unterwerfen. Dabei handelt es sich vorwiegend um eine Behandlung der Katalysatoren mit heißen Gasen oder Dämpfen, wie Wasserstoff oder Wasserdampf, oder Behandlung mit Säuren. Die Katalysatoren werden vorteilhaft in eine für den Prozeß günstige äußere Form,, z. B. von großer mechanischer Haltbarkeit, gebracht, beispielsweise in Kugelform oder Zylinderform. Sie können zur Verfestigung mit Bindemitteln, wie Tonerde, Zement oder Aluminiumgel, verarbeitet werden.Oxygen-containing compounds serve as catalysts in the first stage of metals of the 2nd to 7th group of the periodic table. In, many cases are the oxides are cheapest. Instead of using the oxides as such, you can corresponding other oxygen-containing compounds, such as nitrates or carbonates, use. It is usually advisable to use the catalysts with an activation or Subject to formation process. This is primarily a treatment the catalytic converters with hot gases or vapors, such as hydrogen or water vapor, or treatment with acids. The catalysts are advantageous in one for the Process favorable external shape, z. B. of great mechanical durability, brought, for example in spherical shape or cylindrical shape. They can be used for solidification with binders, such as clay, cement or aluminum gel.

Als katalytisch wirksame Bestandteile kommen in erster Linie Sauerstoffverbindungen der folgenden Metalle in Frage: Zink, Mangan, Chrom, Aluminium, Thorium, Molybdän, Wolfram, Titan, Silicium, Magnesium, Cer oder ähnliche. Von diesen Stoffen können einer.oder mehrere in dem Katalysator enthalten sein; im letzteren Fall können die Metalle der angewendeten chemischen Verbindungen derselben oder verschiedene Gruppen des Periodischen Systems angehören. Werden Gemische von Metallverbindungen angewendet, so können diese schon als Gemisch, z. B. durch Fällen aus entsprechend zusammengesetzten Lösungen, hergestellt werden. In vielen Fällen ist es auch vorteilhaft, die Bestandteile des Katalysators oder einen Teil derselben für sich zu fertigen und sie nachträglich zu mischen. Besonders günstige Kombinationen sind z. B. Thoriumoxyd-Aluminiumoxyd, Thoriumoxyd-Zinkoxyd, Aluminiumoxyd-Zinkoxyd, Aluminiumoxyd-Molybdänöxyd. Darin können die verschiedenen Metallverbindungen in einigermaßen gleichen Größenordnungen vertreten sein oder aber eine oder mehrere davon in untergeordneten Mengen. Sie wirken dann im wesentlichen als Aktivatoren. So kann man beispielsweise Aluminiumoxyd, Zinkoxyd, Thoriumoxyd, Magnesiumoxyd oder Siliciumdioxyd als überwiegende Bestandteile und andere Bestandteile, wie die Oxyde oder sauerstoffhaltige Verbindungen von Molybdän, Wolfram, Cer oder Chrom, in kleineren Mengen benutzen.Oxygen compounds are primarily used as catalytically active components of the following metals: zinc, manganese, chromium, aluminum, thorium, molybdenum, Tungsten, titanium, silicon, magnesium, cerium or the like. Of these substances you can one or more may be contained in the catalyst; in the latter case, the Metals of the chemical compounds used from the same or different groups belong to the periodic table. If mixtures of metal compounds are used, so these can already be used as a mixture, e.g. B. by cases of appropriately composed Solutions. In many cases it is also beneficial to use the ingredients of the catalyst or a part of it to manufacture for yourself and subsequently to mix. Particularly favorable combinations are z. B. Thorium Oxide-Aluminum Oxide, Thorium oxide-zinc oxide, aluminum oxide-zinc oxide, aluminum oxide-molybdenum oxide. In this the various metal compounds can be in somewhat the same order of magnitude be represented or one or more of them in subordinate quantities. she then act essentially as activators. For example, aluminum oxide, Zinc oxide, thorium oxide, magnesium oxide or silicon dioxide as predominant Ingredients and other ingredients such as oxides or oxygenated compounds of molybdenum, tungsten, cerium or chromium, use smaller amounts.

In vielen Fällen ist es günstig, außer den genannten Bestandteilen auch kleine Mengen von Metallverbindungen der 1. Gruppe des Periodischen Systems, z. B. Natrium, Kalium, Kupfer und/oder Silber, in den Katalysatoren zu haben. Vielfach wirkt die Zufügung von Alkalien, z. B. bis 3 oder 5 % K20, im Sinne der Bildung höhermolekularer und sauerstoffhaltiger Verbindungen.In many cases it is advantageous, in addition to the components mentioned, also to use small amounts of metal compounds from Group 1 of the Periodic Table, e.g. B. sodium, potassium, copper and / or silver to have in the catalysts. The addition of alkalis, e.g. B. up to 3 or 5 % K20, in the sense of the formation of higher molecular weight and oxygen-containing compounds.

In diesen und anderen Fällen ist es vorteilhaft, eine weitere Behandlung der Katalysatoren zwecks Aktivierung durchzuführen, was besonders in Verbindung mit höheren Synthesetemperaturen vielfach im Sinne einer verstärkten Bildung niedrigmolekularer Olefine wirkt. Die Katalysatoren können in reiner Form oder mit Verdünnungsmaterial, z. B. Trägern, wie natürlichen oder künstlichen temperaturbeständigen Massen, angewandt werden. Als solche können beispielsweise dienen: Kieselgel, Kieselgur, Fullererde, Floridaerde, Tonerdezement, aus Ton geformte gebrannte Massen u. dgl. m. Vorteilhaft ist vielfach ein neutraler oder schwach alkalischer Charakter, da man bei derartigen Trägern die Verminderung der Katalysatorwirksamkeit durch Verbindungsbildung vermeidet. Sie können fest in dem Reaktionsraum angeordnet sein, gegebenenfalls in der Weise, daß man einen Teil davon kontinuierlich oder auch diskontinuierlich abziehen und durch einen anderen ersetzen kann.In these and other cases it is beneficial to undergo further treatment of the catalysts for the purpose of activation, which is particularly important in connection with higher synthesis temperatures often in the sense of an increased formation of low molecular weight Olefins works. The catalysts can be used in pure form or with diluent, z. B. carriers, such as natural or artificial temperature-resistant masses, applied will. As such, for example: silica gel, kieselguhr, fuller's earth, Florida earth, high alumina cement, clay molded masses, and the like are advantageous is often a neutral or weakly alkaline character, as one with such Carriers avoids the reduction of the catalyst efficiency due to the formation of compounds. They can be arranged in a fixed manner in the reaction chamber, if appropriate in such a way that that you withdraw part of it continuously or discontinuously and can replace it with another.

Die Katalysatoren können in einem oder in mehreren Gefäßen untergebracht sein. Es können in den einzelnen Gefäßen oder in demselben Gefäß Katalysatoren von der gleichen oder von verschiedener Art benutzt werden.The catalysts can be placed in one or more vessels be. Catalysts from can be used in the individual vessels or in the same vessel of the same or different types.

Es kann auch das umzusetzende Gas gemeinsam mit staubförmigen oder feinkörnigen Katalysatoren in den unteren Teil des Reaktionsgefäßes eingebracht werden, in dem das Gas den Katalysator in z. B. wallender oder wirbelnder Bewegung hält. Er wird also während der Reaktion in einem schwebenden Zustand gehalten und kann darauf im Katalysatorraum selbst oder nach Abführung mit dem Gasgemisch außerhalb des Kontaktraumes aus den Gasen abgeschieden werden. Der abgeschiedene Katalysator kann sofort wieder für die Synthese verwendet werden. Er wird dann erneut, gegebenenfalls unter Ersatz eines ausgeschiedenen Anteils, z. B. mit dem Synthesegas, in den Katalysatorraum eingeführt. Ist der Katalysator, z. B. durch mechanische Beanspruchung, zu fein geworden oder durch Ansätze von Kohlenstoff oder höhermolekularen organischen Verbindungen od. dgl. mechanisch verklebt oder sind seine Teilchen, z. B. durch Ansatzbildung oder Aneinanderhaften, zu groß geworden oder sonst durch die abgeschiedenen Produkte in ihrer Wirksamkeit beeinträchtigt, so kann er einem Regenerationsprozeß unterworfen werden. Diese Regeneration kann kontinuierlich oder diskontinuierlich stattfinden. Auf dem Katalysator vorhandene Kohlenstoffverbindungen und Kohlenstoff können, vorteilhaft durch Oxydation mit Sauerstoff, z. B. durch Ausbrennen, beseitigt werden. Dabei wird zweckmäßig darauf geachtet, daß die Katalysatoraktivität nicht durch zu hohe Temperaturen beeinträchtigt wird. Beispielsweise wird zuerst mit Gasen geringen Sauerstoffgehaltes oxydiert und erst, wenn der Gehalt an brennbaren Verbindungen geringer geworden ist, auf Gase höheren Sauerstoffgehaltes, wie Luft oder reinen Sauerstoff, übergegangen.It can also be the gas to be converted together with dusty or fine-grain catalysts introduced into the lower part of the reaction vessel be, in which the gas is the catalyst in z. B. undulating or whirling motion holds. So it is kept in a floating state during the reaction and can then in the catalyst chamber itself or outside after removal with the gas mixture of the contact space are separated from the gases. The separated catalyst can be used again immediately for the synthesis. He will then again, if necessary replacing a part that has been eliminated, e.g. B. with the synthesis gas, in the catalyst room introduced. Is the catalyst, e.g. B. by mechanical stress, too fine or through approaches of carbon or higher molecular organic compounds Od. Like. Mechanically bonded or are its particles, z. B. by approach formation or sticking together, grown too large or otherwise due to the deposited products If its effectiveness is impaired, it can be subjected to a regeneration process will. This regeneration can take place continuously or discontinuously. Carbon compounds and carbon present on the catalyst can advantageously by oxidation with oxygen, e.g. B. by burning out can be eliminated. Included it is advisable to ensure that the catalyst activity is not too high Temperatures is affected. For example, gas is low first Oxygen content is oxidized and only when the content of combustible compounds has decreased on gases with a higher oxygen content, such as air or pure Oxygen, passed over.

Jedoch besteht auch die Möglichkeit, Kohlenstoff und Kohlenstoffverbindungen auf andere Weise aus dem Katalysator herauszubekommen, z. B. durch Reduktion mit Wasserstoff, Umsetzen mit Wasserdampf nach der Wassergasreaktion od. dgl. Verfahren, bei denen die störenden Stoffe in Gas- oder Dampfform umgewandelt werden. Auch kann man die verschiedenen Reinigungsmethoden miteinander kombinieren, z. B. mit einem Gemisch von Sauerstoff und Wasserdampf arbeiten.However, there is also the possibility of carbon and carbon compounds get out of the catalyst in other ways, e.g. B. by reduction with Hydrogen, reaction with water vapor after the water gas reaction or similar process, in which the interfering substances are converted into gas or vapor form. Also can you combine the different cleaning methods with each other, e.g. B. with a Mixture of oxygen and water vapor work.

Die Temperaturen der Synthese der Olefine liegen im wesentlichen über 4oo°, wobei besonders günstig diejenigen über 55o° sind. Bei Verwendung von thoriumoxydhaltigen Katalysatoren und sehr hohen Drücken kommt man auch oft mit wesentlich niedrigeren Temperaturen aus, z. B. um 450°. Die oberste Temperaturgrenze ist wie bei den bekannten Verfahren etwa 7oo°.The temperatures of the synthesis of the olefins are essentially above 4oo °, with those above 55o ° being particularly favorable. When using thorium oxide containing Catalysts and very high pressures often come with much lower ones Temperatures off, e.g. B. at 450 °. The uppermost temperature limit is the same as with the known ones Move about 7oo °.

Je nach Katalysatoraktivität, Druck, Temperatur und Verweilzeit und gegebenenfalls Umwälzung der Gase erhält man einen verschieden großen Umsatz und verschiedene Produktionsausbeuten. Wie bei den meisten anderen in der Gasphase verlaufenden Prozessen ist auch hier die Anwendung von im Kreislauf geführten Gasen vorteilhaft, besonders um entstandene Reaktionswärme abzuführen, eine gleichmäßigere Gasverteilung im Kontakt zu erreichen und den Unterschied im Gehalt der umgesetzten Gase zwischen dem Kontaktanfang und Kontaktende herabzusetzen. Die Umwälzung wird in an sich bekannter Weise mit Heißgasgebläse durchgeführt. Dabei kann man die bei der Synthese gebildeten Produkte ganz oder teilweise in dem Kreislauf belassen. Im allgemeinen werden Ausbeuten von 3o bis 17o g je Nm3 CO + H2 im Eintrittsgas erzielt, von denen ein hoher Anteil - meist 5o bis 9o °/o -- Olefine sind.Depending on the catalyst activity, pressure, temperature and residence time and If necessary, circulation of the gases results in a variable conversion and different production yields. As with most others in the gas phase Processes, the use of circulating gases is also advantageous here, a more even gas distribution, especially in order to dissipate the heat of reaction in contact and the difference in the content of gases converted between reduce the beginning and end of contact. The upheaval is becoming better known in and of itself Way done with hot gas blower. You can use those formed in the synthesis Leave products in whole or in part in the cycle. Generally, yields from 3o to 17o g per Nm3 CO + H2 achieved in the inlet gas, of which a high proportion - mostly 50 to 90% - are olefins.

Die aus der ersten Reaktionsstufe kommenden Gase werden zur Durchführung der Oxoreaktion zweckmäßig direkt nach einer entsprechenden Senkung der Reaktionstemperatur auf zwischen 6o und 25o°, vorteilhaft 14o bis 18o°, mit einem anderen Katalysator, welcher Metalle der Eisengruppe, vorwiegend Kobalt enthält, zusammengebracht. Hierbei sind Drücke über 4o atü, z. B. 8o, 1oo und 15o atü, vorteilhaft.The gases coming from the first reaction stage are used for implementation the oxo reaction expediently directly after a corresponding lowering of the reaction temperature to between 6o and 25o °, advantageously 14o to 18o °, with a different catalyst, which contains metals of the iron group, predominantly cobalt. Here are pressures above 4o atü, z. B. 8o, 1oo and 15o atü, advantageous.

Die Katalysatoren können sowohl metallisches Kobalt als auch andere Kobaltverbindungen enthalten. So kann man das Kobalt in einem Turm fein verteilt oder in Flüssigkeit aufgeschlämmt oder in Form echter Lösung vorliegen haben. Beispielsweise lassen sich Seifen von Kobalt, wie sie durch Einwirkung von Vorlauffettsäuren aus der Paraffinoxydation (Fettsäuren von einer Kettenlänge von C5 bis C11) erhalten werden, oder andere Kobaltsalze, gegebenenfalls auch wasserlösliche, anwenden. Man kann sie in Kohlenwasserstoffen oder anderen Lösungsmitteln lösen. In dieser zweiten Reaktionsstufe bilden sich durch Einlagerung von Kohlenoxyd und Wasserstoff aus den in der ersten Stufe entstandenen Olefinen sauerstoffhaltige Verbindungen, besonders Aldehyde.The catalysts can be metallic cobalt as well as others Contain cobalt compounds. So you can finely distribute the cobalt in a tower or slurried in liquid or in the form of a real solution. For example Soaps can be made of cobalt, as they are made by the action of pre-run fatty acids obtained from paraffin oxidation (fatty acids with a chain length of C5 to C11) or use other cobalt salts, possibly also water-soluble. Man can dissolve them in hydrocarbons or other solvents. In this second Reaction stages are formed by incorporation of carbon dioxide and Oxygen-containing hydrogen from the olefins formed in the first stage Compounds, especially aldehydes.

Leitet man die Kohlenoxyd, Wasserstoff und Olefine enthaltenden Gase bzw. Dämpfe bei den genannten Temperaturen und Drücken in Anwesenheit von Kobaltverbindungen durch das Reaktionsgefäß, so bildet sich fast stets eine mehr oder weniger große Menge von flüchtigen Kobaltcarbonylverbindungen. Diese können aus der Gasphase abgetrennt und das Kobalt wieder in den Prozeß zurückgeführt werden, während das Gas aus dem Verfahren ausgeschieden oder wieder in die erste Stufe zurückgeführt werden kann.The gases containing carbon monoxide, hydrogen and olefins are conducted or vapors at the temperatures and pressures mentioned in the presence of cobalt compounds through the reaction vessel, a more or less large one is almost always formed Amount of volatile cobalt carbonyl compounds. These can be separated from the gas phase and the cobalt can be fed back into the process while the gas is removed from the process Process can be eliminated or returned to the first stage.

Vorteilhaft kann der Oxoprozeß in Gegenwart von Flüssigkeiten vor sich gehen, die so gewählt werden, daß sie die wertvollen Reaktionsprodukte aufnehmen und daß sie zweckmäßig nur in geringen Mengen benötigt werden. Man erhält hierbei die erzeugten Aldehyde in gelöster Form und praktisch quantitativ von dem Gase getrennt. Sie werden in einer anschließenden Stufe der Hydrierung zu Alkoholen unterworfen. Die Flüssigkeit wird zweckmäßig so gewählt, daß sie leicht, beispielsweise durch Destillation, von den synthetisierten sauerstoffhaltigen Verbindungen-getrennt werden kann; z. B. ist Flüssiggas, d. h. verflüssigtes Propan und Butan, gut geeignet. In vielen Fällen ist zweckmäßig, die reaktionseigenen Flüssigkeiten ganz oder ausschnittsweise zu verwenden. Besonders die niedrigsiedenden Anteile sind dabei vorteilhaft. Man erspart sich auf diese Weise eine Abtrennung von einem reaktionsfremden Lösungsmittel.The oxo process can advantageously be carried out in the presence of liquids go, which are chosen so that they absorb the valuable reaction products and that they are expediently only required in small amounts. One obtains here the aldehydes produced are separated from the gases in dissolved form and practically quantitatively. In a subsequent stage, they are subjected to hydrogenation to give alcohols. The liquid is expediently chosen so that it is easy, for example through Distillation, separated from the synthesized oxygen-containing compounds can; z. B. is liquefied petroleum gas, i. H. liquefied propane and butane, well suited. In many cases it is expedient to use all or part of the liquids inherent in the reaction to use. The low-boiling fractions are particularly advantageous here. Man In this way, a separation from a non-reactive solvent is saved.

Die Katalysatoren können als Aufschlämmungen zweckmäßig in einer organischen Flüssigkeit eingesetzt werden, die von den entstandenen Reaktionsprodukten leicht getrennt werden kann, z. B. entweder über oder unter diesen siedet. So kann man einen feinverteilten kobalthaltigen Katalysator, wie etwa den für die Fischer-Tropsch-Synthese benutzten Kobalt-Thorium-Kieselgur-Kontakt oder Thorium-Kobalt-Magnesium-Kontakt, aufgeschlämmt in Kohlenwasserstoffen verwenden. Diese Katalysatoraufschlämmung kann jedoch auch noch andere Bestandteile enthalten, z. B. Katalysatorträger wie Mg0, Talkum, Ruß oder Graphit. Die Aufschlämmungen werden z. B. in das Drucksystem der Synthese eingeführt, indem man die Flüssigkeit durch Hochdruckpumpen auf einen mindestens so hohen Druck bringt, wie er in dem System herrscht, und durch entsprechende Ventile einschleust.The catalysts can conveniently be used as slurries in an organic Liquid are used, which from the resulting reaction products easily can be separated e.g. B. boils either above or below this. So you can a finely divided cobalt-containing catalyst, such as that for the Fischer-Tropsch synthesis used cobalt-thorium-kieselguhr contact or thorium-cobalt-magnesium contact, Use slurried in hydrocarbons. This catalyst slurry can but also contain other ingredients, e.g. B. Catalyst carrier such as Mg0, Talc, carbon black or graphite. The slurries are e.g. B. in the printing system of Synthesis introduced by pumping the liquid by high pressure to at least one brings as high a pressure as there is in the system, and through appropriate valves smuggled in.

Wenn man die Katalysatoren in einer Aufschlämmung gebraucht, so kann man den. Zusatz von Lösungsmitteln für den Katalysator entbehren. Falls der Katalysator in der Oxosynthese bewegt wird, so kann er parallel oder im Gegenstrom zu den Reaktionsgasen geführt werden. Wird finit einer Katalysatoraufschlämmung gearbeitet, so ist das Führen im Gleichstrom in vielen Fällen besonders günstig.If you use the catalysts in a slurry, you can one the. No need to add solvents for the catalyst. If the catalyst is moved in the oxo synthesis, it can be parallel or countercurrent to the reaction gases be guided. If a catalyst slurry is finite, it is In many cases, direct current leads are particularly favorable.

Der Katalysator kann auch in Form von flüchtigen Verbindungen, z. B. Carbonylverbindungen, wie Kobaltcarbonyl, eingebracht werden, etwa derart, daß man Kobaltcarbonyl in geringen Mengen dem umzusetzenden Gas zufügt, das Carbonyl nach beendeter Umsetzung auswäscht, von dem Waschmittel abtrennt und erneut zurückführt.The catalyst can also be in the form of volatile compounds, e.g. B. carbonyl compounds, such as cobalt carbonyl, are introduced such that cobalt carbonyl is added in small amounts to the gas to be converted, the carbonyl washed out after the reaction has ended, separated from the detergent and recycled again.

Man kann auch so vorgehen, daß man die Flüchtigkeit der Kobaltverbindungen nach Bildung von Carbonyl für das Verfahren ausnutzt, z. B. in folgender Weise Der Hochdruckturm, in dem sich die Oxoumsetzung vollzieht, ist zeit einem porösen Trägermaterial gefüllt, das mit Kobaltmetall oder anderen Kobaltverbindungen gemischt, z. B. imprägniert, ist. Im Oxoprozeß wird das Kobalt zum Teil verflüchtigt und erscheint als Carbonyl zum Teil in den flüssig abgezogenen sauerstoffhaltigen Reaktionsprodukten, zum Teil in den abströmenden Reaktionsgasen. Der in den flüssigen Produkten enthaltene Anteil scheidet sich in metallischer Form im nachgeschalteten Hydrierungsgefäß aus, in dem die in den flüssigen Produkten enthaltenen Aldehyde in Alkohole umgewandelt werden. Dieses ist wie das Oxierungsgefäß beschaffen, nämlich mit einem porösen Material angefüllt, das den ausgeschiedenen Kobalt aufnimmt. Ist die Abscheidung so weit gediehen, daß sich der Turm zu verstopfen droht, so schaltet man um und benutzt nun diesen Turm für die 0xierungsreaktion und den anderen für die Hydrierung. Der mit dem Gase flüchtige Teil des Kobaltcarbonyls wird durch ein Waschmittel ausgewaschen, z. B. mit einem Teil der nach beendeter Hydrierung sich ergebenden alkoholreichen Fraktion, mit dem das Kobaltcarbonyl in die erste Stufe des Hydrierungsprozesses zurückgeführt werden kann.One can also proceed in such a way that one can determine the volatility of the cobalt compounds exploited after formation of carbonyl for the process, e.g. B. in the following way The high pressure tower, in which the oxo conversion takes place, is a porous carrier material filled, mixed with cobalt metal or other cobalt compounds, e.g. B. impregnated, is. In the oxo process, the cobalt is partially volatilized and appears as carbonyl partly in the liquid oxygen-containing reaction products withdrawn, partly in the outflowing reaction gases. The proportion contained in the liquid products precipitates in metallic form in the downstream hydrogenation vessel, in which converts the aldehydes contained in the liquid products into alcohols will. This is designed like the oxygenation vessel, namely with a porous one Filled with material that absorbs the precipitated cobalt. Is the deposition advanced so far that the tower threatens to become blocked, so you switch over and now use this tower for the oxidation reaction and the other one for the hydrogenation. The part of the cobalt carbonyl that is volatile with the gases is washed out by a detergent, z. B. with a part of the resulting after the hydrogenation is high in alcohol Fraction with which the cobalt carbonyl enters the first stage of the hydrogenation process can be traced back.

Gegebenenfalls kann man zwischen der ersten und der zweiten Stufe des Verfahrens gemäß der Erfindung einen Teil der synthetisierten organischen Verbindungen entfernen, insbesondere den höhersiedenden Teil. So kann man beispielsweise einen Abscheider anordnen, welcher die durch das Kühlen auf die Temperatur der zweiten Stufe verflüssigten Verbindungen sammelt und gestattet, sie abzuziehen.If necessary, you can choose between the first and the second stage of the method according to the invention part of the synthesized organic compounds remove, especially the higher-boiling part. For example, you can have a Arrange separator, which by cooling to the temperature of the second Stage collects liquefied compounds and allows them to be withdrawn.

Innerhalb der ersten Stufe, der zweiten Stufe und anschließend gegebenenfalls der Hydrierstufe können in beliebiger bekannter Weise Gaskreisläufe aufrechterhalten werden. Dies kann sowohl zur Abführung der Reaktionswärme als auch zur Erzielung der richtigen Gaszusammensetzung, Kühlung des Kontaktes, Einstellung von Gleichgewichten oder aus anderen Gesichtspunkten heraus geschehen. In der ersten Stufe kann man beispielsweise einen 3- bis zoofachen Gaskreislauf aufrechterhalten. In der Oxostufe ist ebenfalls in vielen Fällen die Anwendung eines Gaskreislaufes zweckmäßig, z. B. um die Temperatur, nicht unerwünscht ansteigen zu lassen oder bei Verwendung von aufgeschlämmtem Katalysator diesen durch in ausreichender Menge eingeführte Gasvolumen in Schwebe zu halten. Dieselben Gesichtspunkte können auch für die Hydrierstufe maßgebend sein.Within the first stage, the second stage and then optionally the hydrogenation stage can maintain gas cycles in any known manner will. This can be used both to remove the heat of reaction and to achieve it the correct gas composition, cooling the contact, setting equilibria or happen from other points of view. In the first stage you can for example, maintain a 3 to 2-fold gas cycle. In the oxo level the use of a gas cycle is also appropriate in many cases, e.g. B. in order not to let the temperature rise undesirably or when in use of suspended catalyst this introduced in sufficient quantity To keep gas volume in suspension. The same considerations can also apply to the hydrogenation stage be authoritative.

Die Oxierung und Hydrierung kann in einer oder in verschiedenen Stufen durchgeführt werden; z. B. kann män in einer ersten Stufe eine teilweise Oxierung und unter Zugabe eines Kohlenoxyd-Wasserstoff-Gemisches in einer zweiten Stufe die restliche Oxierung vornehmen. Man kann auf diese Weise in der ersten Stufe des Prozesses einen großen Teil der Olefine umsetzen und den Rest der Olefine mit frisch zugeführtem Gas in der zweiten Stufe zur Reaktion bringen. Man erzielt auf diese Weise in vielen Fällen eine günstigere Umsetzung der Olefine.The oxygenation and hydrogenation can take place in one or in different stages be performed; z. B. can in a first stage a partial oxidation and with the addition of a carbon oxide-hydrogen mixture in a second stage carry out the rest of the oxidation. One can do this in the first stage of the process convert a large part of the olefins and the rest of the olefins with freshly supplied gas react in the second stage. One achieves on this Way in many cases a more favorable conversion of the olefins.

In ähnlicher Weise kann man auch bei der Hydrierung der Aldehyde verfahren. So kann man z. B. zuerst mit Wasserstoff arbeiten, der auch Kohlenoxyd enthalten kann, um das in den Aldehyden gelöste Kohlenoxyd auszutreiben und das Kobaltcarbonyl zu zersetzen. Wenn man mit dem oben geschilderten System der umwechselbaren Öfen arbeitet, ist die Anwendung eines verdünnten bzw. kohlenoxydhaltigen Wasserstoffs deshalb günstig, weil dann die Verteilung des niedergeschlagenen Kobaltmetalls nicht auf eine enge Zone in der Nähe des Eintritts der Flüssigkeit beschränkt, sondern auf ein weiteres Gebiet auseinandergezogen wird. Das Umschalten der Katalysatorgefäße braucht dann weniger häufig durchgeführt zu werden.A similar procedure can also be used for the hydrogenation of the aldehydes. So you can z. B. work first with hydrogen, which also contain carbon oxide can to drive off the carbon dioxide dissolved in the aldehydes and the cobalt carbonyl to decompose. If you use the interchangeable oven system outlined above works, is the use of a diluted or carbon dioxide-containing hydrogen therefore favorable because then the distribution of the precipitated cobalt metal is not but confined to a narrow zone near the entry of the liquid is pulled apart into another area. Switching over the catalyst vessels then needs to be carried out less frequently.

Beispiel Aus Koks erzeugtes Wassergas mit einem Gehalt von 15 mg organisch gebundenen Schwefels j e Nm3 Gas und einem Kohlenoxyd-Wasserstoff-Verhältnis von etwa i : i wurde in einer Synthesestufe unter Verwendung von oxydischen Katalysatoren umgesetzt. Anschließend wurde das Gas mit den darin enthaltenen Reaktionsprodukten in einer Oxostufe weiterbehandelt. -Nach Abscheidung der sauerstoffhaltigen Produkte aus dem aus der Oxostufe kommenden Gas wurde dieses in die erste Reaktionsstufe zurückgeführt, während die abgeschiedenen sauerstoffhaltigen Produkte, vornehmlich Aldehyde, einer aus zwei Reaktionsstufen mit gesonderten Gaskreisläufen bestehenden Hydrierung unterworfen wurden.Example Water gas produced from coke with an organic content of 15 mg bound sulfur j e Nm3 gas and a carbon oxide-hydrogen ratio of about i: i was made in a synthesis stage using oxidic catalysts implemented. Then the gas with the reaction products contained therein treated further in an oxo stage. -After separation of the oxygen-containing products from the gas coming from the oxo stage, this became the first reaction stage recycled, while the separated oxygen-containing products, mainly Aldehydes, one consisting of two reaction stages with separate gas circuits Have been subjected to hydrogenation.

Der unter ioo at betriebene Syntheseofen i war mit Kontaktrohren von =o mm 1. W. ausgestattet, die von einer Salzschmelze umgeben waren. Die Salzschmelze wurde in bekannter Weise mit Hilfe einer Pumpe umgewälzt. Zu Beginn des Betriebes wurde die Schmelze elektrisch beheizt, um die Reaktion in Gang zu bringen (Umwälzung und Heizung sind in der Zeichnung nicht dargestellt). Nach dem Einsetzen der Reaktion wurde die Heizung abgestellt, und die Schmelze diente zum Abführen der entstehenden Reaktionswärme, die ihr außerhalb des Ofens durch Kühlung entzogen wurde.The synthesis furnace operated under 100 at was equipped with catalyst tubes from = o mm 1. W., which were surrounded by a molten salt. The molten salt was circulated in a known manner with the aid of a pump. At the beginning of operation the melt was heated electrically to get the reaction going (circulation and heating are not shown in the drawing). After the onset of the reaction the heating was turned off and the melt was used to discharge the resulting Heat of reaction that was withdrawn from it by cooling outside the furnace.

Der Katalysator wurde in geformten Stücken von 3 bis 5 mm o angewandt. Er bestand im wesentlichen aus Aluminiumoxyd mit Zusätzen von etwa 8 °/o Molybdänoxyd, o,5 °/o Chromoxyd und 1,2 °/a Wolframoxyd. Das frische Synthesegas, das durch die Leitung 33 ankam, wurde von oben nach unten durch den Katalysator geleitet mit einer Gasbelastung von stündlich etwa 5o Nm3 Gas je 6o 1 Kontakt. Die Reaktionstemperatur betrug ungefähr 58o°. Gleichzeitig wurden über den Katalysator mittels der Pumpe 2 und durch die Leitungen 24 und 25 450 m3 Gas je 6o 1 Kontakt und Stunde im Kreislauf umgewälzt. Durch die Leitungen 22 und 23 wurde eine der Frischgasmenge entsprechende Menge von Gas und Reaktionsprodukten in die Oxostufe übergeführt.The catalyst was applied in molded pieces of 3 to 5 mm in diameter. It consisted essentially of aluminum oxide with additions of about 8% molybdenum oxide, 0.5 per cent. chromium oxide and 1.2 per cent. tungsten oxide. The fresh synthesis gas that is produced by the Line 33 arrived, was passed through the catalyst from top to bottom with a Gas load of around 5o Nm3 gas per hour per 6o 1 contact. The reaction temperature was about 58o °. At the same time were over the catalyst by means of the pump 2 and through lines 24 and 25 450 m3 of gas each 6o 1 contact and hour in the circuit circulated. A quantity of fresh gas corresponding to the amount of fresh gas was passed through lines 22 and 23 Amount of gas and reaction products transferred to the oxo stage.

Die Oxostufe arbeitete unter dem gleichen Druck wie der Syntheseofen. Sie bestand im wesentlichen aus einem Hochdruckofen 3, der am Kopf- und Fußende Anschlüsse für die Abführung und Zuführung von Gasen und Flüssigkeiten hatte. Der Ofen war mit einem Mantel für siedendes Druckwasser umgeben. Im Ofen waren Kühlrohre angeordnet, die ebenfalls siedendes Druckwasser enthielten. Bei Inbetriebnahme des Ofensystems wurde der Ofen beheizt, zu welchem Zweck Wasserdampf und Druckwasser in die Wärmeaustauschräume eingeleitet wurden. Wenn die Reaktionstemperatur erreicht war und die Reaktion einsetzte, wurde die Wärmezufuhr abgestellt. Die Reaktionswärme wurde dann unter Dampfbildung vom Druckwasser aufgenommen.The oxo stage operated under the same pressure as the synthesis furnace. It essentially consisted of a high-pressure furnace 3 at the head and foot end Connections for the discharge and supply of gases and liquids had. Of the The furnace was surrounded by a jacket for pressurized boiling water. There were cooling tubes in the furnace arranged, which also contained boiling pressurized water. When commissioning the The furnace was heated using the furnace system, for which purpose steam and pressurized water were introduced into the heat exchange rooms. When the reaction temperature is reached and the reaction started, the heat supply was turned off. The heat of reaction was then absorbed by the pressurized water with the formation of steam.

In der Oxostufe wurde als Katalysator mit gesättigter Kobalt-Nitrat-Lösung getränkter grobporöser Bimsstein benutzt. Nach der Tränkung war der Katalysator getrocknet und mit Wasserstoff reduziert worden, bevor er in den Ofen eingefüllt wurde.In the oxo stage, a saturated cobalt nitrate solution was used as a catalyst Soaked, coarse-pored pumice stone used. After the impregnation was the catalyst dried and reduced with hydrogen before being placed in the furnace became.

Die aus dem Syntheseofen i kommenden Gase und Dämpfe wurden in den unteren Teil des Reaktionsgefäßes 3 eingeführt. Das die Reaktionsprodukte der Oxostufe enthaltende Gas strömte am oberen Ende dieses Reaktionsgefäßes ab und wurde durch einen mit Raschig-Ringen gefüllten Turm 4 in Richtung von oben nach unten geleitet. In dem Turm 4 wurde durch Berieseln mit einer bei 18 zugeführten Waschflüssigkeit in den Gasen und Dämpfen enthaltenes Kobaltcarbonyl ausgewaschen. Als Waschmittel wurde hierbei eine bis ==o° siedende Fraktion der Syntheseprodukte verwendet. Sie gelangte aus dem Turm 4 durch die Leitung 26 in das Reaktionsgefäß 3, dem sie mittels eines im oberen Teil des Gefäßes angeordneten Verteilerbodens aufgegeben wurde. Die Waschflüssigkeit nahm im Reaktionsgefäß 3 die Aldehyde auf, die hier aus den in der Synthesestufe i erzeugten Olefinen entstanden waren, sowie andere sauerstoffhaltige Verbindungen und einen großen Teil der in dem Syntheseofen i gebildeten Kohlensäure. Aus dem unteren Teil des Reaktionsgefäßes 3 wurde diese Lösung durch die Leitung 27 in das Gefäß 5 abgezogen, in dem sie gekühlt wurde. Darauf wurde sie mittels des Ventils 6 unter Freiwerden von Kohlensäure, Kohlenoxyd und Wasserstoff entspannt und gelangte in das Trenngefäß 7. Die sich im Trenngefäß 7 von der Lösung scheidenden Gase wurden in den Wäscher 8 geleitet, in dem geringe Mengen von in den Gasen enthaltenem Kobaltcarbonyl mit einem kleinen Teil frischer Waschflüssigkeit abgetrennt wurden. Die Waschflüssigkeit trat durch die Leitungen 18 und 30 in den Wäscher 8 ein und wurde, nachdem sie dort zur Behandlung der Gase benutzt worden war, mittels der Pumpe =g durch die Leitungen 29 und 18 in den Turm 4 gefördert.The gases and vapors coming from the synthesis furnace i were introduced into the lower part of the reaction vessel 3. The gas containing the reaction products of the oxo stage flowed off at the upper end of this reaction vessel and was passed through a tower 4 filled with Raschig rings in the direction from top to bottom. In the tower 4, cobalt carbonyl contained in the gases and vapors was washed out by sprinkling with a washing liquid supplied at 18. A fraction of the synthesis products boiling up to == o ° was used as the detergent. It came from the tower 4 through the line 26 into the reaction vessel 3, to which it was fed by means of a distributor plate arranged in the upper part of the vessel. In the reaction vessel 3, the washing liquid took up the aldehydes which were formed here from the olefins produced in the synthesis stage i, as well as other oxygen-containing compounds and a large part of the carbonic acid formed in the synthesis furnace i. This solution was drawn off from the lower part of the reaction vessel 3 through the line 27 into the vessel 5, in which it was cooled. It was then depressurized by means of the valve 6, releasing carbon dioxide, carbon dioxide and hydrogen and passed into the separating vessel 7. The gases separating from the solution in the separating vessel 7 were passed into the scrubber 8, in which small amounts of cobalt carbonyl contained in the gases were separated with a small portion of fresh washing liquid. The scrubbing liquid entered the scrubber 8 through the lines 18 and 30 and, after it had been used there to treat the gases, was conveyed through the lines 29 and 18 into the tower 4 by means of the pump = g.

Die aus dem Waschturm 4 abströmenden Gase wurden z. B. mit einer Umwälzpumpe g wieder in das Reaktionsgefäß 3 der Oxostufe zurückgeführt, und zwar wurden 3oo Nm3 Gas je Stunde umgewälzt. Ein Teil des Gases, dessen Menge der der Oxostufe zugeführten Gas- und Dampfmenge entsprach, wurde durch die Leitung 2i in den Syntheseofen i zurückgegeben. Durch Abzweigung eines entsprechenden Teiles des Gases bei =o aus dem Kreislauf wurden die im Frischgas enthaltenen Inertgase aus dem System entfernt.The gases flowing out of the washing tower 4 were z. B. with a circulation pump g returned to the reaction vessel 3 of the oxo stage, namely 3oo Nm3 of gas circulated per hour. Part of the gas, the amount of which is that of the oxo stage Gas and steam volume corresponded, was through line 2i in the synthesis furnace i returned. By branching off a corresponding part of the gas at = o off the cycle became the Inert gases contained in the fresh gas removed from the system.

Die im Trenngefäß 7 von Gasen befreite Lösung, die die erzeugten sauerstoffhaltigen Verbindungen-enthielt, wurde mittels der Pumpe ii auf 8o at Druck gebracht und mit diesem Druck durch die Leitung 31 dem Hydriergefäß 12 zugeführt, das in der gleichen .Weise ausgebildet war wie das Reaktionsgefäß der Oxostufe 3. Es war ebenfalls mit grobporösem Bimsstein beschickt, der jedoch ohne vorherige Tränkung mit Kobalt-Nitrat-Lösung in das Gefäß 12 eingebracht worden war.The solution freed from gases in the separation vessel 7 and containing the oxygen-containing Compounds -containing, was brought to 80 atm pressure by means of the pump ii and with this pressure is fed through line 31 to the hydrogenation vessel 12, which is in the same Was designed like the reaction vessel of Oxo level 3. It was also with Coarse-pored pumice stone, which, however, has not been previously impregnated with cobalt nitrate solution had been introduced into the vessel 12.

Während die Oxoreaktion im Gefäß 3 bei etwa 17o° verlief und dort die Reaktionsgase eine Verweilzeit von 18 Sekunden hatten, wurde in der ersten Hydrierstufe 12 eine Temperatur von etwa 16o° aufrechterhalten. Dabei wurden durch die Pumpe 13 ioo Nm3 Wasserstoff j e Stunde umgewälzt.While the oxo reaction in vessel 3 proceeded at about 170 ° and there the reaction gases had a residence time of 18 seconds was used in the first hydrogenation stage 12 maintain a temperature of about 160 °. This were done by the pump 13 100 Nm3 hydrogen circulated every hour.

Aus der Flüssigkeit gelangten in den Wasserstoffkreislauf Gase, insbesondere Kohlensäure und Kohlenoxyd, die bei der Entspannung in 6 noch in der Flüssigkeit zurückgeblieben waren, so daß der Wasserstoff einige Prozent von diesen Stoffen aufnahm.Gases, in particular, entered the hydrogen cycle from the liquid Carbonic acid and carbonic oxide, which are still in the liquid during relaxation in 6 were left behind, so that the hydrogen contained a few percent of these substances recorded.

Die Flüssigkeit und der Wasserstoff wurden oben in das Reaktionsgefäß 12 eingeleitet. In 12 wurde ein Teil der in der Flüssigkeit enthaltenen Aldehyde in Alkohole umgewandelt. In der Flüssigkeit noch vorhandenes Kobaltcarbonyl wurde völlig zerstört, und es schlug sich das aus dem Carbonyl in Freiheit gesetzte Kobalt auf der Trägermasse des Gefäßes 12 nieder.The liquid and hydrogen were at the top of the reaction vessel 12 initiated. In 12, some of the aldehydes contained in the liquid converted into alcohols. Cobalt carbonyl still present in the liquid was completely destroyed, and the cobalt released from the carbonyl was found to be deflated on the carrier mass of the vessel 12 down.

Aus dem durch das Gefäß i2 geführten Gaskreislauf wurde ein Teil des Gases durch die Leitung 32 nach dem Syntheseofen i abgezweigt, wobei die Pumpe 2o das Gas auf den für die Synthese erforderlichen Druck brachte. In dem Maße, wie Wasserstoff in der Hydrierstufe 12 verbraucht und durch die Leitung 32 abgeführt wurde, wurde der Wasserstoff aus der letzten Hydrierstufe 14 durch die Leitung 37 ergänzt.Part of the gas cycle passed through vessel i2 Gas branched off through line 32 after the synthesis furnace i, the pump 2o brought the gas to the pressure required for the synthesis. To the extent that Hydrogen consumed in the hydrogenation stage 12 and discharged through line 32 was, the hydrogen from the last hydrogenation stage 14 was through line 37 added.

Das den Reaktionsofen i2 durch die Leitung 34 verlassende flüssige Gemisch wurde mittels der Pumpe 15 durch die Leitung 35 einem zweiten Hydriergefäß 14 oben aufgegeben. Im Hydriergefäß 14 wurde der gleiche Druck wie in 12, jedoch eine Temperatur von 1g5° aufrechterhalten. Das Gas wurde durch das Hydriergefäß 14 von unten nach oben im Gegenstrom zur Flüssigkeit geleitet. Durch die Pumpe 16 und die Kreislaufleitung 36 wurden stündlich 350 Nm3 Wasser3toff umgewälzt. Bei 17 wurde frischer Wasserstoff in das Hydriergefäß 14 eingeführt, das ebenfalls mit kobalthaltigem Katalysator beschickt und ähnlich "wie das Gefäß i2 ausgebildet war.The liquid mixture leaving the reaction furnace 12 through the line 34 was fed by means of the pump 15 through the line 35 to a second hydrogenation vessel 14 at the top. In the hydrogenation vessel 14, the same pressure as in 12, but a temperature of 1g5 °, was maintained. The gas was passed through the hydrogenation vessel 14 from bottom to top in countercurrent to the liquid. 350 Nm3 of hydrogen per hour were circulated through the pump 16 and the circuit line 36. At 17, fresh hydrogen was introduced into the hydrogenation vessel 14, which was also charged with a cobalt-containing catalyst and was designed similarly to the vessel i2.

In dem ersten Hydriergefäß 12 wurde die Flüssigkeit mit dem Wasserstoff im Gleichstrom behandelt, damit durch den Wasserstoff nicht Kobaltcarbonyl aus der oben aufgegebenen Flüssigkeit herausgespült und mit den Reaktionsgasen abgeführt werden konnte; was Kobaltverluste verursachen würde. Diese Verlustmöglichkeit entfällt für den Betrieb des zweiten Ofens, so daß in diesem im Gegenstrom von Gas und Flüssigkeit gearbeitet werden konnte. In den Reaktionsprodukten, die die zweite Hydrierstufe 14 durch die Leitung 39 verließen, waren die im Syntheseofen i erzeugten ungesättigten Kohlenwasserstoffe mit einer Ausbeute von etwa 9o °/o in Form von Alkoholen vorhanden, 3 % waren in höhermolekulare Verbindungen übergegangen.In the first hydrogenation vessel 12, the liquid was treated with the hydrogen in cocurrent so that cobalt carbonyl could not be flushed out of the liquid added above and removed with the reaction gases by the hydrogen; which would cause cobalt losses. This possibility of loss does not apply to the operation of the second furnace, so that it was possible to work in the countercurrent of gas and liquid. In the reaction products which left the second hydrogenation stage 14 through line 39 , the unsaturated hydrocarbons produced in the synthesis furnace i were present in a yield of about 90% in the form of alcohols, and 3% had been converted into higher molecular weight compounds.

Je Nm3 des mit dem Frischgas in die erste Reaktionsstufe eingeführten Kohlenoxyds und Wasserstoffs wurden im Verfahren gemäß der Erfindung folgende Reaktionsprodukte erhalten: i2o g Propylalkohole, 32 g Butylalkohole, 18 g Amylalkohole und etwa 32 g eines Gemisches von höheren Alkoholen. Fetner fielen 12 g Kohlenwasserstoffe an.Per Nm3 of that introduced into the first reaction stage with the fresh gas In the process according to the invention, carbon monoxide and hydrogen were the following reaction products obtained: i2o g propyl alcohols, 32 g butyl alcohols, 18 g amyl alcohols and about 32 g of a mixture of higher alcohols. Fetner produced 12 g of hydrocarbons.

Nach längerem Betrieb zeigte sich, daß durch die Bildung von Köbaltcarbonyl im Reaktionsgefäß 3 und die Mitführung des Kobältcarbonyls von den flüssigen Produkten in das erste Hydriergefäß 12 eine Verarmung an katalytisch wirksamem Kobaltmetall im Reaktionsgefäß 3 und eine Anreicherung von Kobalt auf dem Katalysator im Hydriergefäß 12 stattfand, was zu einer allmählichen Erhöhung des Strömungswiderstandes im Gefäß 12 führte. Nachdem der Strömungswiderstand, den die Gase im ersten Hydriergefäß i2 fanden, merkbar angestiegen war, wurde der Hydrierofen 12 als Oxoofen an Stelle -des Reaktionsgefäßes 3 geschaltet, während dieses nunmehr als erste, Hydrierstufe diente. Diese Umschaltung wurde vön Zeit zu Zeit wiederholt, wenn die Verarmung des Katalysators an Kobalt in dem einen Gefäß und die Zunahme des Strömungswiderstandes im anderen Gefäß dies erforderten.After prolonged operation it was found that the formation of Koebalt carbonyl in reaction vessel 3 and the entrainment of the cobalt carbonyl from the liquid products in the first hydrogenation vessel 12 a depletion of catalytically active cobalt metal in reaction vessel 3 and an accumulation of cobalt on the catalyst in the hydrogenation vessel 12 took place, leading to a gradual increase in the flow resistance in the vessel 12 led. After the flow resistance that the gases in the first hydrogenation vessel i2 found had increased noticeably, the hydrogenation furnace 12 was used as an oxo furnace in place -The reaction vessel 3 switched, during this now as the first, hydrogenation stage served. This switchover was repeated from time to time when the impoverishment of the catalyst on cobalt in one vessel and the increase in flow resistance required this in the other vessel.

Zur Regelung der Gasführungen können in der Anlage die erforderlichen bekannten Einrichtungen, wie Ventile, Meßvorrichtungen u. dgl. zum Beispiel an den Stellen 38, vorgesehen sein.To regulate the gas ducts, the necessary known devices, such as valves, measuring devices and the like Positions 38 may be provided.

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Erzeugung sauerstoffhaltiger Kohlenwasserstoff-Verbindungen durchAnlagerung von Kohlenoxyd und Wasserstoff an Doppelbindungen enthaltende Kohlenwasserstoff-Verbindungen in Anwesenheit von Katalysatoren, die Metalle der Eisengruppe; vorwiegend Kobalt, enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß man in einer ersten Stufe ungesättigte Kohlenwasserstoffe, gegebenenfalls neben sauerstoffhaltigen Kohlenwasserstoff-Verbindungen, durch Umsetzung von Kohlenoxyd und Wasserstoff enthaltenden Gasen bei Temperaturen über 4oo°, vorzugsweise von 55o bis 700°, in Anwesenheit von Katalysatoren, die im wesentlichen frei sind von solchen Verbindungen der Metalle der Eisengruppe, die katalytisch wirksam sind und die unter Synthesebedingungen nicht oder nur zu niederer Wertigkeit reduzierbare sauerstoffhaltige Verbindungen der Metalle der 2. bis 7. Gruppe des Periodischen Systems enthalten, erzeugt und anschließend in einer zweiten 'Stufe die Reaktionsteilnehmer nach Abkühlung auf wesentlich niedrigere Temperaturen in Gegenwart von Katalysatoren, die Metalle der Eisengruppe, vorwiegend Kobalt, enthalten, unter Bildung von sauerstoffhaltigen Verbindungen aus den Olefinen zum Umsatz bringt. PATENT CLAIMS: i. Process for the production of oxygen-containing hydrocarbon compounds by the addition of carbon oxide and hydrogen to hydrocarbon compounds containing double bonds in the presence of catalysts, the metals of the iron group; predominantly cobalt, characterized in that, in a first stage, unsaturated hydrocarbons, optionally in addition to oxygen-containing hydrocarbon compounds, are obtained by reacting gases containing carbon oxide and hydrogen at temperatures above 400 °, preferably from 55o to 700 °, in the presence of catalysts, which are essentially free of those compounds of the metals of the iron group which are catalytically active and which contain oxygen-containing compounds of the metals of the 2nd to 7th group of the periodic table which cannot be reduced under synthesis conditions or which can only be reduced to a lower valency, and then in a second 'Stage brings the reactants, after cooling to much lower temperatures, in the presence of catalysts containing metals of the iron group, predominantly cobalt, to convert with the formation of oxygen-containing compounds from the olefins. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten Stufe Temperaturen zwischen 6o und 25o° und Drücke über q.o atü gewählt werden. 2. Procedure according to Claim i, characterized in that temperatures between 6o and 25o ° and pressures above q.o atü can be selected. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gaskreislauf aufrechterhalten wird, der das umgesetzte Gas der ersten Stufe nach Temperaturerniedrigung in die zweite Stufe und dann gegebenenfalls in eine Abscheidung, in der die in beiden Stufen entstandenen verflüssigbaren Reaktionsprodukte abgeschieden werden, führt, worauf das Gas zur ersten Stufe zurückgeleitet wird, gegebenenfalls unter Zusatz von frischem Kohlenoxyd-Wasserstoff enthaltendem Gas. q.. 3. The method according to claim i and 2, characterized in that a gas cycle is maintained that the converted gas of the first stage after lowering the temperature in the second stage and then, if necessary, in a deposition in which the two stages produced Liquefiable reaction products are deposited, whereupon the gas leads to first stage is returned, optionally with the addition of fresh carbon monoxide-hydrogen containing gas. q .. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen beiden Stufen eine völlige oder teilweise Abscheidung höhermolekularer Kohlenwasserstoff-Verbindungen oder gegebenenfalls sauerstoffhaltiger Kohlenwasserstoff-Verbindungen durch Verflüssigung, Auswaschen oder Adsorption oder Kombinationen dieser Maßnahmen bewirkt wird und nur die niedrigermolekularen Verbindungen mit dem Gas in die zweite Reaktionsstufe geführt werden. Method according to claims i to 3, characterized in that a complete or partial separation of higher molecular weight between the two stages Hydrocarbon compounds or optionally oxygen-containing hydrocarbon compounds by liquefaction, washing out or adsorption or combinations of these measures is effected and only the lower molecular compounds with the gas in the second Reaction stage are performed. 5. Verfahren nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß die die zweite Reaktionsstufe verlassenden Gase von Verbindungen der Metalle der Eisengruppe befreit werden, ehe sie in die erste Stufe zurückgeführt werden. 5. The method according to claim i to q., Characterized in, that the gases leaving the second reaction stage of compounds of the metals of the iron group before they are returned to the first stage. 6. Verfahren nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionen in der ersten Stufe in Apparaturen durchgeführt werden, in denen die Reaktionsgase nicht mit eisernen Wänden in Berührung kommen. 6. The method according to claim i to 5, characterized in that the reactions in the first stage are carried out in apparatus in which the reaction gases do not come into contact with iron walls. 7. Verfahren nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die in der zweiten Stufe gebildeten Aldehyde in einer dritten Stufe mit wasserstoffhaltigen Gasen zu Alkoholen reduziert werden. B. Verfahren nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung in der zweiten Stufe in Gegenwart einer vorzugsweise durch die Synthese gebildeten Flüssigkeit vorgenommen wird. g. Verfahren nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion in der ersten Stufe mit feinverteiltem staubförmigem Katalysator in der Weise ausgeführt wird, daß der feste, pulverförmige Katalysator von dem am Boden zugeführten Gas in die Höhe gewirbelt und in Schwebe gehalten oder aus dem Reaktionsraum herausgetragen wird, wobei die durch Übergang in zu kleine Partikel oder Kohlenstoffabscheidung od. dgl. geschädigten Anteile des Katalysators aus dem System entfernt und durch frischen Katalysator ersetzt werden können. io. Verfahren nach Anspruch i bis g, dadurch gekennzeichnet, daß man die Abführung der Reaktionswärme durch Wärme aufnehmende Flächen, Umwälzen von Gas oder Zugabe von Wärme aufnehmenden Flüssigkeiten bewirkt. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 896 338.7. The method according to claim i to 6, characterized in that the aldehydes formed in the second stage are reduced in a third stage with hydrogen-containing gases to alcohols. B. The method according to claim i to 7, characterized in that the reaction in the second stage is carried out in the presence of a liquid preferably formed by the synthesis. G. Process according to Claims i to 8, characterized in that the reaction in the first stage is carried out with finely divided powdery catalyst in such a way that the solid, powdery catalyst is swirled upwards by the gas fed in at the bottom and kept in suspension or out of the Reaction chamber is carried out, whereby the parts of the catalyst damaged by transition into too small particles or carbon deposition or the like. Removed from the system and replaced by fresh catalyst. ok Process according to Claims i to g, characterized in that the heat of reaction is dissipated by heat-absorbing surfaces, circulation of gas or addition of heat-absorbing liquids. Referenced publications: German patent specification No. 896 338.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE896338C (en) * 1949-12-07 1953-11-12 Basf Ag Process for the production of unsaturated gaseous hydrocarbons

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