PL6871B1 - Sposób uszlachetniania wegla róznych gatunków, smól, olejów mineralnych i t. p. materjalów. - Google Patents

Description

Wiadoma, ze rózne gatunki wegla, smo¬ ly, oleje mineralna, produkty destylacji o- lejów mineralnych oraz ich przetwory, jak równiez pozostalosci z cial asfaltowych o- raz podobne trudno sie uwodorodniajace materjaly mozna przeprowadzic w cenne produkty plynne zapomoca wodoru lub ga¬ zów wydzielajacych wodór, stosujac wyso¬ kie cisnienie i katalizatory. Jednakze dale¬ ko posunieta przemiana jest utrudniona.Przy zwyklych dotychczasowych sposo¬ bach, gdzie wodór miesza sie z materjala- tmi, przeznaczonemi d|o } uwodorodnienia, zapomoca mieszaidla, latwo nastepuje sko- ksowanie, powodujace zatkanie dróg dla gazu, a zatem przerwy w pracy i inne nie¬ dogodnosci;.Okazalo sie obecnie, ze niedogodnosci te mozna usunac oraz zwiekszyc wydajnosc mniej lub wiecej lekkich produktów, dzia¬ lajac na dobnze rozdrobniony materjail wyjsciowy wodorem, materjalami, zawie¬ raj acemi wodór albo go wydzielaj acemi, w wysokiej temperaturze, t. j. powyzej temperatury, rozpoczynajacego sie rozkla¬ du i przy cisnieniu powyzej 50 atm ko¬ rzystnie 100 atm i wiecej. Materjaly prze¬ znaczone do uwodorodnienia, najlepiej w niewielkich porcjach, doprowadza sie do przestrzeni reakcyjnej ogtrzanej do wyso¬ kiej temperatury i tam najlepiej mecha¬ nicznie albo przy pomocy wprowadzanej pary wodnej przeprowadza sie je w stan gazowy, w stan mgly albo sie je rozpyla.Mozna równiez do goracej wypelnionej wo¬ dorem przestrzeni reakcyjnej wprowadzacsmoly, filuje minCTalae albo bardzo roz¬ drobniony wegiel wraz z gazami obojetne- mi albo materjatami latwo parajacienii lub bez nich zapomoca odpowiedniego urzadze¬ nia np. dysz albo tym podobnych urzadzen, W niektórych wypadkach korzystne jest miejscowe przegrzanie strefy odparowania wziglednie rozpraszania, aby w ten sposób osiagnac dzialanie calkowite. Mozna rów¬ niez materjaly wyjsciowe w cienkich war¬ stwach poddac dzialaniu wodoru albo gazów, wydzielajacych wodór; warstwy te rozposciera isie na cialach o duzej po¬ wierzchni, korzystnie metalowych, niewraz¬ liwych na wplywy chemicznie, a wiec za¬ chowujacych stale gladka powierzchnie.Materjal np. przeinaczony do obróbki prowadzi ^sie poprzez komore reakcyjna w cienkiej warstwie po powierzchni srubowej albo po falisitej tasmie lub tym podobnych, Mozma równiez stosowac wiazke tasm fali¬ stych, .pretów albo tym podobnych jesli za¬ lezy na tern zeby nie tamowac przeplywu cieczy. Powierzchnia stosowanych cial wielkopowierzchniowych powinna byc z metalu dzialajacego katalitycznie albo z materjalów, niiie powodujacych tworzenia sie koksu ani metanu. Dla wzmozenia dziala¬ nia taiozna równiez przedsiewziac i inne zabiegi, jak poruszanie mechaniczne, np. przez obrót cial wielkopowierzchniowych.Przy tych sposobach pracy iz wielu wzgle¬ dów korzystne jest do materjalów wyj¬ sciowych dodawac takich istalych matetrja- lów w postaci namulu, które zwiekszaja powierzdinie czynna wzgledem wodoru, jak np. magnezji, trocin, ziemi okrzemkowej i tym podobnych, pirzyczem mater;jaly te sto¬ suje sie osobno albo jednoczesnie .ze sita- lemi katalizatorami.Nastepnie dokladne rozdrobnienie i szybkie przeprowadzenie przeznaczonych do obróbki materialów mozna osiagnac, M^ptrowaidzajaic do rialów potrzebne ^azy paprzez mase drdww* porowata. Masa porowata mo¬ ze byc w jednej bryle albo skla¬ dac sie z oddzielnych kawalków szkla, kwarcu, glinki, metalu, wegla i t. d., oraz moze byc zimna albo* ogrzana do tempera¬ tury reakcji albo powyzej, w ten "sposób przerabiana ciecz energicznie sie miesza, a gaz styka sie z nia w stanie najdokladniej¬ szego rozdrobnienia. Wielkosc pecherzy¬ ków gazowych oraz ilosc doprowadzanego gazu mozna zmieniac w szerokich grani¬ cach, zaleznie od wielkosci par, grubosci warstwy porowatej oraz róznicy cisnien wzglednie, szybkosci doplywu gazu. Przy przemianie np. olejów srednich zapomo¬ ca wodoru w benzyne mozna porowatosc masy, a wraz z tern i szybkosc przeplywu gazu, tak uregulowac, zeby pozostal wy¬ twór pienisty, zapewniajacy najdokladniej¬ sze zetkniecie sie pecherzyków cieczy z ga¬ zem. Zapomoca odpowiednich urzadzen np. powierzchni udarowych, sil, i tym podob¬ nych mozna ograniczyc wysokosc wzniosu obrabianych substancyj. Mozna równiez tylko czesc podloza, na którem spoczywa substancja, wykonac jako warstwe porowa¬ ta, skutkiem czego osia;ga sie regularny o- bieg, np. wewnatrz cieczy, Wzglednie wy¬ tworu pienistego. W pewnych wypadkach tylko czesc gazu przepuszcza sie przez warstwe porowata.Te i tym podobne urzadzenie mozna stosowac osobno lub razem w -celu osia¬ gniecia jak najdokladniejszego rozdrobnie¬ nia i szybkiego przeprowadzenia materja¬ lów w sitan gazowy. Korzystne jest unika¬ nie stosowania powierzchni udarowych, na których móglby sie osadzac nie przerobio¬ ny jeszcze materjal. Do materialu, prze¬ znaczonego do uwiadomienia albo do gazu reakcyjnego mozna dodawac materjalów sprzyjajacych reakcji.Dalej okazalo isie karzyistnem, iaby przy przemianie jróznych rodzajów wegla, olejów mineralnych i t. dt na wartosciowe zwiazki organiczne w wysokiej te&typecaiu- rze i -pod cisnieniem, dbac. o .to, aby uasnie- — 2 —nie czastkowe otrzymanych, szczególniej nisko wrzacych produktów, pozostawalo stale bardzo niskie w przestrzeni reakcyj¬ nej, a wiec konieczny jest duzy nadmiar wodom. Cisnienie czastkowe otrzymanych produktów nie powinno przenosic 10% ci¬ snienia calkowitego, powinno np. stanowic 1 do 5% tego dsnienia, a wiec przy oalko- witem cisniieniiu 200 atm nie powinno prze- krajozac 5 do 20 atm. Pracuje sie z gazami przeplywaj acemi, korzystnie w obiegu ko¬ lowym, przyczem stale podtrzymuje sie obrane cisnienie. Chcac otrzymac na niskim poziomie cisnienie uszlachetnionych pro¬ duktów, trzeba odpowiednio dobrac szyb¬ kosc .przeplywu gazów, ilosc stosowanego materjalu wyjsciowego oraz temperature.Przy pracy w obiegu kolowym mozna wo¬ dór wzglednie gaz, zawierajacy wodór po odpowiedniem dopelnieniu zpowrotem sto¬ sowac do rozdrabniania oraz uwodorod- niania malej ilosci materjalu wyjsciowego.Majac do czynienia ze stalym materjalem wyjsciowym np. weglem, wprowadza sie ten ostatni do przestrzeni reakcyjnej w po¬ staci namulu. Mozna go przytem wprowa¬ dzac w przeciwpradzie do gazów uwodo- rodiniajacych, które go oplókuja. Pozosta¬ losci albo nieuszlachetnione czastki mate¬ rjalu wyjsciowego przyczepione do scian zbiera sie zapomoca specjalnego urzadze¬ nia, znowu je sie rozdrabnia jak opisano powyzej i nastepnie usuwa sie je, np. za¬ pomoca wyszlamowania. Czesci niedosta¬ tecznie obrobione przy jednorazowej ob¬ róbce, mozna obrabiac w podobny sposób w dalszych piecach, wlaczonych do zladti, albo tez przepompowuje sie je w tym sa¬ mym piecu w obiegu kolowym pod Wyso¬ kiem cisnieniem, przyczem czesci dosta¬ tecznie przerobione zastepuje sie nowym materjalem, zas pozostalosci wzglednie popiól usuwa sie w odpowiedni sposób.Osady skladników wysoko wrzacych lub stalych, np. wysoko wrzacych parafin, na scianach i innych powierzchniach prze¬ strzeni reakcyjnej trudno daja sie usunac i latwo powoduja przeszkody w pracy, wskutek uszkodzenia materjalów kontak¬ towych, zatkania dróg dla gazu oraz two¬ rzenia sie koksu. Jak wykryto, mozna te¬ go uniknac poddajac obróbce jedynie ma¬ terjal wrzacy w stosunkowo waskich gra¬ nicach temperatury. Przy przeróbce stalych materjalów wyjsciowych jak: wegiel, a- sfalty, zywice, pak i innych stalych pozo¬ stalosci z olejów mineralnych, smól i t. di., nalezy je uprzednio znanema sposobami np. zapomoca (suchej destylacji, wytlewania, u- wodorodnilajnia czesciowo lub calkowicie przeprowadzac w pnodukty plynne. Te o- statnie, jak równiez oleje surowe oraz cie¬ kle bitumy frakcjonuje sie na frakcje wrza¬ ce w waskich granicach i Ikazda frakcje zo- sohna albo w odpowiedniej mieszaninie i w odpowiednich warunkach poddaje sile uwodornieniu pod cisnieniem.Mozna postepowac równiez i w ten spo¬ sób, ze sie stosuje materjaly, wrzace w sze¬ rokich granicach, szczególniej nip, gdy do pewnych okreslonych frakcyj dodaje sie materjalów czesciowo lub calkowicie wrza¬ cych nazewnatrz tych granic, poczem mie¬ szanine, poddaje sie przedwstepnemu roz¬ szczepianiu albo uwodornieniu pod cisnie¬ niem tak, zeby je przeprowadzic w pro¬ dukty wrzace w zadanych granicach. Po¬ tem przerabia sie je w tym samym apara¬ cie albo w innym oisobnym. Korzystnie jeist przerabiac wysoko wrzace frakcje w sta¬ nie bardzo rozdrobnionych cieczy, zas ni¬ zej wrzace frakcje w postaci pary.Szczególniej korzystnie jest frakcje o srednitti punkcie wrzenia w rodzaju ole¬ jów srednich, wogóle o wrzeniu od 200° do 250°C, poddawac uwodornieniu pod ci¬ snieniem wedlug niniejszego wynalazku w postaci pary. Tak wiec sposobem niniej¬ szym mozna bez przeszkody, wskutek o- sadzania sie wyzej wrzacych lub stalych skladników, otrzymywac duze wydajnosci — 3 —niskowrzapych weglowodorów w rodzaju benzyny.Szczególniej nadaja sie tu oleje sred¬ nie, otrzymywane droga przemiany z wy¬ zej wrzacych materjalów plynnych np. za- potmoca rozszczepiania w obecnosci albo bez cial kontaktowych albo zapomoca uwodo- rodniania z zastosowaniem albo beiz stoso¬ wania cisnienia i substancyj kontaktowych oraiz przez odpowiednie rozfrakcjomowa- nie.Szkodliwe osady mozna równiez usu¬ nac, przerabiajac kolejno i naprzemian rozmaite materjaly wyjsciowe. Z chwila, gdy usitaje tworzenie sie [pozadanych;, szczególniej niiskowrzacych produktów z danego materjalu wyjsciowego, poddaje sie- obróbce inny materjal wyjsciowy, o skladzie róznym bid pioprzedniego. Mozna tu najprzemian obrabiac materjaly ciekle i stale, korzystnie jest jednak przerabiac naprzemian rózne ciecze, np. oleje smolowe i oleje skalne albo naprzemian oleje skal¬ ne innego pochodzenia^ lub ich frakcje* Przy pracy z masami koataiktowemi, stosuje sie npr, eiafo porowate jak: najrozmaitsze rodzaje wegla porowatego, wegiel aktyw¬ ny, wegiel wypraizony, dalej krzemiany, szczególniej hydrokrzemiany, aktywny kw» krzemowy i inne materj aly (porowate; Z posród innych mas kontaktowych nalezy wymienic np. molibden, chrom1, wolfraja, uran, albo wogóle pierwiastki 4, 3 i 2 gru*- py ukladu perjodycznego albo idh zwiazki, ewentualnie z rozmaitemi dodatkami np. alkaljami albo pierwiastkami 7 i 8 grupy, np, z mieszanina zelazo-miedziowa, kobal¬ tem albo ich zwiazkami; Wszystkie czesci urzadzenia stykaja¬ ce sie z goracemi gazami reakcyjnemi po¬ winny sie skladac, albo byc wylozone ma¬ terjalem niewrazliwym na dzialanie siarki, i nie powodujacym osadzania sie wegla ani tworzenia sie metanu.Wodór ziuzyty w procesie mozna zasta¬ pic para wodna albo mieszanina pary wod¬ nej z wodorem. Oprócz szybkiego uwodo- rodnienia, praktycznie bez obawy skokao- wania; osiaga sie przytem* te szczególna korzysc, ze nie powstaje tu prawie bezwar¬ tosciowy metan, znacznie utrudniajacy prace w obiegu kolowym.Przyklad L Smole z wegla brunatnego pod cisnieniem 200 atm w temperaturze 450°G w postaci dokladnie rozdrobnionej prowadzi sie ponad kontaktem: wolframo¬ wym* Produkty wydzielone nazewnatrz pieca sa. nadto plynne, jasno zabarwione i zawieraja 30 do 40% benzyny, wrzacej do 150°C.Praca niniej szym sposobem trwa bardzo krótko i nie tworzy sie wcale koks, pod¬ czas gdy przy Dracy z materjalem plyn¬ nym, nierozpylonym na miejscach prze¬ grzanych latwo wydziela sie. wegiel, czego uniknac nie mozna wskutek rozpylenia ma¬ terjalu, izwieksiza sie równoeiz przerób ma¬ terjalu, poniewaz z powodu wiekszego rozproszenia osiaga sie dokladniejsze ze¬ tkniecie z gazem redukujacym oraz wiek¬ sza powierzchnie reakcyjnae Przyklad LL Mieszanine,- 1 cze£d srod¬ kowo niemieckiego wegja hnunatnegp, zar wieraijacego 40% wody,. z 2 czesciami ropy z ELweraiL rozpyla sie; w piecu podr cisnie¬ niem i dziala, mieszanina, azotu-i wodoru w temperaturze 45Q°C. Wegiel w krótkim czasie zostaje prawie calkowicie przetwo¬ rzony w wartosciowe plynne produkty.Piec moze byc przez dlugi' czas bez prze¬ rwy utrzymywany w ruchu i daje o wiele wiekszy przerób, niz przy pracy z mate- rjalem nierozpylonym, PrzykladT HE Kope z Elwerath rozpyla sie w strumieniu wodoru w temperaturze 450°C i pod cisnieniem 200 atm prowadzi sie ja iprzezj przestrzen reakcyjna. Pracuje sie tu z nadmiarem wodoru. Produkty, któ¬ rych prad gazów datej nie unosi, zbiera sie i na nowo poddaje przeróbce. Przy ochla¬ dzaniu par poza przestrzenia- rcafiteyjna skrapfe sie nadlo plynny produfcf, w 6(P— — A —70% skladajacy sie z4eiLzyny, Wegiel sie nie -wydziela.Przyklad IV, -W pionowej wysokoci¬ snieniowej komorze reakcyjnej, której go¬ race czesci zbudowane sa z glinu albo nim wylozone, przy cisnieniu 200 atm i tempe¬ raturze 450°—475^ wobec nadmiaru wo¬ doru prowadzi sie w tym samym kierunku albo w przeciw pradzie ponad srubowata blacha glinowa olej Panuco, wtlaczany do pieca.Po ostygnieciu par, uchodzacych z pie¬ ca otrzymuje sie produkt skladajacy sie w 70—8025 z benzyny. Wodór mozna prze¬ pompowywac w obiegu kolowym. Wyzej wrtzace skladniki mozna poddawac ponow¬ nej obróbce albo przerabiac inaczej, np. na smary. W piecu zupelnie -nie wydziela sie wegiel, a straty przez tworzenie sie gazów sa bardzo nieznaczne.Do oLeiju mozna dodawac matetrjalów kontaktowych, np, kwasu molibdenowego.Przyklad V. W urzadzeniu, którego gorace czesci sa wylozone stepem, otrzy¬ manym w prózni i skladajacym sie z 10% Cr, 2% Mo, l10% Co i okolo 70% Fe, na plyte wykonana z proszku szklanego w sposób ciagly wprowadza sie olej sredni, podczas gdy od spodu poprzez te plyte stale przeplywa wodór, Zaleznie od szyb¬ kosci przeplywu wodoru nastepuje mniej lub wiecej silne sklócenie oleju albo tez na¬ wet tworzy sie piana. Przy ogrzaniu ma- terjalów reagujacych do mniej wiecej 550°C otrzymuje sie prawie ilosciowa wy¬ dajnosc produktu, którego krzywa wrzenia lezy o 30°C nizej;, i zawierajacego okolo 25% benzyny. Przez dodatek cial kontak¬ towych mozna dzialanie znacznie wzmoc¬ nic, Po oddzieleniu benzyny mozna pro¬ dukt poddac ponownej obróbce. Zapomoca odpowiednio wbudowanych urzadzen, jak powierzchni udarowych, sit i tym podob¬ nych urzadzen, mozna ograniczyc wyso¬ kosc wzniosu przerabianego materjalu.Przyklad VI. Przez pionowy piec, któ¬ rego gorace czesci sa wylozone glinem, przeprowadza sie bardzo rozdrobniona papke weglowa, skladajaca sie z 1 czesci wegla brunatnego, zawierajacego 5—10% wilgoci, i z 1 czesci ciezkiego oleju antrace¬ nowego z dodatkiem 1 % banksytu, w tem¬ peraturze 450°C i pod cisnieniem 200 atm, oraz strumien wodoru, ogrzanego do tem¬ peratury reakcji w takim nadmiarze, zeby na litr papki weglowej przypadalo 12 do 15 m3 wodoru.Przemianie na ciecz ulega okolo 80— 85% wegla zawartego w papce, a po o- chlodlzeniu najzewnatrz pieca odprowadzo¬ nyeh produktów, otrzymuje sie prodlikt ciekly, zawierajacy okolo 10% benzyny, oraz w 60% skladajacy sie z olejów sred¬ nich, przyczem w piecu nie wytwarza sie ani koks ani metan. Stale pozostalosci w odpowiedni sposób usuwa sie z pieca, a gaz stale sie przepompowuje, zastepujac j^go czesc uzyta swiezym gazeim.Przyklad VII. Srednia frakcje ropy z EWerath z iniewielka iloscia wyzej wrza¬ cych skladników szybko sie rozpyla w stru¬ mieniu wodoru w nadmiarze, przy tempe¬ raturze 480°C i cisnieniu 200 atm i prowa¬ dzi sie ponad weglem aktywnym. Po pew¬ nym czasie ustaje dzialanie substancji kon¬ taktowej; przyczem zawartosc benzyny w otrzymywanym produkcie spada z 70— 90% na 40—50%. Dalej tworza, sie pozo¬ stalosci, które trzeba wyplókiwac.Przy zmianie obrabianego produktu, np. przy zastosowaniu na zmiane wrzace¬ go powyzej 200°C produktu uwodorodnia- nia tego samego materjalu wyjsciowego albo smoly z wegla brunatnego w tym sa¬ mym piecu wydajnosc benzyny wzrasta do wysokosci pierwotnej. PL PL

Claims (9)

1. Za strzezenia patentowe. 1. , Sposób przetwarzania wegla róznych rodzajowi, smól, olejów mineralnych i t, d. — 5 —w wyzszej temperaturze na cenne zwiazki organiczne, znamienny tern, ze materjaly te w stanie dokladnego rozdrobnienia ob¬ rabia sie pod cisnieniem co najmniej 50 atm, a wlasciwiej 100 atm lub wiecej, wo¬ dorem albo gazami, wydzielajacemi wodór, najkorzystniej w obecnosci katalizatorów.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tern, ze materjaly wyjsciowe zamienia sie w pare, mgle albo sie je rozpyla zapontio- ca gazu uwodorodniajacego.

3. Sposób przetwarzania wegla róz¬ nych rodzajów, smól, olejów mineralnych i t. p. na cenne zwiazki organiczne w wyz¬ szej temperaturze i najwlasciwiej pod ci¬ snieniem, znamienny tern, ze sie pracuje strumieniem gazów, najodpowiedniej w obiegu kolowym, z wielkim nadmiarem wodoru baczac, aby w przestrzeni reak¬ cyjnej cisnienie czasitkowe powstajacego uszlachetnionego produktu pozostalo stale bardzo niskie.

4. Sposób wedlug zastrz. 1 i 3, zna¬ mienny tern, ze materjal wyjsciowy podda¬ je sie obróbce w cienkich warstwach wy¬ twarzanych ewentualnie na cialach o wiel¬ kiej powierzchni, naj odpowiedniej na po¬ wierzchniach metalowych.

5. Sposób wedlug zastrz. 1 i 3, zna¬ mienny tem, ze wodór albo gazy, wydzie¬ lajace wodór wprowadza calkowicie lub czesciowo poprzez mase porowata do ma- terjalu obrabianego.

6. Sposób wedlug zastrz. 1 do 5, zna¬ mienny tem, ze wytwarza sie w sposób do¬ wolny Jrakcje wrzape w granicach stosun¬ kowo waskich, najlepiej o srednim punk¬ cie wrzenia w rodzaju olejów srednich, i frakcje te poddaje sie obróbce wfcdlug zastrz. 1 do 5.

7. Sposób wedlug zastrz. 6, znamien¬ ny tem, ze sie stosuje najprzód ma¬ terjaly o rozleglych granicach wrzenia i, materjaly te przeprowadza z dodatkiem odpowiednich materj alów kontaktowych, zapomoca wodoru albo gazów wydzielaja¬ cych woidór, pod olsnieniem w produkty wrzace w granicach waskich.

8. Sposób wedlug zastrz. 1 do 7, zna¬ mienny tem, ze zaraz po ustaniu wytwarza¬ nia sie produktu pozadanego, zmienia sie materjal wyjsciowy.

9. Sposób wedlug zastrz. 1 do 8, zna¬ mienny tem, ze wodór zuzyty w procesie zastepuje sie mieszanina pary wodnej z wodorem albo sama para wodna. I. G. F arlbenin du s ttrie A k ti e n g e s e 11 s c h a f t. Zastepca: M. Skrzypkowski, rzecznik patentowy. SPROSTOWANIE opisu patentowego Nr 6871. Na stronie 1-ej, szpalta 2, wiersze 4 i 5 od dolu po slowie „pomocy", zamiast „wprowadzanej pary wodnej", winno byc „wprowadzanego wodoru". Druk L. Boguslawskiego, Warszawa. PL PL