144996. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szénhidrogének és származékaik átalakítására kobaltkarbonil katalizátor jelenlétében szénmonoxiddal való reagáltatásuk útján

2 144.996 H2

0, stb.) csak annyiban fontos, hogy teljes elfogyásuk esetén természetesen megálna a szintézis. Az össznyomás minél kisebb értéken tartása érdekében tehát célszerű arról gondoskodni, hogy a reaktorban mindig CO-ban dús gázelegy legyen, amin 50—90 tf% CO-t tartalmazó gázelegy értendő. Ehhez azonban nem szükséges, hogy az eljárás folyamán állandóan CO-ban dús gázelegyet vezessünk be. Elegendő, ha ilyen gázelegyet csak a főművelet megindulásáig vezetünk be, azután az eljárást a főreakcióhoz szükséges összetételű friss gázelegy vezetésével folytathatjuk le, ha a főfolyamat után a reakcióelegyben lekötetlenül maradt gázt az eljárásban önmagában ismert módon visszavezetjük. A fő folyamat ugyanis a CO-ban dús gázelegyből az egyes gázokat természetesen nem e gázelegy öszszetételének megfelelő arányban fogyasztja, miért is a fő folyamatból a lekötetlenül maradt gázelegy CO-ban még jobban feldúsulva kerül ki. A találmány értelmében ebből a CO-ban már túlzottan feldúsult gázelegyből célszerűen annyit vezetünk vissza, hogy az a frissen bevezetett, a főreakció gázfogyasztásának megfelelő összetételű gázeleggyel keveredve, ennek CO-tartalmát az éppen megkívánt minimális parciális CO-nyomásnak megfelelő mértékben növelje. A kobaltkarbonilok stabilitására vonatkozó kísérleteinknek az 1. ábrán szemléltetett eredményei is. Az 1. ábrából következik, hogy a karbonil stabilitását meghatározó tényezők egyikének vagy másikának megfelelő megváltoztatásával, nevezetesen a hőmérséklet emelésével és/vagy a parciális CO-nyomás csökkentésével a folyadékban oldott karbonilok elbomlanak és így a fémkobalt finoman elolvasztott állapotban kiválasztható, viszont a hőmérséklet csökkentésével és/vagy a parciális CO-nyomás növelésével a folyadékban szuszpendált fémkobalt karbonilokká alakítható. E felismerés alapján a katalizátort a találmány értelmében úgy recirkuláltatjuk, hogy a főműveleten átment reaknilbontó műveletnek vetjük alá, majd az így kacióelegyet az imént jelzett módon végzett karbonilbontó műveletnek vetjük alá, majd az így kapott fémkobaltot a folyékony terméktől finom iszap alakjában elválasztva és a főműveletet megelőző, az imént jelzett módon végzett karbonilképző műveletben karbonilkaftalizátorrá visszaalakítva visszavezetjük a főműveletbe. Kísérleteink során azt is megállapítottuk, hogy mind a kobaltkarbonilok képződése fémkobaltból és CO-ból, mind a kobaltkarbonilok elbomlása fémkobalttá és CO-vá autokatalikus folyamat. E felismerésünket is hasznosítottuk találmányunkban egyik kiviteli módjának most következő, a mellékelt rajz 2. ábrája kapcsán adott leírásában ismertetett módon. Az egymás után kapcsolt 1, 2 és 3 reaktorok közül a 2 számúban megy végbe a főreakció, a 3 számúban a karbonilbontó, az 1 számúban pedig a karbonilképző művelet. Az 1 reaktorba vezetjük be a 4 vezetéken a folyékony nyersanyagot, az 5 vezetéken a friss CO + H2 elegyet, a 6 vezetéken a kobaltveszteség pótlására szükséges kobaltot az átalakítandó folyékony nyersanyagban oldott kobaltvegyület, pl. kobaltszappan, vagy szuszpendált fémkobaltpor alakjában. Ugyancsak az 1 reaktor aljára vezetjük vissza egyfelől a 3 reaktor után kapcsolt nagynyomású 7 szeparátor felső részébői a folyadéktól elvált és a 8 vezetéken át a 9 fúvó segítségével célszerűen a fentebb megadott menynyiségben recirkuláltatott gázelegyet, másfelől a 7 szeparátor aljához csatlakozó 10 -hidrociklonban leülepített fémkobaltot a végtermék egy részében szuszpendált állapotban a 11 vezetéken át, vagy a 12 szivattyú segítségével, vagy a 2a ábra szerint ebben az esetben megnövelt nyomású folyékony nyersanyag 4 vezetékébe iktatott 13 injektor segítségével. A folyékony nyersanyagot az 1 reaktorban keletkező kobaltkarbonilok katalitikus hatására egygyel több szénatomú vegyületté, vagy vegyületekké átalakító 2 reaktorban a kívánt reakciósebességnek megfelelő hőmérsékletet és a kobaltkarbonilok termodinamikai stabilitását biztosító parciális CO-nyomást tartunk fenn, az utóbbit célszerűen azon a minimális értéken, amely a stabilitás biztosítására éppen elegendő. Az 1 reaktorban azonban a karbonilképződés gyorsítására és annak biztosítására, hogy a kobalt maradék nélkül karbonilokká alakuljon át, célszerűen ugyanazon parciális CO-nyomáson, de alacsonyabb hőmérsékleten dolgozunk, mint a 2 reaktorban. Ily módon a 2 reaktorba csupán folyadék- és gázfázisból álló elegy jut, úgyhogy benne a főfolyamat a legjobb hőátadási viszonyok között megy végbe. A 2 reaktorból a nyerstermék a benne oldott kobaltkarbonilokkal és a CO-ban feldúsult gázelegy-maradékkal együtt a karbonilbontó 3 reaktorba áramlik át, amelyben az egyensúlyi CO-nyomásnsfe megfelelőnél magasabb hőmérsékletet tartunk fenn, minek következtében a kobaltkarbonilok fémkobalttá és CO-vá bomlanak. A karbonilok bomlását a 3 reaktorban úgy is előidézhetjük, hogy a hőmérséklet emelése helyett vagy ezzel egyidejűen a parciális CO-nyomást csökkentjük akár friss egyéb gáznak, pl. hidrogénnek a 2. ábrán szaggatott vonallal jelzett 14 vezetéken való hozzávezetésével, akár az össznyomásnak expandál tatás útján végzett csökkentésével. A 3 reaktorból a termék a nagynyomású 7 szeparátorba jut, ahol a gázelegynek CO-ban feldúsult maradéka a folyadéktól elválik és a 8 vezetéken át részben recirkulál. A maradék gázelegy többi részét a 15 vezetéken felfúvatjuk, hogy a rendszerben az iners gáztartalom túlságosan fel ne szaporodjon. A folyadék a benne szuszpendált fémkobalttal együtt a 10 hidrociklonba kerül, ahonnan a tisztája a 16 vezetéken expanzió után a tároló tartályba áramlik, a sűrített fémkobalt-szuszpenziót pedig a 11 vezetéken át a már ismertetett módon visszavezetjük az 1 reaktorba. Már említett megállapításunkat, amely szerint mind a karbonilképzés, mind a karbonilbomlás autokatalitikus folyamat, a következőkép hasznosíthatjuk: A karbonilképző 1 reaktorban jó keveredést biztosítunk, hogy a benne képződött, a reaktor felső részén már nagyobb .mennyiségben levő kobaltkarbonil visszakerüljön a reaktor aljára, ahol a kobalt fémiszap és kobaltszappan alakjában jut a reaktorba. Ha kellő keveredés nem biztosítható, akkor az 1 reaktoron már átment reakcióelegy egy