PL24181B1 - Sposób katalitycznego uwodorniania materjalów weglowych. - Google Patents

Description

Wynalazek niniejszy dotyczy traktowa¬ nia materjalów weglowych gazami uwodor¬ niajacemi. Proponowano juz przy uwodor¬ nianiu materjalów weglowych wodorem lub gazami, zawierajacemi wodór, w tempera¬ turach powyzej 300°C i pod zwiekszonem cisnieniem stosowanie katalizatorów, zawie¬ rajacych chlorowiec w stanie wolnym lub zwiazanym.Obecnie stwierdzono, ze osiaga sie ko¬ rzystne wyniki, jesli materjaly weglowe traktuje sie gazami uwodorniajacemi w o- becnosci katalizatorów, skladajacych sie ze zwiazku jodu ze srebrem, miedzia, tytanem, cyna, manganem, niklem lub kobaltem, zwlaszcza jodku wzmiankowanych metali lub ich mieszaniny, oraz z zwiazku metalu grup 5 i 6 ukladu okresowego albo niklu i kobaltu.Dobre wyniki daja przedewszystkiem tlenki, wodorotlenki, siarczki lub weglany wzmiankowanych metali ciezkich.Korzystnemi srodkami dodatkowemi sa równiez azotany, borany, fosforany, arse- niany i seleniany metali grupy 5 i 6 ukla¬ du perjodycznego oraz niklu i kobaltu.Zwlaszcza korzystne wyniki osiaga sie, stosujac wspomniane zwiazki jodu razem z siarczkami metali grup 5 i 6 ukladu pe¬ rjodycznego albo niklu lub kobaltu. Jesli pracuje sie z dodatkiem siarczków przyto¬ czonych metali, mozna wspomniane zwiaz¬ ki jodu zastapic innemi zwiazkami chlorow- cowemi, np, zwiazkami bromu lub chloruwzmiankowanych metali. W tych przypad¬ kach mozna równiez stosowac zwiazek chlo¬ rowcowy chromu.Katalizator wedlug wynalazku stosuje sie równiez na substancjach nosnikowych, które czesto dzialaja katalitycznie, np. we¬ glu aktywnym, zelu krzemionkowym, pu¬ meksie, porowatych ksztaltkach z glinki wypalonej.Do materjalu wyjsciowego dodaje sie wspomnianych zwiazków chlorowcowych w ilosci 0,01 — 10% wagowych. Traktujac pa¬ sty weglowe lub weglowodory o wysokim punkcie wrzenia, które opuscily naczynie reakcyjne razem z produktami reakcji, naj¬ lepiej jest stosowac katalizator w ilosci 0;01 —5% wagowych, przy traktowaniu zas cieklego materialu weglowodorowego o wysokim punkcie wrzenia, gdy z naczynia reakcyjnego destyluja benzyny i olej sred¬ ni, a wyzej wrzace produkty pozostaja w niem, korzystniej jest stosowac wieksza i- losc katalizatorów., Jako materjal wyjsciowy do procesu wedlug wynalazku niniejszego stosuje sie wegiel wszelkiego rodzaju, np. wegiel ka¬ mienny lub brunatny, jako taki lub w po¬ staci pasty z olejem lub zawiesiny w oleju, lupki bitumiczne, torf, smoly, oleje mine¬ ralne, oleje bitumiczne lub ich produkty de¬ stylacji, przemiany lub ekstrakcji, np. pro¬ dukty, uzyskane przez krakowanie lub u- wodornianie rozkladowe. Dobre wyniki o- siaga sie równiez, uwodorniajac asfalty lub zywice sposobem wedlug wynalazku niniej¬ szego.Przy zastosowaniu katalizatorów we¬ dlug wynalazku niniejszego mozna prowa¬ dzic reakcje zarówno w fazie cieklej, jak gazowej lub stalej.Katalizator mozna wprowadzac do na¬ czynia reakcyjnego w jakiemkolwiek odpo- wiedniem miejscu. Naprzyklad, mozna go mieszac z materjalem wyjsciowym przed wprowadzeniem go do przestrzeni podgrze¬ wania, jesli sie ja stwuje, albo po pod¬ grzaniu tego materjalu. Katalizator mozna równiez wprowadzic wprost do naczynia re¬ akcyjnego. Przerabiajac materjal wyjscio¬ wy w fazie gazowej, mozna wypelnic na¬ czynie reakcyjne katalizatorem lub umie¬ scic go na odpowiednich pólkach, które mo¬ ga byc ruchome.Katalizator mozna stosowac równiez w postaci doskonale rozdrobnionej, przyczem rozdrobnienie mozna doprowadzic nawet do osiagniecia stanu koloidalnego. Stale ma¬ terjaly weglowe mozna nasycac roztworem katalizatora.Katalizator wedlug wynalazku niniej¬ szego moze byc stosowany z korzyscia we wszystkich procesach uwodorniania roz¬ szczepiajacego materjalów weglowych, np. wegla róznych gatunków, lacznie z lignitem, torfu, lupków bitumicznych i drzewa, ole¬ jów mineralnych, smoly i ich produktów destylacji, przemiany i ekstrakcji, w celu wytworzenia weglowodorów wszelkiego ro¬ dzaju, np. paliwa do silników, a zwlaszcza paliwa niestukajacego, oleju sredniego, naf¬ ty i olejów smarowych. Katalizator wedlug wynalazku nadaje sie do usuwania zanie¬ czyszczen nieweglowodorowyeh, np. zwiaz¬ ków siarkowych, tlenowych lub azotowych, z surowych materjalów weglowych przez dzialanie na nie wodorem lub gazami, za¬ wieraj acemi lub wydzielaj acemi wodór, np. do rafinacji surowego benzolu lub surowe¬ go paliwa do silników lub oleju smarowe¬ go, jak równiez do przemiany organicz¬ nych zwiazków tlenowych lub siarkowych w odpowiednie weglowodory lub produkty uwodornienia, np. fenoli lub krezoli w od¬ powiednie cykliczne weglowodory lub ich produkty uwodornienia. Wreszcie nadaje sie do uwodorniania nienasyconych zwiaz¬ ków, zwlaszcza weglowodorów aromatycz¬ nych w celu wytworzenia weglowodorów hydroaromatycznych.Wspomniane reakcje z wodorem albo z gazami, zawierajacemi go, przeprowadza sie w temperaturze 250° — 7O0PC. najlepiej - 2 -w granicach 380^ —.¦ SSO^C, Cisnienia stosu¬ je sie ponad 20 atm, zwykle powyzej 50 atm; w pewnych procesach, np. przy rafi¬ nacji surowego benzolu, lepiej jest stoso¬ wac cisnienia nizsze, np, okolo 40 atm.Przewaznie jednak stosuje sie 100, 200, 300, 500, a w pewnych przypadkach nawet 1000 atm.Ilosc wodoru, utrzymywana w naczyniu reakcyjnem i w czesciach z niem polaczo¬ nych, waha sie znacznie w zaleznosci od rodzaju materjalu) wyjsciowego i od rodza¬ ju produktu zadanego. Zwykle stosuje sie 400, 600, 1000 m3 lub wiecej wodoru, w przeliczeniu na warunki normalne tempe¬ ratury i cisnienia, na 1 tonne traktowanego materjalu.W procesie niniejszym mozna stosowac wodór albo mieszaniny, zawierajace wo¬ dór, np. mieszanine wodoru z azotem lub gaz wodny, mieszanine wodoru z dwutlen¬ kiem wegla, siarkowodorem, para wodna, metanem lub innemi weglowodorami. Po¬ za tern mozna wytwarzac wodór w naczy¬ niu reakcyjnem np. dzialaniem wody na wegiel.Korzystnie jest wprowadzac stale swie¬ zy materjal weglowy do naczynia reakcyj¬ nego i stale z niego usuwac produkty wy¬ tworzone. Mozna stosowac kilka naczyn re¬ akcyjnych, w których panuja rózne warun¬ ki temperatury i cisnienia i w których sto¬ suje sie takze rózne katalizatory. Dosta¬ tecznie przemienione materjaly mozna usu¬ wac z kazdego naczynia reakcyjnego. Ma¬ terjal, niedostatecznie przemieniony, moz¬ na skierowac do ponownej przeróbki lub traktowac w dalszym ciagu.Benzyny, uzyskane wedlug sposobu ni¬ niejszego, odznaczaja sie (jesli pracuje sie w fazie gazowej) zwykle tern, ze frakcja, wrzaca w temperaturze 110° — 190QC, po¬ siada szczególnie mala zawartosc wodoru, dzieki czemu jest ona ta frakcja benzyn, która nie powoduje stukania, jesli sie jej uzywa do silników spalinowych. Prócz po¬ wyzszych benzyn otrzymuje sie ojej sred* ni, bogaty w wodór, który mozna stostfwa* jako olej swietlny lub jako paliwo do sil¬ ników Diesla, albo tez mozna przemienic go w benzyny przez krakowanie lub dalsze uwodornianie.Ponizsze przyklady objasniaja, w jaki sposób nalezy przeprowadzac niniejszy proces w praktyce.Przyklad I. Z benzyny, która otrzy¬ mano przez destylacje oleju mineralnego, usuwa sie frakcje, wrzaca w temperaturze 140P — 160°C, i prowadzi sie ja razem z wodorem w temperaturze 550°C, pod ci¬ snieniem 200 atm, ponad katalizatorem, przygotowanym z mieszaniny kwasu molib¬ denowego, tlenku cynku i jodku srebra, jodku tytanu lub jodku niklu, przyczem ci¬ snienie czastkowe uszlachetnionych pro¬ duktów wynosi okolo 30 atm.Otrzymuje sie produkt reakcji, bogaty w zwiazki hydroaromatyczne i wrzacy po¬ nizej 170°C. Jesli produkt ten zmiesza sie z benzyna, która ma sklonnosc do powodo¬ wania stukania, otrzymuje sie paliwo, cal¬ kowicie pozbawione tej niepozadanej wla¬ sciwosci.Przyklad II. Przygotowuje sie katali¬ zator przez zmieszanie 70 czesci wagowych siarczku wolframu, wytworzonego przez rozklad siarkowolframianu amonowego lub przez traktowanie wolframianu amonu siar¬ kowodorem pod cisnieniem 5 atm i w tem¬ peraturze 410°C, z 30 czesciami wagowemi bromku manganu. Ponad katalizatorem tym prowadzi sie pary oleju sredniego, otrzy¬ manego z oleju mineralnego, razem z wo¬ dorem pod cisnieniem 200 atm i w tempe¬ raturze 440°C. Produkt zawiera 60% ben¬ zyn, których wlasciwosci stukowe odpowia¬ daja tymze wlasciwosciom mieszaniny, za¬ wierajacej okolo 69 czesci izooktanu i 31 czesci n - pentanu. Olej sredni jest bardzo bogaty w wodór, tak, iz) mozna go stosowac wprost jako olej swietlny. Jesli do siarczku wolframu nie dodaje sie bromku manganu, 3 —otrzymuje sie benzyny o wlasciwosciach stukowych, odpowiadajacych tymze wlasci¬ wosciom mieszaniny, zawierajacej 63 cze¬ sci izooktanu i 37 czesci n - pentanu. Za¬ miast bromku manganu mozna do siarczku wolframu dodac bromku tytanu, chlorku kobaltu, bromku chromu, jodku miedzi lub 5% jodku cyny.Zamiast wyzej wzmiankowanych mie¬ szanin mozna w naczyniu reakcyjnem umie¬ scic na stale kawalki prasowanego siarczku wolframu obok kawalków jakiegokolwiek ze wzmiankowanych polaczen chlorowco¬ wych. PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. , Sposób katalitycznego uwodorniania materjalów weglowych gazami uwodornia- jacemi w obecnosci katalizatorów, znamien¬ ny tern, ze stosuje sie katalizator, sklada¬ jacy sie ze zwiazku jodu ze srebrem, mie¬ dzia, tytanem, cyna, manganem, niklem lub kobaltem albo mieszaniny tych zwiazków oraz ze zwiazku metalu grup 5 i 6 ukladu okresowego lub niklu lub kobaltu, np. siarczku.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tern, ze prócz zwiazku jodu stosuje sie in¬ ny zwiazek chlorowcowy srebra, miedzi, ty¬ tanu, cyny, chromu, manganu, niklu lub ko¬ baltu albo ich mieszaniny. International Hydrogenation Patents Company Limited. Zastepca: Inz. F, Winnicki, rzecznik patentowy. Druk L. Boguslawskiego j Ski;; Warszawa. PL