Wynalazek niniejszy dotyczy obróbki katalitycznej wegli, lignitów, lupków, tor¬ fu i innych substancyj weglowych, nadaje sie równiez do obróbki katalitycznej mine¬ ralów, olejów zwierzecych, roslinnych, ole¬ jów z ryb oraz tluszczów, gazów i t. d., mp, do uwodorniania, utleniania, chlorowania, przemiany i t. d., albo tez do tworzenia polaczen substancyj organicznych lub nie¬ organicznych, w celu otrzymywania kwa¬ sów, alkaljów lub innych substancyj.Wynalazek niniejszy dotyczy zwlaszcza obróbki wegla, polegajacej na uwodornia¬ niu go lub przemianie do celów zwyklych, t. j. na przemianie weglowodorów i wegli stalych, gazów i produktów podobnych przez uwodornianie na ciecz zdatna jako paliwo do silników spalinowych. Znaczna wada dotychczasowych procesów uwodor¬ niania jest duzy naklad oraz znaczny koszt prowadzenia procesu, spowodowany koniecznoscia pracy w wysokich tempera¬ turach, co pociaga za soba stosowanie zbior¬ ników ciezkich i kosztownych, a takze urza¬ dzen kosztownych sprezajacych wodór do cisnien wysokich. Dalsza wada lych pro¬ cesów jest ogrzewanie zewnetrzne w miej¬ scach spojen zbiorników, w których panujewysokie cisnienie. Prócz tego, procesy po¬ wyzsze sa procesami nieciaglemi w prze¬ ciwstawieniu do proqeJu ciaglego wedlug wynalazku niniejszego.-*Poza temf w pro¬ cesach dotychczasowych niezbedne bylo stosowanie wodoru mozliwie najczystszego, a takze konieczne — oddzielanie kataliza¬ tora od popiolu paliwa, wskutek czego znaczna ilosc katalizatora tracono. Wresz¬ cie, wada procesów dotychczasowych byl brak elastycznosci procesu, jesli idzie o re¬ gulowanie wydajnosci naczynia uwodornia¬ jacego. Wskutek slabego zetkniecia wegla z katalizatorem bieg procesu byl powolny pomimo wysokich cisnien oraz pomimo, ze koszty byly znacznie wyzsze, niz w proce¬ sie wedlug wynalazku.Glównym przedmiotem wynalazku ni¬ niejszego jest proces ciagly, pozwalajacy uniknac wad i niedogodnosci, wymienio¬ nych powyzej, oraz umozliwiajacy prze¬ miane ekonomiczna, kontrole i odzyskiwa¬ nie produktów w postaci zadanej, a wiec rozmaitych gatunków paliwa silnikowego1, szeregu olejów parafinowych, szeregu ole¬ jów cylindrowych, olejów do motoru Die- seTa, oleju gazowego lub piecowego wraz z produktami posredniemi, o ile to jest po¬ zadane.W ogólnosci, wynalazek dotyczy pro¬ cesu ciaglego, t. j. obróbki katalitycznej materjalu cieklego albo plynnego z gaza¬ mi wlacznie, przyczem materjal, przezna¬ czony do obróbki, przepuszcza sie przez waskie kanaly, lezace jeden nad drugim, albo przez przeloty, w których umieszczo¬ no katalizator i przez które równolegle przeplywa gaz, przeznaczony do reakcji, w sposób ciagly.Zasadnicza cecha wynalazku polega na zastosowaniu powierzchni, umieszczonych jedna nad druga i sluzacych jako podloza dla katalizatora. Powierzchnie te zlozone sa z plytek, oddzielonych jedna od dru¬ giej waskiemi przestrzeniami, przez które plynie materjal, przeznaczony do obróbki.Plytki te maja ksztalt stozków, umie¬ szczonych jeden w drugim. Stozki zaopa¬ trzone sa we wglebienia lub wypuklosci, wytwarzajace na powierzchni bocznej pe¬ wien odstep miedzy stozkami.Na rysunkach fig. 1 przedstawia widok schematyczny przykladu wykonania apa¬ ratu.Fig. 2 — schematyczny rzut poziomy glównej czesci urzadzenia do obróbki we¬ gla luib materjalu podobnego.Fig. 3 przedstawia przekrój jednego z aparatów katalitycznych, zbudowanych zgodnie iz najkorzystniejsza postacia wyko¬ nania wynalazku^ Fig. 4 — szczegól, dotyczacy najlepszej postaci podloza dla katalizatora.Na rysunkach tych cyfra 1 oznaczono mieszalnik, w którym wegiel sproszkowa¬ ny lub dostatecznie mialko rozdrobniony miesza sie dokladnie z olejem w ilosci, wystarczajacej do wytworzenia mieszaniny plynnej. Mieszalnik 1 sklada sie ze zbior¬ nika, do którego wprowadza sie mieszani¬ ne wegla i oleju i utrzymuje ja w ruchu ciaglym zapomoca ubijaków 2, obracaja¬ cych sie z walem 3, dzieki dzialaniu silni¬ ka 6 za posrednictwem napedu lancucho¬ wego 4 i walu 5. Aby zapobiec osiadaniu materjalu stalego oraz aby usunac siarke, stracony tlenek zelaza, zawierajacy 10 — 15% tytanu, wprowadza sie w postaci mialko rozdrobnionej. Materjal ten jest produktem ubocznym, otrzymywanym pod¬ czas przeróbki bauksytu na glinke. Wal 5 sprzezony jest równiez z pompa 7, która usuwa materjal obrabiany z mie¬ szalnika 1 przewodem 8, zaopatrzonym w zawór 9, poczem materjal ten dosta¬ je sie przewodem 10 do jednego lub do wszystkich aparatów katalitycznych lub uwodorniajacych 11, 12 i 13 po przejsciu przez zawór przepustowy 14, zaleznie od nastawienia innych zaworów odpowiednich.Temperature w mieszalniku podnosi sie do poziomu zadanego zapomoca palników ga- — 2 —zowych albo innych grzejników 15 i utrzy¬ muje przy pomocy palnika lub grzejnika 16, ogrzewajacego przewód 10.Cyfra 17 oznaczono sprezarke do wo¬ doru lub innego gazu, dostarczanego do te¬ go aparatu przewodem 18. Po sprezeniu, wodór przewodem 19 przez zawór przepu¬ stowy 20 dostaje sie do zbiornika 21, a stad przewodem 22 — do przewodu 23, w którym styka sie z materjalem, przezna¬ czonym do obróbki. Przewód 23 posiada odgalezienia 24, 25 i 26, prowadzace do katalitycznych aparatów uwodorniajacych 11, 12 i 13, przyczem na odgalezieniach wymienionych znajduja sie zawory 27, 28, 29, regulujace przeplyw gazu przez te od¬ galezienia.Nalezy zaznaczyc, ze, manipulujac od¬ powiednio zaworami, do uwodorniania moz¬ na stosowac jeden tylko uwodorniacz kata¬ lityczny albo dwa, trzy lub wiecej takich u- wodorniaczy, polaczone szeregowo.Na fig. 3 uwidoczniono jeden z apara¬ tów do uwodorniania 11 w przekroju i w sikali zwiekszonej, przyczem nalezy zazna¬ czyc, ze wszystkie aparaty do uwodornia¬ nia 11, 12 i 13 maja ten sam ksztalt i pra¬ cuja wedlug tej samej zasady.Zgodnie z fig. 3, materjal obrabiany i wodór lub inny gaz dostaja sie przewodem 24 do emulgatora 30, który w przykladzie uwidocznianym sklada sie z detektorów 31 oraz rozdzielaczów 32 z siatki drucia¬ nej, lecz urzadzenie to mozna zastapic ja- kiemkolwiek innem, umozliwiajacem dosko¬ nale zemulgowanie mieszaniny wegla ole¬ ju i wodoru lub innego gaizu, wchodzacego do przestrzeni 33 miedzy dnem emulgatora, a wierzcholkiem stozka zeliwnego 34, spo¬ czywajacego na dnie wykladziny ognio¬ trwalej 35 naczynia zeliwnego 11.Ponad stozkiem 34 umieszczono stos podpór stozkowatych 36 dla katalizatora, ulozonych jedna na drugiej, przyczem na spodzie i na wierzchu stosu znajduja sie stozki azbestowe 37, Podstawy stozkowate 36 katalizatora przedstawiono szczególowo na fig. 4, gdzie widac niewielkie wglebienia lub wypuklo¬ sci 38, sluzace do wytwarzania pustej przestrzeni miedzy podstawami. Jedna lub obie powierzchnie kazdego podloza (pod- stawy) zaopatrzone sa w katalizator w po¬ staci sproszkowanej.Sposobem, powyzej opisanym, mozna pracowac przy uzyciu katalizatora o skla¬ dzie znanym, lecz najlepiej jest stosowac katalizator wedlug wynalazku, zlozony z piasku monacytowego o wlasnosciach pro¬ mieniotwórczych, zmieszanego z kobaltem lub kobaltem i niklem, uprzednio sproszko¬ wanemu i ogrzanemi w strumieniu wodoru lub innego gazu redukujacego dla odtlenie- nia ich powierzchni.Stracona miedz, odtleniona gaizem re¬ dukujacym, miesza sie z piaskiem mona- cytowym i kobaltem albo kobaltem i ni¬ klem. Dodaje sie równiez tlenku cerowe¬ go i korzystnie chromu, w postaci metalu lub tlenku, i calosc miesza sie dokladnie.Zmieszane metale sproszkowane i tlenki metaliczne mozna umiescic na podlozu 36 katalizatora, mp. zelaznem lub wykonanem z odpowiedniego materjalu niepalnego, jak azbestu, przy uzyciu estru lub estrów kwa¬ su krzemowego, korzystnie rozpuszczonych w odpowiednim rozpuszczalniku lub roz¬ puszczalnikach, np. alkoholu. Podloza ka¬ talizatorów najpierw sie ogrzewa, poczem zwilza, natryskuje, smaruje lub pokrywa w jakikolwiek sposób odpowiedni estrem lub estrami kwasu krzemowego, a nastep¬ nie mieszanina, zlozona ze sproszkowanego katalizatora, przez rozpylanie, prószenie lub w jakikolwiek inny sposób, dopóki ester lub estry kwasu krzemowego sa jeszcze lepkie.Nastepnie katalizatot ogrzewa sie naj¬ lepiej w atmosferze gazu redukujacego, o ile to jest pozadane.W celu wykonania procesu wedlug wy¬ nalazku materjal, przeznaczony do obrób- -¦ 3 -ki, wprowadza sie do przesluzeni 33, skad pod wlasnem cisnieniem wznosi sie on do szczytu przestrzeni pierscieniowe) miedzy emulgatorem 30 i stozkami 36* Poniewaz materjal moze znalezc jedyne ujscie tyl¬ ko poprzez waskie przeloty miedzy podlo¬ zami stozkowalem! 36 katalizatora, wiec jest zmuszony do przeplywu przez przelo¬ ty miedzy stozkami 36, a tem samem do sci¬ slego zetkniecia z katalizatorem. Jesli za¬ wór 39 jest zamknietyf otrzymana ciecz przeplywa przewodem wypustowym 40 do nastepnego uwodorniajacego aparatu ka¬ talitycznego, w którym moze podlegac dal¬ szej obróbce. Przewód 41 jest pnzewodem spustowym dla mulu. W przewody te za¬ opatrzone sa wszystkie aparaty uwodor¬ niajace. Cyfra 42 oznaczono koncówke grzejnika elektrycznego, dzieki któremu w naczyniu katalitycznem mozna utrzymywac temperature zadana.Chcac otrzymac produkty nizej procen¬ towe (mniej uwodornione), produkty z pierwszego aparatu uwodorniajacego 11 mozna odprowadzac przez przewód 43, zaopatrzony w zawory, a produkty z dru¬ giego aparatu 12 — przewodem 44, za- opatrzonym równiez w zawory. Calkowity proces wymaga przejscia produktów przez wszystkie aparaty 11, 12, 13, polaczone szeregowo, przyczem produkt koncowy przeplywa przewodem 45 do skraplacza lub innego znanego aparatu oczyszczajacego lub rektyfikujacego.Gaz uwodorniajacy, stosowany podczas przeprowadzania materjalu weglowego w stan plynny oraz podczas przemiany ciez¬ kich weglowodorów z domieszanego oleju na materjaly lzejsze, niekoniecznie musi byc czystym wodorem, lecz mozna w tym celu stosowac mieszanine gazów, np. gaz wodny, wytwarzany bezposrednio' z we¬ gla, Wodór albo mieszany gaz wodny spre¬ za sie do cisnienia zadanego, jakie ma byc utrzymane w naczyniu katalitycznem, przy¬ czem gaz, jeszcze przed wprowadzeniem go do tego naczynia, ogrzewa sie przez spre¬ zanie, a w razie potrzeby — jeszcze przez dodatkowe ogrzewanie podczas- przeplywu ze sprezarki.Odpowiednie temperatury i cisnienia, niezbedne do szybkiego przebiegu reakcji, zaleza oczywiscie od rodzaju materjalu, przeznaczonego do obróbki, a obszerna po* wierzchnia ikataliz&tora ogrzanego stanowi dobry srodek, zapewniajacy scisle zetknie¬ cie miedzy materjalem obrabianym a kata¬ lizatorem, co jest zasadniczym warunkiem szybkiej realkcji. Proces jest ciagly, ponie* waz odplyw cial lekkich mozna uzgodnic z doplywem materjalu lub gazu, przezna¬ czonego do obróbki oraz gazu, powoduja.-; cego tylko uwodornienie lub równiez i przemiane.Materjal ciekly wprowadza sie do dru¬ giego naczynia katalitycznego z gazem u-, wodorniajacym, nastepnie znowu do trze* ciego naczynia, a stad do komory rozpre¬ zania i skraplacza albo bezposrednio do skrajplacza, a nastepnie do kolumny rekty? fikacyjnej. Charakter produktu mozna re¬ gulowac: normujac szybkosc przeplywu przez naczynie katalityczne; dostosowujac odpowiednio ilosc wodoru lub innego gazu odpowiedniego; przez dobór cisnien; przez dobór temperatur, Temperatury i cisnienia robocze zmieniaja sie oczywiscie, zaleznie od rodzaju materjalu obrabianego i gazu stosowanego. W doswiadczeniach z gazem, weglowym okazalo sie, ze wyniki zadowa¬ lajace daje wprowadzanie gazu do prze¬ wodu, wiodacego do naczyn katalitycz¬ nych lub uwodorniajacych, pod cisnieniem co najmniej 3,5 kg na cm kwadratowy oraz przy temperaturze okolo 230°C we¬ wnatrz naczyn katalitycznych. Dostarcza-: nie ciepla do tych aparatów uwodorniaja¬ cych nie jest konieczne* W niektórych przypadkach moze byc pozadanem wpro¬ wadzanie do niektórych aparatów uwodor¬ niajacych innego gazu, niz do reszty, przy- — 4 —czem mozna to uskuteczniac przy pomocy wtórnego przewodu z odpowiednim za¬ worem regulujacym.Z powyzszego wynika, ze aparat opisa¬ ny zapewnia nietylko przeplyw materjalu lub gazu, przeznaczonego do obróbki, w zetknieciu bezposredniem z bardzo duza powierzchnia katalityczna, lecz takze, dzie¬ ki usunieciu pokryw z naczyn katalizacyj- nych czyli uwodorniajacych, pozwala na latwe wyjmowanie podloza katalizatorów oraz zastepowanie go, a takze oczyszcza¬ nie i odnawianie wnetrza naczyn wspo¬ mnianych. PL