PL29490B1 - Katalityczny sposób wytwarzania nisko wrzacych weglowodorów przez traktowanie gazami uwodorniajacymi materialu weglowego, nadajacego sie do destylacji. - Google Patents

Description

Wynalazek niniejszy dotyczy katali¬ tycznego sposobu wytwarzania weglowo¬ dorów nisko wrzacych przez rozszczepia¬ jace uwodornianie materialu weglowego, nadajacego sie do destylacji, np. wegla ka¬ miennego, smól lub olejów mineralnych albo ich pochodnych, otrzymanych np. przez uwodornianie, destylacje, krakowa¬ nie lub ekstracje.Jako katalizatory stosowano dotych¬ czas przewaznie tlenki i siarczki metali 6-ej grupy ukladu okresowego pierwiast¬ ków.Obecnie stwierdzono, ze zamiast tych znanych katalizatorów mozna zastosowac produkt rozkladu kwasu grafitowego, otrzymywanego przez utlenianie stalych materialów weglowych i ogrzewanie o- trzymanych produktów w temperaturze 200° — 350°C.Katalizatory te wyrózniaja sie swa ak¬ tywnoscia katalityczna, przy czym przy zastosowaniu ich do wytwarzania weglo¬ wodorów lekkich osiaga sie wyniki nie gorsze, a w pewnych warunkach nawet lepsze, niz przy stosowaniu zwiazków me¬ tali 6-ej grupy.Do wytwarzania kwasu grafitowego stosuje sie przede wszystkim niektóre ga¬ tunki grafitu, ale moga byc równiez zasto-sowane niektóre gatunki wegli bitumicz¬ nych, wegli brunatnych lub nawet lupków bitumicznych. Utlenianie grafitu najko¬ rzystniej przeprowadza sie za (pomoca chloranu potasu w mieszaninie kwasu siar¬ kowego i kwasu azotowego.Zamiast chloranu potasu moze byc uzyty nadmanganian potasu lub inne srod¬ ki utleniajace. W celu unikniecia jakiego¬ kolwiek niebezpieczenstwa wskazane jest niedopuszczanie do podniesienia sie tem¬ peratury ponad 60°C. W znacznie wyz¬ szych temperaturach moze nastapic gwal¬ towny wybuch. Przy utlenianiu innych stalych materialów weglowych, np. antra¬ cytu, wegla bitumicznego, ilosc srodków utleniajacych i inne warunki ulegaja pew¬ nym zmianom, przy czym dostosowuje sie je do poszczególnych materialów przera¬ bianych.W wielu przypadkach mozna stosowac kwas grafitowy nierozlozony, ale w tych przypadkach rozklad tego kwasu nastepu¬ je podczas samego procesu wytwarzania weglowodorów.Przy ogrzewaniu kwasu grafitowego do temperatury 200° — 350°C nastepuje bardzo znaczne, np. kilkasetkrotne, po¬ wiekszenie objetosci przy jednoczesnym rozkladzie kwasu grafitowego.Katalizatory te moga byc uzyte do przeróbki w postaci stalej, cieklej lub ga¬ zowej.Na przyklad, jezeli poddaje sie uwo¬ dornianiu wegiel kamienny w postaci pa¬ sty lub zawiesiny w oleju wysoko wrza¬ cym, to moze byc zastosowany koloidalny kwas grafitowy lub kwas grafitowy, za¬ wieszony w odpowiedniej cieczy, np. w wodzie, a cieplny rozklad kwasu grafito¬ wego jest przeprowadzany w obecnosci wegla kamiennego w czasie suszenia go; rozklad moze równiez nastapic albo w przegrzewaczu, albo w komorze reakcyj¬ nej. W ten sposób otrzymuje sie nadzwy¬ czaj drobne i równomierne rozproszenie sie katalizatora w postaci wysoce aktyw¬ nej.Przy przeróbce smól, nafty i innych cieklych materialów wyjsciowych lub ich pozostalosci w fazie cieklej uprzednio roz¬ lozony kwas grafitowy moze byc np. za¬ wieszony w materialach wyjsciowych i ra¬ zem z nimi wprowadzany do komory reak¬ cyjnej.Przy przeróbce materialów weglowych w postaci gazowej jest rzecza korzystna stosowanie rozlozonego kwasu grafitowe¬ go w postaci ksztaltek, np. pigulek lub ta¬ bletek.Katalizatory z kwasu grafitowego mo¬ ga byc stosowane lacznie z innymi kata¬ lizatorami uwodorniajacymi, a zwlaszcza ze zwiazkami pierwiastków 6-ej grupy ukladu okresowego.Katalizatory z kwasu grafitowego mo¬ ga byc równiez otrzymywane z produktów utleniania stalego materialu weglowego i same albo lacznie z innymi katalizatora¬ mi sa poddawane, po przemyciu w celu usuniecia kwasów rozpuszczalnych w wo¬ dzie, traktowaniu siarkowodorem lub siar¬ kowodorem i amoniakiem. Na zadanie ka¬ talizatory te moga byc nastepnie poddane rozkladowi za pomoca ciepla.Traktowanie gazami uwodorniajacymi materialów weglowych, nadajacych sie do destylacji, przeprowadza sie w tempera¬ turach 300° — 700°C, a najkorzystniej 400° — 480°C, i pod cisnieniem podwyz¬ szonym, np. ponad 20 atm, przewaznie ponad 50 atm.Przyklad I. 50 kilogramów grafitu wprowadza sie mieszajac do mieszaniny 875 litrów kwasu siarkowego o ciezarze wlasciwym 1,84 i 438 litrów kwasu azo¬ towego o ciezarze wlasciwym 1,40. Naste¬ pnie dodaje sie w ciagu 24 godzin 325 kg chloranu potasowego chlodzac tak, aby temperatura mieszaniny nie podniosla sie ponad 60°C. Mase reakcyjna nastepnie wprowadza sie do wody, a otrzymany kwas — 2 —grafitowy odsacza sie i przemywa woda.Otrzymuje sie zóltawozielono zabarwiony kwas grafitowy, który suszy sie w zwyk¬ lej temperaturze w prózni, a nastepnie ogrzewa w temperaturze utrzymywanej w granicach od 200° — 350°C, przy czym na¬ stepuje 600-krotne powiekszenie objetosci z jednoczesnym rozkladem kwasu grafito¬ wego. Otrzymana nadzwyczaj pulchna ma¬ se, podobna z wygladu do czarnego wegla, rozdrabnia sie, miele i nastepnie ,stlacza na pigulki. Katalizator tak otrzymany umieszcza sie w naczyniu reakcyjnym wy¬ trzymalym na wysokie cisnienie. Naste¬ pnie wtlacza sie pod cisnieniem 200 atm wodór, ogrzany do temperatury 400°C, lacznie z olejem srednim, otrzymywanym przez rozszczepiajace uwodornianie we¬ gla brunatnego ze srodkowych Niemiec.Olej sredni, który zawiera 2% skladników wrzacych do temperatury 180°C, ulega przy tym przemianie na produkt, zawie¬ rajacy 46% benzyny wrzacej do tempera¬ tury 180°C. Benzyna ta przed uzyciem wy¬ maga najwyzej tylko lekkiego rafinowa¬ nia i jest znakomitym paliwem do silni¬ ków.Przyklad II. Kwas grafitowy, przygo¬ towany, jak opisano w przykladzie I, jest traktowany na wilgotno siarkowodorem.Po dokladnym wysuszeniu produkt ten miesza sie z 20% krystalicznego tiowolfra- mianu amonu o wzorze (NH4)2WS4, przy czym mieszanina ta, po mialkim rozprosz- kowaniu, zostaje rozlozona przez ogrzanie do temperatury 300° — 350°C, po czym mieszanine tak otrzymana katalizatorów stlacza sie na pigulki, których 100 centy¬ metrów szesciennych wazy 119 g. Sredni olej, otrzymany przez rozszczepiajace uwo¬ dornianie wegla brunatnego z Niemiec srodkowych, przepuszcza sie wraz z wodo¬ rem przez katalizator w temperaturze 423°C pod cisnieniem 200 atm, przy czym otrzymany produkt zawiera 55% benzy¬ ny, wrzacej do temperatury 185°C. Sredni olej, nie przemieniony na benzyne, moze byc ponownie poddany przeróbce. Wyniki otrzymane przy zastosowaniu tego katali¬ zatora sa takie same, jakie otrzymuje sie przy stosowaniu katalizatora otrzymywa¬ nego z tiowolframianu amonu bez jakiej¬ kolwiek domieszki.Przyklad III. Frakcje benzyny, której punkt wrzenia lezy w temperaturach wyz¬ szych od 100°C, majaca ciezar wlasciwy 0,738 w temperaturze 20°C i liczbe okta¬ nowa 61, otrzymana przez rozszczepiaja¬ ce uwodornianie wegla brunatnego z Nie¬ miec srodkowych w obecnosci katalizato¬ ra, utworzonego z siarczku wolframu, któ¬ rej 35% wrze ponizej 100°C, przy punkcie wTrzenia koncowego 165°C, przepuszcza sie w temperaturze 510°C pod cisnieniem 70 atm lacznie z wodorem przez katalizator, otrzymany przez rozklad za pomoca cie¬ pla (w przyblizeniu w temperaturze 230°C) kwasu grafitowego i nastepnie stloczony w pigulki o srednicy 4 mm.Wlasciwosci wyjsciowej frakcji benzyny i produktu ostatecznego ,sa przedstawio¬ ne w nastepujacej tabeli: Wyjsciowa frakcja benzyny produkt koncowy . ciezar wlasciwy w tempe¬ raturze 20C 0.749 0.742 punkt anilinowy 55.9°C 25.0°C Destyluje (w procentach objetosciowych) do temperatury 100°C 1 28.7 125°C 45.0 62.7 150°C 95.0 83.2 180°C 91.2 — 3 —Straty, powodowane przez tworzenie sie gazów, wynosza w przyblizeniu do 6%.Gdy frakcje produktu koncowego, wrza¬ ca w temperaturze ponizej 180°C, zmie¬ sza sie z frakcja, wrzaca w temperaturze ponizej 100°C, otrzymuje sie benzyne, któ¬ ra posiada nastepujace wlasciwosci: ciezar wlasciwy w temperaturze 20°C punkt anilinowy do temperatury 100°C destyluje do temperatury 125°C destyluje do temperatury 150°C destyluje koncowy punkt wrzenia liczba oktanowa 0.730 40.3°C 51.5°/o objetosciowych 83.0«/o 99.0o/o 156°C 77.Liczba oktanowa jest zatem o 16 punk¬ tów wieksza od liczby oktanowej benzyny wyjsciowej. Produkt koncowy jest bardzo odpowiednim paliwem dp silników spali- noiftrych, odznacza sie wysokim stopniem sprezania i nadaje sie zwlaszcza do zasto¬ sowania w silnikach lotniczych. PL

Claims (6)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Katalityczny sposób wytwarzania nisko wrzacych weglowodorów przez trak¬ towanie gazami uwodorniajacymi materia¬ lu weglowego, nadajacego sie do destyla¬ cji, w temperaturze 380° — 550°C i pod cisnieniem podwyzszonym, znamienny tym, ze jako katalizator stosuje sie kwas grafi¬ towy, otrzymywany przez utlenianie sta¬ lych materialów weglowych, albo produk¬ ty rozkladu kwasu grafitowego, otrzymy¬ wane przez ogrzewanie tego kwasu do temperatury 200° — 350°C.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tym, ze stosuje sie kwas grafitowy, otrzymywany przez utlenianie w tempera¬ turze ponizej 300°C stalych materialów weglowych, takich jak wegiel bitumiczny, lignit lub grafit.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2, zna¬ mienny tym, ze stosuje sie kwas grafito¬ wy, otrzymywany przez utlenianie stalych materialów weglowych za rpomoca srod¬ ków utleniajacych, np. chloranu potasu, mieszaniny stezonego kwasu siarkowego i stezonego kwasu azotowego.
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 1 — 3, zna¬ mienny tym, ze stosuje sie produkt rozkla¬ du kwasu grafitowego w postaci ksztal¬ tek, np. kulek.
5. 5. Sposób wedlug zastrz. 1 — 4, zna¬ mienny tym, ze stosuje sie (produkt roz¬ kladu kwasu grafitowego, traktowany siarkowodorem albo siarkowodorem i amo¬ niakiem.
6. 6. Sposób wedlug zastrz. 1 — 5, zna¬ mienny tym, ze stosuje sie cisnienie po¬ wyzej 50 atm. N. V. Internationale Hydrogeneeringsoctrooien Maatschappi j (International Hydrogenation P&tents Company). Zastepca: inz. F. Winnicki, rzecznik patentowy. DtUK M ARCT. CZERNIAKOWSKA 225 PL