DE886898C - Verfahren zur Gewinnung von technisch reinem Benzol - Google Patents

Description

• Verfahren zur Gewinnung von technisch reinem Benzol Propan und Butan stehen als Abfallgas, z. B. bei der Durchführung von Kohlehydrierungsprozessen, in reichlicher Menge zur Verfügung, ohne daß sie bisher in ausreichendem Maße einer technischen, besseren Verwertung zugeführt werden konnten.
• Es ist zwar bekannt, gasförmige Kohlenwasserstoffe der Paraffinreihe in flüssige Kohlenwasserstoffe dadurch zu verwandeln, daß man die Gase in mehreren Arbeitsstufen über verschiedene Katalysatoren leitet, wobei in einer Stufe vorteilhaft bei erhöhtem Druck gearbeitet wird. Statt über einer großen Zahl von vorgeschlagenen Katalysatoren kann die Umsetzung auch in einem Gaserzeuger am glühenden Koks vorgenommen werden. Hierbei fallen jedoch Kohlenwasserstoffgemische an, die nur zu einem kleinen Teil aus Benzol bestehen.
• Es ist weiter bekannt, derartige Umsetzungen auch in Koksöfen am glühenden Koks vorzunehmen. Dieser Koks enthielt jedoch keinen Zusatz an Katalysatoren, oder seine Reaktionsfähigkeit war durch die Behandlung mit Luft oder Wasserdampf herabgesetzt, so daß nur geringe Ausbeuten an flüssigen Kohlenwasserstoffen anfielen, die auch nur zum Teil aus Benzol bestanden.
• Schließlich ist es bekannt, Methan und andere aliphatische Kohlenwasserstoffe in flüssige Kohlenwasserstoffe dadurch umzuwandeln, daß man die Ausgangsprodukte einer thermischen Behandlung unterwirft; wobei die dazu notwendige Wärme Gaserzeugungsöfen entnommen wird, in die besondere Gaseinführungskanäle eingebaut sind, während die Ableitung der Umsetzungsprodukte mit den übrigen Verkokungsprodukten erfolgt.
• Es wurde nun gefunden, daß man Gase, die im wesentlichen aus Propan oder Butan bzw. einem Gemisch beider bestehen, in einfachster Weise mit großer Ausbeute in technisch reines Benzol umwandeln kann, wenn man diese Gase bei Temperaturen oberhalb 6oo°, zweckmäßig aber nicht oberhalb 97o°, in einem einzigen Arbeitsgang über solchen mit Luft noch nicht in Berührung ° gekommenen Koks leitet, der durch Verkoken von mit spaltend- und bzw. oder ringbildend wirkenden Katalysatoren versetzter Kohle gewonnen wurde.
• Die Umwandlung verläuft über das Äthylen, das sich bei diesem Prozeß intermediär bildet. Für den Zusatz von katalytisch wirksamen Kontaktstoffen zur Kohle hat sich Kupfer bewährt, das zweckmäßig durch Zusatz von Alkali aktiviert' ist und das die Umwandlung des Propans und bzw. oder Butans in Äthylen fördert. Für die Ringbildung setzt man Verbindungen der 3. und 4. Gruppe des Periodischen Systems, wie z. B. Aluminiumverbindungen, zu, deren katalytische Wirkung auch durch Zusatz geeigneter Aktivatoren gesteigert werden kann. Ein besonderer Vorteil des Verfahrens besteht darin, daß man die Umsetzung zu technisch reinem Benzol in einem einzigen Arbeitsgang erreichen kann, wobei es gelingt, Ausbeuten von 6o °/a und in besonders günstig gelagerten Fällen von 75 °/o der Theorie zu erhalten.
• Zweckmäßig wird man für die Durchführung des Verfahrens- eine Kohle verwenden, die einen Koks ergibt, der einen verhältnismäßig hohen Gehalt an Asche aufweist, da auch die Asche den Umwandlungsprozeß erheblich begünstigt. Mit besonderem Vorteil wird ein Koks angewendet, der keine nennenswerten Mengen an flüchtigem Schwefel enthält.
• Die Erfindung sei an folgendem Ausführungsbeispiel erläutert: 550 g Kohle werden unter Zusatz von 2 °/o Aluminiumoxyd als Kontaktsubstanz im Kontaktraum in Koks umgewandelt und ergeben 380 g Koks. Bei einer Temperatur von 85o° werden ioo 1/h technisches Butan übergeleitet, wobei r851 gas- und dampfförmige Reaktionsprodukte entstehen, die 48 g Benzol enthalten. Diese Benzolausbeute entsprichtetwa 6o % der Theorie. Das Gas-Dampf-Gemisch mit den enthaltenen Reaktionsprodukten wird sodann einer Kühleinrichtung zugeführt, in der sich das Benzol abscheidet. Die Siedeanalyse des letzteren ergibt, daß go,6 °/o zwischen 8o,i bis 8o,5° übergehen. Es kann deshalb. als technisch reines Benzol bezeichnet werden: Das nicht umgesetzte Butan sowie das nicht zum Benzol umgelagerte Äthylen werden vom Wasserstoff abgetrennt, worauf die nicht umgesetzten Kohlenwasserstoffe in die- Umwandlungszone zurückgeführt werden.' Die Abtrennung des Wasserstoffs aus den Restgasen erfolgt zweckmäßig dadurch, daß die Gase durch poröse Wände diffundieren, wobei zwischen diesen und den anderen, den Diffusionsraum begrenzenden Wänden ein starkes, z: B. mehrere ioo° betragendes Temperaturgefälle aufrechterhalten wird. An Stelle der porösen Wand kann auch eine solche aus Platin, Palladium, Eisen oder Nickel treten.
• Die Überlegenheit des vorliegenden Verfahrens gegenüber dem Stand der Technik wird durch folgenden Vergleichsversuch bestätigt: Kohle wurde ohne besondere Zusätze in der üblichen Weise verkokt. Über diesen Koks wurde unter den in obigem Beispiel angegebenen Versuchsbedingungen Butan geleitet. Die Ausbeute an Benzol betrug im Mittel mehrerer Versuche 14 g/ioo 1 Butan.
• Eine Kohle, der 4°/o Cu0, 0,050/, NaN03, 3 °/o Ale 03 als Kontaktstoff zugesetzt waren, wurde verkokt und über diesen Koks unter sonst gleichbleibenden Versuchsbedingungen wiederum Butan geleitet. Die Ausbeute stieg auf -45 g/ioo 1 Butan.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Gewinnung von technisch reinem Benzol durch Erhitzen von gasförmigen Kohlenwasserstoffenin Gegenwart von noch nicht mit Luft in Berührung gekommenem glühendem Koks, dadurch gekennzeichnet, daß man Gase, die im wesentlichen aus Propan öder Butan bzw. einem Gemisch beider bestehen, bei Temperaturen oberhalb 6oo°, zweckmäßig aber nicht oberhalb 97o°, in einem einzigen Arbeitsgang über solchen -mit Luft noch nicht in Berührung gekommenen Koks leitet, der durch Verkoken von mit spaltend-und bzw: oder ringbildend wirkenden Katalysatoren versetzter Kohle gewonnen wurde.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Kokses, der keine nennenswerten Mengen von flüchtigem Schwefel enthält.
3. 3. Verfahren nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach Abscheidung des gebildeten Benzols aus den Reaktionsgasen der Wasserstoff aus den Restgasen abgetrennt wird und die nicht umgesetzten Kohlenwasserstoffe ganz oder teilweise in die Umwandlungszone zurückgeführt werden.