PL33403B1 - Sposób otrzymywania weglowodorów z tlenku wegla i wodoru - Google Patents

Description

Proponowano juz przeprowadzac katali¬ tyczna przemiane tlenku wegla i-wodoru w weglowodory, majace wiecej anizeli jeden atom wegla w czasteczce, w obecnosci cie¬ czy, szczególnie oleju uzyskanego z prze¬ róbki pewnej ilosci tych samych materialów wyjsciowych uprzednio traktowanych w tych samych lub podobnych warunkach.Olej taki zawiera znaczna ilosc skladników które w warunkach temperatury i cisnienia stosowanych podczas reakcji sa gazami lub parami. Olej moze przeplywac przez ko¬ more reakcyjna w tym samym kierunku, co gazy przeznaczone do syntezy, lub w prze- ciwpradzie. Jednakze, gdy przemiane prze¬ prowadza sie w skali przemyslowej i sto¬ suje sie olej, zawierajacy skladniki o ni¬ skiej temperaturze wrzenia, jako ciecz przeplywajaca obiegowo w przeciwpradzie znaczne ilosci goracych gazów przeplywa¬ jacych przez komore reakcyjna porywaja ze soba wymienione skladniki oleju, tak iz podczas przemiany nie znajduja sie one w zadanych stezeniach. W rezultacie prze¬ miana postepuje znacznie wolniej, a wy¬ dajnosc produktów pochodzacych z 'prze¬ miany na jednostke objetosci i czasu znacz¬ nie sie zmniejsza, gdyz w cieczy pozostaja tylko wyzej wrzace frakcje.Jezeli ciecz przeplywa w tym samym kie¬ runku co gazy poddawane reakcji, to wspomniane porywanie z cieczy skladnikówniskowrzacych przez gorace gazy zachodzi w znacznie mniejszym stopniu, Wówczas jednak utrzymywanie jednakowej .tempe¬ ratury na calej dlugosci komory reakcyjnej jest utrudnione z powodu egzotermicznej reakcji. Produkty staja sie coraz goretsze podczas ich przechodzenia przez przestrzen • katalityczna i po przejsciu do konca komo¬ ry reakcyjnej skladniki nizej wrzace wypa¬ rowuja w niepozadanym stopniu, przy czym trudno jest skroplic je i zawrócic ponownie do komory reakcyjnej z powodu duzej szybkosci strumienia gazu przeplywajacego przez komore.Obecnie stwierdzono, ze wspomniana re¬ akcja w obecnosci czynnika cieklego w szczególnosci oleju zawierajacego znaczna ilosc skladników, które w warunkach reak¬ cji sa gazami lub parami, moze byc prze¬ prowadzona ze znaczna korzyscia przez wprowadzanie cieczy w róznych miejscach komory reakcyjnej poprzez oddzielne prze¬ wody.Ciecz wprowadza sie do komory reakcyj¬ nej w okreslonych ilosciach i w odpowied¬ nich temperaturach.Doplyw cieczy do róznych miejsc komo¬ ry moze byc uskuteczniony w najrozmaitszy sposób, np. ciecz obiegajaca moze w calosci przechodzic przez komore reakcyjna, a ciecz swieza moze byc doprowadzona w jednym lub kilku miejscach, lub tez ciecz obiegowa moze byc podzielona na kilka czesci i wprowadzona do komory reakcyj¬ nej w róznych miejscach, przy czym ciecz swieza moze byc równiez dodawana w jed¬ nym lub wiecej miejscach.Przy tym sposobie postepowania gazy do syntezy przepuszczac mozna albo w tym samym kierunku co ciecz, albo w przeciw- pradzie. Sposób wedlug wynalazku umozli¬ wia, mimo wywiazywania sie duzych ilosci ciepla, utrzymywanie praktycznie biorac równej temperatury na calej dlugosci ko¬ mory reakcyjnej. W ten sposób otrzymuje sie znaczna wydajnosc na jednostke czasu i objetosci, szczególnie przy postepowaniu stosujacym wysokie cisnienia,, i to bez za¬ chodzenia reakcji ubocznych, np. tworzenia s^e metanu, osadzania sie wegla, powodo¬ wanych wzrostem temperatury.Przemiane przeprowadzac mozna w wa¬ runkach temperatury i cisnienia zwykle stosowanych, najlepiej w temperaturach 200°—420° C i pod cisnieniem zwyklym lub zwiekszonym, najkorzystniej od 10 do 700 atm. Stosunki ilosciowe gazów wyjsciowych moga sie wahac w szerokich granicach. Sto¬ sunek objetosciowy tlenku wegla do wodo¬ ru waha sie zwykle od 4 : 1 do 1 : 4. Gazy rozcienczajace, np. dwutlenek wegla, azot lub metan moga równiez znajdowac sie w mieszaninie gazów. Cieczy dodaje sie zwykle w ilosci od 0,2 do 5 czesci objeto¬ sciowych na 100 czesci objetosciowych ga¬ zu wyjsciowego (mierzonych pod cisnieniem atmosferycznym i w temperaturze pokojo¬ wej).Jako produkty reakcji otrzymuje sie glównie weglowodory ciekle. Ilosc poszcze¬ gólnych produktów (benzyny, oleju sred¬ niego, oleju smarowego, parafiny) w calko¬ witej ilosci uzyskanego produktu, wahaja sie zaleznie od stosowanych warunków re¬ akcji.W sposobie wedlug wynalazku stosuje sie zwykle katalizatory stale.Na rysunku fig. 1 i fig. 2 przedstawiaja schematycznie urzadzenia do przeprowa¬ dzania sposobu wedlug wynalazku.Wedlug fig. 1, ciecz obiegajaca, tloczona przez pompe obiegowa f, przechodzi poprzez wymiennice ciepla b i podgrzewacz i do ko¬ mory reakcyjnej a. Gaz do syntezy wpro¬ wadza sie przewodem g. Ciecz wraz z pro¬ duktem reakcji opuszcza komore a przewo¬ dem k i przechodzi przez wymiennice cie¬ pla b do chlodnicy c, a potem do rozdzie¬ lacza d, w, którym oddziela sie skladniki ciekle od gazów. Swieza ciecz wprowadza sie przewodami h w róznych miejscach ko¬ mory reakcyjnej. Czesc cieczy z rozdziela¬ cza d, która nie powraca do reakcji, zostaje odprowadzona wraz z woda przewodem /. — 2 —Na fig. 2 komora reakcyjna K jest rura, wytrzymala na wysokie cisnienia, o sredni¬ cy wewnetrznej 150 mm i o wysokosci 5,8 m, wypelniona katalizatorem w postaci bry¬ lek o srednicy 8—12 mm. Katalizator spo¬ rzadza sie przez stopienie lub nadtopienie w strumieniu tlenu zelaza sproszkowanego z malymi dodatkami tlenku tytanu, tlenku manganowego i wodorotlenku potasu i na¬ stepne traktowanie wodorem w temperatu¬ rze 650° C. Do komory reakcyjnej K wpro¬ wadza sie przewodem G 87 m3 gazu na go¬ dzine o skladzie nastepujacym: 6,0°/o — CO2 0,4% _ CnK2h 44,8°/° — CO 40,0°/o — Ho 4,4°/o_ CnH2nr, 4,40/0 _ #2 W tym samym czasie co i gazy wprowa¬ dza sie przewodem H okolo 0,6 m3 oleju, który podgrzano do temperatury okolo 290° C w podgrzewaczu W. Olej i gaz prze¬ plywaja przez komore K w tym samym kie¬ runku i opuszczaja ja razem przewodem E plynac w przeciwpradzie do chlodniejszego oleju obiegowego. Nastepnie przechodza one przez wymiennice ciepla A i chlodnice D, w której zostaja ochlodzone do tempe¬ ratury okolo 70°—80° C. W rozdzielaczu S olej skroplony wraz z wieksza czescia wo¬ dy, zawierajacej alkohol utworzony pod¬ czas reakcji, zostaje oddzielony od gazu.Nadmiar oleju i wody odprowadza sie prze¬ wodem B, podczas gdy olej pozostaly po¬ wraca ponownie do obiegu jako ciecz obie¬ gowa i jest tloczony przez pompe obiegowa P poprzez wymiennice ciepla A i podgrze¬ wacz oleju W.Ciecz obiegowa sklada sie z nastepuja¬ cych frakcji: 18°/» objetosc, wrzacych do 150°C 210/* „ „ 150°C — 200°C 33°/o „ h 200°C — 300°C 2S0/« „ „ powyzej 300°C Gdy po rozpoczeciu reakcji, temperatura w górnej czesci komory K wzrasta powyzej temperatury 295° — 300° C, czesc oleju o- biegowego odprowadza sie przewodem V bez podgrzewacza i prowadzi go przewo¬ dem R, który przechodzi poprzez górna czesc komory reakcyjnej K do glebokosci 1,5 m w dól wspomnianej komory, gdzie po¬ siada wylot. Przy dodatkowym doprowa¬ dzaniu oleju utrzymywac mozna w komorze reakcyjnej równomierna temperature 280° —300° C.Mieszanina gazu koncowego i par benzy¬ ny, opuszczajacych rozdzielacz S, zostaje dalej chlodzona, przy czym wydziela sie w stanie cieklym znaczna ilosc weglowodorów wrzacych w granicach temperatur wrzenia benzyny. Pozostaly gaz koncowy otrzymy¬ wany w ilosci 50 m3 na godzine ma sklad nastepujacy: 33,4°/o 3,0°/o 21,0°/« 21,80/° 13,0°/» 7,8°/.— CO2 CnH-2n — CO — H2 Cu#2n i — Ni.Przepuszczajac ten gaz ponad weglem aktywowanym uzyskuje sie dalsze ilosci benzyny lekkiej i „gazolu" (produkt skla¬ dajacy sie zasadniczo z weglowodorów za¬ wierajacych 3—4 atomów wegla w cza¬ steczce oraz w malych ilosciach z weglowo¬ dorów zawierajacych 5 atomów wegla w czasteczce). Pozostaly gaz, po usunieciu dwutlenku wegla i, o ile jest to pozadane, po dopelnieniu swiezym gazem, wprowadzic mozna dalej w reakcje w drugim urzadze¬ niu lub skierowac ponownie do tej samej komory reakcyjnej.Produkty wytwarzane z wydajnoscia 8,2 kg na godzine skladaja sie z: 25,0°/° wagowych gazolu 69,0°/° wagowych benzyny, oleju i weglowodorów stalych 6,0°/° wagowych alkoholi. PL

Claims (9)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób otrzymywania weglowodorów z tlenku wegla i wodoru za pomoca kata¬ litycznej przemiany w obecnosci cieczy, znamienny tym, ze ciecz wprowadza sie do komory reakcyjnej w kilku miej¬ scach.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako ciecz stosuje sie olej, otrzymany poprzednio w takim samym procesie.
3. 3. Sposób wedlug* zastrz. 2, znamienny tym, ze stosuje sie olej, zawierajacy znaczna ilosc skladników, które w wa¬ runkach reakcji sa gazami lub parami.
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 1—3, znamienny tym, ze ciecz przeprowadza sie przez komore reakcyjna w tym samym kie¬ runku co gaz poddawany reakcji lub w przeciwpradzie.
5. 5. , Sposób wedlug zastrz. 1—4, znamienny FIG 1 tym, ze do syntezy stosuje sie gazy, w których stosunek objetosciowy tlenku wegla do wodoru waha sie od 4 : 1 do 1 : 4, najkorzystniej od 2 : 1 do 1 : 2.
6. 6. Sposób wedlug zastrz. 1—5, znamienny tym, ze reakcje przeprowadza sie w tem¬ peraturach 200° — 420° C.
7. 7. Sposób wedlug zastrz. 1—6, znamienny tym, ze reakcje przeprowadza sie pod cisnieniami 10 — 700 atm.
8. 8. Sposób wedlug zastrz. 1—6, znamienny tym, ze reakcje przeprowadza sie pod cisnieniem zwyklym. N. V. Internationale Kool- waterstoi fen Synthese M a a t s c h a p p i j (International Hydrocarbon Syn- thesis Company) Zastepca: Mgr. Andrzej Au rzecznik patentowy a 0' [ I d IDo opisu patentowego nr 33403. FIG 2 Druk. PWZG Warszawa. Tamka 3. 150 Zam. 38
9. 9. B-52318. PL