147136. lajstromszámú szabadalom • Eljárás 80 fok C felett forró szénhidrogénekből vagy származékaiból oxigéntartalmú vegyületek előállítására CO + H2 gázeleggyel kobaltkatalizátorok jelenlétében

2 147.136 táplált nyersanyag kobalttartalrnát a kobaltveszteség pótlásához: szükséges mennyiségre korlátozzuk. Kísérleteink szerint a szintézistermékkel távozó kobalt mennyisége annál kisebb értékre szorítható le, minél inkább növeljük a szintézisbe bevezetett gázelegy mennyiségét a folyadék mennyiségéhez viszonyítva. Bár találmányunkat nem tesszük függővé semmiféle elméleti magyarázattól, a fenti eredményeket azzal magyarázzuk, hogy mivel a reaktorban az ott keletkező kobaltkarbonilihidrid úgy viselkedik, mint valamely 80 C° forráspontú folyadék és a reaktorban az anyagok az illékonyságuknak megfelelő sorrendben koncentrálódnak, 80 C° feletti forráspontú anyagok esetén a folyadékfázis legfelső rétegében kobaltban legdúsabb a kiindulási anyag s a kofoalttartalom a folyadékfázis áramlása irányában fokozatosan csökken. A folyadékfázis felső szakaszaiban tehát jelen van a szintézishez szükséges .minden anyag: a kiindulási anyag, a katalizátor ós a CO -f- H2 gázelegy. A képződő termeli a kiindulási anyagnál kisebb illékonyságánál fogva a folyadélkárammal lefelé áramlik; helyette a gázfázisiból isimét kiindulási anyag kondenzálódik. Minthogy a folyadékfázis kobalttartalma lefelé egyre csökken, a termék az üzemi viszonyoktól függő csekély kobalttartalommal lép ki. A reaktorban a szintézishez szokásosan alkalmazott, a kiindulási anyagoktól és a kívánt termékektől függő körülményeket állítjuk be. A 'betáplált folyékony kiindulási anyag és a reaktor hőmérséklete ennek megfelelően 60—250 C°, célszerűen 160—240 C° között tartandó. A reaktorban a reakció lefolytatásához és a kobaltnak a termékből való kiűzéséhez a CO parciális nyomása 5—500, célszerűen 30—400 at között, a H2 parciális nyomása 10 at felett, célszerűen 30—400 at között tartandó. Az, hogy a folyékony nyersanyag: a reaktor felső szakaszában kobaltban mennyire dúsul fel, függ a betáplált nyersanyag mennyiségének és a gázellenáram szállította kondenzálódó anyagok menynyiségének arányától, az oszlop méreteitől (elméleti tányérszám), a CO és H2 parciális nyomásától, a hőfoktól és a távozó termék kobalttartalmától. Az üzem állandósultával a termékben veszteségképpen távozó kobalttal azonos mennyiségű kobaltot kell a nyersanyaggal betáplálni. A betáplált nyersanyag kobalttartalma 0,001 és 0,5, célszerűen 0,005 és 0,05% súly% között változhat. A betáplált nyersanyag és a gáz-ellenáram szállította kondenzálható anyagok mennyiségének arányát a kobaltnak a reaktorban kívánt dúsítása szerint kell választani. Általában a betáplált nyersanyag mennyisége a hűtéssel kapott kondenzátum mennyiségéneik 5—200%-a, célszerűen 10—100%-a legyen. A reaktor az érintkezési felület megnövelése végett tartalmazhat darabos töltetet, pl. Raschiggyűrűket, vagy buborékoltató tálcákat buboréksapkás lyukasztott lemez alakjában, vagy egyéb ismert alakban. A szintézis lejátszódásához szükséges tartózkodási időt egyrészt a betáplált nyersanyag mennyiségének, 'másrészt az egyes tányérokon levő folyadék mennyiségének megválasztásával állítjuk 'be. A szintézis szempontjából optimális körülmények között működő felső tányérokon a folyadék-mennyiséget célszerű nagyobbra választani, mint az alsókon, 'amelyeken át nem alakult nyersanyag hiányában szintézis már nem játszódik le, hanem csak arra valók, hogy a gáz-ellenáram a termékből a kobaltot kiűzze. Az eljárás gyakorlati kivitelezésének részleteit a mellékelt ábra kapcsán ismertetjük. A szintézis kiindulási anyagát a Pj szivattyúval tápláljuk be a rendszerbe. Ehhez a P2 szivattyúval a kiindulási anyagban oldott kobalt-vegyületet adagolunk a kobaltve-szteségne'k megfelelő menynyiságben. A folyadékot az 1 előmelegítőben a szintézis hőfokára melegítjük, majd a 2 oszlop tetejére vagy a szaggatott vonal szerint egy közbenső pontjára vezetjük be. Az oszlop legalján a gázkeringető P3 kompresszor segítségével a 3 előmelegítőn keresztül CO + Ha gázelegyet táplálunk be, amely a legalsó tálcán vagy a töltet legalján a lecsurgó folyadék egy részét elpárologtatja. A párolgás hőszükségletót a gáz hőtartalmán kívül a 4 hőközlő berendezés szolgáltatja. A reaktor tetején távozó, kondenzálható anyagokat tartalmazó gázt a 6 hűtőiben 0—60 C° közötti hőfokra hűtjük le. A cseppfolyós kondenzátumot visszafolyatjuk az oszlop tetejére vagy közbenső pontjára, a maradék gázt pedig a P3 keringető kompresszorral a reaktor aljára szállítjuk vissza. A gázveszteséget a P4 kompresszorral pótoljuk. Az esetleg felhalmozódó iners gázt a 7 szelepen át lefúvatjuk. A 2 reaktorban lefelé csurgó folyadék ellenáramban érintkezik a felfelé áramló gázokkal és gőzökkel, miközben kobalttartalma egyre csökken és a kobalt a reaktor felső részében koncentrálódik. Ez; a kobaltkoncentrálódás mindaddig folytatódik, amíg az; oszlop tányérszámának, a betáplált anyagmennyiségnek, az áramló gázmennyiségnek stb. megfelelő egyensúlyi állapotban az oszlop alján az 5 szelepen át elvezetett folyadék kobalttartalma a betáplált anyag kobalttartalmával egyenlővé nem válik. A kobalt/tartalom növekedtével a szintézis meggyorsul és az 5 szelepen át elvezetett folyadék egyre kevesebb átalakulatlan kiindulási anyagot tartalmaz. Az üzem állandósultával az 5 szelepen át távozó' termék gyakorlatilag nem tartalmaz átalakulatlan kiindulási anyagot és koifoaltmentesnek tekinthető. A nyersanyaggal betáplált nem reagáló anyagok szintén az 5 szelepen át távoznak. A nyersanyagnak közbenső tányérra való bevezetése 80 C° körüli forráspontú és tiszta kiindulási anyagoknál előnyös. Ilyen esetben ugyanis a betáplálási pont feletti szakaszban a nyersanyag nagy mennyiségű katalizátort tartalmaz, ami a szintézis szempontjából előnyös. Magasabb forráspontú kiindulási anyagok esetén előnyös a kondenzátumnak a kiindulási anyag betáplálási helye alatt való visszavezetése, nehogy az éles elválasztás miatt a nagyobb kobaltkoncentrációjú zóna túlságosan rövid legyen. Kiviteli példa: 90—100 C° forrponthatárú, 20% olefint tartalmazó krakkbenzinnel közvetlen alkoholszintézist hajtottunk végre 210 C°-on és 309 at össznyomá-