PL1282B1 - Sposób i przyrzad do wytwarzania zwiazków tlenowych z weglowodorów oleju skalnego i t. p. - Google Patents

Description

Niniejszy wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania zwiazków tlenowych oleju skalnego z mazi gazowej wegla kamien¬ nego lub brunatnego i innych gatunków bituminów, jako tez ich produktów, i zmierza do wytwarzania nadajacych sie do reakcji pólfabrykatów dla celów przemyslu chemicznego. Wspomniane bituminy skladaja sie glównie z nasyco¬ nych weglowodorów, naftenów, dalej z olefinowych i cyklicznych weglowodo¬ rów. Przytem inne klasy zwiazków nie odgrywaja ze wzgledu na ilosc za¬ dnej zasadniczej roli. Podlug niniejsze¬ go wynalazku przemieniaja sie te bitu¬ miny albo tez ich produkty wskutek dzialania tlenu lub gazu, zawierajacego tlen, naprzyklad powietrza, przy pomocy katalizatorów, lub tez bez nich, nowym sposobem w zwiazki tlenowe, przyczem powstaja gazowe, plynne i stale ciala, których sklad zalezy od chemicznej bu¬ dowy surowego produktu i od warun¬ ków reakcji.Ze zwiazków alifatycznych i olefino¬ wych o malej ilosci wegla, jak one sie w bituminach czesciowo juz znajduja, czesciowo zas powstaja same przez roz¬ klad podczas procesu, bywaja wytwarzane nizsze alkohole, aldehydy, ketony i kwa¬ sy, które nadaja sie do przemyslu per¬ fumeryjnego i srodków leczniczych, ja¬ ko tez przedstawiaja wielka wartosc ja¬ ko pólfabrykaty w przemysle organicz¬ nym. To samo odnosi sie do analogicz¬ nych produktów przemiany aromatycz¬ nych i naftenowych skladników bitumi¬ nów. Zwiazki bituminu o wysokim cie-zarze, czasteczkowym daja kwasy, maja¬ ce wielka wartosc dla wyrobu mydla, tluszczów i materjalów smarowych.Mysl utleniania weglowodorów zapo- moca powietrza lub tlenu zawarta jest poraz pierwszy w niemieckim patencie Schaala Nr. 32705 z roku 1884. Przy pomocy tego patentu ochraniano utle¬ nianie nafty i podobnych weglowodo- .rów celem otrzymania tlustych kwasów przez dzialanie powietrza lub tlenu przy wyzszej temperaturze w obecnosci al- kaljów. Wedlug Schaala moga byc za¬ miast alkaljów domieszane dla wzmocnie¬ nia utleniania takze obojetne substancje, dalej kwas azotowy i wapno chlorowane.Metoda Schaala nie przedstawia tech¬ nicznie doskonalego sposobu, poniewaz wydajnosc jest za mala, czas reakcji za dlugi, a przeróbka niedogodna. Oprócz tego sklad ostatecznego produktu jest zalezny od róznych przypadkowych oko¬ licznosci przebiegu reakcji i nie mozna nan wywrzec wplywu w scisle oznaczo¬ nym kierunku. W ostatnich latach zgloszono do patentu nowe sposoby utleniania weglowodorów polegajace na tej samej zasadzie ze strony pardubic- kiej fabryki Tow. akc. dla przemyslu mineralnego, przedtem Dawid Fanto i S-ka. Metody te przedstawiaja cze¬ sciowo postep, poniewaz lepiej oznacza¬ ja temperature, uwzgledniaja wlasne cieplo reakcji i uzywaja lepszych kata¬ lizatorów, jako to: metali, tlenków metali, soli metalowych, a takze utlenionej pa¬ rafiny.Niniejszy wynalazek rózni sie od in¬ nych sposobów tern, ze pozostawia w pewnej mierze wolna reke przy prze¬ prowadzaniu reakcji, stosownie do tego, czy sie zamierza wytwarzac wiecej we¬ glowodorów o wyzszym, czy tez o- niz¬ szym ciezarze czasteczkowym, czy tez mniej lub wiecej alkoholów, aldehydów i ketonów, co bylo niemozliwem przy wszystkich dotychczas znanych sposo¬ bach. Prócz tego.skraca sie przy tym nowym sposobie czas reakcji. Uboczne zas reakcje ogranicza sie do minimum, przez co podwyzsza sie wydajnosc.Przy przeprowadzaniu doswiadczenia posluguje sie w znany sposób powie¬ trzem lub tlenem przy podwyzszonej temperaturze z katalizatorami, lub tez bez nich. Nowosc wynalazku polega na tern, ze dotychczas' znane sposoby utlenienia pod zwiekszonem i zmniej- szonem cisnieniem we wlasciwy sposób tak sie kombinuje, ze przez to powsta¬ je . nowy wynik. Zapoczatkowuje sie mianowicie reakcje pod cisnieniem, po¬ czern ewakuuje sie aparature stosownie do przebiegu reakcji po uprzedniem wyrównaniu nadcisnienia. Nastepnie prze¬ prowadza sie do konca reakcje w wiel¬ kiej prózni przy równoczesnem odde¬ stylowaniu powstalych lekko wrzacych prodiiktów. Wskutek tego, ze az do zapoczatkowania zywszej reakcji wpro¬ wadza sie gaz, zawierajacy tlen, pod cisnieniem, poczatek reakcji nastepuje znacznie predzej. Prowadzac z poczafcr ku reakcje pod cisnieniem, otrzymujemy produkty tlenowe o niskim ciezarze cza¬ steczkowym: przedewszystkiem lotne kwasy, które przedstawiaja najlepszy ka¬ talizator utleniajacy i nie oddestylowane, przyspieszaja reakcje. Wskutek nie¬ znanego dotychczas zastosowania wiel¬ kie] prózni zmniejsza sie temperature, potrzebna do dalszego prowadzenia re-, akcji, przez co zapobiega sie rozklada¬ niu i ciemnieniu masy reakcyjnej. Stop¬ niowo powstajaca próznia uskutecznia oddestylowanie nizej wrzacych produk¬ tów. Te zas moga byc przy pomocy stosownego przyrzadu frakcjonowane i w potrzebie, celem katalitycznego dzia¬ lania, wprowadzone zpowrotem do aparatu reakcyjnego. — 2 —Zastosowanie t. zw. katalizatorów do utleniania, jak zwiazków olowiu, man¬ ganu i innych metali, nie jest przy tym sposobie koniecznem, jednak mozna ich uzyc celem skrócenia reakcji. W tym wypadku miesza sie odpowiednie zwiaz¬ ki metalowe z weglowodorem i wtlacza do aparatu. Poniewaz tlen przy jedno- razowem przejsciu przez aparature zo¬ staje tylko w malej ilosci zuzyty, prze¬ prowadza sie go w aparaturze w obiegu kolowym.Opisana reakcje przeprowadza sie najlepiej w aparatach, skonstruowanych z materjalów nie podlegajacych wply¬ wom powstajacych kwasów, jak drzewo, szklo, glina i t. p., lub z metalu, który z kwasami daje bezbarwne zwiazki jak cynk, glin i podobne metale.Fig. 1 przedstawia aparat nadajacy sie do przeprowadzenia opisanego spo¬ sobu. W przedstawia cylindryczne na¬ czynie, napelnione koksem, obraczkami, metalowemi trocinami lub t. p. odlam¬ kami, które ogrzewa sie do odpowied¬ niej temperatury zapomoca rury ogrzew¬ czej H. Rura ogrzewcza moze tez byc uzyta jako chlodnica. Produkt, przeznaczony do utlenienia, utrzymuje sie w ruchu zapomoca pompy obiego¬ wej Py rozdziela sie w zwykly sposób w naczyniu W ponad materjalem, uzy¬ tym do napelniania, i miesza sie go na wielkiej przestrzeni tego ostatniego z utleniajacym podgrzanym takze gazem.Ten zas wchodzi przez króciec 1 dó naczynia W i opuszcza go wraz z lot¬ nymi produktami reakcyjnemi przez króciec 2. A jest oddzielaczem dla produktów reakcji, dajacych sie skraplac.Poniewaz posiadaja one katalityczne wlasnosci dla procesu przemiany, moz¬ na je 'sprowadzic przez 4 zpowrotem do naczynia splókujacego W. Oddzie¬ lacz 1 mozna w danym wypadku uzyc jako chlodnice. O ile zachodzi potrze¬ ba, lotne produkty reakcji z 3 moga byc wprowadzane zpowrotem po kon¬ densacji do splókiwacza przez rure 4y a z tern do obiegu reakcji.Fig. 2 przedstawia schemat urzadze¬ nia do ciaglego przeprowadzania meto¬ dy, wedlug której kilka splókiwaczy kombinuje sie w ten sposób, ze powsta¬ ly w pierwszym splókiwaczu produkt reakcji przeprowadza sie do drugiego, stad do trzeciego i t. d. przyczem skro¬ plone w oddzielaczu produkty, celem wykonania ich katalitycznych dzialan do¬ staja sie do nastepnego aparatu, tak ze wkoncu przy ostatnim splókiwaczu mozna odbierac produkt zupelnie utle- niony.Przyklad 1.Do aparatu doswiadczalnego wpro- wadzono 10 kg parafiny, dodano 2% do¬ brze sproszkowanego dwutlenku man¬ ganu, przetloczono ogrzany tlen pod cisnieniem 2 atmosfer, a tempera- ture podniesiono do 120°C. Po trzech godzinach zaczelo sie utlenianie. Do¬ plyw ciepla wstrzymano i stopniowo sprowadzono próznie do 50 mm cisnie¬ nia rteci, przyczem temperatura opadla na 110°C. Po 10 godzinach przemiana parafiny zostala ukonczona, a produkt reakcji posiadal liczbe kwasowa 110, liczbe zmydlenia 240, ponadto zawieral 20% czesci "niezmydlajacych sie. Te ostatnie zawieraja (w stosunku do ma- terjalu poczatkowego) 8% alkoholów, aldehydów i ketonów — 12% niezmie¬ nionej parafiny i innych cial. Z utwo¬ rzonych kwasów blisko 15°/0 maja ciezar czasteczkowy ponizej, reszta zas powy¬ zej 200.Przyklad 2.Do aparatu doswiadczalnego wpro¬ wadzono 10 kg parafiny, dodano 4% tlenu olowianego i przetloczono tlen — 3 —pod cisnieniem 5 atmosfer. Temperatu¬ ra podniesiona na 120°C osiagnela pod¬ czas procesu 150°C. Proces ten trwal 18 godzin. Po czternastu zas godzinach, kiedy liczba zmydlenia produktu wy¬ nosila 240 i produkt poczynal sie bar¬ wic na ciemno, wyrównano cisnienie i ewakuowano aparat. Koncowy pro¬ dukt byl zabarwiony na brunatno i wy¬ dawal silny zapach niskich kwasów tlu¬ stych, takze estrów. Liczba kwasna 102, liczba zmydlenia 280. Czesci niezmy- dlajacych sie bylo 18%, z tego (w sto¬ sunku do materjalu poczatkowego) bylo 12% alkoholów, aldehydów i ketonów i 6% niezmienionej parafiny i innych cial. Z kwasów tlustych maja 55% ciezar czasteczkowy ponizej, 45% zas powyzej 200. Destylat wodny zawiera duzo kwasu mrówczanego octowego i propionowego. PL

Claims (8)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób wytwarzania zwiazkówtleno- wych z oleju skalnego, z mazigazowej wegla brunatnego lub wegla kamiennego i in¬ nych bituminów7, jako tez ich produk¬ tów, przez scisle mieszanie ich z tlenem lub z gazem zawierajacym tlen przy wyzszej temperaturze i przy ewentual¬ nej domieszce metali lub zwiazków me¬ talowych, jako katalizatorów, tern zna¬ mienny, ze zapoczatkowuje sie reakcje pod cisnieniem, po powstaniu zas zyw¬ szej reakcji wyrównywa sie cisnienie i nastepnie pracuje sie w prózni.
2. 2. Odmiana sposobu wedlug zastrze¬ zenia 1, tern znamienna, ze z poczatku ewakuuje sie i podnosi próznie do próz¬ ni wysokiej.
3. 3. Sposób wedlug zastrzezenia 1 i 2, tern znamienny, ze stosownie do zada¬ nego wyniku, pracuje sie wiecej cisnie¬ niem lub wiecej próznia.
4. 4. Sposób wedlug zastrzezenia 1—3, tem znamienny, ze oddestylowane lotne produkty reakcji wprowadza sie zpo- wrotem do procesu jako katalizatory.
5. 5. Sposób wedlug zastrzezenia 1—4, tem znamienny, ze tlen lub gaz, zawie¬ rajacy tlen, przeplywa aparature w za¬ mknietym obiegu.
6. 6. Sposób wedlug zastrzezen 1—5, tem znamienny, ze tlen lub gaz, zawiera¬ jacy tlen, podgrzewa sie.
7. 7. Sposób wedlug zastrzezen 1—6, tem znamienny, ze proces przeprowadza sie w aparaturze skonstruowanej z ma- terjalów niepodlegajacych wplywom pro¬ duktów reakcji, jak drzewo, szklo, glina i t. p. lub z metalu, dajacego z temi produktami bezbarwne zwiazki, jak glin, cynk i t. p.
8. 8. Sposób wedlug zastrzezenia 1—7, tem znamienny, ze proces przeprowadza sie sposobem ciaglym w dwóch lub wiecej splókiwaczach lub w podobnych naczyniach w ten sposób, ze tlen lub gaz, zawierajacy tlen, przeplywa w spló- kiwaczu obiegiem zwrotnym w stosunku do produktu, majacego byc utlenionym, albo przeprowadza sie go w ten sposób, ze gaz przeplywa kazdy splókiwacz zosobna, przyczem równoczesnie czesc pradu gazowego, który juz zawiera cia¬ la utlenione, opuszczajac splókiwacze, przechodzi jako katalizator do nastepne¬ go splókiwacza. Galicyjskie Towarzystwo Naftowe „Galicja" Sp. Akc, oraz Karol Bauer, Hugo Burstin i Berman Spanier. Zastepca: Cz. Rac zy n s ki, rzecznik patentowy.Do opisu patentowego INs 1282. N a ir i—i *"¦** .ii i ZAKL.GRAF.KOZIANSKICI! Yf WARSZA*I€ PL