PL19848B1 - Sposób rozszczepiajacego uwodorniania materjalów, zawierajacych wegiel. - Google Patents

Description

Niniejszy wynalazek dotyczy rozszcze¬ piajacego uwodorniania materjalów zawie¬ rajacych wegiel. Proponowano juz stoso¬ wac do powyzszej reakcji wegiel aktywny jako katalizator, osobno albo razem z inne- mi srodkami katalitycznemi.Obecnie stwierdzono, ze przy uwodor¬ nianiu materjalów weglowych pod cisnie¬ niem i w temperaturach miedzy 250° a 700°C w obecnosci wegla aktywnego uzy¬ skuje sie lepsze wyniki, stosujac wegiel aktywny, z którego usunieto calkowicie skladniki tworzace popiól. Najlepiej usu¬ nac wiecej niz 20% wagowych skladników tworzacych popiól, np. 30 do 80 % tych skladników. Dobrze jest zmniejszyc zawar¬ tosc skladników tworzacych popiól w we¬ glu tak dalece, jak to jest mozliwe.Pod nazwa skladniki tworzace popiól rozumie sie w niniejszym patencie nie¬ palne skladniki, zawarte w weglu aktywnym albo wprowadzone do niego podczas jego wyrobu. Skladniki te stanowia zwykle zwiazki, zawierajace metale albo metaloi- dy, których tlenki nie sa lotne, zwlaszcza zwiazki potasowców, np. sodu lub potasu, albo zwiazki metali ziem alkalicznych, np. wapnia, albo zwiazki glinu lub zelaza.e Wspomniane skladniki zawarte sa w we¬ glu aktywnym w postaca tlenków, wodoro¬ tlenków, weglanów, sicirczków, siarczanów, krzemianów, weglików lub w postaci zwiaz¬ ków organicznych. Równiez obecne sa we¬ gliki metaloidów, np. krzemu.Traktowanie wegla aktywnego celem u- suniecia skladników tworzacych popiól za¬ lezy od rodzaju danego skladnika. Rozpu¬ szczalne w wodzie skladniki mozna latwo usunac przez lugowanie woda lub wodnemi roztworami, np. rozcienczonym kwasem mi¬ neralnym albo rozcienczonym lugiem. Usu¬ wanie nierozpuszczalnych w wodzie sklad¬ ników osiaga sie przez traktowanie kwasa¬ mi, przewaznie mineralnemi, jak np. kwa¬ sem solnym, siarkowym, azotowym lub fluorowodorowym. Korzystniej jest stoso¬ wac stezone roztwory kwasów. W przypad¬ ku gdy skladniki popiolu posiadaja charak¬ ter kwasowy, korzystniej jest lugowac we¬ giel aktywny alkaljami. Czesto nalezy pro¬ wadzic lugowanie przez dluzszy czas lub gotowac aktywny wegiel w plynie luguja¬ cym. Powyzsze sposoby traktowania celem usuniecia skladników popiolu mozna stoso¬ wac na zmiane, poczem nastepuje wymy¬ wanie woda.Jako wegle aktywne wchodza w rachu¬ be wegiel odbarwiajacy, wegle aktywne znane pod nazwa „Norit" i tak zwany „pra¬ sowany Norit", wegiel drzewny olchowy i wegiel zwierzecy.Przy uwodornianiu w mysl niniejszego wynalazku uzywa sie wegla aktywnego ja¬ ko katalizatora lub jako srodka rozprasza¬ jacego. Jezeli pracuje sie w fazie gazowej, korzystnie jest umocowac katalizator na stale lub wypelnic nim odpowiednie zbior¬ niki lub pólki i przepuszczac nad nim sro¬ dek traktowany.W przypadku, gdy uwodornianie prze¬ prowadza sie w fazie cieklej lub ze stalym materjalem weglowym, zawieszonym w o- leju, korzystnie jest zawiesic wegiel aktyw¬ ny w cieczy traktowanej, chociaz takze w tym przypadku, zwlaszcza przy pracy z prawdziwie ciekla faza, korzystnie jest we¬ giel aktywny przytwierdzac w postaci zbi¬ tej albo , stosowac obie metody powyzsze razem.Jesli traktuje sie materjal weglowy w fazie stalej, miesza sie go z weglem aktyw¬ nym, obrobionym w mysl niniejszego wy¬ nalazku.Wegiel aktywny mozna stosowac w ja¬ kiejkolwiek odpowiedniej postaci. Do trak¬ towania w fazie gazowej stosuje sie wegiel aktywny w postaci nieregularnych ziarn albo kulek, kostek lub pierscieni. Jesli sto¬ suje sie ,go w postaci zawieszonej w plynie traktowanym, stosuje sie wegiel aktywny najlepiej w postaci latwo przenikliwego proszku. Korzystne wyniki uzyskuje sie, je¬ sli stosuje sie ziarna, otrzymane przez sprasowanie wegla absorbcyjnego i trakto¬ wanie kwasem. Inne uwodorniajace katali¬ zatory stosuje sie równoczesnie, zwlaszcza takie, które nie zatruwaja sie siarka. Kata¬ lizatory zawierajace ciezkie metale szóstej grupy ukladu perjodycznego, zwlaszcza molibden i wolfram, równiez chrom i uran albo ich zwiazki lub cyne, wanad, ren, man¬ gan, cynk, kadm, glin lub kobalt lub ich zwiazki, stosuje sie z korzyscia. Zwlaszcza dobre wyniki uzyskuje sie z tlenkami, wo¬ dorotlenkami lub siarczkami metali szóstej grupy ukladu perjodycznego, zwlaszcza z wysoko aktywnemi siarczkami, wolnemi od tlenu.Najwieksze korzysci uzyskuje sie w mysl wynalazku, jesli do uwodorniania sto¬ suje sie wegiel aktywny jako nosnik dla in¬ nych katalizatorów, jak np. metali lub zwiazków metali, które nie zatruwaja sie siarka, a zwlaszcza wyzej wymienione.Zwlaszcza dobre wyniki uzyskuje sie, wprowadzajac w znany sposób metale lub zwiazki metali w postaci koloidalnej na we¬ giel aktywny obrobiony wedlug wynalaz¬ ku. Prawdziwy roztwór zwiazku metalu ka¬ talitycznego miesza sie dobrze z materja- — 2 —lem absbrbcyjnym i przemienia zwiazek metalu w substancje, zawierajaca powyz¬ szy metal w takim stanie, ze rozpuszczal¬ nik stosowany do procesu nie jest w stanie wytworzyc z katalizatorem roztworu praw¬ dziwego.Inne sposoby osadzania lub wytracania moga byc naturalnie równiez z powodze¬ niem stosowane. Prócz wymienionych ka¬ talizatorów na weglu aktywnym mozna do uwodorniania stosowac równiez inne kata¬ lizatory lub wegiel aktywny bez dodatku katalizatorów. Nalezy dbac o to, aby kata¬ lizator nie stykal sie z utleniajacemi srod¬ kami przed uzyciem.Pod nazwa uwodornianie rozumie sie najrózniejsze reakcje. Np. rozumie sie pod powyzsza nazwa przemiane przy pomocy uwodorniajacych gazów materjalów weglo¬ wych, jak wegiel róznego gatunku, nie wy¬ laczajac lignitu, innych stalych materjalów zawierajacych wegiel, jak torf, lupki bitu¬ mowe, drewno, oleje (mineralne, smola oraz produkty przemiany lub ekstrakcji tych materjalów. Wspomniane uwodornianie stosuje sie celem wytwarzania weglowodo¬ rów wszelkiego rodzaju, np. paliw do silni¬ ków, a zwlaszcza nie powodujacych stuka¬ nia, olejów srednich, nafty i olejów smar¬ nych. Pod ta nazwa rozumie sie równiez rafinacje olejów przez usuniecie nieweglo- wodorowych sdbstancyj, jak np. zwiazków zawierajacych siarke lub tlen albo azot.Pod nazwa powyzsiza rozumie sie ponadto przemiane zwiazków organicznych, zawie¬ rajacych tlen lub siarke, celem wytworze¬ nia odpowiednich weglowodorów lub uwo¬ dornionych produktów, np. przemiane fe¬ noli lub krezoli w odpowiednie cykliczne weglowodory lub produkty uwodornione.Wreszcie nazwa ta obejmuje uwodornianie nienasyconych zwiazków, a zwlaszcza nie¬ nasyconych weglowodorów lub zwiazków aromatycznych, a zwlaszcza aromatycz¬ nych weglowodorów, np. celem wytworze¬ nia hydroaromatycznych zwiazków. Trak¬ towanie wodorem lub gazami zawierajacy¬ mi wodór prowadzi sie w temperaturach miedzy 380° a 550°C. Cisnienie stosuje sie zwykle ponad 20 atm, z reguly powyzej 50 atm. Qo pewnych procesów, np. przy oczy¬ szczaniu surowego benzolu, stosuje sie ni¬ skie cisnienia, np. okolo 40 atm. Zwykle jednakze stosuje sie cisnienie 100, 200, 300, 500, a w pewnych przypadkach nawet 1000 atm.Ilosci wodoru, stosowanego w prze¬ strzeni reakcyjnej i w czesciach iz nia pola¬ czonych, wahaja sie w zaleznosci od mate- rjalu wyjsciowego, wzglednie od zadanych produktów koncowych. Zwykle stosuje sie 400, 600, 1000 m3 lub wiecej wodoru, liczac w warunkach normalnych temperatury i ci¬ snienia na 1 tonne materjalu weglowego traktowanego.Zwlaszcza korzystnie jest wprowadzac sposobem ciaglym swiezy materjal weglo¬ wy do naczynia reakcyjnego i stale odbie¬ rac z niego gotowe produkty. Jesli pozada¬ ne, mozna stosowac kilka naczyn reakcyj¬ nych, w których utrzymuje sie rózne tem¬ peratury i cisnienia, oraz stosowac rózne katalizatory. Dostatecznie przemienione produkty reakcji mozna usuwac za kazdem naczyniem reakcyjnem. Materjal, który je¬ szcze dostatecznie nie przereagowal, moz¬ na wprowadzic ponownie lub traktowac w dalszem naczyniu reakcyjnem.Gazy uzyte do reakcji powinny skladac sie albo z samego wodoru, albo z mieszanin wodoru z azotem, albo z gazu wodnego, al¬ bo z gazu zawierajacego wodór, dwutlenek wegla, polaczenia wodoru i siarki, pare wodna lub metan i inne weglowodory. Wo¬ dór mozna tez wytwarzac w naczyniu reak¬ cyjnem przez reakcje wody na wegiel.Jesli pozadany jest wyrób nisko wrza¬ cych produktów, niektóre fazy przeróbki moga byc procesami krakowemi.Ponizszy przyklad objasnia, jak nalezy sposób przeprowadzic w praktyce.Przyklad. Kawalki sprasowanego we- — 3 —gla aktywnego, znanego w handlu pod na¬ zwa „Norit", zawierajacego okolo 1% po¬ piolu, gotuje sie pirzez kilka godzki z 20% wodnym roztworem kwasu solnego i na¬ stepnie starannie przemywa, wpierw gotu¬ jac z woda amoniakalna, nastepnie woda zwykla, a wkoncu destylowana. Zawartosc popiolu obniza sie do okolo 1 % (glównie Si02). 250 cm3 tak przygotowanego praso¬ wanego Noritu dodaje sie do roztworu 50 g molibdenianu amonu w 0,5 litra wody, przepuszczajac nastepnie siarkowodór, i odparowuje razem do sucha, stale miesza¬ jac. Nastepnie umieszcza sie kawalki w rurce szklanej i przepuszcza w ciagu 30 godzin siarkowodór wpierw w temperatu¬ rze zwyklej, a nastepnie przy 100°C pod nieco zwiekszonem cisnieniem. Nastepnie redukuje sie katalizator przez 3 godziny wodorem. 100 czesci wagowych naftalenu ogrzewa sie z 30 czesciami otrzymanego katalizatora, zawierajacego 7,3 czesci MoS?% przez 15 minut z wodorem pod cisnieniem ipoczatkowem okolo 100 atm i 430°C, po- czem produkty sie chlodzi. Koncowe cisnie¬ nie po zupelnem ochlodzeniu wynosi 72 atm. Otrzymuje sie ciekly produkt reakcji, zawierajacy okolo 70% tetrahydronaftale- nu i 30% dekahydronaftalenu.Przy podobnem postepowaniu z we¬ glem, nie spreparowanym w mysl wynalaz¬ ku, otrzymuje sie mniej posuniete uwodor¬ nienie. Produkt reakcyjny zawieral jeszcze znaczne ilosci naftalenu. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe. Sposób rozszczepiajacego uwodorniania materjalów, zawierajacych wegiel, pod ci¬ snieniem i w temperaturach miedzy 250° a 700°C, znamienny tern, ze pracuje sie w o- becnosci wegla aktywnego, stosowanego ja¬ ko katalizator albo nosnik katalizatora, przyczem stosuje sie wegiel aktywny, z którego calkowicie lub czesciowo usunieto skladniki tworzace popiól przez dzialanie rozpuszczalnikami. Naamlooz,eVennootschap De Bataafsche Petroleum Maatschappij. Zastepca: Dr. inz M. Kryzan, rzecznik patentowy. Druk L. Boguslawskiego i Ski, Warszawa. PL