/ Известно, .что из смесей окислов углерода с водородом ъ.ш богатых водородом газов, в роде метана, возможно -получать каталитическим лутем в-присутствии смеси м«ди, серебра или золота, с добальтом и марганцем при относительно высоких давлениях --и -температурах,жидкие угле-. водородаг, равно как и кислород содержапще органические соединеййя. Однако, катализаторы, при этом легко ослабевают, вследствйе отложения сажи и образования метана. Для тех же Уцелей :йашли применение контактные массй, , содер кащие соединения железа и .
В предлагаемом способе получения органических соединений путем каталитического восстановления окислов углерода;. процесс ч ведется при умеренном, либо сильно повышенном давлении и при повышенной темле(ратуре, при чем нолучаются отйосительно высокие выходы углеводородов, особенно . жидких, а также киciopoднЁ(x органяче ских соединений, особенно, йетилввого спирта, .: если использовать гконтактные массы, содёржащие; помимо меди, серебра,
: ./ , 9.: ,
золота, цинка, либо нх смесей .и сплавов, еще-.-в незначительных количествах, н другие элементы, преимущественно железной группы, либо соединения последних и, и,том в отсутствии носителей слабой теплопроводности.. Смотря по выбору условий работы получают газообразные HJ№ жидкие углеводороды, или , и другие; нолудаемые жидкие Продукты богаты низкокипящима составными частями н хорошо пригодны для применения в качестве моторного топлива. Так как, они, to большей части, обладают резко выраженным, ненасыщенным характером, применение их в моторах с повышенным сжатием, правило, не требует вовсе добавки антидетонаторов. В качестве добавок к катали. заторам пр аменяются различные йетамы или металлические соединения, в особенности кобальт,. же.1гезо, марганец, церий, , молибден, вольфрам, титан, алее- сурьма, висмут, цирконий и т. д; при нзвестных уаяовиях выгодно в качестве добавок применять сйеси двух ИЛЕ трех Веществ. Цропорция добавок должна быть, по сравнеHHio С главным катализатором, сильно уменьнгана, фетавляя .обычно лишь несколько
прозаентов от его количества. Катализаторы
могут -быть приготовляемы самым., различ. ,ным обра)зом; так, например, можно тесно
перемешать ОКЙСБ меди с соответственными
доб авкамр и затем непосредственно вацолj im, ею контактную печь, в виде небольщих спрессо-ванных кусочков; можнр также
-нанитать добавками, в растворенном виде,
металлическую пористую медь, получаемую восстановлением окиси меди при низких темп ературах (ниже 400-:500°), или же сплавлять окись меди с, добавками, подвер;.ая металлическую медьД с несколькими процентами магнийи кобальта окислительному плавлению в токе к| слорода. Возможный вариант работы заключается также и Б том, на меди или вызывают рбразование совсем тонкого
.N осадка, таких э ехаллов, рак железо; ко
/ бальт,чсурьма и т., д., направляя на нагреваемые, металлы-катализаторы газообразные соединениявспомохательных металлов, осрбенно органического состава, в роде их ка рбонйльныд единений и т. п. Образование углеводородов.дли кислородных
;.н,ений соверпьается уж§ при обыкновенном да,влении, но вообп1;ё возрастает с егопо, вь|:шеняем. Так, например, работать
с совершенной уверенностью в благоприятном результата цроцесса и при 200 атм., или; дажееще вып1е,при 1.000 атм. и больхше. Работу-ведут и по принципу з мкн-утого Kpyrooj6apoTa, а также пряме няют рлд последоватедьно включенны/ контактных . Благоприятные результаты дости а,ютсятакже, если ..вместо вышеназванных Катализат0р/)в -употребляют контактные массы, содержащие железо, никель или кобальт, либо их соединения в какой-либо форме и, кроме того, кадмий или таллий, лиоо .;И1 соединения, иди смесд этих вехцеств.
чКрнтак ные массы этого рода активны уже дри cpaBHBTeJibHO, низких температурах,
U именно, .около ,250-300°; я ниже. Прнба лениех.указанных элементов совершенно
, устраняе г отдожение сажи на каталийато, рах даже в том случае, если пользуются
, богатым - углерода. Дрочие элементы 8-Й групйй периодической ёисте ы(иатдна, палладий и т.д.).также об наружйвавот в сочетании с кадмием или.
таллием действие, сходное с таковым жёaejta, живеля и кобальта,. Активность к(|н --. : тактных масс увеличнвается enffe от дополнительных-прибавок, например, /меди,.золота, серебра, а также Це.рйл, циркодяя, алюм|пйД,ч ванадия, грайа, хрома, молиб- Гдена., вольфрама, марганца, щелочей, ще- .. личных земель и их соединений. В качестве подходящих контакт.ных масс этбго рода (Мржно назвать, например, те; которые corj держат,дел.езо, медь и кадмий, самц.по себе, или-же вместе с другими добавками. Катализаторы могут быть применяемы в самыхл, различных; видах, например-- , виде сплавов, а адкже могут быть при-; roTokMejibi самыми различными способ ами: Можно, наирим., брать окислы, получаемые путем осторожнота нагревания их нитратов можно Т9.кже осаждать составные части, из -/ их растворов в виде гидратор окислов, в пёобходимых случаях-в.присутствии носителя, вроде асбеста) пемзы и т п., а также тесно смешиватв окислы или гидраты окислов и т. д и уже тогда вносить их, в извест-; . , , ных, сау чаях -после иредварительного вое- , становления, в контактную камеру. Деятельные катализаторы получаются такгре при : пользовании солями соответствующими железистосинёродбводородной - железосине-, .; родоводородной кисяотаз. Работу с ними. ,. ведут при обыкновенном давлении или при повышенном, а иногда и сильно повышен- ком давлении, достигающем, 1000 атмосфер и вьгаё. Сообразно условиям, процесса, ка- ковь температура, давление, состав газа, ;. свойства катализаторов и т. д., получают жидкие ., или газообразные углеводороды или кислородные продукты, или смеси этих веществ. Кислородные- продукты состх1ят по большей части из эфиров, кипящих между 150 ; и ЗОО пригодных в качестве растворителей и .размягчите.1№Й. Можно извлекать фракции высоких точек кипен ия, представляющие ценные жиры и воски. Газообразные же углеводороды выделяют- сильным охлаждением,- поглап е- / нием: активированным углем,. либо пр мываниемв поглотительных маолах и, в случае надобности, могут ,быть превращаемы последующей обработкой, в спирвд, а такж вжидкие углеводороды; кроме того, опимогут найти, примепени, в качествеосвеMTeftbHoro и отопительного газа; и.т. п. При любом варианте вьщолйения; предла- -f гаемого способа исходить рз раз ичйых газовых смесей, из водяного газа, jraaa оксовальных печей, генераторного газа,
светильного газа и смесей этих газов, в некоторых, случаях-после добавления окиси
углерода или дауги: газов, и, после удаления f лeкиcлoты, серы я йарбонила железа. Можно также подЫргать уголь или углеводороды, наприи р натуральный газ
или т. п., либо гудроновые масла или «ходньге прбдукты, частичному сжиганию в кислороде или в смесях кислорода и водяного пара, используя; получаемые Лаким .путем газы , после их очистки и, в известных случаях, после каталитич еского превращения некоторой части окиси углерода под действием водяного пара Необходимый
для реак1щи водород может быть получаем
и,контактным путем на самом катализаторе,
заменяя водород в исходных газах, частично
Ьли- целиком, водяным паром, легкими
углеводородами в роде метана, либо их
смесями. Нагревающиеся части аппаратуры
и Детали, со1 икасаюЩиеся-с газами, принимающими участие в реакции лучше изготрвллть, в целях защиты от углеродистых
-отложений, не из железа, а из серебра,
мед, Марганцовой бронзы, хромо-иийкеля,
алюминия, железных сплавов Вроде хромовцх, вольфрамовых или марганцовых ; сталей, ферросилиция и т. д., либо их покрывать этими веществами.
II р и lie р 1) При пропускании над. кате лизатором, приготовленным смешением
100 частей меди и одной .части кобальта,
в виде их окислов, водяного газа при 350°
атм., получают обильный выход киняп;их меаду 40° и ,120° углеводородов
;;цреймущественнО ненасыщенного характера. При образование метана, этана, нропана ja бутана, либо вовсе -не происходит,
либо получаются лишь следы .таковых. -Пример 2) Окись -меди, в виде проволоки, (j6HoS употребляемой при аналитических сжиганиях, восстанавливают и затем пропитывают 1-2 /„ окиси железа окиси-циркония, в-виде нитратов. 10 пуб. с. этого контакта .вносят в наполнейну,ю медью трубу, противостоящую высоким, - давлениям. Примерно при ЗОО и 20 атм. давления нее пропускают водяной газ, предварительно очищенный нродуёканием--над активированным медным .катализатором при 400-450 и последующим поглощением углекислоты и серовв- дорода водоД под давлением - и присутствующёго карбонила .железа- активным . При этом обрйзуют ея обильные количества жидких углеводородов, кипящих между 30 и 120°; Аналогично работает контакт, содержащий вместо окиси, железа и окиси цикрония сурьмянокислый калий.
npjHMep 3) Тщательно смешивают с небольшим количеством водьг и затем сушат 50 частей окиси меди, 80 частей окпси серебра, 8 частей окиси кобальта и 2 части хромовой кислрты. Над полученным ката-ч лизатором пропускается при обыкновенном давлении и температуре в 300° смесь, .состоящая 53 50 частей окиси углерода и 50 частей водорода.Из отходащего газа извлекают жидкие бензины при пЪмощи активного угля. или путем сильного охла,ждения. Кроме того, газ содержит еще низшие газообразные углеводороды, особенно- этилен, пропан и бутан. Подобные же результаты достигаются при нроиуекании исходных газов без повышенного давления через длинную нагреваемую .медную трубу,; внутренняя поверхность которой активиро-, вана незначительным количеством железа.
Пример 4) Раствор, содержащий 12 частей железа, 2 части жйдмия и 8 части-, меди в виде их нитратов,- осаждают уыекалиевой солью и образовавшийся осадок хорошо промывают и сушат. 8 куб. с. полученного таким путем катализатора помещают в контактную рубу, облицованную внутри медью; пропускают , через последнюю при 300-850° к 100 атмосферах давления, со скоростью 60 литров в час, водяной газ, очищенный- обычным способом от углекислоты и сернистых соединений. В конденсаторе собирают под давдевдсем охлажденную до обыкновенной температуры жидко(;ть, состоящую. пз двух слоев, ив которых верхний состоит главным образом из углеводородов, тогда как нижний содержит преимущеетвенпо воду с 10% органических кислот и нисших спиртов, особенно-метилового спирта. Катализатор может служить долгое время, не, теряя своей |1ктивности.I . / .
Помещая за конденсатором приемник с поглотительным углём, , кроме того, собрать бензины, а также углеводороды, кипящие ниже 20°. Отходящий тад заключает в себе, помимо угольного ангидрида,- окиси углерода и водорода, от 5/J-метана и его гомологов.
Пример 5) Как в примере4, пропускают, водяной газ при 250 - 800°-и 50-Г-100 атмосферах давления над 8 кг/о. с.
; л аелезиетоцианистого ё&дмия-меди. Выход
еще выше, :в примере4.
;,- работая при обыкновепном давлении, ; .необходимо, дли йолучения подобных вы- ходов, применять значительно большие количества катализатора.
1Гредмет па(тента. ,
,1. Способ цолучения оргапических со.дийений путем каталитического восстановления окислов углерода водородом при
довышенной температуре- и умеренном или сильно повышенном давлепЕЙ, ртличаю,щийся тем, НТО при продеёсе восстановления применяю - контактные массы, состоящие из железа, никкеля гилй .добальфа в кадмия или таллия, их смесей или соединейий,. X . : . . . , -.. ,: 2. Видоизменение способа, согласно п. 1, отличающееся тем нго к смесй кадмия илв , таллия с железом, кобальтом, никкелем, или их соединениями прнбайляют; медь,; золото, серебро или цинк.
Авторы
Даты
1930-03-31—Публикация
1927-06-21—Подача