СПОСОБ ГИДРИРОВАНИЯ УГЛЕЙ, СМОЛ, МИНЕРАЛЬНЫХ МАСЕЛ И ПР. Советский патент 1936 года по МПК C10G1/06 

Ценные жидкие углеводороды с низкой температурой кипения получают, согласно настоящему изобретению из твердых горючих, например, из всякого рода угля, дерева и т.п. или же минеральных масел, в особенности тяжелых, а также продуктов их перегонки или экстрагирования путем воздействия на них водорода при высокой температуре и давлении выше 50 атм. в присутствии катализаторов, содержащих сульфиды вольфрама или хрома. Преимущество этих катализаторов состоит в их устойчивости против ядовитого действия серы.

Указанные сульфиды вводятся в реакционную камеру или образуются там путем воздействия сероводорода, или серы на соединения вольфрама, или хрома. Кроме того, сероводород или выделяющие сероводород вещества, например, сероуглерод могут прибавляться при реакции или получаться при процессе исходного материала.

Указанные выше катализаторы применяются вместе с другими нечувствительными по отношению к сере катализаторами одновременно или же последовательно друг за другом.

В качестве примера таких других катализаторов можно назвать молибден или его соединения, в особенности сульфиды и окиси, например, молибденовая кислота, молибдат аммония или соли тяжелых металлов, например, сульфид кобальта или железа.

В качестве контактной массы могут быть применены силикатный желатин, асбест, кокс, активный уголь, кварц, глинозем, металлы, в особенности тяжелые металлы и т.д.

Катализатору можно придать определенную форму, например, путем прессования в шарики, кубики, кольца, цилиндры и т.п.

Кроме того в реакционном пространстве могут быть предусмотрены распределители, а также активаторы, например, окись цинка или магнезии.

Контактные массы могут быть применяемы разным способом. Можно прибавлять их или к самому подлежащему обработке твердому или жидкому материалу или же, в случае применения жидких веществ, располагать их произвольным образом в контактном пространстве, приводя данную жидкость в соприкосновение с ними в жидком, испаренном или распыленном состоянии.

Путем разделения процесса на две или больше фаз можно добиться хороших результатов, в особенности при переработке твердого топлива и тяжелых масел или остатков. В первой фазе превращаются исходные материалы, как например, уголь, дегти или тяжелые минеральные масла в жидкие продукты, состоящие главным образом из средних и тяжелых масел, а эти продукты в последующих фазах превращаются в легкокипящие продукты, как например, бензин. В разных фазах можно применять разные катализаторы, например, в первой фазе молибденовый катализатор, а в последующей фазе - катализатор, содержащий сульфид вольфрама.

В качестве подвергаемых обработке материалов наиболее подходящими являются каменный уголь любого сорта, бурый уголь, торф, дерево, различные виды нефти, сланцевые масла или другие твердые и жидкие битумы, продукты перегонки или экстрагирования названных веществ, а равным образом и вообще содержащие углерод вещества животного и растительного происхождения, как например, полученные при различных температурах дегти или битумы из бурого угля, а также дегти или масла, добываемые из вышеуказанных материалов путем обработки их водородом с применением давления или же без такового, или же превращения названных материалов в роде продуктов крэкирования, кумароновых смол, кислотных смол и тому подобные фракции или остатки от перегонки или экстрагирования, пек, асфальт и т.д. Эти исходные материалы в отдельности или же в смеси друг с другом или с другими подходящими органическими жидкостями могут быть подвергаемы гидрированию или деструктивному гидрированию. Твердые вещества, как уголь, переводятся при помощи предлагаемого способа в жидкие продукты, жидкие же материалы в роде нефти и т.п. переводятся в продукты с более низкой точкой кипения.

Для обработки можно пользоваться одним только водородом или же содержащими водород смесями, в которых содержится азот, окиси углерода, сероводород, водяной пар, метан или же другие углеводороды. Подходящим оказывается, например, водяной газ. Водород может быть также получен в самом пространстве, где происходит реакция, путем воздействия воды на материалы, разлагающие воду в этих условиях реакции.

Обычно водород возвращают в круговой процесс и составляют желаемый для гидрирования состав газа. В зависимости от условий работы как-то: относительного давления, температуры, продолжительности обработки получаются продукты, более или менее богатые низкокипящими составными частями. Из подходящих исходных материалов и при подходящих условиях можно по предлагаемому способу получать бензины, светильные масла, масла для дизелей, смазочные масла высшего качества и пр.

Применяемые температуры находятся между 300 и 700°, а давление от 600 до 1000 атм.

Пример 1. Генераторная смола из бурого угля вместе с азотно-водородной смесью проводится при 500° под давлением в 200 атм. над контактом, состоящим из гидроокиси хрома. При этом гидроокись хрома превращается в сульфид хрома. Из смолы получается без образования остатков жидкий продукт, свободный от фенола, насыщенного свойства и содержащий около 50% бензина (до 150°). Высшие части перегонки полученного продукта, свободного от асфальта, можно легко таким же способом перевести в бензин.

Пример 2. Остатки нефти вместе с водородом проводятся при давлении в 200 атм. и температуре 450-500° над вольфрамовой кислотой. При этом вольфрамовая кислота превращается в сульфид вольфрама и получается продукт с содержанием 50-80% бензина (точка кипения ниже 150°).

Пример 3. Полученная путем гидрирования под давлением из бурого угля смола вместе с водородом приводится при 430° под давлением в 200 атм. над сульфидом вольфрама, в результате чего получается продукт, прозрачный как вода и содержащий 70% бензина (точка кипения 200°). Вышекипящие части пригодны в качестве дизельных или светильных масел.

Пример 4. Пары среднего полученного из американской нефти масла пропускается при 425° под давлением в 250 атм. над сульфидом хрома, в результате чего получается продукт с содержанием бензина в 50%. Остаток, с целью полного превращения в бензин, вторично пропускается над катализатором вместе со свежей порцией среднего масла.

Способ гидрирования углей, смол, минеральных масел и пр., с целью получения низкокипящих углеводородов путем обработки протекающим водородом при высокой температуре под давлением выше 50 атм. в присутствии катализаторов, отличающийся тем, что в качестве катализаторов применяют сульфиды вольфрама или хром.