PL19509B1 - Sposób uwodorniania materjalów zawierajacych wegiel. - Google Patents

Description

Wiadomo, ze materjaly zawierajace wegiel, uwodornia sie przez oddzialywanie na nie w temperaturze rozpoczynajacego sie rozkladu mieszanina mialko rozdrob¬ nionego zelaza i wody. Dostateczne lacze¬ nie sie z wodorem ma miejsce jednak tylko wówczas, gdy wytwarzanie sie wodoru z zelaza i wody odbywa sie co najmniej rów¬ nie szybko, jak rozklad materjalu, zawie¬ rajacego wegiel. Poniewaz jednak pierwsza z tych reakcyj ma przebieg bardzo powol¬ ny, proponowano dodawanie cial przyspie¬ szajacych ja. Jako takie wymieniano do¬ tychczas miedz lub cynk lub ich tlenki, np. tlenek cynku. Stwierdzono, ze wlasnie sole, dzialajace kwasno, wzglednie odszczepiaja- ce kwasy, jak chlorek magnezowy oraz chlo¬ rek glinowy, maja szczególnie skuteczny wplyw na reakcje. To samo albo podobne dzialanie mozna jednak osiagnac zapomio- ca materjalów, których skladnik kwasny moze reagowac w zastosowanych warun¬ kach uwodorniania z tlenkami metali ciezkich, jak ma to miejsce z boranami al- kaljów i innemi cialami. Aczkolwiek pod wplywem proponowanych dawniej cial wy¬ wiazywanie sie wodoru skutkiem oddzialy¬ wania wody na zelazo mialo juz wprawdzieznacznie szybszy przebieg, to jednak wy¬ miany zelaza nie mozna bylo przeprowa¬ dzic calkowicie wedlug równania Fe + H20 = FeO-\-H2, gdyz reakcja ustawala po wymianie mniej wiecej polowy uzytego zelaza. Jezeli ma- terjal zawierajacy wegiel, jak sie to prze¬ waznie zdarza, posiada wieksza zawartosc siarki, to reakcja zostaje zahamowana jeszcze wczesniej.Przy wytwarzaniu sie wodoru po¬ wierzchnia poszczególnych czastek zelaza przetwarza sie w tlenek, a czesciowo w siar¬ czek zelaza, co przeszkadza dalszemu dzia¬ laniu pary wodnej. Ta wadliwa reakcja z zelazem jest bardzo niekorzystna dla pro¬ cesu uwodorniania, poniewaz zachodzi ko¬ niecznosc stosowania zelaza w ilosci dwa do trzech razy wiekszej od teoretycznie potrzebnej. Do tego dolaczaja sie dalsze trudnosci przy regenerowaniu w polowie przetworzonego zelaza, poniewaz warstew¬ ka siarczku zelaza, powlekajaca powierzch¬ nie czastek, utrudnia redukcje, wobec czego trzeba cala ilosc zelaza poddac uprzednie¬ mu prazeniu, przy którem równiez zelazo metaliczne bez potrzeby zamienia sie na tlenek.Dzieki zastosowaniu dodatku soli o dzialaniu kwasnem, wzglednie soli odszcze- piajacych kwas, mozna uniknac tych wszystkich niedogodnosci. Przeciwko stoso¬ waniu podobnych soli nasuwaly sie poczat¬ kowo pewne watpliwosci, poniewaz nale¬ zalo sie obawiac silnego zaatakowania apa¬ ratury, dzialajacej pod duzem cisnieniem; obawy te jednak nie sprawdzily sie, stwier¬ dzono natomiast nadzwyczajne przyspie¬ szenie reakcji wody z zelazem, a zatem i calego procesu uwodorniania. Szczególnie korzystnemi okazaly sie: chlorek magnezo¬ wy, chlorek amonowy, a w niektórych wy¬ padkach równiez borany alkaljów.W razie obecnosci tych soli reakcja Fe + H20 = FeO + H2 nietylko dobiega calkowicie do konca, ale i tlenek zelazafFeO^ zostaje w dalszym ciagu zuzyty do wytwarzania wodoru we¬ dlug równania 2 FeO + H£) = Fe2Oz + H2.Np. w razie uzycia do przyspieszenia reakcji MgCl2 wytwarza sie, w porównaniu z zastosowaniem innych soli, z tej samej ilosci Fe prawie trzy razy tyle wodoru, mimo ze stosuje sie sól w znacznie mniej¬ szej ilosci. Wystarcza mianowicie 0,5 h- 5 % wagi zelaza, podczas gdy np. cial wymie¬ nionych we wstepie trzeba uzyc co najmniej 10h-15%, aby otrzymac dostatecznie szyb¬ ki przebieg reakcji.Nalezy jeszcze zaznaczyc, ze sole nie musza byc czyste, ale z równym skutkiem mozna uzywac roztworów, zawierajacych sól o oddzialywaniu kwasnem. Taknp. oka¬ zalo sie, ze lugi koncowe przemyslu pota¬ sowego, zawierajace chlorek magnezu, do¬ skonale nadaja sie do przyspieszania reak¬ cji.Przyklad I. 10 czesci pozostalosci z ropy naftowej, wrzacej powyzej 350°, mie¬ sza sie z 3,5 czesciami mialko rozdrobnio¬ nego zelaza i 2 czesciami 3% -go roztworu Mg Cl2 i wtlacza do wytrzymalej na cisnie¬ nie komory reakcyjnej, utrzymywanej w temperaturze okolo 450°. Odprowadzony produkt reakcji daje olej, którego 40 czesci wrze przy 180°, dalszych 35 czesci przede- stylowuje do 300°; olej o wyzszym punkcie wrzenia daje sie przerobic na smar lub po raz drugi uwodornic. 95% zelaza przecho¬ dzi w postac soli zelazowej.Przyklad II. 10 czesci surowego ben¬ zolu, jaki sie otrzymuje przy destylacji plóczkowego oleju benzolowego, wtlacza sie do aparatu uwodorniajacego w sposób ciagly wraz z 3 czesciami mialkiego zelaza — 2 -i 2 czesciami roztworu Mg C/2 i poddaje wzajemnemu oddzialywaniu w temperatu¬ rze 450°, a nastepnie na drugim koncu apa¬ ratury odprowadza. Frakcja benzolu, wrza¬ ca ponizej 150°, zwieksza sie w tym wypad¬ ku o 25% w porównaniu z dawniejsza i da¬ je sie przez prosta destylacje przerobic na benzol silnikowy.Przyklad III. 10 czesci smoly z wegla brunatnego, wrzacej powyzej 200° i zawie¬ rajacej znaczna ilosc fenolu, poddaje sie przy 460° reakcji w aparacie uwodorniaja¬ cym wraz z 6 czesciami mialko rozdrobnio¬ nego zelaza i 3 czesciami 6% -go roztworu boranu sodowego, który zawiera ponadto okolo 1% chlorku amonowego. 22% pro¬ duktu uwodorniania wrze do 150°, a okolo 35% do 220°. Zawartosc kwasnych olejów zmniejszyla sie z 30% na 8%.Przyklad IV. 100 czesci trocin drzew¬ nych przetwarza sie z 80 czesciami zelaza i 40 czesciami rozcienczonego lugu konco¬ wego, stosowanego w przemysle potasowym i zawierajacego okolo 2% MgCl2, w apara¬ cie do uwodorniania w temperaturze okolo 440°. Na 100 czesci suchej substancji drew¬ na otrzymuje sie okolo 50 czesci oleju.Przyklad V. 10 czesci bitumicznego wegla miele sie wraz z 10 czesciami Fe na mial, a nastepnie miesza z 5 czesciami oleju jako rozpuszczalnika i z 5 czesciami 3% -go roztworu MgCl21 tloczy po jednej stronie do naczynia do uwodorniania, ogrzanego do 440°, a odprowadza po drugiej stronie apa¬ ratu. 60% czystego wegla przetwarza sie na olej, który zaczyna wrzec przy 70°, a przedestylowuje sie w 75% do temperatu¬ ry 360°.Z przykladów tych wynika, ze sposób wedlug wynalazku daje moznosc znaczne¬ go zwiekszenia dzialania uwodorniajacego w porównaniu z poprzedniemi metodami.Jako rozpuszczalniki dla wegla okaza¬ ly sie korzystniejszemi nizej wrzace oleje, jak benzol ciezki, olej lekki i t. d. Rozpu¬ szczalniki te mozna jednak z dobrym skut¬ kiem zastapic równiez samym jroztworem soli, np. zawiesic mialko mielona mieszani¬ ne wegla i zelaza w takiej ilosci roztworu chlorku wapniowego, zadanego niewielka iloscia chlorku magnezu, aby powstala w ten sposób pasta dala sie jeszcze pompo¬ wac. Przy takim sposobie pracy uzyskuje sie jeszcze lepszy wynik uwodorniania, po¬ niewaz nie zuzywa sie wcale wodoru na rozpuszczalnik; nalezy jednak stosowac przy tern wieksze cisnienie.Stosowanie roztworu chlorku wapnio¬ wego, zawierajacego równiez chlorek ma¬ gnezu, do przenoszenia wegla daje szcze¬ gólne korzysci w tych wypadkach, gdy do uwodorniania ma byc uzyty wegiel, obra¬ biany zapomoca roztworu chlorku wapnio¬ wego i pozbawiony popiolu, poniewaz w ta • kim razie staje sie zbytecznem calkowite oddzielanie roztworu chlorku wapniowego od wegla.Przyspieszenie reakcji miedzy woda a zelazem, uzyskane przez zastosowanie kwasnych soli, daje jeszcze te korzysc, ze aparature do uwodorniania mozna lepiej wyzyskac, poniewaz takie srodki do przy¬ spieszania reakcji pozwalaja otrzymac o wiele wieksza wydajnosc objetosciowa. Po¬ niewaz reakcja, zachodzaca w temperatu¬ rach 380° -s- 500° miedzy woda a zelazem, jest egzotermiczna, przeto przy uzyciu chlorku magnezowego do jej przyspieszenia wyzwala sie równiez wieksza ilosc ciepla, niz przy uzyciu innych soli, wobec czego w razie dostatecznego wstepnego ogrzania mieszaniny reakcyjnej ogrzewanie naczy¬ nia reakcyjnego staje sie wogóle zbedne. PL

Claims (4)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób uwodorniania materjalów zawierajacych wegiel zapomoca'powstaja¬ cego wodoru (in statu nascendi), wytwarza¬ jacego sie w drodze reakcji wody z mialko rozdrobionemi metalami, np. zelazem, zna¬ mienny tern, ze w charakterze srodka przy- — 3 —spieszajacego wytwarzanie sie wodoru do¬ daje sie takich materjalów, z wyjatkiem chlorku cynkowego, które w temperaturze podwyzszonej dzialaja kwasno lub od- szczepiaja kwas, np. chlorek magnezu, chlo¬ rek glinu, albo takich materjalów, których skladnik kwasny zdolny jest w zastosowa¬ nych warunkach uwodorniania reagowac z tlenkami metali, np. boranów glinu.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tern, ze w charakterze srodka przyspie¬ szajacego reakcje stosuje sie mieszaniny, zawierajace kilka rozmaitych soli, z któ¬ rych przynajmniej jedna wywoluje w tem¬ peraturze podwyzszonej reakcje kwasna.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2, zna¬ mienny tern, ze w charakterze mieszanin soli stosuje sie lugi koncowe przemyslu po¬ tasowego zawierajace chlorek magnezu.
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 1-^3, zna¬ mienny tern, ze roztwory soli lub mieszanin soli oddzialywujacych kwasno lub odszcze- piajacych kwas stosuje sie do zawieszania lub zamiany na emulsje uwodornianych cial stalych. Friedrich Uhde. Zastepca: M. Skrzypkowski, rzecznik patentowy. Druk L. Boguslawskiego i Ski, Warszawa. PL