Przedmiot wynalazku niniejszego stano¬ wi udoskonalenie sposobu syntezy weglo- wodorów, polegajace mianowicie na przed- wstepnem ogrzaniu mieszaniny tlenku we¬ gla i wodoru w obecnosci katalizatorów do temperatury okolo 500°C i nastepujacem potem naglem i silnem rozprezeniu i ozie¬ bieniu gazów az do temperatury, zawartej w granicach 180° i 300°, w której gazy rów¬ niez pozostaja przez pewien czas w obec¬ nosci katalizatorów.Pierwotna mieszanina moze zawierac równiez pare wodna, co powoduje powsta¬ wanie w temperaturze okolo 500°C czyn¬ nego wodoru, którego obecnosc przyspie¬ sza synteze weglowodorów podczas proce¬ su* Sposób ten laczy sie % rozszczepianiem lub depolimeryzacja wytwarzanych weglo¬ wodorów, wzglednie ciezkich weglowodo¬ rów z zewnatrz doprowadzonych do obie¬ gu, zapomoca pyrogenacji albo innego spo¬ sobu fizycznego lub chemicznego.Dalsze udoskonalenia wynikaja z po¬ nizszego opisu.Na zalaczonym rysunku, podanym je¬ dynie tytulem przykladu, fig, 1 przedsta¬ wia schemat syntezy weglowodorów we¬ dlug wynalazku, a fig. 2 — schemat pola¬ czenia powyzszego sposobu z rozszczepia¬ niem.Zgodnie z przedstawionym przykladem wykonania mieszanine tlenku wegla i wodo- ru, pochodzaca np, z oddzielnego zródla ga¬ zu wodnego, wprowadza sie do retorty i, w której! odbywa sie synteza weglowodorów,Retorta ta, utrzymywana W temperaturze okolo 500°, zawiera odpowiednie kataliza¬ tory. Mozna tu stosowac takie same katali¬ zatory, jakich uzywa sie zazwyczaj w pro¬ cesach rozszczepiania weglowodorów, & wiec np. metale grupy zelaza (zelazo, ni¬ kiel lub kobalt) w postaci wiórków, struzyn lub proszku, ulozonych na ogniotrwalych pólkach, wykonanych z tlenków w rodza¬ ju gliny, wapna, magnezji i t. d.; równie dobrze nadaja sie jako katalizatory niektó¬ re siarczki zelaza, molibdenu, manganu.Wytworzone weglowodory poddaje sie po oczyszczeniu w naczyniu 2 naglemu roz¬ prezeniu w deflegmatorze 3 o powierzchni ochladzania tak znacznej, aby weglowodo¬ ry ostygly mozliwie szybko do temperatu¬ ry, zawartej miedzy 180° i 300°C.Za deflegmatorem 3 znajduje sie ko¬ lumna 4, zawierajaca odpowiedni kataliza¬ tor, np. z metali sproszkowanych. Calko¬ wita objetosc deflegmatora 3 i kolumny 4 powinna byc dosc wielka, by mogly w niej pozostawac przez pewien czas weglowodo¬ ry i gazy niezupelnie jeszcze trwale oraz wstrzasniete przez gwaltowna deflegmacje.Zaleca sie wprowadzanie wodoru, np. rura 5, do aparatów 3 i 4. Wiadomo bo¬ wiem, ze temperatury zawarte miedzy 180° i 300° szczególnie sprzyjaja uwodornianiu weglowodorów nietrwalych. Wynikiem po¬ wyzszego jest zwiekszenie wydajnosci i ja¬ kosci wytworzonych weglowodorów.Cisnienia niskie sprzyjaja powstawaniu weglowodorów syntetycznych analogicz¬ nych do benzyny, wysokie zas cisnienia sprzyj aja powstawaniu tlenowodórowyeh polaczen wegla. Obecnosc sproszkowanych metali i innych katalizatorów zwieksza szyb¬ kosc reakcyj.Wytworzony w ten sposób weglowodór przechodzi do skraplacza 6, skad splywa do odbiornika 7. Skroplona benzyna sply¬ wa przewodem 8, a gazy nieskroplone i na¬ sycone benzyna przeplywaja zdolu do gó¬ ry przez zaopatrzona w talerze kolumne 9, skad przewodem 10 uchodza do komory dla odciagania gazoliny lub benzyny 11.Gazy trwale uchodza przewodem 12.Co sie tyczy ciezkich weglowodorów plynnych, które wychodza z obiegu, to mozna je zpowrotem wprowadzic przez przewód 13 zapomoca pompy 14, tloczacej je przez wezownice grzejna 15 i zbiornik 16.Wprowadzone w ten sposób ponownie do obiegu weglowodory ciezkie ulegaja w retorcie 1 rozszczepieniu pyrogenacyjne- mu. Temperatura retorty, wynoszaca oko¬ lo 500°C, oraz zawarte w niej, a wskazane powyzej, katalizatory sprzyjaja temu roz¬ szczepianiu.Jesli do poczatkowej mieszaniny dodac pary wodnej, to zachodzi nastepujaca reak¬ cja wtórna: CO + H20 = C02 + H2 + 9 kal.Uzyskany ta droga wodór ,,in statu na- scendi" sprzyja powstawaniu lekkich we¬ glowodorów analogicznych do benzyny i powieksza w ten sposób wydajnosc pro¬ cesu.Poza tern obecnosc wodoru ,,in statu nascendi" posiada jeszcze i inna doniosla zalete.Wiadomo, ze przy wszelkich sposobach pyrogenetycznego rozszczepiania weglowo¬ dorów ciezkich powstaja jednoczesnie z benzyna pozostalosci jak wegiel i bardzo ciezkie weglowodory, nietrwale lekkie we¬ glowodory, zabarwione i o przykrej woni, oraz mieszaniny weglowodorów gazowych, obfitujacych w wodór.By przeszkodzic osiadaniu wegla i po¬ wstawaniu nietrwalych produktów plyn¬ nych, rozszczepianie nalezy przeprowadzic w obecnosci wodoru.Wynalazek polega równiez na pola¬ czeniu powyzszego sposobu syntezy, wy¬ chodzacego z mieszaniny tlenku wegla, wo¬ doru i pary wodnej, z jakimkolwiek badz — 2 —sposobem rozszczepiania weglowodorów ciezkich, co pozwala nietylko na jednocze¬ sne otrzymywanie weglowodorów lekkich zapomoca syntezy i rozszczepiania, ale równiez na znaczne podniesienie wydajno¬ sci procesu rozszczepiania, dzieki bardzo czynnemu oddzialywaniu wodoru „in statu nascendi" na weglowodory w okresie przeobrazania czasteczkowego.Nalezy równiez zaznaczyc, ze reakcja, wytwarzajaca wodór „in statu nascendi", jest w pewnym stopniu egzotermiczna, jak to wzmiankowano powyzej, co stanowi o- kolicznosc sprzyjajaca; ponadto nastepuje ona latwo w temperaturach bliskich tem¬ peratur pyrogenetycznego rozszczepiania, zwlaszcza w obecnosci katalizatorów uzy¬ wanych zarówno przy rozszczepianiu, jak i przy syntezie weglowodorów.W praktyce wystarczy wprowadzic do retorty urzadzenia, przeznaczonego do syntezy weglowodorów lub do rozszcze¬ piania pyrogenetycznego albo do obu tych kombinacyj, mieszanine wodoru, pary wod¬ nej i tlenku wegla w odpowiednim sto¬ sunku. Gazy, wytworzone w obecnosci we¬ glowodorów podczas rozszczepiania lacza sie z niemi, powodujac powstanie slabo u- tlenionego weglowodoru oraz wytwarzajac srodowisko zlekka utleniajace. Osad we¬ gla, który zwykle zanieczyszcza aparaty do rozszczepiania, jest w tym wypadku znacznie mniejszy, skad wynika mozliwosc reakcji ciaglej i dlugotrwalej, w inny spo¬ sób niemozliwej do osiagniecia.Rozdrobnione metale lub inne kataliza¬ tory, które przyspieszaja rozszczepianie, moga byc wiec stosowane bez obawy zanie¬ czyszczania ich powloka wegla, co niweczy ich aktywnosc.Nalezy równiez zaznaczyc, ze najlep- szemi katalizatorami sa te, które albo sa¬ me, albo w mieszaninie jednoczesnie sprzy¬ jaja tworzeniu sie wodoru „in statu na- scendi", rozszczepianiu weglowodorów o- raz umiarkowanemu uwodornianiu dzieki czemu unika sie tworzenia trwalych ; ga¬ zów. Mozna zastosowac jakikolwiek z po¬ miedzy wyzej wymienionych katalizato¬ rów, uzywanych przy syntezie weglowodo¬ rów.Wzmiankowana wyzej reakcja tlenku wegla na pare wodna odbywa sie bez zmia¬ ny objetosci, reakcja ta zachodzi przy roz¬ szczepianiu pyrogenetycznem zarówno w fazie plynnej, jak i gazowej. Natomiast u- wodornianiu sprzyja cisnienie.Fig. 2 przedstawia urzadzenie do pro¬ wadzenia obiegu rozszczepiania, udoskona¬ lonego w mysl wynalazku, w polaczeniu z obiegiem syntezy weglowodorów, przedsta¬ wionym na fig. 1.Wedlug tego przykladu wykonania swie¬ zy olej, zlozony z weglowodorów ciezkich, doprowadza sie ze zbiornika 17 rura 18 do kolumny talerzowej 9, przeznaczonej do ogólnego odciagania gazoliny, skad prze¬ wodem 19 olej ten odchodzi do rozdziela¬ cza odsiarkowujacego 20 z metali takich, jak zelazo i miedz. Przez uklad rur 13 olej wchodzi do mieszalnika 21, skad pompa 14 przetlacza go do wezownicy grzejnej 15.Produkty pozostajace w stanie plynnym przechodza do zbiornika 16, z którego opa¬ ry uchodza na dno retorty 1. Uwodornianie zapomoca wodoru „in statu nascendi" za¬ czyna sie juz w wezownicy 15 i trwa nadal w retorcie do rozszczepiania 1. Produkty rozszczepiania i uwodorniania uchodza ze szczytu retorty i przechodza przez oczy¬ szczajaca komore 2, gdzie pochlaniaja bez¬ wodnik weglowy.Dalej, jak to juz wspomniano powyzej, nastepuje deflegmacja z naglem obnize¬ niem temperatury w komorach 3 i 4.Dalszy przebieg przeróbki slabo utle¬ nionych weglowodorów, wychodzacych ue wzmiankowanych komór, nie rózni sie od opisanego powyzej; plyna one od dolu ku górze przez rozdzielacz 20, podgrzewajac olej wyjsciowy.Urzadzenie, wyzej opisane, uzupelnie- — 3 —ne jest ponadto nastepujacym obiegiem przez uzycie wytworzonego tlenku wegla.W odmianie przedstawionej na rysun¬ ku tlenek wegla powstaje dzialaniem nad¬ miaru pary wodnej przy wysokiej tempe¬ raturze (800° do 1100°) na pozostalosci lub na czesc pozostalosci stalych, plynnych lub gazowych, pochodzacych z rozszczepia¬ nia lub syntezy weglowodorów.W tym celu pozostalosci, pochodzace badzto ze zbiornika 16, badz z retorty 1, gromadza sie w dwóch zbiornikach 23 i 24.Przez odpowiednie rurki 26 i 12 pozostalo¬ sci te odprowadza sie do komory odbenzy- nowujacej //, przez która przechodza rów¬ niez wzmiankowane powyzej gazy stale.Nadmiar gazów uchodzi z obiegu przewo¬ dem 22. Komora oczyszczajaca 27, wlaczo¬ na w rure 12, sluzy do oczyszczania od bez¬ wodnika weglowego gazów trwalych, po¬ wracajacych do obiegu podczas powstawa¬ nia tlenku wegla. Proces ten odbywa sie w komorze 28, do której doplywaja pozosta¬ losci rozszczepiania, gazy trwale, para wodna, doprowadzana rura 29 do obwodu, i ewentualnie tlen doprowadzany rura 30.W temperaturze wskazanej zachodzi re¬ akcja nastepujaca: nH20 + CnHm = nCO + (m + 2n) H, co odpowiada pewnej ilosci wytworzonego wodoru, który zostaje zuzyty do wytworze¬ nia syntetycznych weglowodorów.Pochodzaca z reakcji tej mieszanina gazowa wypelnia uklad rur 31, do którego wprowadza sie przewodem 32 dodatek pa¬ ry wodnej w ten sposób, aby przez rury 33, 34 i 35 mozna bylo wprowadzic do we- zownicy 15, retorty / lub deflegmatora 3 mieszanine H20 + CO + H, mozliwie przed ochlodzeniem w celu zuzytkowania ciepla mieszaniny dla ogrzania produktów, zawartych w retorcie /, do temperatury po¬ zadanej..Wynalazek nie ogranicza sie tylko do tego sposobu wytwarzania tlenku wegla.Mozna go równiez otrzymac przez niecal¬ kowite spalenie czesci pozostalosci z roz¬ szczepiania w wysokiej temperaturze w o- becnosci pary wodnej lub bez niej.Przez odpowiednio zabezpieczone miej¬ scowe spalanie przy wysokiej temperatu¬ rze mozna otrzymywac tlenek wegla w sa¬ mej retorcie do rozszczepiania 1, wprowa¬ dzajac przez rure 36 niewielkie ilosci tlenu lub powietrza, ogrzanego do odpowiedniej temperatury, na porowate materjaly ognio¬ trwale. Powierzchniowe spalanie o tempe¬ raturze bardzo wysokiej nadaje sie tu do¬ skonale. Ilosc jednostek cieplnych, które musza byc dostarczane z zewnatrz dla o- grzania retorty w celu przeprowadzenia rozszczepiania, mozna zmniejszyc lub na¬ wet zastapic cieplem, zawartem w gazach lub parze wodnej, wprowadzonych przez rure 34, albo wytworzonem przez spalanie miejscowe i rózne powyzej rozpatrywane reakcje egzotermiczne.W szczególnosci wynalazek obejmuje równiez przypadek, w którym cykl roz¬ szczepiania pyrogenetycznego sklada sie jedynie z fazy pyrogenacji weglowodorów ciezkich, po której nastepuje oziebianie lub jakakolwiek deflegmacja. W tym przypad¬ ku wynalazek polega na przeprowadzeniu pyrogenacji w obecnosci mieszaniny tlen¬ ku wegla i pary wodnej, co powoduje po¬ wstawanie wodoru „in statu nascendi" w tych samych warunkach co i powyzej. PL