DE975069C

DE975069C - Verfahren zur Abscheidung von Primaerprodukten der Kohlenoxydhydrierung

Info

Publication number: DE975069C
Application number: DEB6066D
Authority: DE
Inventors: Arnold Dr-Ing Elbel; Wilhelm Dr Wenzel
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1941-08-31
Filing date: 1941-08-31
Publication date: 1961-08-03

Description

Bei der Umsetzung von Kohlenoxyd mit Wasserstoff zu mehrgliedrigen Kohlenwasserstoffen, gegebenenfalls neben flüssigen und festen sauerstoffhaltigen organischen Verbindungen (insbesondere Alkoholen), die bekanntlich bei erhöhten Temperaturen von insbesondere 175 bis 300⁰C und bei gewöhnlichem oder erhöhtem Druck von z. B. 2, 5, 10, 20, 50, 100 at und mehr in Gegenwart von Metalle der Eisengruppe enthaltenden Katalysatoren durchgeführt wird, werden die Ausgangsgase in einem Durchgang durch den Katalysator im allgemeinen nicht vollständig umgesetzt, und aus dem Syntheseofen tritt ein Umsetzungsgemisch aus, das neben bei gewöhnlichen Bedingungen flüssigen und festen Produkten erhebliche Anteile an nicht umgesetztem Kohlenoxyd und Wasserstoff und daneben Methan, mehrgliedrige gasförmige Kohlenwasserstoffe und Wasserdampf und/oder Kohlensäure enthält.

Bei der Umsetzung zu mehrgliedrigen Kohlenwasserstoffen werden aus diesem Ümsetzungsgemisch die flüssigen und festen Anteile, soweit sie dampfförmig vorliegen, durch Abkühlen kondensiert und dann abgeschieden, wenn das Restgas nicht weiter umgesetzt werden soll, in vielen Fällen aber auch, wenn das Restgas durch Behandlung in einer neuen Stufe oder durch Rückführung zu demselben Syntheseofen einer weiteren Umsetzung unterworfen wird. Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei der üblichen Ab-

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kühlung, die durch mittelbaren oder unmittelbaren Wärmeaustausch mit Wasser durchgeführt wird, sehr häufig die flüssigen und festen Produkte zum Teil in Form sehr feiner Nebel kondensiert werden, die sehr schwer aus den begleitenden Gasen abzuscheiden sind. Dies hat den erheblichen Nachteil, daß bei der anschließenden Behandlung mit Aktivkohle zwecks Abtrennung der leichtersiedenden Anteile diese zusammen mit den als Nebel vorliegenden höhersiedenden ίο Produkten aufgefangen werden.

Es wurde nun gefunden, daß die lästige Nebelbildung und damit Störungen bei der Behandlung mit aktiver Kohle vermieden werden, wenn die Abscheidung von Primärprodukten bei der Herstellung höhersiedender flüssiger und fester Erzeugnisse durch Kohlenoxydhydrierung in der Weise vorgenommen wird, daß man die den Reaktionsraum verlassenden Gase in einer ersten Stufe im indirekten Wärmeaustausch mit den Frischgasen auf 80⁰C abkühlt und ao die hierbei niedergeschlagenen Anteile abscheidet, dann in einer zweiten Stufe weitere kondensierbare Produkte durch direkte oder indirekte Kühlung abtrennt und schließlich die Abscheidung in einer dritten Stufe mit aktiver Kohle vervollständigt.

Das Umsetzungsgemisch kann zur Abkühlung im Gleichstrom oder im Gegenstrom zu dem Frischgas geführt werden. Die Geschwindigkeit dieses Gases wird dabei so gewählt, daß eine genügende Kühlwirkung eintritt. Der Wärmeaustausch kann durch — gegebenenfalls mit Zwischenrippen versehene — gerade oder spiralförmige Rohre, durch Rohrbündel oder andere an sich bekannte Verrichtungen geschehen, wobei die Anordnung so zu treffen ist, daß das aus den Umsetzungsgasen abgeschiedene Produkt leicht ablaufen kann.

Der Wärmeaustausch kann so weit getrieben werden, daß zuletzt nur ein geringer Temperaturunterschied, z. B. von nur 5⁰C, zwischen den zu kühlenden Produkten und dem Kühlgas besteht. Es kann aber auch eine Kühlwirkung genügen, die einen wesentlich größeren Temperaturunterschied, z. B. von 50⁰C, bestehen läßt. Die wärmeaustauschenden Wände bestehen zweckmäßig aus gut wärmeleitenden Stoffen, wie Metallen. Wenn die Umsetzungsgemische Verbindungen enthalten, die, wie Säuren, korrodierend wirken, verwendet man z. B. plattiertes, verchromtes, inchromiertes oder mit Einbrennlack oder einer anderen Schutzschicht überzogenes Eisen. Auch andere Metalle und Legierungen, wie z. B. Kupfer—Aluminium, kommen in Betracht. Die anschließende Kühlung wird vorteilhaft durch unmittelbare Berührung mit kälterem flüssigem Produkt durchgeführt, das ebenfalls aus der Umsetzung von Kohlenoxyd mit Wasserstoff erhalten wurde. Man verwendet hierzu aber zweckmäßig nicht ein Produkt mit hohem Stockpunkt; wenn ein solches bei der Umsetzung erhalten wird, trennt man daher vorher die höhersiedenden Anteile ab.

Beispiel

Ein von anorganisch gebundenem und organisch gebundenem Schwefel praktisch vollständig befreites, aus etwa gleichen Teilen Kohlenoxyd und Wasserstoff bestehendes Wassergas wird bei 203 bis 210⁰C und 20 at in Gegenwart eines Eisenkatalysators, der durch Schmelzen von metallischem Eisen mit Zusätzen im Sauerstoffstrom gewonnen wurde, umgesetzt. Dabei werden je cbm Gas 0,14 kg mehrgliedrige Kohlenwasserstoffe und sauerstoffhaltige organische Produkte mit 70⁰I₀ über 320⁰C siedenden Anteilen gebildet, die vorwiegend paraffinische und olefinische Kohlenwasserstoffe neben sauerstoffhaltigen Verbindungen enthalten.

Der übliche Weg der Aufarbeitung der erhaltenen Produkte würde nun darin bestehen, daß man diese in einer Anlage, wie sie schematisch in Abb. 1 der Zeichnung dargestellt ist, aus dem Syntheseofen 1 in den Kühler 2 leitet, in dem sie in Wärmeaustausch mit durch Rohr 5 zugeführtem und durch Rohr 6 abgezogenem Kühlwasser gebracht werden, wonach man von den nach dem Abscheider 3 gelangenden Produkten die abgeschiedenen flüssigen Anteile durch Rohr 7 abzieht, während die Gase zusammen mit den darin noch enthaltenen flüssigen und festen Anteilen in das mit Aktivkohle gefüllte Gefäß 4 geleitet und dort von leicht kondensierbaren Kohlenwasserstoffen befreit werden. Hierbei läßt aber nach einiger Zeit die Wirksamkeit der Aktivkohle stark nach, und beim Entleeren des Gefäßes 4 zeigt sich, daß sie ebenso wie die Leitung, die den Abscheider 3 mit dem Gefäß 4 verbindet, mit einer dicken Schicht hochmolekularer Kohlenwasserstoffe überzogen ist.

Leitet man dagegen gemäß der Erfindung die Syntheseprodukte aus dem Umsetzungsgefäß 1 in einen Wärmeaustauscher 2 α (Abb. 2), in dem sie in mittelbaren Wärmeaustausch mit dem durch Leitung 8 zugeführten Synthesegas kommen, trennt das gebildete Kondensat in dem Heißabstreifer 9 ab und unterwirft die übrigen Gase und Dämpfe einer weiteren Kühlung im Kühler2δ mittels durch Rohrs eingeführten und durch Rohr 6 abgezogenen Kühlwassers, so werden weitere, noch vorhandene Produkte kondensiert und vollständig abgeschieden. Der Temperaturunterschied zwischen den in den Wärmeaustauscher 2« eintretenden Produkten und dem ihn verlassenden vorgeheizten Frischgas beträgt 10⁰C. Das im Kühler 2 δ gebildete Kondensat sammelt sich im Abscheider 3, während die noch gas- und dampfförmigen Anteile im Gefäß 4 mit aktiver Kohle von Gasol befreit werden. Die Aktivkohle zeigt auch nach ij ährigem Betrieb kein merkbares Nachlassen ihrer Wirksamkeit.

Man kann die eben beschriebene Arbeitsweise dadurch abändern, daß man die aus dem Wärmeaustauscher 2« austretenden Produkte nach Abscheidung des Kondensats in 9 statt durch den mit Wasser bedienten Kühler durch einen Turm 13 (Abb. 3) schickt, in dem sie in unmittelbare Berührung mit im Kreislauf geführtem flüssigem Produkt gebracht und hierdurch von 80 auf 30⁰C gekühlt werden. Das flüssige Produkt wird zusammen mit dem Kondensat im Gefäß 10 gesammelt und durch Pumpe 11 und den mit Kühlwasser bedienten Kühler 12 zum Turm 13 zurückgeführt. Der Überschuß wird durch Rohr 14 abgezogen. Diese Arbeitsweise bietet den Vorteil, daß mit dem Gas nur das daraus entstandene flüssige

Produkt in Berührung kommt und Verluste an Produkt durch Lösen im Kühlwasser vermieden werden.

Claims

PATENTANSPRUCH:

Verfahren zur Abscheidung von Primärprodukten der Herstellung von höhersiedenden flüssigen und festen Erzeugnissen durch Kohlenoxydhydrierung, dadurch gekennzeichnet, daß man die den Reaktionsraum verlassenden Gase in einer ersten Stufe im indirekten Wärmeaustausch mit den Frischgasen auf 8o°C abkühlt und die hierbei niedergeschlagenen Anteile abscheidet, dann in einer zweiten Stufe weitere kondensierbare Produkte durch direkte oder indirekte Kühlung abtrennt und schließlich die Abscheidung in einer dritten Stufe mit aktiver Kohle vervollständigt.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 703 101;

französische Patentschrift Nr. 540 543;

Ullmann, »Enzyklopädie der technischen Chemie«, 2. Auflage [1930], Bd. 4, S. 432 bis 434, Bd. 6, S. 729 bis 734.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 748 156.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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