DE638637C

DE638637C - Verfahren zur Druckhydrierung von Steinkohle

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Publication number: DE638637C
Application number: DEG70888D
Authority: DE
Original assignee: HANS KAFFER DR; HERMINE WEISSGERBER GEB MARSCH; ILSE SCHULZKE GEB WEISSGERBER; Gesellschaft fuer Teerverwertung mbH
Current assignee: HANS KAFFER DR; HERMINE WEISSGERBER GEB MARSCH; ILSE SCHULZKE GEB WEISSGERBER; Gesellschaft fuer Teerverwertung mbH
Priority date: 1927-07-28
Filing date: 1927-07-28
Publication date: 1936-11-20

Description

Verfahren zur Druckhydrierung von Steinkohle Es ist bekannt, daß Steinkohle unter hohem Wasserstoffdruck bei Temperaturen, welche über 400 ' liegen, aber bei gewissen Kohlen bis nahezu 5oo° gesteigert werden müssen, zum Teil in flüssige oder lösliche Produkte übergeführt wird. Es ist ferner bekannt, daß dieser Prozeß hinsichtlich der Ausbeute günstig beeinflußt wird, wenn man der Kohle Öle zusetzt, welche die Rolle eines Verteilungs- und Wärmeausgleichsmittels spielen, wobei sie in gewissen Fällen gleichzeitig dem Vorgang der Druckhydrierung und Spaltung unterworfen sind. Die für diesen Zweck vorgeschlagenen Teer-oder Mineralöle gehen hierbei teils in niedriger, teils in höher siedende ölige Erzeugnisse über, ohne indessen auf die Zusammensetzung der Hydrierungs- und Spaltprodukte der Kohle einen erkennbaren Einfluß auszuüben.
Es wurde gefunden, daß der Verlauf der Druckhydrierung der Kohle sowohl qualitativ wie quantitativ sich wesentlich anders gestaltet, wenn man der mit Wasserstoff unter hohem Druck und bei hoher Temperatur zu behandelnden Kohle Tetrahydronaphthalin zusetzt, welches in diesem Falle nicht allein als Verteilungs-und Wärmeausgleichsmittel, sondern auch innerhalb eines Temperaturbereiches, in welchem es selbst aufgespalten zu werden beginnt, als Wasserstoffüberträger wirkt. Der auf diese Weise erzielte technische Erfolg besteht einerseits in einer Herabsetzung der Reaktionstemperatur, andererseits in einer wesentlichen Erhöhung der Ausbeute an flüssigen und löslichen Produkten, endlich auch in einer Steigerung der relativen Mengen derjenigen Anteile, welche vermöge ihres niedrigen Siedepunktes als Motorentreibstoffe besonders wertvoll sind.
Die Anwendung einer hydrierten organischen Verbindung als wirksame Zusatzsubstanz bei Hydrierungen ist in der französischen Patentschrift 618 490 vorgeschlagen worden. Es wird dort gezeigt, daß man die Hydrierung schwer hydrierbarer Ausgangsstoffe dadurch fördern kann, daß man der beabsichtigten Reaktion organische Hydrüre zufügt. Verwiesen ist nur auf die Anwendung von Hydrierungsprodukten des Anthracens bzw. von Anthracen selber.
Im Gegensatz hierzu sieht das angemeldete Verfahren der Druckhydrierung von Steinkohle die Benutzung von Tetrahydronaphthalin als fördernde Zusatzsubstanz vor, das seiner chemischen Zusammensetzung nach zwar auch eine Hydroverbindung eines aromatischen Kohlenwasserstoffes ist, seinem Verhalten nach aber niemals als ein organisches Hydrür im Sinne des französischen Patentes anzusehen ist.
In den Berichten der Deutschen Chemischen Gesellschaft, Band 57, Seite 2olo (192q.), wird ausgeführt, daß die Reduktion des- Anthracens mit großer Geschwindigkeit vor sich ginge, sobald sie einmal in Gang gebracht sei.
Von Naphthalin ist hinsichtlich seines Üb.w, ganges in Tetrahydronaphthalin nirgends liches behauptet worden. Alles, was bekanntriä;y hebt die schwere Hydrierbarkeit dieses Kohle r y wasserstoffes hervor.
Während das- zugesetzte Anthracenhydrür zunächst noch einer Weiterhydrierung unterliegt, wird die nachfolgende Wasserstoffabgabe zum Teil bis zum Anthracen selbst, zum größten Teil nur zu den nächstniedrigeren Hydrierungsprodukten, etwa einem Gemisch von Hexa- und Tetrahydroanthracen, führen. Durch diese recht mannigfach und in großer Menge vor sich gehende fließende Bildung und Rückbildung labiler Hydrierungsprodukte kann molekularer Wasserstoff übertragen werden.
Bei der Verwendung von Tetrahydronaphthalin als Zusatzsubstanz tritt weder eine Weiterhydrierung ein, noch findet unter den Bedingungen der Hydrierung der Steinkohle eine nachweisbare Dehydrierung statt. Das Tetrahydronaphthalin spielt demnach praktisch die Rolle eines echten Katalysators, dessen Wirksamkeit man - wenigstens theoretisch - so charakterisieren kann, daß die Geschwindigkeit seiner Wasserstoffabgabe gleich ist der Geschwindigkeit der Wasserstoffaufnahme des dehydrierten Körpers.
In der amerikanischen Patentschrift 1342 79o ist bereits vorgeschlagen worden, die Druckhydrierung von Kohle in Gegenwart von Naphthalin, Anihracen, Teeröl, Pech usw. als Verteilungsmittel (Seite i, Zeile 42) vorzunehmen. Nirgends findet sich jedoch ein Vermerk darüber, daß hydrierte Stoffe eine Förderung der Reaktion durch Wasserstoffübertragung bewirken sollen. In dieser Hinsicht wird von den Zusatzsubstanzen nur erwartet; daß sie die Hydrierungsreaktion nicht beeinträchtigen, und sie dienen lediglich zum Ableiten von Reaktionswärme, um Überhitzungen und Koksbildungen zu vermeiden.
Beispiel Erhitzt man Gasflammkohle nach Vorpressen von Wasserstoff auf iio Atm. mehrere Stunden lang auf 42o bis 425 °, wobei der Druck im Innern des mit einem Rührwerk versehenen Gefäßes auf 26o Atm. ansteigt, so erhält man nach dem Erkalten und Ablassen des Druckgases eine dicke, mit festen, kokigen Anteilen

>f;ndchsetzte Paste, aus welcher 30% der ein-

ten Kohle an flüssigen und löslichen An-

zu isolieren sind. Neben diesen finden

(;sich'` T 48% -unaufgeschlossene Restkohle vor, und 220/, der Füllung sind in gasförmigen Zustand übergegangen.
Wird unter genau den gleichen Arbeitsbedingungen dieselbe Kohle unter Zusatz der gleichen Menge schweren Steinkohlenteeröls der Druckhydrierung unterworfen, so besteht das Druckspältungsprodukt aus einer mit kokigen Anteilen durchsetzten, halbflüssigen Masse, aus welcher 54% ölige und lösliche Anteile neben 36% Restkohle erhalten werden. Der Vergasungsverlust beträgt =2%.
Ersetzt man abermals unter den gleichen Versuchsbedingungen das Teeröl durch Tetrahydronaphthalin, so erzielt man einen dünnflüssigen, nur noch geringe Mengen fein verteilte, feste Bestandteile enthaltenden Aufguß, welcher bei der Aufarbeitung neben io0/, Restkohle und io% Vergasungsverlust 8o0/, der eingesetzten Kohlenmenge an löslichen und - flüssigen Bestandteilen-ergibt. Bei dem'zweiten und dritten der beschriebenen Versuche wurden in der Berechnung der Ausbeute die durch Druckhydrierung der zugesetzten Öle unter den gleichen Versuchsbedingungen entstehenden Anteile in Abzug gebracht.
Aus dem Vergleich der drei Versuche ergibt sich zunächst, daß im Falle I und II die Reaktionstemperatur zu niedrig gewählt ist, daß diese dagegen im Falle III bereits genügt, die Kohle fast vollständig aufzuspalten.
Vergleicht man ferner die Siedegrenzen der flüchtigen Bestandteile bei den drei Versuchen, so findet man, daß in Versuch I bis Zoo ° 160/0, in Versuch II io%, in Versuch III 280/, übergehen. Andererseits beträgt der Gehalt an festen, im Vakuum bis 300' nicht flüchtigen, pechartigen Bestandteilen bei Versuch I 17%, bei Versuch 1I 16%, bei Versuch III 9,5%.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Druckhydrierung von Steinkohle bei hoher Temperatur und hohem Druck, dadurch gekennzeichnet, daß man Tetrahydronaphthalin zusetzt.