160970. lajstromszámú szabadalom • Eljárás hidrogént és szénmonoxidot tartalmazó gázelegyek előállítására

160970 3 4 máznak, tehát minden esetben oxigénmentes kiindulási anyagok felhasználásáról van szó. Azt találtuk, hogy szénvegyületek oxigénnel, vagy oxigéntartalmú gázokkal vízgőz jelenlétében magasabb hőmérsékleten és nagyobb nyomáson történő, hidrogént és szénmonoxidot tartalmazó gázelegyek képződéséhez vezető részleges oxidációja sikeresen végezhető el oly módon, hogy szénvegyületként a hidroformilezési reakció melléktermékeit és hulladéktermékeit, különösen izobutiraldehidet alkalmazunk és a gázosítást 1100 C° és 1600 C° közötti hőmérsékleten és 20—50 atm. nyomáson hajtjuk végre. A találmányunk tárgyát képező eljárás segítségével a legkülönbözőbb, olefinek hidroformilezésénél keletkező és tovább nem értékesíthető oxigéntartalmú melléktermékek meglepő módon számos szintézisnél felhasználható, lényegében szénmonoxidból és hidrogénből álló gázelegyekké alakíthatók. A reakciónál az alkalmazott reakciókörülményektől függően kis mennyiségben telített szénhidrogének (különösen metán) továbbá széndioxid és korom is képződik. A találmányunk tárgyát képező eljárásnál alkalmazható hőmérséklettartomány széles határokon belül változtatható. Különösen kedvező eredményeket kapunk, ha 1400 C° és 1600 C° közötti hőmérsékleten dolgozunk. Amennyiben a kiindulási anyagok reakcióját alacsonyabb hőmérsékleten végezzük el, nagyobb szénhidrogén és korom-tartalmú gázelegyet kapunk. Az oxigéntartalmú kiindulási termékek oxigéntartalmú gázokkal és vízgőzzel történő reagáltatását elvileg nyomás alkalmazása nélkül is elvégezhetjük, ez a módszer azonban általában nem bizonyult előnvösnek. Ezzel kapcsolatban figyelembe veendő, hogy a reakcióban képződő gázelegy feldolgozását — különösen a keletkező gázokban levő széndioxid eltávolítását — célszerűen ugyancsak nagyobb nyomáson végezhetjük el. A találmányunk szerinti eljárás előnyös foganatosítási módja szerint a reakciót 20—50 atm., előnyösen 30—40 atm. nyomáson végezhetjük el. A reakcióhoz szükséges oxigént tiszta oxigéngáz vagy oxigénben dús gázelegy alakjában alkalmazhatjuk. A szénmonoxiddá és hidrogénné történő teljes átalakításhoz a beadagolt hidroformilezési mellék- és hulladéktermékek 1 kgja számítva 0,4—0,6 n m3

oxigén szükséges. A reakcióhoz felhasznált vízgőz mennyisége az átalakítandó kiindulási anyag széntartalmától függ. Azt találtuk, hogy 4—6 mól szénre számítva célszerűen 1 mól vízgőzt alkalmazhatunk, Amennyiben a fenti tartomány alsó határának megfelelő mennyiségű vízgőzt alkalmazunk, úgy a széndioxid képződés háttérbe szorul, míg nagyobb mennviségű vízgőz felhasználása esetén a kénződő gázelegy széndioxid-tartalma nő. A találmánvunk tárgyát képező eljárás ismert, a szénhidrogének hidrogént és szénmonoxidot tartalmazó gázelegyek képződéséhez vezető tökéletlen elégésének végrehajtásához használatos reaktorokban végezhető el. Az oxigént, illetve oxigéntartalmú gázt és a kiindulási anyagot külön előhevítőkben kb. 350 C°-*ra hevítjük és az ugyancsak kb. 350 C°-ra hevített vízgőzzel együtt a reakció-térbe bevezetjük. 5 A találmányunk tárgyát képező eljárás különösen előnyös foganatosítási módja szerint az oxo-szintézisből származó előhevített kiindulási anyagokat egy vezetéken keresztül „tireges kúp" alakjában adagoljuk a reaktorba. Ezzel 10 egyidejűleg a fenti vezeték kerülete mentén tangenciálisan elhelyezett nyílásokon át oxigént, illetve oxigéntartalmú gázt és vízgőzt fúvatunk be oly módon, hogy körmozgást végezzenek. Ezáltal a beadagolt, részlegesen oxidálandó ter-15 mékkel való érintkezéskor bensőséges keveredés jön létre és az átalakulás rövid időn belül tökéletesen lejátszódik. A reaktorból távozó forró termék-gáz pl. oly módon dolgozható fel, hogy hőcserélőben lehűt-20 jük, majd a kondenzált víztől és a koromtól elválasztó berendezésben megszabadítjuk, mímeld lett adott esetben további víz-bepermetezéssel a korom eltávolítást tökéletesebbé tehetjük. A széndioxid eltávolítását ismert eljárásokkal (pl. 25 nyomás alatti vizes kezeléssel vagy lúgos mosással) végezhetjük el. Tekintettel arra, hogy a találmányunk szerinti eljárásnál kénmentes kiindulási anyagokat alkalmazunk, a reakcióban keletkező gázok utó-3° lagos kéntelenítésére nincs szükség. Eljárásunk további részleteit a példákban ismertetjük anélkül, hogy találmányunkat a példákra korlátoznánk. 35 1. példa A hidroformilezési reakció mellék- és hulladéktermékeinek részleges oxidációját az alábbi fontosabb részekből álló kísérleti berendezésben 40 végezzük el: betápláló szivattyú, elpárologtató, túlhevítő, kemence, hűtő és elválasztó. A kísérleti berendezés legfontosabb része a kemence, mely 1200 mm hosszú és 300 mm átmé-? rőjű, 50 mm vastag tűzálló döngölőmassza'-réteg-45 gel bélelt cső. A hőszigetelés biztosítása céljából a döngölőmasszát 12 mm vastag szigetelőmaSsza réteg veszi körül. A reakciótér átmérője 76—' 77 mm. 50 A hőmérsékletet a lángkúpban, a cső közepén és a cső kilépési helyén mérjük. A láng kialakulását a reakciótér fenekén elhelyezett néző' üvegen keresztül figyelhetjük meg. A gáz alakú kiindulási anyagokat a reakciótér fenekén egy 55 kettős csőből álló nemesacél^égető fúvókán ke^ resztül juttatjuk a reakciótérbe. A szerves komponenseket a belső csövön keresztül „üreges kúp" formájában fúvatjuk be. A szög a reakciócső kis átmérője miatt legfeljebb 15°. A kísérleti 60 kemence óránként kb. 1280 kcal hőt sugároz. A kemence hőmérsékletét városi gáz-oxigénláng segítségével 1400—1450 C°-ra emeljük. Ezután óránként 3616 kg izobutiraldehidet párologta» tunk el, 350 C°-ra túlhevítjük és az égető fúvó» 65 ka belső csövén keresztül a kemeneébe tápláljuk, 2