DE894553C

DE894553C - Verfahren zur Entfernung von Fettsaeuren aus den kohlensaeurehaltigen Reaktionsgasen und -daempfen der Kohlenoxydhydrierung

Info

Publication number: DE894553C
Application number: DED4813D
Authority: DE
Inventors: Wolfram Dr Ohme
Original assignee: DORTMUNDER PARAFFINWERKE G M B
Current assignee: DORTMUNDER PARAFFINWERKE G M B
Priority date: 1941-10-19
Filing date: 1941-10-19
Publication date: 1953-10-26

Description

Verfahren zur Entfernung von Fettsäuren aus den kohlensäurehaltigen Reaktionsgasen und -dämpfen der Kohlenoxydhydrierung Die bei der Kohlenoxydhydnerung entstehenden Kohlenwasserstoffe enthalten, besonders bei der sogenannten Mitteldrucksynthese nach Fischer-Tropsch, noch geringe Mengen Fettsäuren, die neutralisiert werden müssen vor der Abscheidung der flüssigen Produkte aus den Endgasen. Die Schwie; rigireiten einer restlosen Neutralisation von Fettsäuren sind bekannt.
Technisch erfolgt die Neutralisation in Neutralisationstürmen mit Glockenbödeneinbauten oder Raschigringfüllungen durch Sodalösung, durch welche die Gase und Dämpfe hindurchstreichen, wobei diese im Gegenstrom mit der Sodalauge berieselt werden, auch im Kreislauf. Bei anderen Ausfiihrungen dagegen streichen die Gase und Dämpfe durch eine stehende Sodalauge, die nach Verbrauch erneuert wird.
Unabhängig von der Ausführungsform der Neutralisation stellt man nach der Kondensation in den erhaltenen Ölen noch geringe Mengen freier Carbonsäuren fest.
Die Ursache hierfür liegt in dem hohen Gehalt der Syntheseendgase an freier Kohlensäure, durch welche bei längerer Berührung die Natriumcarbonatlösung in Bicarbonat umgesetzt wird, das eine wesentlich geringere Neutralisationsfähigkeit für Fettsäuren besitzt. Diese Umwandlung von Carbonat in Bicarbonat ist eine Zeitreaktion in Abahängigkeit vom Partialdruck der Kohlensäure sowie von Druck und Temperatur. Versuche bei 1500 und 7 atü ergaben, daß von einer I°/oigen Sodalösung bei 20 °/ol C02-Gehalt des durchgeleiteten Gases nach 5 Minuten nur noch 21 0/, nach 45 Minuten nur noch I4% und nach 6o Minuten sogar nur noch 1,60/0 von dem angewandten Natriumcarbonat als solches vorlagen, während der andere Teil in Bicarbonat umgewandelt war. Bei höheren Kohlensäuregehalten im Gas ist die Umwandlung in Bicarbonat noch weitergehend.
Das wesentlich geringere Neutral is ationsvermögen des Bicarbonats bewiesen Vergleichsversuche an einem Öl mit einer Neutralisationszahl von 38 mg KOH/Ioo ccm, die auf hochmolekulare Fettsäuren mit etwa durchschnittlich 15 C-Atomen zurückzuführen war. Nach der Neutralisation betrug die Restneutrahsationszahl in mg KOH/Ioo ccm:

Bei Anwendung Nach Neutralisation

einer Lösung von1 mit Bicarbonat I mit Carbonat

I,o Olo 7,6 0,0

°25 01o II,I 0,0

0,25 0/o Il,6 0,0

0,I25 °/0 I2,3 2,5

Die Neutralisation mit Bicarbonat verläuft also wesentlich schlechter.
Die Beurteilung der Frage, ob mit Bicarbonat eine Neutralisation vorhandener Fettsäuren überhaupt möglich ist gegebenenfalls bei höherer Temperatur, wie sie in den Neutralisationstürmen im allgemeinen vorliegt, gestattet folzgentder Versuch mit I°/oiger NHCO3-Lösung, der folgende Restneutralisationszahlen ergab: Nach Neutralisation bei 20 C bei 8c° C nach 10 Min. Reaktionszeit 6,7 5,2 - 20 - 5,8 4,3 - 30 - - 0,0 0,0 Es ist also auch bei höherer Temperatur das Neutralis ationsvermögen des B icarbonats außerordentlich gering und erfordert sehr lange Berührungszeiten.
Um nun bei den betrieblich notwendigen kurzen Berührungszeiten eine einwandfreie Neutralisation zu erzielen, wird erfindungsgemäß die Umwandlung der angewandten Natriumcarbonatlösung in Bicarbonat dadurch zurückgedrängt, daß die Berührungszeit der Garbonatlösung mit dem Gas so gering gehalten wird, daß die Zeit für eine weitgehendere Umsetzung zu Bicarbonat nicht ausreicht und von dem eingeführten Natriumcarbonat tatsächlich ein größerer Teil, 20 bis 50 ovo und mehr, als solches für die Neutralisation zur Verfügung steht.
Auf diese Weise ist es möglich, eine weit vollständigere Neutralisation der Fettsäuren zu erreichen.
Technisch läßt sich dies auf verschiedene Weise erreichen. Am einfachsten ist es, nicht wie bisher die Lauge am Kopf des Neutralisationsturmes einzuführen, sondern die Einspritzung der Lauge erst in dem unteren Teil des Turmes vorzunehmen.
Weiter ist es möglich, die Lauge in verschiedenen Höhen des Neutralisationsturmes einzuführen. Die Verteilung der Lauge auf die einzelnen Zuführungen wird so eingerichtet, daß ein möglichst großer Anteil an Natriumcarbonat in der ablaufenden, ausgebrachten Endlauge erhalten wird. Eine besonders gute Wirkung kann erzielt werden, wenn der Neutratisationsturm so ausgebildet wird, daß in verschiedenen Höhen verschiedene Frischlaugekreisläufe für die Neutralisation zur Verfügung stehen. Die Durchführung erfolgt in dem Falle so, daß in bestimmten Höhen Frischlauge eingespritzt und an darunter liegenden Stellen mit Hilfe von Zwischenböden wieder abgezogen wird. Auf diese Weise befindet sich im gesamten Neutralisationsturm stets Frischlauge, die, bevor eine Umsetzung des Natriumcarbonats zu Natriumbicarbonat erfolgen kann, wieder aus dem Gasraum herausgeführt wind. Die Ausführung dieser Neutralisationsform hat besonderen Erfolg, wenn Drehwäscher benutzt werden, wie sie z. B. in Form von Feldwäschern für andere Zwecke in Anwendung sind.
Versuche mit einer i0/oigen Natriumcarbonatlösung haben ergeben, daß bei Anwendung der erfindungsgemäßen Betriebsweise noch zwischen o,3 bis 0,5 °/o Natriumcarbonat in der ablaufenden Endlauge enthalten sind, während bei der bisher üblichenFahrweise höchstens noch o,2 °/o als Natriumcarbonat vorlagen.
Ausführungsbeispiel I Eine Neutralisationsanlage wird in der bisher üblichen Weise betrieben, d. h. die Neutralisationslauge wird an der höchsten Stelle des Neutralisationsturmes aufgegeben und wäscht das Gas im Gegenstromprinzip. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle als Fall 1 und 2 angeführt.

Diese Neutralisationsanlage wird unter sonst gleichen Bedingungen in der erfindungsgemäßen Weise betrieben, d. h. es wird an zwei Stellen im unteren Teil des Neutralisationsturmes nochmals Frischlauge eingespeist. Die sich hierbei ergebenden Zahlen sind in der Tabelle als Fall 3 und 4 angeführt

Säurezahl Sodagehalt Sodagehalt Prozent Soda in der

Fall des neutralisierten Öles in der Frischlauge in der Endlauge Endlauge, bezogen auf

mg/KOHiioo ccm3 g/l g/l Frischlauge

I I4,3 I2,9 2,I I6,3

2 I3,0 Io,8 2,I 19,4

3 3,0 II,I 3,5 3I,6

4 5,0 I3,I 4,I 3I,3

Ausfiihrungsbleispiel II In einer Neutralisationsanlage, in der Fettsäuren aus einem Gas anderer Zusammensetzung als im Ausführungsbeispiel I neutralisiert werden sollen, wobei auch die Gasbelastung der Anlage eine andere ist, werden nach der bisherigen Betriebswdse die in der folgenden Tabelle als Fall 1 und 2 augeführten Ergebnisse erzielt. Nach Umstellung auf die erfindungsgemäße Fahrweise, wobei in den unteren Teil des Neutralisationsturmes wiederum an zwei verschiedenen Stellen nochmals Frischlauge eingeführt wird, ergeben sich die als Fall 3 und 4 angeführten Zahlen.

Säurezahl Sodagehalt Sodagehalt Prozent Soda in der

mg/KOH/Ioo ccm g/l g/l Frischlauge

I I8,9 I2,9 I,9 I4,7

2 23,5 I2,9 2,I I6,3

3 5,I IO,I 4,5 44,5

4 4,7 I2,0 4,7 39,3

Wie aus den Tabellen des Ausführungsbeispiels I und II hervorgeht, lag der Restgehalt an Soda in der Endlauge, bezogen auf den Gehalt in der Frischlauge, zwischen I4,7 und I9,4°/o bei der bisherigen Betriebsweise. Nach Umstellung auf die vorgeschlagenen Fahrweisen lag dieser Restsodagehalt in der Endlauge zwischen 3I,3 und 44,50/0, wobei gleichzeitig die Säurezahl der in der nachfolgenden Kondensation abgeschiedenen Öle sehr wesentlich heruntergegangen war.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zur Entfernung von Fettsäuren aus den kohlensäurehaltigen Reaktionsgasen und -dämpifen der Kohlenoxydhydrierung durch Neutralisation mittels eines kontinuierlichen Stromes einer Natriumcarbonatlösung, dadurch gekennzeichnet, daß die Berührungsdauer der Carbonatlösung mit den Reaktionsgasen und -dämpfen so kurz bemessen wird, daß der in den Endlaugen enthaltene Anteil Natriumcarbonat 20°/o und mehr, im Mittel 20 bis 5o0/o, des eingesetzten Natriumcarbonats beträgt.
2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Neutralisationsiösung nur in den unteren Teil eines Neutralisationsturmes eingeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß Natriumcarbonatlösung an mehreren Stellen in verschiedenen Höhen eiw geführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch I und 3, dadurch gekennzeichnet, daß. Natriumcarbonatlösung an mehreren Stellen in verschiedenen Höhen eingeführt und an mehreren jeweils tiefer liegenden Stellen wieder abgezogen wird.
5. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß dieReaktionsgaseund-dämpfe durch Drehwascher hindurchgeleitet werden, die mit mehreren übereinanderliegenden Einführungen und jeweils getrennter Abführung für die Natriumcarbonatlösung versehen sind.

Angezogene Druckschriiften: Französische Patentschrift Nr. 846605; USA.-Patentschrift Nr. 1 942054.