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"Proo4clê d,e pr4piraOion do oarbom et cl'hydrogène",3
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La. préparation du earbon6 et de l'hydrogène à partir des hydrocarbures ou des gaz renfermant des hlclrooarburesgtels que par exemple le méthane et ses homologuas, n'est possible qu'à des températures supr1aur6s à la température de déoomposi- tion de ces combinaisons.
On sait que par exemple, le méthane se décomposa en présente ds catalyseurs tels que oatal7oe=a au nickel, au oo'baï,t, au ferg etoo en carbone et en hydrogène,, en dessous de sa température de dësompositions néanmoins il
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notait pas possible de préparas industriellement du oarbone
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et de 1th7droSène bL partir du méthane en présente de /'3<;
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catalyseurs, SI l'on fait'passer par exemple du méthane à la température'de 400 à 8000 sur des débris de matière réfrac- taire imbibas de catalyseur au nickel, il se produit une dis- sociation du méthane en carbone et en hydrogène: mais le oar- bone pénètre dans les pores de la matière réfractaire, cette dernière se désagrège:
il se forme un mélange de matière ré- fractaire finement dispersée et de charbon et il n'est pas possible d'obtenir du qarbone pur. D'autres catalyseurs et d'autres supports de oatalyseurs se comportent de la même manière.
L'inventeur a constate qu'il est possible d'effectuer ce processus si important au point de vue technique, en dessous de la température de décomposition des hydrocarbures, en se servant à get effet de catalyseurs ou de mélanges de cataly- seurs et de noir de fumée finement dispersé de charbon de bois, etc, comme support de catalyseur.
Si, notamment, on fait usage d'un mélange de noir de fumés finement dispersé ou de nickel et de noir de fumée formés en briquettes, ou de noir de fumée et de fer, etc* ou d'un mélange de catalyseurs avec des supports de l'espèce, il se produit une dissociation accen- tuée du méthane etc. en carbone finement dispersé et en hydro- gène, en dessous de la température de décomposition, on ob- tient ainsi un produit unitaire que l'on peut employer aveo succès à diverses fins, après en avoir éliminé le catalyseur, On peut remplacer le oarbone finement dispersé ou en briquet- tes par du aharbon de bois qui a subi un traitement préliminai- re appropria, également en morceaux.
La séparation du carbone formé de la sorte n'offre aucune difficulté. On. a constate ensuite que l'on peut employer comme support des combinaisons qui se séparent facilement du charbon, mécaniquement ou par dissolution, si, par exemple, on se sert d'oxyde de magnésium gomme support de catalyseur, on peut dissoudre l'oxyde de magnésium dans de l'acide et le séparer de la sorte du charbon formé. Quand on emploie du noir de fumée et produits analogues
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comme apport, il est à conseiller de précipiter le nio19 la fer ou produit analogue sous forme de formiate, (ilaoêtate, etc. ou d'hydroxyde halohement poedoipité, sur la noir de fumée ou de le mélanger à ce derniers de le décomposer ensuite et de le réduire par l'hydrogène à l'état de métal.
Il convient de conduira la processus de manière que les hydrocarbures,
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tels que le méthane,etoe traversent les catalyseurs et, sur leur trajet, entrent en étroit contact avec la catalyseur, ce
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qui est encore aOoenbu4 quand on mélange., agite, etoo de façon appropriée.
Il se produit ainsi une dissociation intense des hydrocarbures,
Somma la'masse en réaction sa dilue constamment par suite de la formation de carbone il convient d'ajouter;, soit par intervalles, soit en continu;, du catalyseur frais, afin de pouvoir opérer uniformément avec du catalyseur très actifs, Si
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l'on emploie des oarbonyles, tels que fer ou ntokel carbonyle, etoe,, on peut précipiter les métaux correspondants ou les combinaisons métalliques oorrespondantes sur les 5uppooeOs,tsls que noir de fumée en charbon de bologatoc, et les décomposer et alors les introduire en continu ou par intervalles pendant le processus, avec le méthane ou produit analogue à létat de gaz.
Il est très important pour le processus que l'on puisse opérer de façon satisfaisante, dans une gamine de concentration du catalyseur très large. On cherche à rendre aussi oomplète que possible la décomposition du méthane ou des autres hydro-
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carbures. SI l'on na récusait prao à obtenir as résultat dans seul appareil., on fait passer le produit de la décomposition dans un deuxième appareil ou dans plusieurs autres appareils,
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en vue d'obtenir de l'hydrogène pur en une opérationo Quand la soncontratian est bien rdgido, on réussit avec un seul appas- rei.
On peut récupérer le catalyseur tl. que catalyseur au nickel et le faire rentrer dans le processus en transforman'tfle
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nickel ou corps analogue renfermé dans le produit final en nickelcarbonyle ou produit analogue par traitement par l'oxyde de oarbone à basse température. on fait alors passer ce corps sur des supports frais on sur le produit obtenu et qui renferme encore du catalyseur et on le décompose à tempéra- ture assez élevée avec séparation d'oxyde de carbone. une pompe fait circuler l'oxyde de carbone opportunément en cir- cuit sous pression, de sorte qu'il est possible d'éliminer le niokel, le fer, etc. par de petites quantités d'oxyde de carbone.
Il importe toutefois à cet effet de réduire le métal finement dispersé., par l'hydrogène, avant le traitement par l'oxyde de carbone,
On peut aussi, en se servant de débris de produit réfrac- taire comme support et en enrichissant fortement ce produit en carbone, obtenir un produit qui peut être utilisé à diver- ses fins, étant donné que le carbone aussi bien que l'argile se trouvent à l'état très finement dispersa
On a constata ensuite que l'on peut encore perfectionner et améliorer le procède en conduisant le processus au point de vue de la concentration en catalyseur.
On peut notamment, en modifiant le pourcentage du catalyseur par rapport à la quan- tité de carbone, obtenir des effets particuliers, qui ne sont pas réalisables avec d'autres procèdes. On peut notamment, partir d'un catalyseur pur et non dilué, faire passer de l'hy- drocarbure et de cette manière préparer lentement le noir de fumée servant de support de catalyseur et enfin, ne commencer le processus proprement dit qu'après un certain enrichissement du catalyseur en noir de fumée. On peut donc se servir d'un catalyseur pur, non dilué, par exemple de fer ou métal de même genre finement dispersé et réduit obtenu à partir d'hydroxyde de fer, par précipitation par l'ammoniaque, faire ensuite pas- ser le méthane, les gaz contenant:
du méthane ou d'autres
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hydrooarbures à travers ojbte poudras, dnr16hir de plus en plus de cette manière, le catalyseur en carbone,et ainsi travailler pendant assez longtemps dans des limitas données de
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concentration en gatalyseur, on détermina facilement la aon- centration en catalyseur optimum, expérimentalement et l'on a de la sorte, la faculté de poursuivre le processus pendant
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assez longtemps dans des oonditions particulièrement favora- ble. et., dans un appareil donnas, décomposer le maximum d hrdro oarbure.
dans 1 nit de tompsa On peut enaore prolonger oette période optimum en ajoixtant, après obtention de la conoeutra- tien en oatalyseur partiou11èrement favorable, en continu ou par Intermittences,du oatalyseur frais.,par exemple sous forme de carbonyle,etc.. on peut toutefois introduira aussi dans le compartiment à réaction des oatalyseurs actives solides
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ou massifs,, de cette manière, il passe oontinuollemsnt du os- talyseur dans le produit en rëaetion et oe catalyseur oombat ainsi la diminution de la oonoentration en oatalyseur provo=
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qnc par les nouveaux apports de aarbone,
On a constate ensuite qu'il est avantageux d'opérer avec un système d'appareils de manière que le processus prinopial
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slaeoomplîsse dans les appareils qui possèdent la concentration optimum en catalyseur tandis que le gaz frais traverse tout d'abord des appareils à oatalyseur dé jà moins actif et ensuite seulement des appareils à concentration en catalyseur favorable,
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De sotte manière, le catalyseur subit dans ces appareils une nouvelle dilution, jusqu'à ce qu'enfin 1.
on obtienne un produit contenant la minimum de catalyseur, minimum qui peut
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rester dans le aarbone ou que l'on peut éliminer de Ge damier selon un prood 00nnUe A l'aide de ce procédé, on transforme d'une part le méthane ou autres hydrooarburs9ntièrme en oarbone et en hydrogène:
, d'autre part on assure un rendement part loull bremsnt favorable des appareils et, enfin on obtient/ produit qui ne renferme que le minimum de catalyseur,
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Quand on fait usage d'hydrocarbures qui ne sont pas à l'état de pureté absolue, par exemple d'hydrocarbures sulfurés, il est avantageux de faire passer tout d'abord les hydrocar- bures à l'état gazeux dans un dispositif spécial pour éliminer le soufre,par exemple,dans un appareil rempli de fer en pou- dre, à une température déterminée, ou de les faire passer dans un autre dispositif usuel spécial.
On peut aussi, en faisant des additions appropriées au oataiyseur, par exemple des ad- ditions d'alcalis, eta. rendra les impuretés inoffensives. on peut enfin se servir de mélanges de catalyseurs, éventuel- lement avec addition d'agents activants, on a constaté ensuite que l'on pouvait augmenter notable- ment la rentabilité du procéda à l'aida d'une politique ther- mique particulièrement prudente.
Ainsi qu'on l'a constaté, il est particulièrement avantageux de revêtir les appareils de chamottes et produits calorifuges de l'espèce en vue d'accumu- ler une quantité de calories aussi élevée que possible et de faire passer les gaz chauffes avec le minimum de pertes de chaleur et avec récupération de la chaleur des gaz résiduaires, à travers le système d'appareils, et d'éliminer des appareils le noir de fumée obtenu par intermittences ou en continu, sans devoir refroidir l'appareil, le processus se passe opportunément à la température de 400 à 700 :
mais on peut aussi faire agir des températures plus élevées, par exemple de 850 environ dans le cas du métha- ne, Il se passe alors une réaction très vive,
On a constaté ensuite que l'Invention permet de faire va- rier le degré de finesse du noir de fumes. Suivant que l'on emploie un catalyseur plus ou moins finement dispersé, la fi- nesse du noir de fumée varie, Il est par conséquent à oonseil- ler de se servir de supports de catalyseurs très finement dispersés et quand on se sert par exemple de fer finement dispersé comme catalyseur, de mélanger celui-ci préalablement
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à du noir de fumée finals, es qui agit plus fortement sur la réaction,
Si l'on mélange l'hydroxyde de fer avant réduction
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par llhyàrogénae à du noir de fumée fin;, ae oatalysux fine- ment distribua sur le noir de fumée fin qui sert de support, assure la séparation de noir de fumé\!) parti.oulièremnt fin.
Quand on désire obtenir du carbone exempt de métal, on élimine le (Jatalyseur du produit final:, da façon;l@onnuEJ, par exemple en le traitant par de l'oxyda de aarbone opportunément
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sous pression, sous forme de earbonyla métallique., en le trai- tant par des aeîdese ou mdqaulquementa Quand on élimina le fer sous forme de oarbonylep il s'este souvent encore un reliquat de garbure de fer, que 1 on déoompoae opportunément par des ao1des.
La prêsenae de petites quantités de i5atalyseur, tel que caalyseur de fer par exemple, dans le noir de fumée, ne présente aucun Inconvênîont pour son emploi dans la faboeioa- tion du caoutehouo par exemple,
On peut employer pour la fabrication du méthane ou des gaz renfermant du méthane ainsi que divers autres hydrocarbures aliphatiques et aromatiques,, On peut employer par exemple de
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l'éthane , du méthane éthyléné ou de l'éthane éthylénd, du pon- tane, etc., du benzol, du toluol, etc,, Un peut aussi se
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servir de mélanges de oatalyseurs,
L'utilisation d'hydrocarbures liquides aliphatiques et aromatiques ou de mélanges d'hydrocarbures, tels que le pétrole qui sont parfois disponibles en grandes quantités comme pro- duits rsiduaires,
présente aussi une importance spéciale. La
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dissoelation de oes hydrocarbures se produit avec une énergie toute spéciale: on peut donc produire avec de petits appareils de grandes quantités de noir de fumée st de carbone et an même temps un gaz de valeur, principalement de l'hydrogène,,
On doit notamment faire remarquer que les hydrocarbures aliphatiques et aromatiques supérieurs se dissocient beaucoup plus faoilement que le méthane, La dissociation du méthane
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pose, aussi bien au point/de vue de l'élévation des tempéra- tures qu'à celui de la sensibilité et de l'activité du cataly- seur, des exigences considérables, par contre, il est possi- ble, ainsi qu'on l'a constaté,
de dissocier des hydrocarbures supérieurs, par exemple du pétrole, même quand ils sont pollués fortement par du soufre., en se servant du fer ou d'autres cata- lyseurs précipites sur du carbone., à une température moins éla- vés que dans le cas du méthane et d'obtenir ainsi un noir de fumée de grande valeur,
Le carbone obtenu possède des propriétés excellentes. Il peut être employa omme noir de fumée,etc.
P.ex. dans l'indus- trie du caoutchouc, On peut toutefois aussi, ainsi qu'on l'a constate, conférer des propriétés déterminées au carbone, par un traitement subséquent appropria En traitant par l'anhydride carbonique à température assez élevée, on peut par exemple,pré -parer un charbon activé ou décolorant,
Il est avantageux dans certains cas d'employer le gaz ob- tenu lors de la dissociation du méthane ou d'autres hydro- carbures.comme gaz de chauffage pour le procédé,
Exemple 1,-On mélange 100 parties de noir de fumée à une solu- tion concentrée d'acétate de nickel (20 parties de nickel mé- tallique):
on soumet à dessiccation, on décompose dans un tube en fer ou nickel etc. chauffé électriquement, dans un courant d'azote et l'on réduit à la température de 250 à 3250 par l'hy- drogène. Après réduction, on fait passer du méthane ou du gaz renfermant du méthane à la température de 600 à 850 , de pré- férence à la température de 700 à 750 . On peut refouler le gaz ou l'aspirer, on fait en sorte que'le méthane entre en oon- tact intime avec le catalyseur, on arrive à ce résultat à l'ai- de d'un dispositif agitateur de construction spéciale ou en agitant ou de manière analogue, on emploiera avec succès des appareils verticaux.
Il se produit une dissociation du méthane en carbone et hydrogène: dans le tube à réaction s'accumule
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du carbone à l'état finement dispersée Si le gaz contient enco- re du méthane quand il a quitté l'appareil de décomposition, on peut le faire passer suivant le principe du contre courant dans un deuxième appareil jusqu'à ce qua la décomposition du méthane soit complétée On obtient ainsi de 1''hydrogène exempt de méthane en même temps que du carbons. on réchauffe le gaz frais à l'aide de la chaleur des gaz qui s'échappent. On peut en outre, chauffer les gaz à la température requise avant entrée dans le compartiment de décomposition.
Si la vitesse de la réaction diminue par suite de la dilu- tion, par le carbone formé, du catalyseur, on peut introduira avec le méthane du nickel-carbonyle. Il se sépare ainsi du nickel à l'état finement dispersé et catalytiquement actif,!,.
On peut aussi introduire le ni skaï carbonyls dans le méthane par petites quantités en continu; de marne on peut ajouter des catalyseurs solides.
De temps en temps, on vacue une partie de la charge hors du compartiment à réaction, Toutefois l'évacuation du carbone formé peut aussi se faire en continu, par exemple à l'interven- tion du gaz qui s'échappe lui même.
Le catalyseur qui se trouve encore dans le carbone obtenu peut être éliminé par dissolution ou à l'état de carbonyle et réintroduit alors dans le processus,
Au lieu de méthane,on peut employer de l'éthane, de pen- tans, du benzol, etc., avec de bons résultats, Exemple 2.- Dans la même appareil que celui de l'exemple 1, on emploie comme support de catalyseur du noir de fumée auquel on ajoute suffisamment d'oxalate de fer ou d'oxyde de fer frai- chement précipité pour que le produit,après décomposition et réduction par l'hydrogène,
renferme onviron 30 parties de fer métallique.on fait passer du méthane ou du gaz renfermant du méthane à la températurede 600 à 8500.Il se produit ainsi une vive décomposition du méthane en hydrogène et en carbone fine-
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"Proo4clê d, e pr4piraOion do oarbom et cl'hydrogen", 3
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The preparation of carbon 6 and hydrogen from hydrocarbons or gases containing hydrocarbons such as, for example, methane and its homologs, is only possible at temperatures above the deoomposition temperature of these combinations.
We know that, for example, methane decomposed into catalysts such as oatal7oe = a nickel, oo'baï, t, ferg etoo in carbon and in hydrogen, below its decomposition temperature nevertheless it
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noted not possible of industrially prepared oarbone
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and 1th7droSene bL from methane has / '3 <;
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catalysts, if, for example, methane at a temperature of 400 to 8000 is passed over debris of refractory material imbibed with nickel catalyst, a breakdown of the methane into carbon and hydrogen occurs: but the oarbone penetrates the pores of the refractory material, the latter crumbles:
a mixture of finely dispersed refractory material and carbon is formed and it is not possible to obtain pure qarbone. Other catalysts and other catalyst supports behave in the same way.
The inventor has found that it is possible to carry out this process, which is so important from a technical point of view, below the decomposition temperature of the hydrocarbons, by making use of catalysts or mixtures of catalysts and catalysts. Finely dispersed carbon black, charcoal, etc., as a catalyst carrier.
If, in particular, use is made of a mixture of finely dispersed smoke black or nickel and carbon black formed into briquettes, or carbon black and iron, etc. * or a mixture of catalysts with supports of the species, there occurs an accentuated dissociation of methane etc. in finely dispersed carbon and in hydrogen, below the decomposition temperature, a unit product is thus obtained which can be used with success for various purposes, after having removed the catalyst. finely dispersed or in briquettes by charcoal which has undergone an appropriate preliminary treatment, also in pieces.
The separation of the carbon formed in this way presents no difficulty. We. has then found that one can use as a support combinations which separate easily from the carbon, mechanically or by dissolution, if, for example, one uses magnesium oxide gum catalyst support, one can dissolve the oxide of magnesium in acid and separate it from the charcoal formed. When using carbon black and similar products
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as a supplement, it is advisable to precipitate the nio19 iron or similar product in the form of formate, (ilaoetate, etc. or poedoipitated halo-hydroxide, on the carbon black or to mix it with the latter and then to decompose it and to reduce it by hydrogen to the state of metal.
The process should be carried out in such a way that the hydrocarbons,
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such as methane, etoe pass through the catalysts and, on their way, come into close contact with the catalyst.
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which is still aOoenbu4 when mixed, stirred, etoo appropriately.
There is thus an intense dissociation of the hydrocarbons,
Summa the mass in reaction its constantly dilutes due to the formation of carbon it is necessary to add ;, either at intervals or continuously ;, fresh catalyst, in order to be able to operate uniformly with very active catalyst, Si
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we use carbonyls, such as iron or carbonyl carbonyl, etoe ,, we can precipitate the corresponding metals or the corresponding metallic combinations on the 5suppooeOs, such as smoke black in bologatoc carbon, and decompose them and then introduce them in continuously or at intervals during the process, with methane or similar product in the gas state.
It is very important for the process that one can operate satisfactorily, in a very wide range of catalyst concentration. We try to make as complete as possible the decomposition of methane or other hydro-
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carbides. If prao was not challenged to obtain as result in only one apparatus., One passes the product of the decomposition in a second apparatus or in several other apparatuses,
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in order to obtain pure hydrogen in one operation. When the soncontratian is well regulated, one succeeds with a single incident.
The catalyst t1 can be recovered. as nickel catalyst and make it enter the process by transforman'tfle
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nickel or the like contained in the final nickelcarbonyl product or the like by treatment with carbon oxide at low temperature. this body is then passed over fresh supports or over the product obtained which still contains catalyst, and it is decomposed at a fairly high temperature with separation of carbon monoxide. a pump circulates the carbon monoxide conveniently under pressure, so that it is possible to remove niokel, iron, etc. by small amounts of carbon monoxide.
However, for this purpose, it is important to reduce the finely dispersed metal, with hydrogen, before the treatment with carbon monoxide,
It is also possible, by using refractory debris as a support and by greatly enriching this product in carbon, to obtain a product which can be used for various purposes, since carbon as well as clay can be obtained. found in a very finely dispersed state
It was then found that the process can be further improved and improved by conducting the process from the point of view of catalyst concentration.
It is in particular possible, by modifying the percentage of the catalyst relative to the quantity of carbon, to obtain particular effects which are not achievable with other methods. It is possible in particular, starting from a pure and undiluted catalyst, to pass the hydrocarbon and in this way slowly prepare the carbon black serving as catalyst support and finally, to start the process itself only after a certain enrichment of the catalyst in carbon black. It is therefore possible to use a pure, undiluted catalyst, for example finely dispersed and reduced iron or a similar metal obtained from iron hydroxide, by precipitation with ammonia, then pass the methane through. , gases containing:
methane or other
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hydroarbons through ojbte powders, dnr16hir more and more in this way, the catalyst in carbon, and thus work for quite a long time within given limits of
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concentration of catalyst, the optimum concentration of catalyst was easily determined, experimentally, and in this way one has the ability to continue the process during
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long enough under particularly favorable conditions. and., in a given apparatus, decompose the maximum amount of arbure.
in 1 nit of tompsa It is still possible to prolong this optimum period by adding, after obtaining the partially favorable catalyst, continuously or intermittently, with fresh catalyst, for example in the form of carbonyl, etc. however, will also introduce solid active catalysts into the reaction compartment.
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or massive, in this way, it continuously passes from the os- analyzer into the reacting product and oe catalyst thus oombat the decrease in the oonoentration in oatalyst provo =
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qnc by the new contributions of aarbone,
It was then found that it is advantageous to operate with a system of apparatuses so that the main process
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slaeoomplisse in devices which have the optimum concentration of catalyst, while the fresh gas first passes through devices with an already less active catalyst and then only devices with a favorable catalyst concentration,
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In a stupid way, the catalyst undergoes a further dilution in these devices, until finally 1.
one obtains a product containing the minimum of catalyst, minimum which can
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remain in the aarbone or that can be eliminated from Ge checkerboard according to a 00nnUe prood Using this process, methane or other hydrooarburs9ntièrme is converted on the one hand into oarbon and hydrogen:
, on the other hand one ensures a yield on the other hand loull bremsnt favorable of the devices and, finally one obtains / product which contains only the minimum of catalyst,
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When using hydrocarbons which are not in a state of absolute purity, for example sulphuretted hydrocarbons, it is advantageous to first pass the hydrocarbons in the gaseous state through a special device for remove the sulfur, for example, in an apparatus filled with powdered iron, at a determined temperature, or pass them through another special customary device.
It is also possible, by making appropriate additions to the catalyst, for example additions of alkalis, eta. will render the impurities harmless. Finally, mixtures of catalysts can be used, possibly with the addition of activating agents, it was then found that the profitability of the process could be significantly increased by the aid of a particularly careful thermal policy. .
As has been observed, it is particularly advantageous to coat the apparatus with chamottes and heat insulating products of the species in order to accumulate as high a quantity of calories as possible and to pass the gases heated with the gas. minimum heat loss and with recovery of the heat from the waste gases, through the appliance system, and to eliminate the smoke black obtained intermittently or continuously from the appliances, without having to cool the appliance, the process continues conveniently changes to the temperature from 400 to 700:
but higher temperatures can also be used, for example around 850 in the case of methane. A very lively reaction then takes place,
It was then found that the invention makes it possible to vary the degree of smoothness of the smoke black. Depending on whether a more or less finely dispersed catalyst is used, the fineness of the carbon black varies. It is therefore advisable to use very finely dispersed catalyst supports and when one uses for example finely dispersed iron as a catalyst, to mix it beforehand
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to final carbon black, which acts more strongly on the reaction,
If iron hydroxide is mixed before reduction
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by the hydrogenation to fine carbon black ;, ae oatalysux finely distributed over the fine carbon black which serves as a support, ensures the separation of the smoke black \!) party.oulièremnt fine.
When it is desired to obtain carbon free of metal, the (catalyst of the final product :, in a manner; l @ onnuEJ) is eliminated, for example by treating it with aarbone oxide suitably.
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under pressure, in the form of metallic earbonyla., by treating it with aeîdese or mdqaulquementa When the iron is eliminated in the form of oarbonylep there is often still a residue of iron garbure, which is conveniently deoompoae by ao1des .
The introduction of small amounts of catalyst, such as iron catalyst, for example, in lampblack, presents no inconvenience for its use in the manufacture of caoutehouo, for example,
Methane or gases containing methane as well as various other aliphatic and aromatic hydrocarbons can be used for the manufacture.
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ethane, ethylene methane or ethylene ethane, pontane, etc., benzol, toluol, etc., A can also be
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serve as oatalyst mixtures,
The use of liquid aliphatic and aromatic hydrocarbons or mixtures of hydrocarbons, such as petroleum, which are sometimes available in large quantities as waste products,
is also of special importance. The
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The dissolution of these hydrocarbons takes place with a very special energy: one can therefore produce with small devices large quantities of carbon and carbon black and at the same time a valuable gas, mainly hydrogen.
It should be noted in particular that the higher aliphatic and aromatic hydrocarbons dissociate much more easily than methane, The dissociation of methane
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poses considerable demands, both from the point of view of the temperature rise and that of the sensitivity and activity of the catalyst, on the other hand, it is possible, as well as that of the sensitivity and activity of the catalyst. we saw it,
to dissociate higher hydrocarbons, for example petroleum, even when they are heavily polluted with sulfur., using iron or other catalysts precipitated on carbon., at a lower temperature than in the case of methane and thus obtain a carbon black of great value,
The carbon obtained has excellent properties. It can be used as carbon black man, etc.
Eg. In the rubber industry, however, it is also possible, as has been observed, to impart specific properties to the carbon by a suitable subsequent treatment. By treating with carbon dioxide at a fairly high temperature, it is possible to example, prepare an activated or bleaching charcoal,
It is advantageous in certain cases to use the gas obtained during the dissociation of methane or other hydrocarbons as a heating gas for the process,
Example 1, 100 parts of carbon black are mixed with a concentrated solution of nickel acetate (20 parts of metallic nickel):
one submits to desiccation, one decomposes in an iron or nickel tube etc. heated electrically in a stream of nitrogen and reduced to a temperature of 250 to 3250 with hydrogen. After reduction, methane or gas containing methane is passed at the temperature of 600 to 850, preferably at the temperature of 700 to 750. The gas can be forced back or sucked in, the methane is made to come into intimate contact with the catalyst, this result is achieved with the aid of a specially constructed stirring device or by stirring. or analogously, vertical apparatus will be employed with success.
There is a dissociation of methane into carbon and hydrogen: in the reaction tube accumulates
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finely dispersed carbon If the gas still contains methane when it left the decomposition apparatus, it can be passed according to the principle of countercurrent in a second apparatus until the decomposition of the gas. methane is supplemented. Hydrogen free of methane is thus obtained at the same time as carbons. the fresh gas is heated with the heat of the escaping gases. It is also possible to heat the gases to the required temperature before entering the decomposition compartment.
If the rate of the reaction decreases as a result of the dilution of the formed carbon of the catalyst, nickel carbonyl can be introduced with the methane. It thus separates from the nickel in the finely dispersed and catalytically active state,!,.
It is also possible to introduce ni skai carbonyls into the methane in small quantities continuously; of marl, solid catalysts can be added.
From time to time, part of the charge is evacuated from the reaction compartment. However, the evacuation of the carbon formed can also be done continuously, for example with the intervention of the gas which escapes itself.
The catalyst which is still in the carbon obtained can be removed by dissolution or in the carbonyl state and then reintroduced into the process,
Instead of methane, ethane, pentans, benzol, etc. can be used with good results. Example 2. In the same apparatus as that of Example 1, the carrier of carbon black catalyst to which sufficient iron oxalate or freshly precipitated iron oxide is added so that the product, after decomposition and reduction with hydrogen,
contains about 30 parts of metallic iron. methane or gas containing methane is passed at a temperature of 600 to 8,500, and there is a sharp decomposition of methane into hydrogen and fine carbon.
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