PL10422B1 - Sposób i urzadzenie do otrzymywania weglowodorów z wegla i wodoru. - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: 6 stycznia 1927 r. dla zastrz. 1—3, 13, 14; 30 lipca 1927 r. dla zastrz. 8, 9, 15—17; 5 marca 1927 r. dla zastrz. 4—6; 11 lutego 1927 r. dla zastrz. 7, 10 (.Niemcy).Wynalazek dotyczy sposobu i urza¬ dzenia do otrzymywania weglowodorów z wegla i wodoru. Wiadomo, ze w okreslo¬ nych warunkach cisnienia i temperatury, w razie potrzeby przy uzyciu katalizatora, mozna wytwarzac weglowodory z wegla i wodoru. Wynalazek zasadniczo polega na tem, ze do wytwarzania weglowodorów stosuje sie pole pradów o wysokiej czesto¬ tliwosci* Doswiadczenia wykazaly, ze gaszcz zlozony ze sproszkowanego wegla i wody, przy przejsciu przez pole o wysokiej cze¬ stotliwosci, przynajmniej czesciowo prze¬ twarza sie na weglowodory. Termin „we¬ giel" obejmuje tu wegiel kamienny, bru¬ natny, drzewny, koks jak równiez wszelki materjal, zawierajacy wegiel Wydajnosc, jak równiez sklad chemiczny tworzacych sie weglowodorów zaleza od stopnia roz¬ drobnienia wegla, od stosunku ilosciowego miedzy weglem a woda, od ksztaltu pola albo pradu o wysokiej czestotliwosci, a szczególniej od zastosowanej dlugosci fa¬ li i od czasu dzialania pola na papke. Jako szczególnie odpowiednie okazalo sie pole o wysokiej czestotliwosci, wytwarzane przez prad zmienny rozciety (zerhackter), czyli tetniacy prad staly.Zdaniem wynalazcy synteza weglowo¬ dorów nastepuje tu skutkiem tego, ze pod dzialaniem pradu o wysokiej czestotliwo-sci miedzy poszc^ególnemi czastkami we¬ gla odbywaja sie wyladowania elektryczne (toiikro^luki weglowej Wystepujaca 1qh kalnie wysoka temperatura rozklada przy- tem wode. A zatem wodór jakby m statu nascendi oraz wegiel w wysokiej tempera¬ turze znajduja sie tu w bezposredniem sasiedztwie.Prócz tego niewatpliwie wystepuja tu zjawiska jonizacji, które sprzyjaja synte¬ zie. Cieplo wystepujace wewnatrz gaszczu weglowo^wodnego zostaje zuzyte jako cie¬ plo tworzenia sie weglowodorów tak, iz nazewnatrz daje sie zauwazyc tylko bar¬ dzo nieznaczny wzrost temperatury.Zaleta nowego sposobu jest to, ze nie wymaga on wysokich cisnien, ani dostoso¬ wanych 4 stanowi to, ze niezbedne cieplo wytwarza sie wewnatrz mieszaniny reakcyjnej, a wiec unika sie doprowadzania go z ze¬ wnatrz oraz przewodzenia go poprzez scia¬ ny naczynia i mase reakcyjna. Dalej ko¬ rzystalem jast i to, ze proces jest ciagly, czyli ze odpada naprzemian napelnianie i opróznianie naczyn.Przy wykonywaniu sposobu okazalo sie najcelowszem ochladzanie tak, zeby joni¬ zacja wody nastepowala w stanie najwyz¬ szej jej gestosci przy 4°C albo jeszcze ni- zej w temperaturze zamarzania. Skutkiem tego wydajnosc reakcji na jednostke czasu i pradu z powodu stezenia jonów wody albo lodu na powierzchni weglowodorów wzraMa w wysokim stopniu i tworza sie weglowodory bardziej wartosciowe pod wzgledem gospodarczym.Chlodzenie mozna wykonywac sposo¬ bem dwojakim, Np. mieszanine reakcyjna wegla i wody albo lodu oplókuje sie od ze¬ wnatrz albo od wewnatrz roztworem mie¬ szaniny oziebiajacej, niestykajacym sie z weglem. Albo tez mozna mieszanine ozie¬ biajaca prowadzic w bezposredniem przez pole pradu zetknieciu z weglem.We wszystkich trzech przypadkach tworzenie sie weglowodorów jest o wiele energiczniejsze niz w temperaturze poko¬ jowej albo w cieple.Przy wykonaniu sposobu zdarza sie, ze ewentualne zanieczyszczenia siarkowe dzialaja szkodliwie, mianowicie, gdy siar¬ ka wystepuje w postaci siarkowodoru lub dwusiarczku wegla lub tez, gdy laczy sie bezposrednio z tworzacemi sie olejami. 0- becnie okazalo sie, ze dodatek stalych sub- stancyj, wiazacych siarke, nie wystarcza do calkowitego jej pochloniecia, poniewaz powierzchnie i pory materjalu weglowego sa zbyt duze i stale sie zmieniaja. Wyma¬ galoby to wiec zbyt duzej ilosci domieszek obcych materjalów, jak metali i t. d.Inaczej jest z roztworami, które calko¬ wicie przenikaja przez materjal weglowy.W ich obecnosci siarka nie moze wejsc w polaczenie z weglem, wodorem ani z we¬ glowodorami.Stwierdzono np., ze w polu pradu koks przepojony lugiem sodowym nie daje ani zwiazków lotnych ani olejów, zawieraja¬ cych siarke. Tb samo okazalo sie przy prze¬ pojeniu materjalu weglowego solami me¬ tali, jak siarczanem zelazowym, miedzio¬ wym i t. d., gdzie stracaja $ie siarczki tych metali. Wynika z tego, ze calkowite wy¬ mieszanie wegla z roztworami umozliwia odciaganie i wiazanie siarki.Dalej pod dzialaniem pola elektrycz¬ nego wywiazujacy sie z wody tlen moze znacznie zmniejszac wydajnosc weglowo¬ doru.Spalanie sie wegla na kwas weglowy powoduje szkodliwe rozcienczenie miesza¬ niny reagujacej wegla i wodoru, a tern sa¬ mem oslabia reakcje. Dalej wytwarzanie kwasu weglowego pod dzialaniem pradu byloby nieekonomiczne, a wiec nalezy te¬ mu starannie zapobiegac, a przynajmniej trzeba raz wywiazany kwas weglowy na¬ tychmiast zwiazac w forme stala, aby w ten sposób uwolnic strefe reakcyjna od zbytecznej objetosci gazu. W tym celu ko- — 2 —rzystnem okazalo «ie stosowanie palonego warpna lub magnezji Dalej wywiazujacy sie tlen wykazuje sklonnosc laczenia sie z weglowodorami i tworzenia zwiazków o charakterze kwa¬ snym, które sa przewaznie bezwartosciowe i obnizaja wartosc otworzonych czystych weglowodorów. A w kazdym razie znacz¬ nie utrudniaja rozdzielanie cieczy syropo- watej, która mozliwie powinna sie skladac wylacznie z weglowodorów.W tym ceru konieczne jest wiazanie tle* mi przez kme materjaly natychmiast w chwili jego powstawania, aby tlen ten za¬ chowal sie obojetnie i nieszkodliwie wzgle¬ dem innych weglowodorów. Jako takie srodki absorbcyjne okazaly sie odpowied¬ nie sproszkowane metale, jak zelazo, miedz i t. d., wiazace tlen na tlenek lub podtlenek w temperaturze nizszej niz to czyni wegiel.Wreszcie przy masowej produkcji na¬ lezy sie liczyc z mozliwoscia wybuchów w razie np. zetkniecia sie benzenu z tlenem w rurach metalowych albo w luku swietl¬ nym. Dlatego tez w tym przypadku ko¬ nieczne jest chwytanie i wiazanie tlenu.Dalej równiez mogloby sie zdarzyc, ze wolny Hen wytworzylby w polu elekfcrycz- nem czesciowo nadtlenek wodoru, powo¬ dujacy niebezpieczne lub bezwartosciowe utlenianie.Sposób ten mozna jeszcze udoskonalic, prowadzac przez materjal podczas dziala¬ nia pola o wysokiej czestotliwosci wodór, albo tez mozna podczas dzialania pola o wysokiej czestotliwosci rozkladac weglo¬ wodory tak, alby wegiel tych zwiazków na¬ tychmiast napotykal wodór.Zamiast wegla mozna do reakcji przy¬ laczania wodoru stosowac ciekle a nawet gazowe weglowodory. Tworzace sie lotne weglowodory mozna rozlozyc na lzejsze, prowadzac je przez substancje stykowe, np. roziainzona cewke z drutu niklowego albo pod dzialaniem pola elektrycznego rozproszonego (Spruhield), Na rysunku przedstawiono dwa przy¬ klady urzadzenia do wykonania sposobu wedlug wynalaizktL Fig. 1 wyobraza urzadzenie hydrolizu- jace W pionowym przekroju podluznym, Fig. 2 — schemat polaczen urzadzenia elektrycznego do elektrolizy wegla i i d* Z leju e doprowadza sie pyl weglowy zmielony na sucho lub na wilgotno do cy¬ lindra b, do którego przez rure c zaopatrzo¬ na w narzad regulujacy c doplywa je¬ szcze niezbedna ilosc wody. Slimak e, ob¬ racany zapomoca jakiegokolwiek napedu, miesza papke weglowa i wtlacza ja pod u- miarkowanem cisnieniem do odpowiednio wezszej rury d, otoczonej przez pole o wy¬ sokiej czestotliwosci, wytworzone przez cewke /. Z rury d wydobywa isie mieszani¬ na o konsystencji syropowatej, skladajaca sie z weglowodorów, wegla i wody, czyli gaszczu weglowo-wodnego* zbierajacego sie w zbiorniku g . Os h slimaka e jest zprzodu prowadzona przez podziurawiona tarcze i# przez której otwory przedostaje sie mieszanina. Od tylu os h utrzymywana jest w dlawnitey k. Dalsza obróbka polega na mechanicznem oddzieleniu domieszek od weglowodorów, poczem te ostatnie roz¬ dziela sie zapomoca destylacji czastkowej.Do hydrowania wegla mozna równiez poslugiwac sie urzadzeniem wedlug fig. 2.Pnzez A i B oznaczono pierwotna i wtórna cewke transformatora. Od konca cewki B prowadzi sie prad wzniecony do dwóch obwodów (Stosskreise) / i //, z któ¬ rych kazdy zawiera po jednym kondensa¬ torze Kx wzglednie K2, po jednym prze¬ skoku iskry F1 wzglednie F$ i po jednej cewce samoindukcyjnej Lx wzglednie L9.Oba obwody dadza sie wzgledem isiebie tak wyrównac, ze kazdy z nich przyjmuje polowe wznieconego pradu. Znaczy to, ze w kazdym obwodzie przebiega na zmiane rozciety (zerhackter) prad staly, czyli ze — 3 —gdy obwód K1 otrzymuje prad, to obwód Ku pradu nie wykazuje i naodwrót.Jesli teras do tego rozcietego pradu stalego wlaczyc np. miedzy F1 a Lx kory¬ to napelnione woda i do wody tej dodac mocno rozdrobnionego wegla (grafitu, ko¬ ksu, wegla kamiennego, brunatnego), to wo¬ dór wydzielony podczas elektrolizy odkla¬ da sie na biegunach, natomiast tlen uwalnia sie. Dalej zapomoca opisanego tu doswiad¬ czenia mozna osiagnac przeprowadzenie wegla w stan ciekly (hydrolize) bez /stoso¬ wania w tym celu wysokich temperatur a- ni cisnien. Naj energiczniejsze dzialanie o- siaga sie wtedy, gdy dostrojenie miedzy dwoma obwodami dobrane jest tak, iz two¬ rza sie fale o dlugosci 150 — 200 m.Komora elektrolityczna moze miec ksztalt koryta z zanurzonemi elektrodami Cu albo tez ksztalt srubowo skreconej ru¬ ry z odpowiedniemu elektrodami na kon¬ cach. Do rury (ze szkla, kamionki, porcela ny) doprowadza sie woda strumieniem cia¬ glym. Otrzymane weglowodory obrabia sie dalej w znany sposób przez destylacje. PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób otrzymywania weglowodorów z wegla i wodoru, znamienny zastosowa¬ niem pola pradu o wysokiej czestotliwo¬ sci. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tetm, ze przez pole pradu o wysokiej cze¬ stotliwosci prowadzi sie gaszcz weglowo- wodny. 3. Sposób wedlug zastrz. 1 lub 2, zna¬ mienny tern, ze pole o wysokiej czestotli¬ wosci otrzymuje sie pod dzialaniem roz¬ cietego pradu zmiennego, t. j. tetniacego pradu stalego. 4. Sposób wedlug -zastrz. od 1 do 3, znamienny tern, ze mieszanine wegla i t. d. oraz wody albo lodu poddaje sie dzia¬ laniu pola sil o wysokiej czestotliwosci. 5. Sposób wedlug zastrz. 4, znamienny tern, ze mieszaniny oziebiajace, zmieszane bezposrednio z weglem albo materjatami weglowemi, poddaje sie dzialaniu pola sil o wysokiej czestotliwosci. 6. Sposób wedlug zastrz. 1—5, zna¬ mienny tern, ze materjal, przed wystawie¬ niem go na dzialanie pola sil, przemywa sie uprzednio roztworami chetaikaljów wia¬ zacych siarke bezposrednio albo tez roz¬ kladaj acemi sie przy tern. 7. Sposób wedlug zastrz. 1 — 5, zna¬ mienny tern, ze tworzacy sie tlen albo e- wentualnie utworzony kwas weglowy wia¬ ze sie zapomoca sproszkowanych metali, wapna, magnezji albo zwyklych srodków absodbcyjnych, dodawanych do obrabiane¬ go materjalu. 8. Sposób wedlug zastrz. 1 — 7, zna¬ mienny tem, ze na koncach cewki wtórnej transformatora wlaczone sa dwa obwody (Stoskreise), z których kazdy zawiera po jednym przeskoku dla iskier, po jednym kondensatorze i po jednej cewce samoin- duikcyjnej, przyczetm obwody te tak sa do¬ strojone wzgledem siebie, ze kazdy z nich chwyta impulsy pradu wtórnego, przebie¬ gajace w jednym kierunku. 9. Sposób wedlug zastrz. 1—8, zna¬ mienny tem, ze do jednego albo obu ob¬ wodów wlaczona jest komora elektrolitycz¬ na, napelniona zawiesina wegla. 10. Sposób wedlug zastrz. 1 — 9, zna¬ mienny tem, ze podczas dzialania pola sil przez przerabiany materjal prowadzi sie wodór. 11. Sposób wedlug zastrz. 1 — 10, zna¬ mienny tem, ze utworzony weglowodór poddaje sie dzialaniu substancji stykowej np. niklu. 12. Sposób wedlug zastrz. f — 10, zna¬ mienny tem, ze utworzony weglowodór poddaje sie dzialaniu pola elektrycznego rozproszonego (Spriihfeld). 13. Urzadzenie do wykonania sposobu wedlug zastrz. 1, znamienne tewi, ze cewka (t) o wysokiej czestotliwosci otacza rure — 4 —(d), przez która przeprowadza sie gaszcz wodno-weglowy. 14. Urzadzenie wedlug zastrz, 13, zna¬ mienne mieszalnikiem (b) ze slimakiem traisportowym mieszajacym fe), który z proszku weglowego i wody wytwarza gaszcz, który nastepnie przechodzi do ru- ry (d). 15. Urzadzenie do wykonania sposobu wedlug zastrz. 1 — 9, znamienne tern, ze komora ma ksztalt srubowo zwinietej rury, do której doprowadza sie zawiesine stru¬ mieniem stalym. 16. Urzadzenie do wykonania sposobu wedlug zastrz. 1 — 9 oraz 15, znamienne tern, ze dbwody pradów tak sa dostrojone, iz w obu obwodach przebiegaja fale jedna¬ kowej dlugosci. 17. Urzadzenie wedlug zastrz. 1 — 9, 15, 16, znamienne tern, ze dostrojenie do¬ brane jest tak, iz dlugosc fal izawiera sie w granicach 150 — 200 m. Alfred Uhlmann. Zastepca: I. Myszczynski, rzecznik patentowy. fflTOOT V" riy.
2. 2. E +/r» Druk L. Boguslawskiego, Warszawa. PL