PL9517B1 - Sposób przeprowadzania weglowodorów wysokowrzacych w niskowrzace. - Google Patents

Description

Wyniki, otrzymywane przy przeprowa¬ dzaniu zapomoca ogrzewania wysokowrza¬ cych mieszanin weglowodorów, jako to smoly, ropy naftowej, bitumu, asfaltu, produktów destylacji, pozostalosci tej o- statniej i t. d, na zwiazki niskowrzace, by¬ ly dotychczas, wskutek osadzania sie we¬ gla na znajdujacych sie w komorze reak¬ cyjnej powierzchniach metalowych, np. z zelaza lub podobnego metalu, bardzo nie¬ zadowalajace.OEazalo sie obecnie, ze i przy stoso¬ waniu metali w temperaturze zaru mozna osiagnac wydajnosc zadowalajaca, skoro tylko w goracych strefach proces prowa¬ dzic w nieobecnosci metali, wywolujacych w temperaturze wysokiej osadzanie s|ie wegla.Pod tym wzgledem metale, jak to spo¬ strzezono, róznia sie od siebie znacznie* mianowicie kobalt, chrom, nikiel, mangan, wolfram, molibden, tytan, cyrkon, niob, tantal, tor, uran, miedz, tal i ich stopy nie wywoluja, lub tylko w stopniu nieznacz¬ nym, osadzania sie wegla i daja znakomi¬ ta wydajnosc benzyny. Metale rzeczone, o ile posiadaja znaczna powierzchnie czynna, dzialaja jednoczesnie katalitycznie równiez na wydajnosc danej aparatury, wobec czego korzystnie jest, stosujac wy¬ lozony kobaltem autoklaw, napelnic ten ostatni kobaltem w postaci ziarn lub opi-lek; zamiast kobaltu mozna jednak doda¬ wac równiez i innych katalizatorów, np. o charakterze tlenków lub siarczków.Ogrzewanie moze byc zwykle — ze¬ wnetrzne lub korzystniej wewnetrzne, przyczem mozna stosowac lulb nie stoso¬ wac wyszczególnionych powyzej metali i stopów. Mozna wiec doprowadzac cieplo ^Wezownica z wysokoprocentowej stali chrombnikldwej, w której jako zródlo ciei- pla krazy masa roztopiona lub gazy go¬ race, np. przegrzana para wodna, luib tez mozna stosowac elektryczne ogrzewanie opornikowe w postaci wiazek drutów o- grzewniczych lub urzadzen podobnych, wykonanych z metali lulh stopów niepro- wadzacych do osadzania sie wegla, lecz dzialajacych ponadto katalitycznie. W ten sposób niezbedne do reakcji cieplo moz¬ na doprowadzic calkowicie lub czesciowo przez same powierzchnie dzialajacych kaj- talitycznie cial. Zamiast stanowiacych jed¬ na calosc cial ogrzewniczych mozna stoso¬ wac równiez oporowe tworzywo ziarniste, stale wykluczajac zen jednak metale osa¬ dzajace wegieli. Wogóle korzystnie jest, aby glówna masa podlegajacego obróbce ciala tworzyla podczas reakcji ciecz jedno¬ rodna.Sposób wykonania mozna przeprowa¬ dzic najrozmaiciej.W dalszym ciagu okazalo sie, ze z po¬ wyzej wspomnianych materjalów wyjscio¬ wych mozna równiez otrzymac cenne ni- skowrzace ciecze, skoro w strefie goracej (aparatury) proces prowadzi sie w nie^ obecnosci metali lecz w obecnosci katali¬ zatorów niemetalicznych, nieprowadzacych do osadzania sie wegla. Jako podobne cia¬ la niemetaliczne oprócz metaloidów i ich zwiazków wchodza w gre rozmaitego ro¬ dzaju zwiazki metali, np. tlenowe, szcze¬ gólnie tlenki metali ciezkich trzeciej i szó¬ stej grupy ukladu perjodycznego, jak równiez zelaza, niklu i kobaltu. Skoro np. uzyc zwiazki tlenowe nieredukujace sie na metal, natenczas dzialaja one kata¬ litycznie, bez uciazliwego wydzielania $ic wegla, przyczem dzialanie to zmienia*sie zaleznie od natury katalizatora^ i tworza sie niskowrzace weglowodór^ *o wlasno¬ sciach benzyny.Do obrabianych mieszanin weglowodo¬ rów najlepiej jest dodawac katalizatory w postaci drobnosproszkowanej. Jako kata¬ lizatory nadaja sie przy tego rodzaju pra¬ cy—oprócz powyzej wspomnianych — cia¬ la najrozmaitsze, jako to: sole, mineraly, i t. d., przyczem nadzwyczaj wazna jest rzecza, aby ciala dodawane znajdowaly sie w takim stopniu rozdrobnienia, aby pod¬ czas wrzenia plywaly w cieczy lub mozna je bylo utrzymac w stanie zawieszonym zapomoca wirowania.Zamiast rozmieszczac równomiernie lub rozpuszczac dzialajace katalitycznie ciala w materjale wyjsciowym, mozna temu o- statniemu pozwolic splywac w temperatu¬ rze odpowiedniej przez dzialajace katali¬ tycznie ciala, umieszczone w kolumnie.*~ Lepsze wyniki osiaga sie szczególnie wtedy, gdy podlegajacy obróbce materjal wyjsciowy poddac dzialaniu dwóch lub wiecej katalizatorów o róznych wlasno¬ sciach, dzialajac niemi jednoczesnie lub kolejno lub wielokrotnie naprzemian w ten sposób, aby jedne z nich dzialaly bardziej w kierunku rozszczepienia, drugie zas — w kierunku uwodorniania. Mozna np. slu¬ zacy do obróbki zbiornik wypelnic mie»- szanina dwóch lub wiecej katalizatorów o wlasnosciach wspomnianych lub, co oka¬ zalo sie szczególnie korzystnej stosowac rzeczone katalizatory naprzemian. Weglo¬ wodory natenczas pod dzialaniem jedne¬ go z katalizatorów rozszczepiaja sie na mniejsze czasteczki, podczas gdy pod dzia¬ laniem drugiego katalizatora rozszczepio¬ ne czasteczki zapomoca wodoru zawarte¬ go w gazach otrzymanych przy rozszcze¬ pianiu zostaja uwodornione. Prace pro¬ wadzi sie np, w kolumnie, w której kata- — 2 —lizatory najodpowiedniej jest umieszczac na pólkach sitowych, W sposobie powyzszym pozadanem jest miarkowanie ogrzewania odpowiednio do szybkosci rozszczepiania tak, aby za kaz¬ dym razem odpedzaly sie glównie pro¬ dukty, wrzace ponizej zadanej granicy wrzenia. Mozna np. zbiornik reakcyjny za¬ opatrzyc w ogrzewana chlodnice zwrotna, której temperature miarkuje sie w ten spo¬ sób, aby przechodzily tylko zadane pro¬ dukty.Przy stosowaniu kolumny wskazanem jest prowadzenie procesu w takiej tempe¬ raturze i z taka szybkoscia przeplywu, aby produkty przeksztalcenia, wrzace ponizej okreslonej granicy wrzenia, ulatnialy sie w górnym koncu kolumny.Proces imozna prowadzic pod cisnie¬ niem zwyklem, zmniejszonem lub zwiek- szonem; mozna równiez podczas pracy przepuszczac gazy obojetne, redukujace lub pare wodna. Proces mozna prowadzic w sposób ciagly, zastepujac odpedzone i- losci oleju swiezemi i spuszczajac tylko od czasu do czasu zageszczona pozosta¬ losc destylacji.Pary odpedzane, zamiast skraplac bez¬ posrednio, mozna poddac szczególnemu dzialaniu procesu katalitycznego.Zapomoca sposobu powyzszego mozna przeprowadzac z dobra wydajnoscia w cenne produkty ciekle równiez i wegiel, stosujac mieszanine wegla w postaci roz¬ drobnionej i ropy naftowej, smoly lub po¬ dobnych cieklych weglowodorów, jak rów¬ niez ich produktów destylacji i przeksztal¬ cenia. W danym przypadku jest celowem stosowac katalizatory w postaci rozpu¬ szczonej lub drobnosproszkowanej.Produkty otrzymane mozna stosowac bezposrednio, np. jako paliwo do napedu silników, lub przerobic w sposób najroz*- maitszy, np, poddajac je frakcjonowaniu, uwodornianiu, chlorowaniu lub utlenianiu i t. d.Mozna równiez otrzymane produkty ciekle, badz jako takie, badz po uprzed- niem oddzieleniu latwowrzacych, dajacych sie stosowac narówni z benzyna lekka i benzyna zwykla czesci skladników, obro¬ bic w temperaturze wysokiej i korzystnie pod cisnieniem wysokiem, ewentualnie bez udzialu katalizatorów, wodorem lub wy¬ dzielajaca go mieszanina gazów. W ten spo¬ sób otrzymuje sie prawie ze calkowita ilosc wysokowrzacyeh mieszanin weglowodorów wyjsciowych w postaci nizej wrzacych produktów, które mozna stosowac jako srodek do napedzania silników, jako roz¬ puszczalnik, smar i do podobnych celów.Przyklad I. W zaopatrzonym w powlo¬ ke emaljowana autoklawie, w którym ze¬ lazo w stanie wolnym nie moze stykac sie z jego zawartoscia, ogrzewa sie do 300°C prasmole, dodajac opilek kobaltowych, proszku niklowego i cial podobnych; uda¬ je sie odpedzic znaczne ilosci benzyny bez osadzania sie wegla.Przyklad II. Do autoklawu zaopatrzo¬ nego w wykladzine ze stopu niklo-chro- mowego, po ewentualnem napelnieniu ka¬ talizatorami, jako to kwasem molibdeno¬ wym lub pirytem, zadaje sie rope nafto¬ wa i ogrzewa do 320°; po pewnym czasie mozna oddestylowac znaczne ilosci weglo¬ wodorów latwowrzacych.Przyklad III. W rurowym kotle o znacznej powierzchni ogrzewalnej ze sto¬ pu chromoniklowego, np. ze stali Krupp'a VT2, ogrzewa sie równomiernie do 400°C surowy olej ,,Panuco", dbajac przytem za¬ pomoca odpowiedniej budowy kotla o do¬ bry obieg cieczy. Wytwarzajace sie pary, wrzace powyzej 250°, skrapla sie i zawra¬ ca ^powrotem do kotla, podczas gdy bar¬ dziej lotne zbiera sie oddzielnie i przera¬ bia dalej na zwykly handlowy olej lekki i sredni. Skoro zuzyte ilosci ropy uzupel¬ niac w sposób ciagly, natenczas otrzymu¬ je sie bez przerwy oleje lotne przy nie¬ znacznej ilosci pozostalosci. . v c^ — 3 —Przyklad IV. Smole z wegla brunatne¬ go ogrzewa sie do 350—370°C w emaljo- wanyra zaopatrzonym w kolumne frakcyj¬ na kotle, w którym znajduje sie pokryta stale ciecza wezownica ogrzewcza, przy- czem calkowita ilosc lub czesc niezbedne¬ go do reakcji ciepla wytwarza sie zapo- moca ogrzewanego elektrycznoscia zwoju drutu. Wrzace ponizej 270°C skladniki od¬ prowadza sie, doprowadzajac stale nowe ilosci smoly i przerabia bez znaczniejszej pozostalosci na olej Diesel'a i benzyne. O- trzymuje sie z latwoscia na godzine 50% napelnienia kotla.Przyklad V. Olej antracenowy ogrze¬ wa sie, mieszajac stale, do 350°—360°C w zamknietej, wylozonej glinem i zaopatrzo¬ nej w chlodnice zwrotna panwi, której dno pokryte jest stale ciecza i na dnie znajdu¬ je sie elektryczne urzadzenie ogrzewnicze w postaci równomiernie rozmieszczonego naplask drutu lub tasmy z kokazu (sto¬ pu nikiel-chrom-zelazo), przyczem wrza¬ ce ponizej 250—270°C czesci zostaja w sposób ciagly odprowadzane. Ilosc prze¬ chodzacych ponizej 300°C skladników w stosunku do materjalu wyjsciowego zwiek¬ sza sie w danym przypadku prawie ze trzykrotnie.Przyklad VI. W kotle chromowanym, w którym znajduje sie elektryczny ogrze¬ wacz z chromoniklu, ogrzewa sie rope naf¬ towa, Kociol umieszcza sie w kapieli o- grzewniczej, której temperature utrzymu¬ je sie na tak niskim poziomie, aby na chro¬ mowanych sciankach nie nastepowalo znaczniejsze rozszczepianie sie ropy. Prze¬ ciwnie, umieszczony w ropie ogrzewacz e- lektryczny ogrzewa sie do temperatury tak wysokiej, aby nastapilo energicznie roz- szczepienie, Z par oddziela sie zapomoca dellegmaeji latwolotne czesci, pozostalosc W postaci asfaltu usuwa sie od czasu do czasu* Przyklad VII. 100 czesci smoly czad- nicowej, zawierajacej 20% wrzacych poni¬ zej 300° skladników przepuszcza sie przez kolumne z cegielek krzemowych wypel¬ niona permutytem kobaltotlenkowym lub uranotlenkowym i ogrzana do 500PC, O- trzymuje sie olej rzadki, którego 40% i wiecej wrze ponizej 300°C; gaz wytwarza sie w nieznacznej ilosci. Zapomoca ponow¬ nej obróbki mozna do 90% materjalu wyj¬ sciowego przeprowadzic w latwowrzaca ciecz.Przyklad VIII. Ropa naftowa ,,Panuco'\ której 0,5% odpedza sie do 300°, umie¬ szcza sie w napelnionym ziarnistym kwa¬ sem molibdenowym kotle emaljowanym i destyluje. Otrzymuje sie rzadki fluoryzu¬ jacy olej, 50% którego lub wiecej wrze ponizej 300°. Pozostalosc ma charakter smaru. | Przyklad IX. Do emaljowanego zbior¬ nika destylacyjnego zadaje sie 100 czesci ropy naftowej zmieszanej z 10 czesciami proszku zelaznego (np. otrzymanego przez rozlozenie karbonylku zelaza) i poddaje powolnej destylacji. Otrzymuje sie okolo 50—60% czesci, wrzacych do 300°C. Ge¬ sta pozostalosc rozciencza sie zapomoca odpowiedniego rozpuszczalnika i odpedza od katalizatora; po odpedzeniu rozpu¬ szczalnika pozostalosc rzeczona mozna stosowac jako smar, olej palny i i d. Za¬ miast zelaza mozna stosowac inne meta¬ le, jak molibden, nikiel i t. d, lub tlenki i siarczki, jak tlenek zelaza, siarczek ze¬ laza lub drobnosproszkowany piasek.Przyklad X, Przez ogrzewana kolum¬ ne, wylozona materjalem krzemowym, ma¬ jaca od dolu do góry róznice temperatur od 500° do 300—350°, w której znajduje sie jako katalizator permjutyt - kobalto¬ wy, przepuszcza sie powyzej wspomniana rope naftowa, pozwalajac jej splywac po¬ woli zgóry nadól. W górnej czesci kolumny ulatniaja sie obficie w sposób ciagly pary, które w ogrzanym do 200°C deflegmatorze rozklada sie na benzyne i wyzej wrzace weglowodory. Do dolnej czesci kolumny =- 4 —splywa gesty olej. Przez kolumne mozna przepuszczac skierowany do góry strumien gazu lub pary, np. azotu, wodoru, pary wodnej, w pewnych okolicznosciach rów¬ niez powietrze. Jako katalizator mozna stosowac np. kwas molibdenowy, zelazo siarkowane, prazonke z pirytu i t. d.Przyklad XL W kolumnie wylozonej blacha glinowa znajduja sie wstawki za¬ opatrzone w dna sitowe. Te ostatnie po¬ krywa sie naprzemian od góry do dolu permutytem kobaltowym (katalizatorem rozszczepiajacym) i weglem aktywowa¬ nym (przewaznie katalizatorem uwodor¬ niajacym). Ropa naftowa przez kolumne rzeczona splywa nadól w temperaturze o- kolo 150°; pary uchodza przez deflegmator i otrzymuje sie z nich ciecz, skladajaca sie przewaznie z cial niskowrzacych; olej ge¬ sty wyplywa z kolumny u dolu. Zamiast powyzszej pary katalizatorów wegiel ak¬ tywowany — permutyt kobaltowy mozna stosowac zawierajacy tlenek uranowy we-- giel aktywowany i tlenek chromowy, kwas molibdenowy i tlenek manganowy it, d.Przyklad XII, 50 czesci wegla brunat¬ nego i 10 czesci kwasu molibdenowego za¬ rabia sie 50 czesciami ropy naftowej i de¬ styluje z kotla emaljowanego. Otrzymuje sie 70 czesci oleju fluoryzujacego wrzace¬ go do 300°, obok nieznacznej ilosci gestej pozostalosci.Przyklad XIII, 100 czesci niemieckiej ropy naftowej przepuszcza sie zgóry nadól przez kolumne wylozona blacha kobalto¬ wa, wypelniona permutytem kobalto-mie- dzianym i ogrzana do 400°C, Wodór lub pare wodna wpuszcza sie do kolumny w postaci strumienia stalego, Z kolumny wy¬ plywa natenczas 70—80% ropy naftowej w postaci wrzacego do 300° oleju, pod¬ czas gdy 30—20% ulatniajacych sie ga¬ jów skrapla sie w chlodnicy w postaci bez¬ barwnej wrzacej do 175° benzyny. PL PL

Claims (15)

1. Zastrzezenia patentowe, 1. Sposób przeprowadzania smoly, o- lejów mineralnych i tym podobnych su¬ rowców w ciecze niskowrzace, zapomoca ogrzewania w obecnosci metali, znamien¬ ny tern, ze proces prowadzi sie w* strefie goracej z wylaczeniem metali, które w tem¬ peraturze wysokiej prowadza do osadza¬ nia sie wegla,

2. Sposób wedlug zastrz, 1, znamien¬ ny tern, ze jako metale dajace sie stoso¬ wac uzywa sie kobalt, nikiel, molibden, chrom, wolfram, mangan, tytan, cyrkon, niob, tantal, tor, uran, miedz, tal, krzem lub ich stopy,

3. Sposób wedlug zastrz, 1, 2, zna¬ mienny tem, ze proces prowadzi sie z do¬ datkiem mas kontaktowych.

4. Sposób wedlug zastrz, od 1 do 3, znamienny tem, ze jako masy kontakto¬ we stosuje sie tlenki lub siarczki, szcze¬ gólnie tlenki metali ciezkich od trzeciej do szóstej grupy ukladu perjodycznego, jak równiez zelaza, niklu i kobaltu,

5. Sposób wedlug zastrz. 1—4, zna¬ mienny tem, ze niezbedne do reakcji cie¬ plo doprowadza sie przez kontakt.

6. Sposób wedlug zastrz, odj 1 do 5, znamienny tem, ze kontakt stosuje sie w postaci stanowiacej jedna calosc,

7. Sposób wedlug zastrz. 1—6, zna¬ mienny tem, ze glówna masa podlegajace¬ go obróbce ciala tworzy podczas reakcji ciecz jednorodna,

8. Odmiana sposobu wedlug zastrz. 1—7, znamienna tem, ze w strefie goracej prace prowadzi sie w nieobecnosci metali lecz w obecnosci katalizatorów niemeta^ licznych, które nie prowadza do osadza¬ nia sie wegla.

9. Sposób wedlug zastrz, 1—8, zna¬ mienny tem, ze prace prowadzi sie w obec¬ nosci cial dzialajacych katalitycznie, drob- nosproszkowanych lub rozpuszczonych.

10. Sposób wedlug zastrz. 1—9, zna- — 5 —micnny tern, ze materjal wyjsciowy sply¬ wa przez; ziarniste katalitycznie dzialaja¬ ce cialo, najkorzystniej przy uzyciu ko¬ lumny.

11. , Sposób wedlug zastrz. 1—10, zna¬ mienny tern, ze doplyw ciepla reguluje sie odpowiednio do szybkosci rozszczepia¬ nia w ten sposób, aby podczas destylacji przechodzily, stosujac w tym celu chlod¬ nice zwrotna, przewaznie produkty wrza¬ ce ponizej pozadanej granicy wrzenia.

12. Sposób wedlug zastrz. 1—11, zna¬ mienny tern, ze podlegajace przeksztalce¬ niu weglowodory poddaje sie jednocze¬ snie, kolejno lub naprzemian dzialaniu róz¬ nych katalizatorów celowo tego rodzaju, aby jeden z nich dzialal bardziej w kie¬ runku rozszczepiania, drugi zas — bar¬ dziej w kierunku uwodorniania.

13. Postac wykonania sposobu wedlug zastrz. 12, znamienna tern, ze naprzemian uwarstwione katalizatory rozszczepiajace i uwodorniajace umieszcza sie na pólkach sitowych.

14. Sposób wedlug zastrz. 1—13, zna¬ mienny tern, ze jako materjal wyjsciowy stosuje sie mieszanine, zawierajaca wegiel drobnosproszkowany i ciekle weglowo¬ dory.

15. Sposób wedlug zastrz. 1—14, zna¬ mienny tern, ze proces prowadzi sie w o- becnosci wodoru lub pary wodnej. I. G. Farbenindustrie A k t i e n g e s e ,11 s c h a i t Zastepca: M, Skrzypkowski, rzecznik patentowy. • -P 1 Druk L. Boguslawskiego, Warszawa PL PL