Znany jest isposób przeksztalcania we¬ gla bitumicznego w weglowodory ciekle, który polega na tym, ze wegiel w tempe¬ raturach podwyzszonych traktuje sie du¬ zym nadmiarem wodoru sprezonego. Ce¬ lem takiego procesu jest wytwarzanie z duza wydajnoscia weglowodorów, które sa ciekle w normalnych warunkach i daja sie destylowac, zadane wydajnosci maksy¬ malne mozna w takim procesie osiagnac je¬ dynie przy calkowitym nasyceniu wodo¬ rem, to jest przy zastosowaniu wodoru w duzym nadmiarze. Za pomoca tego .sposo¬ bu mozna, nawet przy uzyciu bardzo ak¬ tywnych katalizatorów, np. przy przerób¬ ce materialów zawierajacych wegiel ka¬ mienny, wegiel brunatny, torf lub drze¬ wo, osiagnac stopien przemiany, nieco przekraczajacy 90% wydajnosci teoretycz¬ nej.Znane inne sposoby przeprowadzania wegla w ciekle zwiazki organiczne polega¬ ja na tym, ze wegiel traktuje sie wodorem pod zwiekszonym cisnieniem w obecnosci np. ciezkiej benzyny. Przy takich sposo¬ bach postepowania otrzymuje sie produk¬ ty rozpuszczalne w weglowodorach para¬ finowych, a wiec w benzynie.Poza tym znane sa sposoby, wedlug których przy uwodornianiu wegla stoisu- je isie, jako srodki rozcienczajace, wyso¬ ko wrzace skladniki ropy albo smole oraz; nadmiar wodoru, przy czym w tym przy¬ padku otrzymuje sie równiez produktyrozpuszczalne w weglowodorach parafino¬ wych.Znany jest równiez sposób (z patentu polskiego nr 11101), wedlug którego nie- spiekajacy sie wegiel przez traktowanie go niewielkimi ilosciami wodoru (przepro¬ wadza sie w wegiel spiekajacy sie i daja¬ cy sie koksowac w ten sposób, iz pracuje sie bez dodatku rozcienczalników lub roz¬ puszczalników.Wykryto, ze mozna z bardzo duzymi wydajnosciami otrzymywac cenne produk¬ ty dajace sie stosowac do rozmaitych ce¬ lów, jesli materialy stale, zawierajace we¬ giel, traktuje sie pod zwiekszonym cisnie¬ niem i w stosunkowo niskich temperatu¬ rach wodorem, wzietym w ilosci niedosta¬ tecznej do calkowitego nasycenia tworza¬ cych sie produktów — weglowodorów aro¬ matycznych wzglednie naftenowych.Jako produkt wyjsciowy oprócz wegla kamiennego i brunatnego mozna stosowac równiez torf, drzewo i materialy podobne.Przeróbka ta prowadzi do prawie calkowi¬ tego przeksztalcenia materialu, zawiera¬ jacego wegiel, na produkty które sa stale w zwyklej temperaturze, topliwe i rozpu¬ szczalne w weglowodorach aromatycznych albo naftenowych, weglowodory zas para¬ finowe, a zwlaszcza olefinowe, wytracaja je z roztworów.Produkty, otrzymane w ten sposób, sa bardzo cenne, gdyz sa nadzwyczaj latwo reaktywne i wykazuja niskie punkty za¬ plonu.W razie dalszego uwodorniania sub¬ stancji weglowej za pomoca wodoru co¬ raz wiecej czesci produktu przemiany ule¬ ga rozszczepieniu i dalszej przemianie na weglowodory parafinowe wzglednie olefi¬ nowe. W miare zwiekszania sie ilosci two¬ rzacych sie weglowodorów parafinowych produkt przemiany pierwotnej, rozpusz¬ czony w mieszaninie reakcyjnej, ulega wytraceniu, przy czym wskutek wystepu¬ jacych reakcyj polimeryzacji staje sie on ostatecznie w niej nierozpuszczalnym. Po¬ niewaz na ogól dalsza przeróbka otrzyma¬ nego produktu reakcji polega na oddziela¬ niu czesci nierozpuszczalnej od rozpusz¬ czalnej, wiec wytracenie produktu prze¬ miany pierwotnej powoduje te niedogod¬ nosc, iz skladniki stracone pozostaja z po¬ piolem. Równiez rozrabianie wegla na pa¬ ste z olejami srednimi lub ciezkimi wywo¬ luje nastepnie stracanie sie produktu uwo¬ dorniania, poniewaz oleje te równiez za¬ wieraja weglowodory parafinowe wzgle¬ dnie olefinowe.Sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze wegiel w obecnosci mieszaniny weglowodorów aromatycznych wzglednie naftenowych traktuje sie wodorem pod cisnieniem, zwykle stosowanym przy uwo¬ dornianiu pod cisnieniem, a wiec np. pod cisnieniem 20 do 300 atm. lub wiekszym w temperaturach okolo 400°C, a reakcje przerywa sie, zanim powstana znaczne ilo¬ sci weglowodorów parafinowych wzgle¬ dnie olefinowych, co z latwoscia sie istwier- dza przez badanie pobieranych próbek.Ze wzgledu na dalsza przeróbke stosu¬ je sie mieszanine weglowodorów, których temperatura wrzenia lezy ponizej tempe¬ ratur reakcji uwodorniania z zastosowa¬ niem cisnienia wzglednie moze byc obni¬ zona ponizej tej temperatury przez zasto¬ sowanie prózni, aby przy dalszej przerób¬ ce nie byc zmuszonym do poddawania pro¬ duktu reakcji dzialaniu ciepla w tempera¬ turach, lezacych powyzej temperatury re¬ akcji. Mozna równiez stosowac weglowo¬ dory, wykazujace zdolnosc wiazania i od¬ dawania wodoru, np. czterohydronaftalen.Proces wedlug wynalazku przeprowa¬ dza sie w ten sposób, ze mieszanine reak¬ cyjna, utworzona np. z mialko zmielone¬ go wegla, rozrobionego na paste z 70 — 80%-ami frakcji sredniego oleju smolo¬ wego z wegla kamiennego na kazde 100 czesci wegla, po uprzednim podgrzaniu w przyblizeniu do 410°C wpompowuje sie — 2 —wraz z 2 — 5%-ami wagowymi wodoru (liczac w stosunku do czystego wegla) do 1,2 lub 3 stojacych autoklawów wlaczo¬ nych kolejno w szereg i zaopatrzonych w mieszadla. Z aparatury do uwodorniania z zastosowaniem cisnienia pobiera sie mie¬ szanine za pomoca urzadzenia redukuja¬ cego cisnienie i saczy. Poniewaz zuzycie wodoru jest na poczatku bardzo duze, wiec przy koncu aparatury do uwodorniania z zastosowaniem cisnienia cisnienie czastko¬ we wodoru znacznie spada, a w ostatnim jej naczyniu (autoklawie) maleje tak da¬ lece, iz pochlanianie wodoru prawie usta¬ je, a tym samym tworzenie sie weglowo¬ dorów parafinowych urywa sie samorzu¬ tnie. Odsaczona pozostalosc, przemyta i uwolniona od rozcienczalników, zawiera jeszcze zaledwie 1 — 5°/o wegla czystego.Pozostalosc sklada sie glównie z popiolu.Sposób wedlug wynalazku mozna rów¬ niez wykonywac tak, iz mieszanine wegla i weglowodorów aromatycznych oraz naf- tenowych wprowadza sie do jednego kon¬ ca aparatury do uwodorniania z zastoso¬ waniem cisnienia, a podgrzany wodór do drugiego jej konca.Zaleznie od rodzaju wegla i zapotrze¬ bowania wodoru temperatura reakcji mo¬ ze wynosic okolo 380 — 425°C, przy czym w' poszczególnych autoklawach mozna utrzymywac rózne temperatury. Czas trwania reakcji wynosi na ogól 60 — 90 minut. Przez zastosowanie katalizatorów mozna czas reakcji skrócic do 40 — 60 minut. Jako katalizatory mozna stosowac wszystkie znane katalizatory uwodornia¬ jace, które mozna wprowadzac np. podczas mielenia wegla.Przyklad I. Wysuszony i zmielony we¬ giel kamienny, zawierajacy bitum, rozra¬ bia sie na paste w stosunku 10:8 z desty¬ latem smolowym z wegla kamiennego, wrzacym w temperaturze 250 — 320°C, i traktuje wodorem w temperaturze 410°C pod nadcisnieniem 250 atm. Gdy 4% wa¬ gowych wodoru zostanie pochloniete przez mieszanine weglowa, wówczas gesto-plyn- na mieszanine reakcyjna najpierw sie przesacza, np. przez filtry, pod cisnieniem w temperaturze okolo 150 — 200°C. Od¬ saczony produkt rozrabia sie jeszcze raz z mala iloscia destylatu smolowego i zno¬ wu saczy, przy czym przy powtarzaniu tej czynnosci mozna temperature w fil¬ trze jeszcze nieco podniesc. Przywieraja¬ cy jeszcze destylat smolowy odparowuje sie za pomoca goracego gazu i odzyskuje przez skraplanie albo przez oddestylowy- wanie. Straty w destylacie nie ma wsku¬ tek wytwarzania sie weglowodorów wrza¬ cych w tych samych granicach tempera¬ tur. Bitumiczny wegiel kamienny z zagle¬ bia Ruhry, zawierajacy 6,5% popiolu i 35% skladników lotnych, daje nastepu¬ jace wydajnosci, obliczone w stosunku do wegla czystego: 89,5% wagowych odsaczonego bitumu we¬ glowego o punkcie krze¬ pniecia okolo 85°C, 4,3% „ gazu, zlozonego z dwu¬ tlenku wegla, metanu i weglowodorów wyz¬ szych, 2,9% „ wody, 0,8% strat oraz 2,5% „ pozostalosci na filtrze w po¬ staci czystego wegla, W odsaczonej pozostalosci zawieraja¬ cej popiól znajduje sie jeszcze 2,5 czesci wagowych substancji weglowej, która nie weszla w reakcje. A zatem calkowita wy¬ dajnosc przemiany wynosi 97,5% wegla czystego, to jest nie zawierajacego wody i wolnego od popiolu. W odsaczonym bi¬ tumie weglowym znajduje sie jeszcze 0,10% popiolu.Przyklad II. Wegiel brunatny, w znacz¬ nym stopniu podsuszony i mialko zmielo¬ ny, rozrabia sie na paste w stosunku10:7,5 z frakcja smolowa z wegla kamien¬ nego, wrzaca w temperaturze 180 — 30©*C, i dopóty traktuje sie wodorem pad nadcisnieniem 250 atm. w teimperatairze 400*0, az aoslanie wchloniete okolo 3*5P/o wagowych wodo™.Ze 100 czesci wagowych czystego we¬ gla otrzymuje sier 81r4°/a czesci wagowych bifaainu weglowe- goy wolroego od po¬ piolu i wykazuja¬ cego punkt krzep¬ niecia okolo 30°C, 7,2 „ „ wody, 8.7 „ „ gazo (ipraewaznie C02 i nieco meta^- j*u), uzytego we- 1.8 „ „ uzytego wegla czy¬ stego znaleziono jeszcze w oduczo¬ nej pozostalosci, a wiec wegiel ten nie wszedl w reakcje, 0,9 „ „ strat.Zatem calkowita przemiana wyniosla w przypadku tego wegla brunatnego 98,2%.Bitum weglowy, odsaczony od ipoipiolu, za¬ wieral jeszcze 0,12% skladników popiolo¬ wych.Zamiast frakcji, otrzymywanych przy destylacji wegla kamiennego^ mozna sto¬ sowac równiez ipochodne benzenu o podob¬ nych granicach wrzenia oraz frakcje smo¬ lowe, zawierajace fenol i powstajace przy wyttewaniu wegla brunatnego, przy czym w tym przypadku najlepiej jest proces prowadzic w ten sposób, azeby fenole nie ulegaly uwodornianiu, tj. nie stosuje sie zadnych katalizatorów albo tez stosuje sie katalizatory nie zawierajace wolframu i molibdenu lacznie ze zwiazkami zasado¬ wymi.Punkt topnienia wzglednie krzepnie¬ cia produktu ostatecznego mozna regulo¬ wac w szerokich granicach, zmieniajac ilosc przylaczanego wodoru, a czesciowo równiez odpowiednio dobierajac temipera- ture. Z wiekszymi ikseiami wodoru i w wyzszej temperatura otrzymuje sie pro¬ dukty o niskim punkcie topnienia, nato¬ miast w obecnosci mniejszeji ilosci wodwu albo w nizszej temperaturze otraymuje ste* produkty o wyzszym punkcie topnienia.Mozna równiez otrzymywac z dobra wy¬ dajnoscia wyaakofeopliwe produkty w obec¬ nosci 1°/ wodoru,, ptrzy czym zwieksaa sie ilosc sto¬ sowanych destylatów, np. przy przylacza¬ niu zaledwie 0,8*/* wodoru ©oraz 120 czesci wagowych destylatu na 100 czesci wago¬ wych wegla mozna nawet z wegla brunat¬ nego osiagnac w temperaturze 38&°C wy¬ dajnosci produktów, wynoszace do 92*70.; jednakze (punkt krzepniecia tak otrzyma¬ nego produktu wynosi prawie lOflPC Punkty topnienia znajduja sie miedzy okolo 20° i 150°C. W takich samych wa¬ runkach z wegla brunatnego otnzymuje sie zawsze produkt o punkcie topnienia nizszym od punktu topnienia .produktu otrzymanego z wegla kamiennego, dzieki czemu ma sie moznosc stosowania zmian pod wzgledem skladu iproduktui wyjscio¬ wego gdyz mozna, nip* stosowac mieszani¬ ne wegla brunatnego i kamiennego.Przy wykonywaniu sposobu wedlug wynalazku niniejszego moze byc korzystaa specjalna obróbka wstepna wegla, n$. przez wstepne suszenie wegla. Gazy wyste¬ pujace przy rozkladzie obnizaja cisnienie czastkowe wodoru. Dzieki podwyzszonej temperaturze suszenia mozna czesc tych ga¬ zów rozkladowych juz uprzednio usunac.Wegiel mozna przez czas krótki ogrzewac do 40Q°C. Takpotraktowany wegiel brunat¬ ny podczas reakcji przylaczania wodoru tworzy jesiacze polowe tej ilosci wody i dwutlenku wegla, co wegiel wateipnie nie wysuszony.Ponadto wlasciwosci produktu osta- — 4 —tecznego mozna jeszcze bardziej ulepszyc przez uprzednie chlorowanie wegla. Chlo¬ rowanie daje te korzysc, iz ulatwia pochla¬ nianie wodoru. Stale lub na wpól stale pro¬ dukty uwodorniania wegla chlorowanego posiadaja punkty topnienia nieco nizsze od punktów topnienia produktów otrzy¬ manych w odpowiednich warunkach z we¬ gla nie obrobionego.Przez zastosowanie katalizatorów moz¬ na czas reakcji znacznie skrócic. Mozna stosowac znane katalizatory uwodorniaja¬ ce i dodawac ich podczas mielenia wegla.Stwierdzono, ze sposób wedlug wynalazku niniejszego mozna zwlaszcza korzystnie przeprowadzac z katalizatorami, umiesz¬ czonymi na stale. Jako takie katalizatory mozna np. stosowac stopy metali, wywal- cowane na tasmy i umieszczone w naczy¬ niu reakcyjnym tak, azeby stale i ciekle skladniki reakcji mogly przez nie prze¬ plywac bez przeszkody. Zamiast tasm me¬ talowych mozna nip. stosowac mieszaniny sproszkowanych substancji, sluzacych ja¬ ko katalizatory, rozrobione z woda i wsma- rowane w oczka gestych siatek drucia¬ nych albo umieszczone na innych podlo¬ zach, jak np. sfaldowanych tasmach itd.Podloza, jak siatki druciane, wypelnione lub oblozone w ten sposób masa kontakto¬ wa zwija sie jeszcze na wilgotno, nastep¬ nie suszy i ewentualnie przez redukcje przeprowadza w stan katalitycznie czyn¬ ny.Produkty otrzymywane sposobem we¬ dlug wynalazku mozna stosowac jako su¬ rowiec do wyrobu lakieru czarnego oraz w przemysle graficznym, jako czarna far¬ be, do napawania papy w przemysle paipo- wym oraz jako material impregnacyjny, a takze do budowy dróg jako material bi¬ tumiczny. Wreszcie nadaja sie one jako paliwo, np. w stanie stopionym, do pale¬ nisk olejowych (ropowych) lub jako suro¬ wiec do otrzymywania olejów przez uwo¬ dornianie pod cisnieniem.Produkt otrzymany sposobem wedlug wynalazku wykazuje wieksza zawartosc wodoru anizeli wegla i tym rózni sie ko¬ rzystnie od tak zwanego wyciagu weglo¬ wego. Posiada on ponadto bardzo korzyst¬ ny punkt zapalnosci i punkt zaplonu, wo¬ bec czego mozna go stosowac w stanie sproszkowanym, stopionym lub rozpusz¬ czonym jako material pedny do silników spalinowych.Wyniki, osiagniete za pomoca takich materialów pednych do silników, wyjas¬ niono blizej w ponizszym przykladzie.Produkt staly, wytworzony z wegla brunatnego, zawierajacy 7,8% y^00*01*11 i posiadajacy punkt topnienia okolo 70°C, rozpuszczono w stosunku 2 : 1 we frakcji oleju smolowego z wegla kaoniennego i roz¬ twór ten, podgrzany do temperatury okolo 60°C, wtrysnieto do trzycyliiidrowego sil¬ nika Diesla z komora wstepna o mocy 30 KM i 600 obrotach na minute. Silnik pra¬ cowal bez zarzutu przy wszystkich obcia¬ zeniach. Silnik mozna puscic w ruch bez oleju zaplonowego. Przy zwiekszeniu ilosci oleju smolowego do 50% silnik pracowal az do 1/5 obciazenia bez przerywan. Do¬ piero na biegu wolnym ujawnily sie prze¬ rywania, które nalezy przypisac znaczne¬ mu opóznianiu zaplonu przez olej smolo¬ wy. Z samym olejem smolowym silnik pracuje bez zarzutu tylko przy pelnym obciazeniu. Szkodliwych osadów ani po¬ zostalosci po spalaniu nie stwierdzo¬ no.Oprócz weglowodorów aromatycznych wzglednie naftenowych mozna stosowac, jako rozpuszczalniki, produkty wytwarza¬ ne przez wytlewanie produktów otrzymy¬ wanych sposobem wedlug wynalazku, któ¬ re otrzymuje sie z wydajnoscia do 60% wagowych w odniesieniu do materialu wyjsciowego. Jako rozpuszczalniki mozna stosowac np. olej smolowy z wegla kamien¬ nego rozcienczony olejeim gazowym oraz uwodorniony olej smolowy. — 5 — PL