CH125971A - Verfahren zur kontinuierlichen Darstellung von flüssigen Gemischen aliphatischer, gesättigter, sauerstoffhaltiger Verbindungen durch katalytische Umsetzung von Wasserstoff mit Oxyden von Kohlenstoff. - Google Patents

Description

  Verfahren zur kontinuierlichen Darstellung von flüssigen Gemischen     aliphatischer,          gesättigter,        sauerstoffhaltiger    Verbindungen durch     katalytische    Umsetzung von  Wasserstoff mit Oxyden von     Kohlenstof.       Es ist bekannt, dass Wasserstoff mit den  Oxyden des Kohlenstoffes bei Gegenwart  eines Katalysators und unter Einfluss von  Druck und Wärme in     Wechselwirkung    tritt,  wobei sauerstoffhaltige organische Verbin  dungen entstehen.  



  Gegenstand der Erfindung ist ein Ver  fahren zur kontinuierlichen Darstellung von  flüssigen Gemischen     aliphatischer,    gesättig  ter. sauerstoffhaltiger Verbindungen durch  katalytische Umsetzung von     Wasserstoff    mit  Oxyden von Kohlenstoff, mit Umlauf in  einem geschlossenen Arbeitskreise von Appa  raten, und unter Anwendung von Druck. Ge  mäss diesem Verfahren führt man das Ge  misch der der Reaktion zu unterwerfenden  Gase mit einem Drucke in den Arbeitskreis  ein, welcher den in letzterem herrschenden  Betriebsdruck übersteigt.

   Der Umlauf des  Gasgemisches wird durch Vermittlung einer       injektorartigen,    nur mittelst ruhender Teile  wirkenden Vorrichtung bewerkstelligt, wel  che die     potentielle    Energie des eintretenden  Gasgemisches teilweise in kinetische Energie  umwandelt.    Der Wasserstoff kann entweder in reinem  Zustand oder gemischt mit andern Gasen ver  wendet werden.  



  Es lassen sich nach diesem Verfahren  flüssige Gemische gesättigter     aliphatischer     sauerstoffhaltiger Verbindungen erhalten, die  hauptsächlich aus     Methyl-    und     Athylalkohol     bestehen, daneben höhere Alkohole, Alde  hyde,     Ketone    und Säuren enthalten können,  je nach den Arbeitsbedingungen, unter wel  chen die Umsetzung verlief. Die Gemische  eignen sich beispielsweise zur Verwendung  als Lösemittel,     Denaturierungsmittel,    Brenn  stoff, sowohl für Heizung als Beleuchtung.  



  Nur eine bestimmte Menge der über den  Katalysator geleiteten Mischung reagiert un  ter Bildung einer oder mehrerer Verbindun  gen, weshalb die nach     Abscheidung    der Re  aktionsprodukte verbleibende Mischung mit  einer weiteren Menge der entsprechenden Mi  schung     versetzt    wird, um die Bedingungen  des     Reaktionssystemes    unverändert zu lassen.

    Die Anlage umfasst ausser dem     kata,lytisehen     Apparat einen Apparat zur Kondensation  und     Abscheidung    der Reaktionsprodukte,      eine     Zirkulationspumpe,    die entweder eine  Kolbenpumpe, eine Zentrifugal- oder rotie  rende Pumpe sein kann, sowie in einigen  Fällen andere Apparate, wie Gasreiniger,       Wäimeaustauscher    usw.  



  Die Verwendung von Pumpen hat den  Nachteil, dass die Gase etwas von dem für  die Schmierung der Kolben und Stopfbüchsen       verwendeten    Öl mitreissen, das sorgfältig ab  getrennt werden muss, damit es den Kataly  sator nicht vergiftet. Die gewöhnlichen     Ölab-          scheider    genügen hierzu nicht,. weshalb beson  dere Reinigungsapparate zur Entfernung der  letzten äussersten Spuren von Öl in den Kreis  lauf eingeschaltet werden müssen.

   Die     Zirku-          lationspumpe,        Ölscheider    und Reiniger bil  den als Ganzes eine Anlage von hohem Ge  wichte, deren Betriebskosten einschliesslich  Kraft, Schmieröl, Arbeit,     Reparätion        etc.,    die  Kosten der Herstellung der fraglichen Ver  bindungen erheblich steigert. Man     =ss    hier  zu auch die Verluste durch Entweichen der       Cxasmischung    beim Durchgehen durch die  Anlage und     die    durch die periodische Ent  leerung des     Olscheiders    eintretenden Verluste  hinzureichen.  



  Der Zweck des vorliegenden Verfahrens  besteht darin, die angeführten Nachteile zu  vermeiden. Nach der vorliegenden Erfindung  wird als     Zirkulationsapparat    ein Apparat be  nutzt, der, obgleich er keine sich bewegenden  Teile enthält, den Umlauf der Gase in dem  Kreislaufe bewirkt. Die einzige Bedingung  für den Betrieb besteht darin, dass die     in    den  Kreislauf eingeführte Mischung unter dem  Druck von beispielsweise einer bestimmten  Anzahl von Atmosphären über dem innerhalb  des Kreislaufes selbst bestehenden Drucke  steht.  



  Unter diesen Bedingungen unterliegt die  in den Kreislauf eintretende Mischung einer  Druckverminderung und ein Teil ihrer Poten  tialenergie kann in kinetische Energie umge  wandelt werden. Diese kinetische Energie  wird zur Erzielung des Umlaufes der Gase  benutzt.  



  Eine Ausführungsform des     Zirkulatious-          apparates,    wie er zur Ausführung der Erfin-         dung    benutzt werden kann, ist in     Fig.    1 der  Zeichnung im Querschnitt veranschaulicht,  während       Fig.    2 schematisch einen geschlossenen  Kreislauf mit diesem     Zirkulationsapparat     veranschaulicht.  



  In     Fig.    1 bedeutet     a    den Körper des Ap  parates, der mit entsprechend sehr dicken  Wänden aus einem passenden Metall versehen  ist.<I>b</I> ist ein     Diffusor,        c    eine Düse,<I>d</I> eine Re  guliernadel für die Düse c, e eine Stopfbüchse  und f ein Filter zum Zurückhalten von Ver  unreinigungen, welche die Düse verstopfen       könnten.     



  Die frische Gasmischung wird bei A  durch das Filter f geleitet, wobei die Mi  schung vorher auf einen Druck komprimiert.       wurde,    welcher denjenigen der zu zirkulieren  den Gasmischung um eine bestimmte An  zahl- von Atmosphären übersteigt. Sie fliesst  aus der Düse c mit grosser Geschwindigkeit  aus, indem sie die Betriebsmischung mitreisst,  welch letztere bei B eintritt. Der Überdruck  der frischen Gasmischung wird durch die  Masse und die Geschwindigkeit der in Bewe  gung zu setzenden Gase, durch den Gesamt  widerstand der     Apparatenreihe    und durch  den Arbeitsdruck bestimmt.  



  Der geschilderte     Zirkulationsapparatkann     in irgend einem Punkte des Kreislaufes, an  dem man die Einführung der Gasmischung  für passend hält, eingeschaltet werden. Da  durch, dass bewegliche Teile fehlen, werden  die Nachteile der Verwendung von     Zirkula-          tionspumpen    vermieden, während der Ge  brauch von     Olscheider    und Reiniger unnötig  ist. Ausserdem hat der Apparat den Vorteil       in    der Herstellung billig zu sein. Er ist       ausserordentlich    leicht zu betreiben und  nimmt nur einen sehr geringen Raum ein.

   Die  Kosten der Kraft, um die Mischung auf den  über dem Drucke des Kreislaufes liegenden  Druck zu bringen, sind stets wesentlich nied  riger, als die zur Betreibung einer     Zirkula-          tionspumpe.     



  Mit dem beschriebenen Apparate ist die  Zirkulation der Gase auch dann möglich,  wenn keine Reaktion     zwischen    ihnen statt-      findet, nämlich in dem Zeitraume, wo die An  lage in Gang gesetzt oder eingestellt wird.  



  Eine Anlage zur Gewinnung der verschie  denen Verbindungen aus den angeführten  Gasmischungen nach der Erfindung ist  schematisch in     Fig.    2 veranschaulicht. 1 ist  ein ein- oder mehrstufiger Kompressor, 2 das  Rohr, durch welches die komprimierten Gase  strömen, 3 der in     Fig.    1 veranschaulichte     Zir-          kulationsapparat,    während 4, 5,     G    und 7 ver  schiedene in den Arbeitskreis eingeschaltete  Apparate sind.

   Es sind vier derartige Appa  rate veranschaulicht, doch kann eine grössere  oder geringere Zahl verwendet werden, weil  ihre Zahl und ihr Zweck von dem ausgeübten  Verfahren der Synthese und von dem Punkte  des Kreislaufes abhängt, an welchem der Zu  tritt der Gasmischung für passend angesehen  wird. 8 ist ein Rohr, welches den     Irreislauf     der Gase mit dem Saugrohre 9 des Kompres  sors verbindet, während 10 ein Hahn ist, des  sen Öffnung nach Belieben geregelt werden  kann, und 11 ein Rohr, welches die Apparate  3 bis 7 verbindet. Der Pfeil zeigt den Lauf  der Gase.

   Hahn 10 wird nicht bei normalem  Arbeitsgange betätigt, sondern nur in den  Perioden des     Ingangsetzens    und des     Einstel-          lens    der Anlage oder in Fällen eventueller  Störungen des Arbeitsganges. Wenn die von  Volumenverminderung begleitete Reaktion  sich noch nicht vollzieht oder der richtige  normale Gang noch nicht erreicht ist, so hat  man keine, oder wenigstens nur eine kleinere       Druckverminderung:    die Einführung der fri  schen Gasmischung muss aber gleichwohl ge  schehen, da diese Einführung nicht nur den  Zweck hat die Gase, welche reagiert haben  zu ersetzen, sondern auch denjenigen, die Zir  kulation der gesamten Gasmasse herbeizufüh  ren.

   Wenn man nicht durch Hahn 10 einen  Teil der Gase während der Perioden des In-         gangsetzens    der Anlage entfernte, so     würde     der Druck in der Apparatur zu hoch steigen.  Haben sich die normalen Reaktionsverhält  nisse einmal eingestellt, so hat Hahn 10 keine  Funktion mehr. Wie die Sache beim Einstel  len der Anlage steht, ist leicht zu ersehen.  Desgleichen wenn die Reaktion gestört ist;  durch Regulierung der Öffnung des Hahnes  10     kann    man die gleichen Bedingungen wie  beim Stattfinden der Reaktion herbeiführen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I: Verfahren zur kontinuierlichen Darstel lung von flüssigen Gemischen aliphatischer, gesättigter, sauerstoffhaltiger Verbindungen durch katalytische Umsetzung von Wasser stoff mit Oxyden von Kohlenstoff, mit Um lauf in einem geschlossenen Arbeitskreis von Apparaten, unter Anwendung von Druck, da durch gekennzeichnet, dass das Gemisch der der Umsetzung zu unterwerfenden Gase mit einem Drucke in den Arbeitskreis eingeführt wird, welcher den in letzterem herrschenden Betriebsdruck übersteigt, und dass der Um lauf des Gasgemisches durch Vermittlung einer injektorartigen, nur mittelst ruhender Teile wirkenden Vorrichtung bewerkstelligt wird,

   welche die potentielle Energie des ein tretenden Gasgemisches teilweise in kine tische Energie umwandelt. PATENTANSPRUCH II: Vorrichtung zur Ausübung des Verfah rens gemäss Patentanspruch I, dadurch gekenn zeichnet, dass sie eine injektorartige Vorrich tung aufweist, um das Gasgemisch im Ar beitskreise in Umlauf zu setzen.