CH164543A - Verfahren zur Druckhydrierung. - Google Patents

Verfahren zur Druckhydrierung.

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CH164543A
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Aktiengesellsc Farbenindustrie
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Ig Farbenindustrie Ag
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  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

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  Verfahren zur Druckhydrierung.    Es ist.     bereits    vorgeschlagen worden, bei  der Herstellung wertvoller Kohlenwasser  stoffe aus verschiedensten Arten von Koh  len, Teeren, Mineralölen oder Fraktionen und       Umwandlungsprodukten    derselben durch Be  handlung mit Wasserstoff oder Wasserstoff  abgebenden Gasen unter Druck bei erhöhter  Temperatur, Katalysatoren in fein verteiltem  Zustand, zum Beispiel in kolloidaler Form,  zuzusetzen. Diese Katalysatoren wurden dein  zu behandelnden Ausgangsmaterial zugesetzt,  bevor man dieses erhitzte, worauf man  die Mischung auf die Reaktionstemperatur  brachte und in den Reaktionsraum einführte.  Wenn man jedoch in dieser Weise vorgeht,  üben die Katalysatoren oft nicht ihre volle  Wirksamkeit aus.

   Diese Verminderung der  Aktivität ist, wie gefunden wurde, w     ahr-          scheinlich    der     Tatsache    zuzuschreiben, dass  im Verlaufe der     Vorwä,rmung,    zum Beispiel  auf Temperaturen, bei denen noch keine Hy  drierung stattfindet, asphaltartige Substau-         zen    von hohem     Molekulargewicht    sich zum  Beispiel in Form eines Überzuges auf -den  Katalysatoren festsetzen und so deren Akti  vität vermindern.  



  Es wurde     nun    gefunden, dass man eine  bemerkenswert grosse     Katalysatoraktivität     erhalten kann, wenn der fein verteilte Kata  lysator mindestens teilweise in einem Punkt  zugesetzt wird, bei welchem die genannten,  zu hydrierenden Materialien mindestens dem  grössten Teil der Erhitzung unterzogen wor  den sind, die notwendig ist, um diese Mate  rialien auf die gewünschte Reaktionstempe  ratur zu bringen.

   Der hier gebrauchte Aus  druck, dass das Material mindestens dem  grössten Teil der Erhitzung unterzogen wor  den ist, die notwendig ist, um dasselbe auf  die gewünschte Reaktionstemperatur zu brin  gen, ist so zu verstehen, dass dasselbe eine  Temperatur erreicht hat, welche wenigstens       94%    des     Temperaturintervalles    zwischen  Aussentemperatur und Reaktionstemperatur      höher liegt als die Aussentemperatur. Die  Ausdrucksweise     "Punkt"    bezeichnet einen       bestimmten        Punkt    .der Zeit oder des Ortes,  bei welchem der Zusatz erfolgt.  



  Von den Mitteln, die zum Erhitzen     bezw.     Vorwärmen verwendet werden können, seien  nachstehend     erwähnt,    zum Beispiel Heiz  schlangen oder mehrere parallele Röhren, die  durch Flammengase oder heisse Verbren  nungsgase erhitzt werden, Erhitzer, bei denen  Brenner     verwendet    werden oder elektrische  Erhitzer oder aber auch Heizvorrichtungen,  in denen heisse     Lösungen,    Flüssigkeiten,  Gase, Dämpfe oder Schmelzen, gewünschten  falls unter Druck, zum Beispiel einem sol  chen, der dem beider Reaktion     verwendeten     äquivalent ist, verwendet werden.

   Das ver  wendete Heizmittel wird in der Regel eine       Temperatur        aufweisen,    die höher ist als die  Reaktionstemperatur. Wenn jedoch durch die       Reaktion    eine genügende Wärmemenge bei  der Druckhydrierung selbst frei     wird,    kann  dasselbe auch eine Temperatur aufweisen,  die gleich oder niedriger ist als die Reak  tionstemperatur.  



  Wenn man die ganze     gatalysatormenge     auf einmal zusetzt, ist es wichtig, dass sie  den zu hydrierenden Materialien zugesetzt  werden, nachdem dieselben eine Temperatur  erreicht haben, welche wenigstens 90 % des       Temperaturintervalles    zwischen Aussentem  peratur und     Reaktionstemperathir    höher liegt  als die Aussentemperatur.  



  Es wurde jedoch gefunden, dass es beson  ders vorteilhaft ist, den Katalysator     por-          tionenweise    zuzusetzen, in welchem Falle  man, wenn     gewünscht,    einen Teil des Kata  lysators dem Ausgangsmaterial beimischen  kann, bevor überhaupt eine Erhitzung des  selben stattgefunden hat.  



  Beim Arbeiten gemäss dem Verfahren der  vorliegenden Erfindung wird vermieden, dass  die gesamte     Katalysatormenge    von Anfang  bis zu Ende durch die ganze Apparatur  durchgeht und so Bedingungen ausgesetzt  wird, welche seine Aktivität vermindern.  



  Ein besonderer Vorteil des erfindungs  gemässen Verfahrens ist darin zu erblicken,    dass infolge der vergrösserten Katalysator  aktivität sehr     gute    Ausbeuten an Substanzen  von relativ niedrigem     Siedepunkt,    insbeson  dere Benzinen und Mittelölen aus Kohle oder  Ausgangsmaterialien mit hohem     Siedepunkt,     erzielt werden.  



  Wenn man die gesamte     gatalysatormenge     auf einmal zugibt, kann man das Verfahren  zum Beispiel wie folgt ausüben:  Der fein verteilte Katalysator wird ent  weder als solcher oder als Paste mit einem       0l    vermischt an ein oder mehreren Stellen  mit Hilfe von schleusenartigen Vorrichtungen  direkt in die Reaktionskammer oder kurz vor  derselben, das heisst zwischen     Vorheizer    und  Reaktionsraum eingebracht und dort. mit dem  zu hydrierenden Material, das     vorgängig    auf  die Reaktionstemperatur erhitzt worden ist,  vermischt.  



  Wenn man den Katalysator in verschie  denen Anteilen oder an verschiedenen Stel  len der Apparatur zusetzt, ist es zweckmässig,  dass ein Teil des unverbrauchten oder beinahe  frischen Katalysators während der gesamten       Reaktionsdauer    im     Reaktionsraum    zugegen       ist.     



  In der Praxis ist es bei der     Ausübung     dieser Variante vorteilhaft, einen Teil des fein       verteilten        Katalysators    entweder für sich  allein oder als - Dispersion in einer asphalt  freien Flüssigkeit, zum Beispiel in     Mittelöl,     Schweröl, Benzin oder Gemischen dieser  Stoffe, vermittelst druckfester     Einschleus-          vorrichtungen    an einem oder mehreren Punk  ten des     Vorwärmers    nach Beginn der     Vor-          wärmung    einzuführen, wonach man den Rest  des     Katalysators    in den     Reaktionsraum,    wenn  gewünscht,

   auch an     verschiedenen    Punkten  einführt. Gewisse Katalysatoren     können    auch  mit dem zu hydrierenden Material vor der       Vorwärmung    vermischt werden. Man kann  ferner an den Punkten der Apparatur, wo  der Katalysator dem zu hydrierenden Ma  terial beigemischt wird, Gefässe anordnen,     in     welchen eine vollständige     Durchmischung     ,der     Katalysatorsubstanz    mit dem zu hydrie  renden Material erreicht wird. Diese Wir  kung kann     gewünschtenfalls    noch dadurch      erhöht werden, dass man diese Gefässe mit  Rührwerken versieht.

   Wie schon gesagt  worden ist, kann der     Vorheizer    die Form  einer Schlange oder verschiedener paralleler  Röhren, die durch ein     Kopfstück    verbunden  sind, besitzen. Die     Durchmischung    kann  auch in den Röhren des     Vorerhitzers    selbst  stattfinden. Zu diesem Zwecke wird der  Katalysator vorteilhaft an den Stellen ein  geführt, w o die Röhren gekrümmt sind oder  wo mehrere Röhren zusammengeführt sind,  da die an diesen Stellen auftretenden Wir  belströme eine vollständige     Durchmisehuno,     der Komponenten bewirken, so dass in die  sem Falle besondere Mischvorrichtungen       überflüssig    sind.  



  Der Zusatz der Katalysatoren kann an  verschiedenen Punkten des     Vorerhitzers,    an  denen verschiedene Temperaturen herrschen.  erfolgen. So kann zum Beispiel bei der Ver  wendung eines     Röhrenvorerhitzers    ein Teil  des Katalysators an einem Punkt eingeführt  werden, an welchem eine Temperatur zwi  schen 10 und 200   C herrscht, ein weiterer  Teil desselben an einem Punkt, bei dem  eine Temperatur zwischen 200 und<B>300</B>   C  herrscht. Des weiteren kann man einen Teil  in eine Temperaturzone zwischen 300 und  400' C einführen, worauf man noch wei  tere Anteile in das Verbindungsrohr zwi  schen     Vorerhitzer    und Reaktionskammer ein  führt.

   Wenn man die Katalysatoren ober  halb 200   C, insbesondere aber oberhalb  300   C zusetzt, ist es sehr     vorteilhaft,    gleich  zeitig Wasserstoff zuzusetzen. Vorteilhafter  weise verwendet man die Katalysatoren in       Form    einer öligen Paste.  



  Der Reaktionsraum selbst     kann    verschie  den lange Röhren aufweisen, durch welche  es möglich ist, die Katalysatoren beispiels  weise in den untern, mittleren und obern  Teil des Reaktionsraumes     einzuführen.    Wenn  man verschiedene     hintereinandergeschaltete     Reaktionsräume verwendet,

   kann man einen       f1        nteil    des Katalysators vor dem Eintritt des  kohlenstoffhaltigen Materials in den ersten       Reaktionsraum    oder in den untern Teil eines  jeden der Reaktionsräume oder an einem    oder mehreren andern Punkten eines oder       mehrerer    der besagten     Reaktionsräume    oder  an irgend einem der genannten Punkte zu  sammengenommen, einführen. Das 01, mit  welchem der Katalysator gegebenenfalls     an-          gepastet    wird, wird vorteilhaft vorgeheizt,  so     .dass    keine Temperaturreduktion an der  Stelle, wo man den Katalysator einführt,  stattfinden kann.

   Aus diesem Grunde kann  es manchmal auch notwendig     .sein,    grössere  Mengen     vorerhitzten    Öls zuzusetzen als zur  Erzielung einer Paste notwendig wäre.  



  Bei Verwendung von Kohle als zu hy  drierendes Material ist     es    oft     vorteilhaft,     einen Teil des     Katalysators    mit     .der    zu ver  arbeitenden Kohle zu vermischen, was ins  besondere so geschehen kann, dass man die  Kohle mit einer Lösung des Katalysators  imprägniert und diese Masse gewünschten  falls in Form einer Paste an verschiedenen       Punkten    des     Reaktionsraumes        einführt.     



  Als Katalysatoren seien     insbesondere        11Ze-          talle    der zweiten bis achten Gruppe des  periodischen Systems, sowie deren Verbin  dungen. wie Zink, Magnesium,     Kadmium,     Bor, Titan, Zinn, Blei,     Vanadin,    Mangan,  Eisen, Kobalt,     Rhenium    und insbesondere  diejenigen der     sechsten    Gruppe, wie Chrom,       Molybdän,    Wolfram oder Uran, genannt.

    Von den Verbindungen dieser Metalle sind  insbesondere die Oxyde, Sulfide oder     Ilalo-          genide    zur Verwendung     geeignet.    Die Kata  lysatoren     können.    auf fein verteilte Träger,  wie Floridaerde,     Kieselgur,        Silikagel    oder  aktive Kohle niedergeschlagen werden. Die  Herstellung derartiger Massen wird beispiels  weise so durchgeführt, dass man die Träger  mit     Natalysatorlösungen    imprägniert oder  bespritzt.

   So kann man zum Beispiel wäs  serige Lösungen von     Molybdaten    oder     Wolf-          ramaten    oder in     Ammoniumoxalat    gelöstes       Zinnoxalat    verwenden. Ferner kann man  auch Katalysatoren, die sich -bei der Reak  tion zersetzen, wie zum Beispiel Halogen  verbindungen der Metalle,     Metallkarbonyl-e,          Oxalate    oder     zersetzliche    Karbonate verwen  den.     Besonders    vorteilhaft ist es. Katalysa-           toren    zu verwenden, die durch Schwefel  nicht vergiftet werden.  



  Man kann dem     kohlenstoffhaltigen    Aus  gangsmaterial auch Metalloxyde, wie zum  Beispiel Zinnoxyd oder     Molybdänoxyd,    zu  setzen, wobei man gleichzeitig die Wasser  stoffverbindung eines     Metalloides,        wie    zum  Beispiel Bromwasserstoff oder Jodwasser  stoff, hinzufügt.  



  Wenn man Katalysatoren verwendet, die  sich im Verlaufe der Reaktion zersetzen, ist  es vorteilhaft, Vorkehrungen zu     treffen,    die  eine     frühzeitige    Zersetzung derselben, bevor  sie in den     Vorerhitzer    oder     in    den Reaktions  raum gelangt sind, verhindern. Dies wird  vorzugsweise dadurch erreicht, dass man .die       Einführrohre    vor der Einwirkung der Hitze  schützt, oder dass man .die     Flüssigkeit,    .die  als     Dispersionsmittel    für den Katalysator  verwendet wird, in kaltem Zustande benutzt.

    Erstere Massnahme kann ausgeübt werden,  indem man die     Zuführrohre    isoliert oder  kühlt oder indem man Doppelröhren verwen  det, bei denen .der Zwischenraum zwischen  ,denselben mit einem isolierenden oder küh  lenden     Mittel    gefüllt ist.  



  Die Mengen der an den verschiedenen  Stellen der Apparatur zugeführten Kataly  satoren werden so gewählt, dass die gesamte,  in     bezug    auf das zu hydrierende Material       für    die Umsetzung     notwendige    Menge im       Reaktionsraum        stets    zugegen ist. So     kann     man zum Beispiel die Hälfte der     Katalysa-          tormenge,    die     benötigt        wird,    im     Vorerhitzer     zusetzen, während man die andere Hälfte in  .den     Reaktionsraum        einführt.     



  Bei ein und derselben Reaktion kann  man auch verschiedene     gatalysatortypen     verwenden. Es wurde gefunden, dass es vor  teilhaft ist;     .diejenigen    Katalysatoren, welche  eine hydrierende Wirkung auf die     asphal-          tischen    Stoffe ausüben,     wie    zum Beispiel ein  Gemisch von     Molybdänsäure    und Zinkoxyd  oder solche, deren Aktivität nicht leicht  durch schädliche Substanzen     vermindert          wird,        wie    zum Beispiel     Zinnoxalat,    mit dem  zu hydrierenden Material im     Vorerhitzer    zu  vermischen.

       Anderseits    kann man an Punk-         ten,    die hinter dem     Vorerhitzer    liegen, leicht       zersetzliche    Katalysatoren oder solche, die  gegen asphaltähnliche Substanzen empfind  licher sind, wie zum Beispiel Wolfram  sulfid oder Phosphor enthaltende Verbin  dungen von     Molybdän    und Chrom, zusetzen.  



  Wenn     man    eine mit Öl     angepastete        Kohle     als zu hydrierendes Material verwendet, ist  es vorteilhaft, die     Vorerhitzung    derart aus  zuführen, dass das Material während nicht  zu langer Zeit einer Temperatur     .oberhalb     250   C ausgesetzt ist. Im Hinblick auf diese  Forderung     wird    die     Vorerhitzung        vorteilhaft     in verschiedenen, beispielsweise drei     Vorheiz-          systemen    durchgeführt.

   Diese können aus  drei Schlangen bestehen, welche in einem  Bad aus geschmolzenem Material, beispiels  weise geschmolzenem Metall, angeordnet  sind, wobei das Material in der .ersten Stufe  auf 150  , in der zweiten auf 800   und in  .der dritten Stufe auf die erforderliche Reak  tionstemperatur gebracht     wird.    Im allgemei  nen erfolgt die     Aufheizung    des Ausgangs  materials in einem Zeitraum, der einem  Fünftel oder der Hälfte der Reaktionszeit  entspricht, nachdem die Substanzen eine  Temperatur von 250   C erreicht haben.  



       Bei    der Verarbeitung von in     Pastenform     gebrachter     :Kohle    ist es vorteilhaft, um     Stö-          rungeu    während der Reaktion zu vermeiden,  für die Überführung in die     Pastenform    ein  Öl zu verwenden, das keine in Benzol un  löslichen     asphaltischen    Bestandteile enthält.  



  Die Druckhydrierung gemäss der vor  liegenden Erfindung wird bei     Temperaturen;     die zwischen 250 und<B>700'</B> C liegen, vor  zugsweise bei Temperaturen oberhalb 800   C  durchgeführt. Die besten     Resultate    erhält  man beim Arbeiten     zwischen    380 und 600   C.  Die angewendeten Drucke übersteigen zweck  mässig 20 Atmosphären. Vorteilhaft verwen  det man 50 Atmosphären übersteigende  Drucke, zum Beispiel 100, 200, 800, 500  ad-er 1000 Atmosphären, und noch höhere.       G-ewünschtenfalls    können die Drucke stufen  weise während der verschiedenen Stadien  des Prozesses     gesteigert    werden.

   Die beim  Prozess     anfallenden        Mittelöle    oder Öl ent-      haltenden Rückstände können ganz oder teil  weise wieder in den Reaktionsraum zurück  geführt werden, indem man sie vorteilhaft       vou    neuem in einem     Vorerhitzer,    wie er für  das frische Ausgangsmaterial Verwendung  findet, auf die notwendige Temperatur  bringt. Wenn man in dieser Weise arbeitet,  ist es angebracht, die gegen höhere Tempe  raturen weniger empfindlichen     .Stoffe    höher  zu erhitzen als die gegen Temperatureinwir  kung empfindlicheren Produkte.  



  Wenn man Ausgangsmaterial von hohem  Siedepunkt in mehreren Reaktionsräumen  behandelt, ist es vorteilhaft, dieselben in dem  ersten Reaktionsraum, der eine verhältnis  mässig niedrige Temperatur aufweist, mit  einem stark hydrierend wirkenden Katalysa  tor zu behandeln, während man im zweiten  Reaktionsraum, der auf höherer Temperatur  gehalten wird, einen Katalysator verwendet,  der insbesondere die Spaltung begünstigt.  



  Die Reaktionsprodukte können konti  nuierlich oder periodisch in Dampfform oder  als     Flüssigkeit    oder aber in beiden Formen  gleichzeitig entfernt werden. So können zum  Beispiel flüssige Produkte, die Katalysatoren  enthalten, kontinuierlich oder periodisch am  Boden des Reaktionsraumes oder aus einem  an demselben angebrachten     Abs.cheider    ab  gezogen werden, wobei man die Katalysa  toren durch Extraktion .der flüssigen Sub  stanzen beispielsweise mit Benzol wieder ge  winnt. Der Katalysator kann in irgendeiner  geeigneten     @Teise    regeneriert werden und  hierauf dem Reaktionsraum aufs neue in der  hier angegebenen Weise zugeführt werden.  



  Die Rückgewinnung .des Katalysators  aus den Rückständen kann nach verschie  denen Methodenerfolgen. So     kann    man bei  spielsweise Lösungsmittel verwenden, oder  man kann die Rückstände einer Hitze  behandlung vorteilhaft einer Verschwelung  bei niederer Temperatur unterwerfen, oder  aber man kann sie einer chemischen Behand  lung unterziehen, beispielsweise mit Säuren  oder Alkalien, welcher Behandlung vorteil  haft ein     Röstprozess    oder eine andere Wärme  behandlung vorangeht. Die Rückstände kön-    neu auch direkt mit Gasen behandelt werden,  welche sich mit dem     gatalysatormetall    zu  flüchtigen Verbindungen umsetzen, wie zum  Beispiel Chlor oder Kohlenmonoxyd, wonach  man aus den so erhaltenen flüchtigen Metall  verbindungen .das Metall zurückgewinnt.  



  Unter .der Bezeichnung Druckhydrierung  ist ausser der     Herstellung    von niedrig sieden  den Produkten aus kohlenstoffhaltigen Ma  terialien mit hohem Siedepunkt auch die       Raffination    durch spaltende Hydrierung von  Schmierölen, Rohbenzol, Benzin oder Kerosin  begleitet von .einer Entschwefelung oder Des  oxydation oder die Herstellung von nicht  klopfenden Benzinen aus wasserstoffreichen  Produkten zu verstehen. Das Verfahren ge  mäss vorliegender Erfindung eignet sich ins  besondere für Arbeitsweisen, welche das  Ausgangsmaterial in flüssigem oder     festem     Zustande verwenden. Wenn man jedoch die  Katalysatoren in Suspension hält, eignet es  sich ebenfalls für das Arbeiten in der gas  förmigen Phase.

   Die Druckhydrierung ge  mäss der Erfindung kann mit irgend einem  Gas, das aus Wasserstoff besteht, denselben  enthält oder liefert, durchgeführt werden.  Zusätzlich zu den in Dispersion verwendeten  Katalysatoren kann man auch Katalysator  substanzen im Reaktionsraum selbst ent  weder fest oder in beweglichen Teilen an  bringen oder     dieselben.    in den Reaktionsraum       hineinschichten.     



  Die folgenden Beispiele zeigen, wie das  Verfahren gemäss der Erfindung praktisch  ausgeübt wird, ohne jedoch den Erfindungs  gegenstand auf diese Beispiele beschränken  zu wollen. Die angegebenen Teile beziehen  sich, wenn nichts anderes gesagt wird, auf  Gewichtsteile.         Beispiel   <I>1:</I>    Dieses Beispiel nimmt Bezug auf die  Zeichnung,     in    welcher eine Apparatur, wie  sie für die Ausübung des erfindungsgemässen  Verfahrens verwendet werden kann, gezeigt  ist.  



  Steinkohle wird fein vermahlen und mit  einer wässerigen Lösung von     Zinnoxalat    in      der Weise imprägniert, dass die     Kohle    0,02     %     Zinn enthält. Das Kohlenpulver     wird    dann  mit der gleichen Gewichtsmenge eines ober  halb 200   siedenden Öls, das durch Druck  hydrierung der gleichen     Kohle    erhalten wor  den ist,     angepastet    und zusammen mit  Wasserstoff unter einem Druck von 200     Atm.     bei A in den     Vorerhitzer    B eingeführt, der       mittelst    Flammengasen geheizt wird.

   Am  Punkte C des     Vorerhitzers    B wird ein Ge  misch von     gleichen        Gewichtsteilen    eines fein       vermahlenen,    aus     Molybdänsäure    und Zink  oxyd bestehenden     Katalysators    und einem  asphaltarmen Schweröl, das durch Hydrie  rung der gleichen     Kohle    erhalten wurde, in  den     Vorerhitzer        eingeführt.    Dies geschieht  mit einer Hochdruckpumpe in     einer    solchen  Menge, dass die Kohlenpaste, wenn sie in den  Reaktionskessel     eingeführt    wird, 0,01       Molybdän,

      berechnet auf das Gewicht der  Kohle, enthält. Die Ausgangsstoffe gelangen  dann in das Reaktionsgefäss D, wobei sie  eine Temperatur von 450   C aufweisen.  Durch die     Einführstutzen    E und F wird  dann noch ein Gemisch des     Molybdänsäure-          katalysators    mit Schweröl, das die oben ge  nannte     Zusammensetzung    aufweist, in den  Reaktionsraum eingeführt, wobei man den       Zustrom    derart regelt, dass die Menge des  durch jedes Rohr eingeführten     Katalysators          einen    Zuwachs an 0,01 %     Molybdän,    be  rechnet auf das Gewicht der Kohle, ergibt.

    Das Reaktionsprodukt geht dann in den       Separator    G, wonach die gasförmigen und  dampfförmigen Anteile durch den Wärme  regenerator H, in welchem sie den grössten  Teil ihrer Wärme an den im Gegenstrom  fliessenden Wasserstoff abgeben, strömen.  Ein Teil dieser Produkte wird im Kühler J  kondensiert, worauf sie in den     Abscheider        g          gelangen,    an dessen Boden sie abgezogen       werden.    Der Wasserstoff und die gasförmi  gen Anteile gehen durch den Reiniger L, in  welchem der Wasserstoff von flüchtigen       Schwefelverbindungen    befreit wird und die  gasförmigen     Kohlenwasserstoffe,    wie Me  than,

   entfernt     werden.    Von hier aus ge  langt der Wasserstoff zusammen mit dem    frisch zugeführten Wasserstoff bei     ill    durch  den     Wärmeaustauscher        H    von neuem in den       Vorerhitzer    B.  



       95/'0    der im Ausgangsmaterial vorhan  denen Kohle wird in wertvolle flüssige Pro  dukte umgewandelt. Die festen bis halb  festen Rückstände, die noch<B>01</B> enthalten,  werden bei N vom Boden des     Abscheiders          G    abgezogen und mit einem Mittelöl, ver  mischt, das     vorteilhafterweise    durch Hydrie  rung der gleichen Kohle erhalten wurde.

    Dieses     Verdünnungsmittel    sollte vorteilhaft  wenigstens     einen    gewissen bestimmten Be  trag an gesättigten     Kohlenwasserstoffen    ent  halten, der vorteilhaft durch Bestimmung des       Anilinpunktes    zum voraus ermittelt     wird.    Es  wurde gefunden, dass es     vorteilhaft    ist, ein  Öl zu verwenden, das einen     Anilinpunkt     oberhalb     -f-    5   C aufweist. Je mehr asphalt  ähnliche Verbindungen in den öligen Rück  ständen enthalten sind, desto höher sollte der       Anilinpunkt    des als Verdünnungsmittel die  nenden Öls sein.

   So wird zum Beispiel bei  der Aufarbeitung eines Schlammes mit 29       Kohlerückstand    und 20 % asphaltähnlichen       Substanzen    ein Öl verwendet, das einen Ani  linpunkt von     +    15   C besitzt. Der so     ver-          ,dünnte    Rückstand wird dann filtriert oder       abzentrifugiert.     



  Es ist vorteilhaft, die Aufarbeitung der  Rückstände in zwei Stufen durchzuführen.  So kann man zum Beispiel den Rückstand  mit der gleichen Gewichtsmenge eines     Öl-          gemisches,    das man beim zweiten Stadium  der Aufarbeitung erhält und das aus einer  Mischung von Schweröl und Verdünnungs  mittel besteht, vermischen und hernach zen  trifugieren. Die festen Bestandteile werden  dann mit einem reinen     Verdünnungsöl    ver  mischt     und    nochmals zentrifugiert.

   Die nun  mehr erhaltenen festen     Bestandteile    und die       abzentrifugierten    Flüssigkeiten werden ge  trennt der Dampfdestillation oder der Destil  lation im Stickstoffstrom     unterworfen,    um  das     Verdünnungsöl        zurückzugewinnen.    Das  so erhaltene Schweröl kann man zur Vor  bereitung frischer Kohle verwenden, indem  man diese in pastöse Form überführt. Die      festen Rückstände können von ihrem     01-          gehalt    durch Wärmebehandlung in einem  röhrenförmigen Rotationsofen, der mit Ku  geln versehen ist und der vorteilhaft von  aussen beheizt     -wird,    befreit werden.

   Die Ku  geln können auch als     Wärmeträger    verwen  det werden, indem man dieselben ausserhalb  des Ofens anheizt, worauf man sie einfüllt.       Beispiel   <I>2:</I>  Ein deutsches Mineralöl mit einem Siede  punkt oberhalb 325   C wird zusammen mit       Wasserstoff    auf ungefähr 450   C erhitzt.       Bevor    diese Stoffe in die Reaktionskammer  eintreten, in der ein Druck von 250     Atm.     herrscht, wird eine Lösung von Jod in  Leuchtöl in solchen Mengen zugesetzt, dass  die     Ausgangsstoffe    0,05%, berechnet auf  das Gewicht des zu hydrierenden Materials,  Jod enthalten.

   In den untern Teil des auf  recht stehenden röhrenförmigen Reaktions  kessels wird eine weitere, gleiche Menge Jod  lösung eingeführt, und zwar     vermittelst    eines  in den Kessel reichenden Rohres. Während  der Reaktion befinden sieh die zu behan  delnden     Materialien    in flüssigem Zustande.  Die     dampfförmigen        Reaktionsprodukte    zie  hen zusammen mit dem Wasserstoff ab, wer  den in einem Kühler kondensiert und in  einem     Absaheider    gesammelt. Die Reaktions  produkte     bestehen    zu 70 % aus Stoffen, die  unterhalb 325   C sieden.

   Anteile mit höhe  rem Siedepunkt, die man durch Destillation  des     Kondensates    erhält, werden in .den     Vor-          erliitzer    zurückgeführt.  



  <I>Beispiel 3:</I>       Steinkohle    wird fein vermahlen und mit  der gleichen     Gewichtsbeilmenge    eines Öls,  das einen Siedepunkt oberhalb 325   besitzt,  das durch Druckhydrierung der gleichen  Kohle erhalten wurde,     angepastet.    Diese  Paste wird zusammen mit Wasserstoff bei       einem    Druck von 250     Atm.    in einem gas  geheizten     Vorerhitzer    auf 450   C gebracht.  Fein verteiltes     Zinnbromür    wird mit der  gleichen Gewichtsmenge eines Mittelöls, das  aus Grubenkohle hergestellt wurde, eben-    falls in     Pastenform    gebracht.

   Diese Paste       wird    mit dem     Ausgangsmaterial    im letzten  Teil des     Vorerhitzers,    wo die Reaktionstem  peratur von 450' C beinahe erreicht ist, in  einer solchen Menge vermischt, dass 0,05  des Katalysators, bezogen auf die Menge der  eingeführten Kohle, zugegen ist. Die Kohlen  paste geht dann in .den Reaktionsraum, in  dessen erstem Drittel eine der bereits vor  handenen Menge entsprechende Menge in der  bereits beschriebenen Weise, zugeführt wird.  In dem mit dem Reaktionsraum verbundenen       Abscheider    werden die gasförmigen Pro  dukte von festen Rückständen und Schwer  ölen getrennt.

   Die     genannten    gasförmigen  Produkte werden dann in einem Kühler kon  densiert, worauf man den Wasserstoffdruck  vermindert.  



  Auf diese Weise werden<B>95%</B> der ein  geführten Kohle in flüssige     Kohlenwasser-          stoffe,    die praktisch keine asphaltartigen  Substanzen enthalten, übergeführt.  



  Ähnliche Resultate erhält man, wenn  man eine Lösung von Brom in     einem    Mittel  öl, .das aus derselben Kohle erhalten wurde,  verwendet.  



  <I>Beispiel</I>     .4:     Fein vermahlene Ruhrkohle wird im Ver  hältnis 1 : 1 mit den oberhalb 325   C sie  denden Anteilen eines 01s, das durch Druck  hydrierung der gleichen Kohle erhalten  wurde,     angepastet.    Diese Paste wird zusam  men mit Wasserstoff unter einem Druck von  200     Atm.        in    einen gasgeheizten     Vorerhitzer     geführt, in welchem sie auf 450' C erhitzt  wird.

   Die Ausgangsstoffe gehen dann in den       Reaktionsraum,    in den 2 % eines fein ver  teilten Katalysators, berechnet auf Kohle,  der aus     Molybdänsäure,    die mit Wasserstoff  bei 460'C reduziert, und mit .der gleichen  Gewichtsmenge eines asphaltfreien Schwer  öls     angepastet    ist, mit Hilfe eines     Einführ-          rohres    eingebracht werden.

   Das Vermischen  des Katalysators     und    der     Kohlenpaste    ge  schieht durch die Wirbelströme im Reak  tionsraum. 95 % der     eingeführten        Kohle    wer  den in flüssige und gasförmige Kohlen-           wasserstoffe    übergeführt. Die frisch gebil  deten     Kohlenwasserstoffe    sieden zu 25% bis  1.80   C und zu<B>75%</B> zwischen 180 und  325   C.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Druckhydrierung kohlen stoffhaltiger Substanzen bei Temperaturen zwischen 250 und<B>700'</B> C in Gegenwart eines in .dem zu hydrierenden Material ver teilten Katalysators, .dadurch gekennzeich net, dass man den fein zerkleinerten Kataly sator dem zu hydrierenden Material minde stens teilweise in einem Punkt zusetzt, wo dasselbe eine Temperatur erreicht hat, wel che wenigstens<B>90%</B> des Temperaturinter- valles zwischen Aussentemperatur und P,eak- tionstemperatur höher liegt als die Aussen temperatur. UNTERANSPRÜCHE: 1.
    Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhitzung .des zu hydrierenden Materials vermittelst eines Heizmittels erfolgt, dessen Temperatur höher ist als die Reaktionstemperatur. 2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man die gesamte Ka- talysato.rmenge am besagten Punkte zu setzt. 3. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, .dass man -den Katalysator portionenweise zusetzt. 4. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man .den Katalysator an verschiedenen Stellen der Apparatur zuführt. 5.
    Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man an verschiedenen Stellen verschiedene Katalysatoren zu führt. 6. Verfahren nach Patentanspruch und Un teranspruch 5, dadurch -gekennzeichnet, dass man solche Katalysatoren verwendet, die durch Schwefel nicht vergiftet wer den. 7. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man bei Tempera turen zwischen 380 und 600 C arbeitet. B. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man bei einem Druck von mindestens 50 Atm. arbeitet.
CH164543D 1931-07-29 1932-07-27 Verfahren zur Druckhydrierung. CH164543A (de)

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