DE552586C - Verfahren zur Gewinnung hochprozentiger oder reiner fester Kohlenwasserstoffe aus Teeren - Google Patents

Description

• Verfahren zur Gewinnung hochprozentiger oder reiner fester Kohlenwasserstoffe aus Teeren In dem Steinkohlenteer sind zahlreiche feste Kohlenwasserstoffe vorhanden, deren Gewinnung in reiner oder hochprozentiger Form für viele technische Zwecke wichtig ist und zu deren Gewinnung man bisher nur kostspielige und unvollkommene physikalische oder chemische Verfahren zur Verfügung hatte. Die vorliegende Erfindung vermeidet die Mängel der bekannten Verfahren und gestattet, die hochsiedenden, festen Kohlenwasserstofte direkt aus dem rohen Steinkohlenteer in einfacher Weise mit unerwartet hohen Ausbeuten in reinem oder hochprozentigem "Zustand durch Destillation unter Anwendung von Fraktionierkolonnen zu gewinnen.
• Gemäß der Erfindung wird der Rohteer aus einer Blase destilliert, und die erhaltenen Dämpfe werden unmittelbar in eine hochwirksame Fraktionierkolonne geleitet und hier einer Fraktionierung unterworfen. Die in die Kolonne eintretenden Dämpfe ziehen ohne jedwede Kühlung oder Erhitzung und ohne Einleitung von fremden Dämpfen, namentlich Wasserdampf, vom Fuß der Kolonne bis zu dem höchsten Punkte derselben, wo sie dann einzeln nacheinander abgezogen werden. Die Fraktionierung wird dabei so geführt, daß die einzelnen festen Kohlenwasserstoffe des Teers im wesentlichen in je einer einzelnen Fraktion gesammelt bzw. enthalten sind. Der Rücklauf aus der Kolonne wird in seiner ganzen Menge unmittelbar in die Blase zurückgeführt. Die verwendete hochwirksame Kolonne enthält z. B. etwa q.o Glockenböden oder eine ihrer Wirksamkeit entsprechende Anzahl von Siebböden oder eine entprechende Menge von Raschigringen.
• Man erhält in dieser Weise durch die Zerlegung des rohen Steinkohlenteers eine Naphthalinfraktion von den Siedepunkten von etwa r go bis 22o°, hierauf eine Acenaphthenfraktion von den Siedepunkten von etwa 2q.o bis 28o°, dann eine Fluorenfraktion von den Siedepunkten von et'va 275 bis 2g5°, hierauf eine Phenanthrenfraktion von den Siedepunkten von etwa 290 bis 345° und schließlich eineAnthracenfraktion von den Siedepunkten von etwa 315 bis 3500.
• Diese verschiedenen Fraktionen werden für sich getrennt abgezogen und dann einer Kühlung auf gewöhnliche oder auch höhere oder tiefere Temperatur unterworfen, so daß sich die hochprozentigen festen Kohlenwasserstoffe aus .den Ölen in Form von Kristallen o. dgl. abscheiden. Die festen Kohlenwasserstoffe werden von den Ölen mechanisch, z. B. durch Abtropfenlassen oder durch Schleudern, in bekannter Weise getrennt. Nunmehr werden diese Kohlenwasserstoffe in derselben Weisewie vorhin für denRohteer beschrieben, in einer Destillierblase allmählich verdampft und die erhaltenen Dämpfe unmittelbar der Fraktionierung unterworfen. Es geschieht dies, indem man unmittelbar an.. die Destillierblase die hochwirksame Fraktionierkolonne anschließt, in welcher die Dämpfe allmählich hochsteigen und dabei rektifiziert werden, während der kondensierte Rücklauf restlos in die Destillationsblase zurückgeleitet wird. Durch diese Behandlung wird die Reinheit der Kohlenwasserstoffe noch weiter gesteigert. Man erhält dabei z. B. ein Naphthalin vom Schmelzpunkt 78,5 bis 79°, ein 99%iges Acenaphthen, nahezu reines Fluoren und ein namentlich von Anthracen und Carbazol freies Phenanthren von etwa go% Reinheit.
• Die weiteren Fraktionen, die neben dem Anthracen als dessen Destillationsrückstände gewonnen werden, können nochmals destilliert werden, wobei man die Dämpfe unmittelbar in eine Fraktionierkolonne leitet und hier in der beschriebenen Weise eine Fraktionierung vornimmt. Man gewinnt dann eine Fluoranthenfraktion von den Siedepunkten 35o bis 375°, aus der sich nach dem Erkalten Fluoranthen von etwa 40% Beingehalt und mehr ausscheidet.
• Als zweite Fraktion erhält man eine Pyrenfraktion von den Siedepunkten 38o bis 4i0°. Nach dem Erkalten erhält man Ausscheidungen, die bis zu etwa 5o0/, aus Pyren bestehen.
• Das Verfahren kann sowohl bei gewöhnlichem als auch bei vermindertem Druck ausgeführt werden.
• Der durch das vorliegende Verfahren erreichte außerordentliche Fortschritt ergibt sich aus einem Vergleich mit der bisher allgemein üblichen Arbeitsweise, bei der der Steinkohlenteer in vierRohfraktionen (Leichtöl, Mittelöl, Schweröl und Anthracenöl) zerlegt wurde, aus denen die festen Kohlenwasserstoffe nach wiederholten Redestillationen, z. T. unter Anwendung chemischer Verfahren, gewonnen wurden. Bei diesem bekannten Verfahren ge-,vinnt man aus dem mit dem Blasenrückstand der Leichtölfraktion vereinigten Mittelöl durch Abkühlen ein Naphthalin, das nach dem Abtropfenlassen einen Erstarrungspunkt von etwa 65° hat und zwischen 205 bis 235° siedet. Das nach dem vorliegenden Verfahren erhaltene abgetropfte Naphthalin zeigt dagegen einen Erstarrungspunkt von 75° und Siedegrenzen von 2o8 bis 220°. Zur Gewinnung des Acenaphthens mußte bisher das Schweröl 4- bis 5mal redestilliert werden, ehe man eine Fraktion bekam, aus der Acenaphthen überhaupt auskristallisierte. Das erhaltene Produkt erreichte bestenfalls einen Reinheitsgrad von 900/0, während man nach der Erfindung unmittelbar aus dem Rohteer durch Abkühlen der Acenaphthenfraktion ein etwa 930%0iges marktfähiges Produkt gewinnt. Die Gewinnung von Fluoren war bisher nur durch eine chemische Behandlung geeigneter Fraktionen möglich, und das Phenanthren erhielt man in sehr unreiner Form mit vielen anderen Körpern gemischt als Abfallprodukt der Anthracenreinigung. Nach dem vorliegenden Verfahren erhält man beim Abkühlen der Fluorenfraktion unmittelbar aus dem Rohteer ein etwa 72%iges Fluoren und aus der Phenanthrenfraktion ein 56%iges Phenanthren. Bei der Gewinnung des Anthracens gemäß der Erfindung scheidet sich beim Abkühlen der Anthracenfraktion auf etwa 70° ein Produkt aus, das nach dem Zentrifugieren ein marktfähiges Anthracen mit einem Beingehalt von etwa 45% darstellt. Beim Abkühlen des nach dem alten Verfahren gewonnenen Anthracenöles auf Raumtemperatur erhält man bekanntlich ein nur i2- bis Anthracen, und bei 70° scheidet sich aus dem gewöhnlichen Anthracenöl überhaupt nichts aus. Die festen Kohlenwasserstoffe gewinnt man aber nach dem vorliegenden Verfahren nicht nur durch eine einfachere Herstellungsweise und in größerer Reinheit als früher, sondern auch mit überraschend hohen Ausbeuten im Vergleich zu den Ergebnissen des bekannten Verfahrens.
• Die Ursache dieser Unterschiede liegt in der grundsätzlichen Verschiedenheit zwischen der alten und der neuen Arbeitsweise. Bei der ersteren zerlegte man den Rohteer in Fraktionen nach dem spezifischen Gewicht, suchte diese Zerlegung in leichtere und schwerere Anteile durch Redestillation zu vervollständigen und die einzelnen Kohlenwasserstoffe, die stets in mehreren Fraktionen enthalten waren, aus denjenigen Fraktionen zu gewinnen, in denen sie in konzentriertester Form anwesend waren. Fielen bei der Redestillation der Rohfraktionen des Teeres keine genügend konzentrierten Destillate an, um den jeweiligen Kohlenwasserstoff daraus in wirtschaftlicher Weise gewinnen zu können, so mußten, wie beispielsweise beim Acenaphthen, die Redestillationen noch mehrfach wiederholt werden. Man hat bereits vorgeschlagen, zwecks schärferer Trennung der vier bekannten Fraktionen (Leichtöl, Mittelöl, Schweröl und Anthracenöl) den Rohteer mit Kolonnen zu destillieren. Diese Vorschläge haben aber, wie bekannt, zu einem Fortschritt nicht geführt. Sie konnten auch zu keinem Fortschritt führen, da auch bei deren Befolgung ein und derselbe Stoff immer noch in mehreren ölfraktionen enthalten war oder jede Fraktion mehrere feste Kohlenwasserstoffe gleichzeitig enthielt, so daß man mit denselben Schwierigkeiten wie früher zu kämpfen hatte.
• Nach der Erfindung wird dagegen die fralztionierte Destillation des Rohteers in der beschriebenen Weise so geführt, daß die einzelnen festen Kohlenwasserstoffe im wesentlichen in ihrer ganzen Menge immer nur in je einer Fraktion enthalten sind. Aus .diesen scheiden sich Körper aus, die die festen Kohlenwasserstoffe des Steinkohlenteers in hochprozentiger Form darstellen. Die Erfindung führt also zu einer Zerlegung des Teers nach der chemischen Verschiedenheit seiner Einzelbestandteile. Dies ist eine neue und eigenartige Wirkung, die nicht erwartet werden konnte und auf welcher der außerordentliche Fortschritt des Verfahrens beruht.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Gewinnung hochprozentiger oder reiner fester Kohlenwasserstoffe aus Steinkohlenteer, dadurch gekennzeichnet, daß man den rohen Teer aus einer Blase destilliert und die Dämpfe unmittelbar in eine hochwirksame Fraktionierkolonne leitet, in welcher sie ohne Kühlung oder Erhitzung und ohne Einleitung von Wasserdampf unter Rückleitung des gesamten Rücklaufes aus der Kolonne in die Destillierblase derart fraktioniert werden, daß die einzelnen festen Kohlenwasserstoffe im wesentlichen in einzelnen getrennten Fraktionen gesammelt erhalten werden, diese einzelnen Fraktionen durch Abkühlen zum Erstarren bringt und die festen Kohlenwasserstoffe mechanisch von den flüssigen Bestandteilen trennt, worauf die erhaltenen festen Kohlenwasserstoffe erneut destilliert werden, indem man die aus der Destillationsblase entweichenden Dämpfe unmittelbar einer hochwirksamen Fraktionierung durch Einleitung in eine hochwirksame Fraktionierkolonne ohne Kühlung oder Erhitzung und ohne Einleitung von Wasserdampf unterwirft unter Rückleitung,des gesamten Rücklaufes aus der Kolonne in die Destillationsblase.
2. 2. Verfahren zur Gewinnung von hochprozentigem oder reinem Naphthalin aus Steinkohlenteer, dadurch gekennzeichnet, daß man den rohen Steinkohlenteer aus einer Blase destilliert und die Dämpfe unmittelbar in eine hochwirksame Fraktionierkolonne leitet, in welcher sie ohne Kühlung oder Erhitzung und ohne Einleitung von Wasserdampf unter Rückleitung des gesamten Rücklaufs aus der Kolonne in die Destillierblase derart fraktioniert werden, daß im wesentlichen das ganze Naphthalin in der Fraktion von dem Siedepunkt von etwa igo bis 22o° gesammelt erhalten wird, dann diese Fraktion durchAbkühlen zum Erstarren bringt und das Naphthalin mechanisch von den flüssigen Bestandteilen trennt, worauf gegebenenfalls das erhaltenefesteNaphthalin erneut destilliert wird, indem man die aus der Destillationsblase durch allmähliches Erhitze. auf etwa 2io bis 2r8° entweichenden Dämpfe unmittelbar einer hochwirksamen Fraktionierung durch Einleitung in eine hochwirksame Fraktionierkolonne ohne Kühlung oder Erhitzung und ohne Einleitung von Wasserdampf unterwirft unter Rückleitung des gesamten Rücklaufes aus der Kolonne in die Destillierblase.
3. 3. Verfahren zur Gewinnung von hochprozentigem oder reinem Acenaphthen aus Steinkohlenteer, dadurch gekennzeichnet, daß man den rohen Steinkohlenteer aus einer Blase destilliert und die Dämpfe unmittelbar in eine hochwirksame Fraktionierkolonne leitet, in welcher sie ohne Kühlung oder Erhitzung und ohne Einleitung von Wasserdampf unter Rückleitung des gesamten Rücklaufs aus der Kolonne in die Destillierblase derart fraktioniert werden, daß im wesentlichen das ganze Acenaphthen in der Fraktion von denSiedepunktenvon etwa 24o bis 28o°gesammelt erhalten wird, diese Fraktion durch Abkühlung zum Erstarren bringt und das Acenaphthen mechanisch von den flüssigen Bestandteilen trennt, worauf gegebenenfalls das erhaltene feste Acenaphthen erneut destilliert wird, indem man die aus der Destillationsblase durch allmähliches Erhitzen bis auf etwa 27o bis 28o° entweichenden Dämpfe unmittelbar einer hochwirksamen Fraktionierung durch Einleitung in eine hoch@virksame Fraktionierkolonne ohne Kühlung oder Erhitzung und ohne Einleitung von Wasserdampf unterwirft unterRückleitung des gesamten Rücklaufs aus der Kolonne in die Destillierblase.
4. 4.. Verfahren zur Gewinnung von hochprozentigem oder reinem Fluoren aus Steinkohlenteer, dadurch gekennzeichnet, daß man den rohen Steinkohlenteer aus einer Blase destilliert und die Dämpfe unmittelbar in eine hochwirksame Fraktionierkolonne leitet, in welcher sie ohne Kühlung oder Erhitzung und ohne Einleitung von Wasserdampf unter Rückleitung des gesamten Rücklaufs aus der Kolonne in die Destillierblase derart fraktioniert werden, daß im wesentlichen das ganze Fluoren in der Fraktion von den Siedepunkten von 275 bis 295° gesammelt erhalten wird, .diese Fraktion durch Abkühlen zum Erstarren bringt und das Fluoren mechanisch von den flüssigen Bestandteilen trennt, worauf gegebenenfalls das erhaltene Fluoren erneut destilliert wird, indem man die aus derDestillationsblase durchErhitzen auf etwa 285 bis 295o entweichenden Dämpfe unmittelbar einer hochwirksamen Fraktionierung durchEin-Leitung in eine hochwirksame Fraktionierkolonne ohne Kühlung oder Erhitzung und ohne Einleitung von Wasserdampf unterwirft unter Rückleitung des gesamten Rücklaufs aus der Kolonne in die Destillationsblase.
5. 5. Verfahren zur Gewinnung von hochprozentigem Phenanthren aus Steinkohlenteer, dadurch gekennzeichnet, daß man den rohen Steinkohlenteer aus einer Blase destilliert und die Dämpfe unmittelbar in eine hochwirksame Fraktionierkolonne leitet, in welcher sie ohne Kühlung oder Erhitzung und ohne Einleitung von Wasserdampf unter Rückleitung des gesamten Rücklaufs aus der Kolonne in die Destillierblase derart fraktioniert werden, daß im wesentlichen das ganze Phenanthren in der Fraktion von .den Siedepunkten von etwa 29o bis 345° gesammelt erhalten wird, diese Fraktion abkühlt und das Phenanthren von den flüssigen Bestandteilen trennt, worauf gegebenenfalls das erhaltene feste Phenanthren erneut destilliert wird, indem man die aus derDestillationsblase.durchErhitzen auf etwa Sao bis 335° entweichenden Dämpfe einer hochwirksamen Fraktionierung durch Einleitung in eine hochwirksame Fraktionierkolonne ohne Kühlung oder Erhitzung und ohne Einleitung von Wasserdampf unterwirft unter Rückleitung des gesamten Rücklaufs aus der Kolonne in die Destillationsblase.
6. 6. Verfahren zur Gewinnung von hochprozentigem Anthracen aus Steinkohlenteer, dadurch gekennzeichnet, daß man den rohen Steinkohlenteer aus einer Blase destilliert und die Dämpfe unmittelbar in eine hochwirksame Fraktionierkolonne leitet, in welcher sie ohne Kühlung oder Erhitzung und ohne Einleitung von Wasserdampf unter Rückleitung des gesamten Rücklaufs aus der Kolonne in die Destillierblase derart fraktioniert werden, daß im wesentlichen das ganze Anthracen in der Fraktion von den Siedepunkten von etwa 3r5 bis 35o°gesammelterhaltenwird, diese Fraktion abkühlt, das Anthracen mechanisch von den flüssigen Bestandteilen trennt, worauf gegebenenfalls das erhaltene festeAnthracen erneut destilliert wird, indem man die aus derDestillationsblase durchErhitzen auf etwa 34o bis 345° entweichenden Dämpfe unmittelbar einer hochwirksamen Fraktionierung durchEinleitung in eine hochwirksame Fraktionierkolonne ohne Kühlung oder Erhitzung und ohne Einleitung von Wasserdampf unterwirft unter Rückleitung des gesamten Rücklaufs aus der Kolonne in die Destillationsblase.