PL32558B1 - Sposób przemiany tlenku wegla za pomoca wodoru - Google Patents

Description

Proponowano juz przeprowadzac w osrodku cieklym za pomoca wodoru prze¬ miane tlenku wegla, majaca na celu wy¬ twarzanie weglowodorów o wiecej niz jed¬ nym atomie wegla w czasteczce i (albo) cieklych lub stalych tlenowych pochodnych weglowodorów, np, metanolu lub wyzszych alkoholi, takich jak alkohol izobutylowy, lub tez ketonów, aldehydów, kwasów i pro¬ duktów podobnych.Stwierdzono, ze przemiana ta przebie¬ ga szczególnie korzystnie w osrodku cie¬ klym wówczas, gdy jako katalizatory sto¬ suje sie spiekane metale ciezkie, zwla¬ szcza metale 8-ej grupy ukladu okreso¬ wego pierwiastków, a sposród nich przede wszystkim zelazo.Do wytwarzania spieczonych metali sito- suje sie celowo jako produkt wyjsciowy proszek metalowy lub metal porowaty.Mozna je wytwarzac w sposób dowolny; proszek metalowy otrzymuje sie np. przez rozklad odpowiednich zwiazków karbony- lowych, takich jak karbonylek zelaza, al¬ bo przez redukcje sproszkowanych tlen¬ ków, wodorotlenków lub innych zwiazków metali, takich jak azotany, weglany, szcza¬ wiany i podobne, które przeprowadza sie w metal przez redukujace traktowanie w podwyzszonej temperaturze, metal zas po¬ rowaty wytwarza sie przez redukcje tlen¬ ków, wodorotlenkóiw i podobnych zwiazków metali w postaci brylek albo przez stla- czanie proszków metalowych.Spiekanie metali przeprowadza sie w temperaturach powyzej 500°C, najkorzyst-niej powyzej 600°C, np. w temperaturze 700°, 800°, 900° lub 1000°C, w itakii sposób, ze przestrzen, jaka zajmuje metal, staje sie widocznie,mniejsza; w przypadku pro¬ szków metalowych nastepuje spieczenie sie czastek proszku, a w przypadku metali po¬ rowatych — zmniejszenie porowatosci.Zmniejszenie objetosci wynosi na ogól po^ wyzej 10%. Temperatury;nie powihny jed¬ nak byc tak wysokie, aby nastapilo sto¬ pienie sie metali. Przy procesie spiekania moga byc obecne gazy nieutleniajace, takie jak azot. W Wielu przypadkach korzystna jest nzecza przeprowadzanie procesu w obecnosci gazów redukujacych, takich jak wodór tub gazy izawierajace wodór. Spie¬ kanie mozna równiez przeprowadzac w- prózni. Jezeli jako -produkt wyjsciowy sto¬ suje sie zwiazki metali, podlegajace reduk¬ cji, np. Itlenki metali 8-ej grupy, to mozna je najpierw przeprowadzic w metale przez traktowanie w stosunkowo niskiej tem¬ peraturze, nip. w temperaturze 400°C lub 500°C, przy czyim jeszcze nie nastepuje spie¬ kanie, a nastepnie spieka sie je w tem¬ peraturze powyzej 500°C, najkorzystniej powyzej 600°C, w obecnosci gazów nie- utleniajacych albo w prózni Reduk¬ cja i spiekanie moga byc równiez do¬ konywane w jedrnym, tylko zabiegu robo¬ czym, przy czym np. tlenek traktuje sie w podwyzszonych temperaturach gazami re- dtikuljacymi dotad, az nastapi nie tylko re- dukidja, lecz równiez i spieczenie sie me¬ talu powstalego wskutek redukcji. Daje sie to na ogól z latwoscia tuzysjuwac przez sto¬ sunkowo krótkie traktowanie zwiazku me- taJlu, zwlaszcza tlenku, w temperaturach wyzszych lub praez dluzsze traktowatnie w itempelraturach nizszych, przy czym sizybkosc przeplywu i cisnienie czastkowe gazu redukujacego, np. wodoru, nalezy do¬ stosowywac do szybkosci, z jaka sie redu¬ kuje traktowany zwiazek metalu.Spiekanie mozna tez przeprowadzac stopniowo pod rozmaitymi cisnieniami, np. tak, ze najpierw stosuje sie cisnienie .zwy¬ kle, a nastepnie w te)j samej lub innej tem- (peiraturze stosuje sie cisnienie podwyzszo¬ ne, np. 2, 5, 10, 50, 100 aitm lub wyzsze. Przy spiekaniu jedliostopniowym mozna równiez stosowac cisnienia podwyzszone.Do proszku metalowego lub metalu po¬ rowatego mozna w celu zwiekszenia ich aktywnosci wprowadzac inne produkty, np. tlenki lub wodorotlenki glinu, dwutlenek krzemu, ziemie okrzemkowa, nastepnie zwiazki miedzi, tytanu, manganu, wolfra¬ mu, molibdenu, chromu, toru, ceru, cyrko¬ nu i itonych metali ziem rzadkich. Odpo¬ wiednie ilosci potaisowców lub wapniow- có*w wplywalja równiez korzystnie na two¬ rzenie sie weglowodorów z mieszaniny tlenku wegla z wodorem.Jako osrodek ciekly mozna stosowac wegllowodtary ciekle lub latwotopliwe, jak ¦np. oleje mineralne lub ich frakcje, oleje smolowe, proddkty uwodorniania pod cis¬ nieniem albo parafine; szczególnie korzyst¬ ne 'wyniki uzyskuje sie stosujac oleje, wy¬ twarzane przez przemiane tlenku wegla za pomoca wodoru, celowo w tych samych warunkach.Przy przemianie tlenku wegla za po¬ moca wodoru w obecnosci powyzej opisa¬ nych katalizatorów, majacej na celu wy- twairzanie weglowodorów lub ich pochod¬ nych zawierajacych tlen, stosuje sie takie cisnienia, ze w strefie reakcyjnej utrzy¬ many zostaje stan ciekly; jezeli jednak osrodek ciekly posiada dostatecznie wyso¬ ka temperature wrzenia,, wówczas oczywi¬ scie mozna stosowac cisnienie zwykle. Pod okresleniem „stan ciekly" nalezy rozumiec równiez stan powyzej temperatury kry¬ tycznej osrodka cieklego, w którym jego gestosc nie rózni sie znacznie od gestosci osrodka w temperaturze krytycznej i pod cisnieniem krytycznym.Utworzone produkty ciekle usuwa sile z naczynia reakcyjnego w sposób ciagly - 2 —lub okresowy w 'tak^ph ilosciach, aby w na¬ czyniu reakcyjnym pozostawala dostatecz¬ na ilosc osrodka ciekleigo. Czesc osrodka cieklego cmozna równiez prowadzic w obie¬ gu kolowym, a z dleju krazacego w dbie- tfu kolowym ufsuwac nowopowstale sklad¬ niki przez destylacje.Stwierdzono równiez, ze korzystnie dzialanie wymienionych powyzej kataliza¬ torów nie ogranicza sie do pracy w zwy¬ klym osrodku cieklym, to jest w fazie cie¬ klej, gdyz stosowanie ich daje równiez bardzo dobre wyniki i w innych przypad¬ kach, w których ciecz otacza katalizator, np. przy przemianie, w której ciecz spada kroplami na katalizator, a w naczyniu reak¬ cyjnym nie zostaje utrzymany poziom cie¬ czy, przy czym ciecz, otaczajaca kataliza¬ tor, tworzy tylko joienka powloke, jak to opisano w patencie francuskim nr 814853.Przemiane tlenku wegla za pomoca wo¬ doru przeprowadza sie korzystnie w tem¬ peraturach pomiedzy okolo 180°C i 450°C i celowo pod zwiekszonymi jcisnieniami, ¦np. pod cisinieniem 5, 10, 20, 50, 100 atm lub pod ijeszcze wyzszym. Mozna jednak równiez pracowac pod cisnieniem zwyklym.Gazy wyjsciowe, tlenek wegla i wodór, mozna stosowac w jednakowych ilosciach objetosciowych, jednak ilosc tlenku wegla moze byc wieksza od ilosci wodoru lub tez *ilosc wodoru moze przewyzszac ilosc tlen¬ ku wegla, Mozna równiez wprowadzac w rozmaitych miejscach do naczynia reak¬ cyjnego ^dodatkowe ilosci tlenku wegla lub wodoru albo obu tych gazów. W wielu przypadkadh korzystna jest rzecza pod¬ dawanie przemianie mieszanin gazów, za¬ wierajacych powyzeij 50%, np. 60 do 70% tlenku wegla.Przyklad. Proszek zelazny, otrzymany przez -rozklad cieplny z karbonylku zela¬ za, zwilza sie woda, stlacza na porowate pilgulki, a nastepnie ogrzewa w strumieniu wodoru w ciagu 6 godzin do temperatury 850°C.Katalizator, otrzymany w ten sposób, laduje sie po ochlodzeniu do naczynia re- akcyjneglo. Prócz tego laduje sie produkt, skladajacy sie przewaznie z weglowodorów i Wrzacy pomiedzy 150°C i 350°C, a wy¬ tworzony w poprzedniej przemianie z tlen¬ ku wegla za pomoca wodoru, Nastepnie do naczynia reakcyjnego, we¬ wnatrz którego utrzymuje sie temperature 330°C i cisnienie 40 atm, wprowadza sie od dolu mieszanine gazów skladajaca sie z równych objetosci tlenku wegla i Wodio^ ru. Pary powstajace przy przemianie prze¬ prowadza sie razem z nieprzemienionym gazem do oddzielacza, w którym równiez utrzymuije sie cisnienie 40 atm oraz tem¬ perature 100°C; w oddzidaczu nastepuje oddzielenie frakcji wrzacych w zakresie temperatur wrzenia olejów srednich i ciez¬ kich. Do naczynia reakcyjnego doprowadza sie z powrotem taka ilosc tych skroplo¬ nych skladników, aby poziom cieczy w na czyniu byl staly.Skladniki nieskrop^lone chlodzi sie do temperatury pokojowej w chlodnicy, w której panuje to samo cisnienie, przy czym oddzielaja sie przewaznie frakcje wrzace w zakresie temperatur wrzenia ciezkich benzyn i benzyn zwyklych.Gaz pozostalosciowy rozpreza sie. Moz¬ na go po uprzednim celowym' usunieciu dwutlenku wegla i oddzielleniu weglowodo¬ rów nienasyconych wprowadzic z powrotem do naczynia reakcyjnego w celu przerobie¬ nia na benzyne polimeryczna albo tez pod¬ dac dalszej przemianie w drugim naczy¬ niu reakcyjnym. PL

Claims (4)

1. Zastrzezeni a patentów e. 1. Sposób przemiany tlenku wegla za pomoca wodoru, majacy na celu wytwa¬ rzanie weglowodorów ó wiecej niz jednym atomie wegla w czasteczce i (albo) ciek¬ lych lub stalych pochodnych tlenowych we¬ glowodorów, w obecnosci katalizatorów, 3 —które podczas przemiany sa otoczone cie¬ cza, znamienny tym, ze jako katalizatory stosuje sie spieczone metale ciezkie, naj¬ korzystniej metale 8-ej grupy ukladu okre¬ sowego.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako katalizatory stosuje sie spie¬ czone zelazo.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1 lub 2, zna¬ mienny tym, ze stosuje sie metale ciezkie, spiekane w temperaturze powyzej 600°C.
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 1—3, znamien¬ ny tym, ze do wytwarzania spieczonych metali ciezkich stosuje sie jako material wyjsciowy zwiazki medali ciezkich, dajace sie redukowac w temperaturach podwyz¬ szonych, zwlaszcza tlenki lub wodorotlen¬ ki, które redukuje sie za pomoca gazu o dzialaniu redukujacym, a otrzymany me¬ tal poddaje sie spiekaniu w tymze zabiegu roboczym. N. V. Internationale K o o 1- waterstoffen Synthese Mij. (International H y d r o c a r b o n Synth esis Company) Zastepca: inz. F. Winnicki rzecznik patentowy '—III.44i—JOG PL