Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_354
.pdf
используемого катализатора и степени окисления, достигнутой до прохождения последующих слоев.
120 В этом случае пар также будет способствовать испарению более тяжелых нефтяных фракций, а также
предотвратит образование отложений на катализаторе, которые могли бы покрывать его и замедлять поток.
Хотя пар 125 замедлит процесс в одном слое, это более чем компенсируется общей толщиной катализатора,
как в одном слое, так и в серии слоев, показанных на рисунке.
В этом случае температуру также можно контролировать в желаемых пределах, регулируя количество
подаваемого воздуха, а при необходимости — охлаждением, регулированием работы испарительных и
нагревательных горелок и т. д., а также добавлением разбавителя.
1 В такой многослойной конструкции масло также может испаряться и проходить через первый слой (в данном
случае предпочтительно относительно глубокий) без добавления воздуха перед контактом. Это приведет к
термическому разложению и увеличению содержания олефинов; а затем, при желании, добавление воздуха
между первым и вторым слоями и далее в необходимом количестве позволит облегчить частичное окисление
в последующих слоях за счет увеличения количества ненасыщенных связей в углеводородных цепях.
Аналогичным образом, может быть проведена термическая обработка с каталитическим слоем, продукт
конденсируется, а затем снова испаряется, при этом добавляется воздух и продукт пропускается через слой
для частичного окисления. На рисунке 3, I показана простая конструкция аппарата с глубоким каталитическим
слоем, где 2b — камера испарения и смешивания воздуха, а 15b — выходное отверстие конденсатора и
всасывающего устройства, если оно используется. Я использовал небольшой аппарат такого типа с
диаметром каталитического слоя 38 сантиметров и глубиной 28 сантиметров.
На входе в каталитический слой устанавливается термометр.
— С помощью этого аппарата я использовал два конденсатора и шесть скрубберов, каждый из которых был
заполнен газойлем:
В первом эксперименте я использовал газойль, имеющий при 150 °C удельную плотность -0,841. Подача
масла составляла 100 кубических сантиметров в час, а расход воздуха — два литра в минуту. Общий объем
поданного масла составил 380 кубических сантиметров, а температура реакционной зоны — около 400°C: из
конденсаторов и абсорберов было получено 245 кубических сантиметров продукта.
Анализ продукта показал 17,45% спирта, перегнанного при температуре ниже 200 °C; 19,7% альдегидных
жирных кислот; 14% альдегида и 13,3% спиртов и неконвертированных углеводородов; эти процентные
показатели были рассчитаны на основе исходного масла.
Во втором эксперименте с...
Тот же аппарат и те же условия, за исключением того, что в систему добавляли пар в количестве, равном 20%
воды по отношению к подаваемому маслу. В результате я получил 11,2% дистиллята моторного спирта,
перегоняемого при температуре ниже 200 °C; 24,9% альдегидных жирных кислот; 27,1% альдегидов и 22,1%
спиртов и углеводородов; эти проценты рассчитаны для обработанного масла. В ходе дальнейшего
эксперимента, аналогичного первому, за исключением того, что температура была снижена до 3,80°C, был
проведен дополнительный эксперимент. С..
Общее извлечение продукта увеличилось до SO' с соответствующим снижением потерь газа на 7%. Это
показывает, в соответствии со многими другими экспериментами, что реакция настолько чувствительна, что
незначительные изменения факторов приводят к значительным изменениям в соотношении различных
продуктов и выхода в данном эксперименте.
В процессе моей работы могут применяться различные методы, варьируемые в зависимости от
обрабатываемого материала и условий. Варьируя используемое алифатическое сырье, я обнаружил, что в
большинстве случаев и для многих целей диапазон разделения или дистилляции становится короче.
чем уже ассортимент желаемых товаров. Таким образом, для некоторых сортов продукции 80 я могу
использовать газойль или топливные дистилляты; перегонять их для получения двух фракций и обрабатывать
эти фракции для определенных целей. Опять же, я могу взять "отфильтрованную" калифорнийскую сырую
нефть, подвергнуть её 90-градусной дистилляции и использовать верхнюю фракцию для своего процесса.
Сырая нефть и ее дистилляты различаются по нескольким параметрам: одни имеют парафиновую основу,
другие — асфальтовую. Сырая нефть содержит 95% насыщенных алифатических углеводородов с прямой
или разветвленной цепью. В его состав также могут входить ненасыщенные углеводороды с прямой или
разветвленной цепью, такие как углеводороды олефинового типа и углеводороды ацетиленового типа. В его
состав также могут входить ароматические углеводороды с боковыми цепями, причем последние могут быть
насыщенными или ненасыщенными, а также нафтены. Процесс Мли, представляющий собой
низкотемпературное окисление воздуха в паровой фазе (105 фаз), связан с воздействием на углеводороды,
расположенные вдоль цепи, в отличие от ароматических углеводородов бензольного кольца, и он легче
протекает на алифатических углеводородах ненасыщенного типа (110 фаз).
Ввиду высокой степени ненасыщенности значительной части углеводородов более дешевых
нефтеносителей, я обнаружил, что образование продуктов окисления по моему процессу 115 происходит
легче, чем с насыщенными алифатическими углеводородами. По этой причине в некоторых случаях я
предпочитаю подготавливать материал для своего усовершенствованного процесса путем «крекинговой»
дистилляции 120% сырой нефти из западных штатов, или мексиканской сырой нефти, или ее тяжелых
дистиллятов; с последующим применением моего процесса частичного сжигания либо ко всей
дистиллированной нефти, либо к ее отдельной фракции3 12,5. Олефиновые керосины и более тяжелые
фрикционные материалы с высоким содержанием олефина могут быть получены путем креклинговой
дистилляции газойля и тяжелых фракций otl:cr при атмосферном давлении.
Затем, представив это на мой заказ (13, 178,750 цессов), можно получить значительное количество легкого
масла, такого как моторное топливо, и одновременно большую долю промежуточных продуктов сгорания,
таких как альдегиды, жирные кислоты, альдегиды, спирты, воски и т. д.
По той же причине, что и указано выше, я могу успешно перерабатывать сланцевую нефть по своему методу.
Эта нефть содержит слишком высокий процент примесей, чтобы ее можно было легко переработать в
обычные нефтепродукты.
Например, я могу взять калифорнийскую сырую нефть или её тяжёлый дистиллят, такой как мазут, и
перегнать его в высоком вертикальном перегонном аппарате. После обычной перегонки для удаления
керосиновой фракции я снижаю температуру и замедляю перегонку, чтобы пар, поднимающийся в верхнюю
часть перегонного куба, опускался обратно и подвергался многократной термической обработке, вызывающей
крекинг.
В результате этой операции тяжелая фракция будет преобразована в нефть, относящуюся к более тяжелым
керосиновым и газойлочным характеристикам. В результате также будет производиться значительная доля
олефинов, обычно от 20 до 25%.
Я предпочитаю продолжать эту медленную крекинг-дистилляцию либо до тех пор, пока не останется ничего,
кроме кокса, который необходимо удалить, либо до тех пор, пока остаток не приобретет достаточную
текучесть, чтобы его можно было отлить из перегонного куба. Если крекинг-дистилляция продолжается до
момента образования кокса на остатке, то операция прекращается, когда в процессе дистилляции перестает
образовываться конденсат из паров. В результате образуются лишь газы.
Затем я беру этот дистиллят, который по существу состоит из керосина и газойля, содержащих в
значительной степени примеси, и подвергаю его процессу частичного сгорания. Олефиновая фракция этого
дистиллята значительно способствует образованию продуктов частичного сгорания, поскольку они легче
окисляются из-за своей ненасыщенной природы, чем соответствующие насыщенные углеводороды. Для этой
цели можно использовать аппарат для крекинга при атмосферном давлении, который ранее применялся для
увеличения доли керосина.
Я могу перегонять масло (предпочтительно методом крекинга) и направлять пары масла из перегонного
аппарата непосредственно в свой аппарат в любой желаемой форме.
В этом случае пар может быть пропущен через предварительно нагретый слой, где может произойти
дальнейшее термическое разложение, а затем смешан с воздухом и пропущен через каталитический экран
или экраны, частично превратившись в промежуточные продукты окисления. Или же после термического
разложения пары могут быть сконденсированы, легкое масло удалено, а остаток пропущен через мой процесс
частичного сгорания.
(65 Общая глубина залегания катализатора влияет на продукты реакции, особенно в отношении количества
образующегося легкого масла и процента продуктов частичного сгорания, которые будут полимеризоваться.
70 Важным фактором также является используемый катализатор, поскольку некоторые катализаторы более
активны, чем другие. Таким образом, для получения преимущественно спиртов и альдебид я предпочитаю
использовать катализатор с более низкой активностью (75%). Для однослойных процессов при получении
альдегидных жирных кислот я предпочитаю использовать каталитические материалы с более высокой
активностью.
Температура в зоне реакции, 89 процентное содержание подаваемого воздуха относительно углеводородного
сырья, скорость потока неподвижного пара и воздуха, использование пара или другого разбавителя, а также
другие факторы также полезны для придания процессу гибкости и изменения количества и характеристик
продукта. Благодаря таким вариациям я могу получать большее количество спиртов и альдегидов или
большее количество альдегидных кислот; и я могу варьировать качество этих продуктов и процентное
содержание получаемого легкого масла.
Что касается используемого катализатора, я применяю катализаторы, описанные в спецификации piicr №
138,113. 95
Теперь, переходя к обработке конденсированных продуктов частичного сгорания в моем процессе,
независимо от их формы, я опишу некоторые методы их обработки для получения 100 различных полезных
продуктов, при этом следует понимать, что сами исходные продукты ценны для использования в качестве
пенообразующего масла в процессе флотации при обработке руд без дополнительной обработки. 105
Возможно, сначала я проведу перегонку сконденсированного продукта, чтобы удалить углеводороды с низкой
температурой кипения. Это можно сделать, например, путем перегонки до температуры около 2000 °C,
получив таким образом моторное топливо, которое может быть использовано в качестве топлива в двигателях
внутреннего сгорания. Процентное содержание этого легкого масла может быть увеличено путем
соответствующего изменения процесса, особенно в отношении используемого масла и факторов, влияющих
на термическое разложение, таких как общая толщина каталитического слоя или слоев. Количество
отгоняемых таким образом низкокипящих углеводородов будет увеличено на количество этого продукта,
извлеченного в скрубберах 120, предпочтительно путем абсорбции масла.
В случае, если путем соответствующей регулировки температуры и воздуха я изменяю процесс таким
образом, чтобы получить продукт с относительно низким содержанием альдегидных жирных кислот, как
свободных, так и связанных, и высоким содержанием спиртов и альдегидов, я затем предпочтительно
обрабатываю остаток после перегонки низкокипящих углеводородов при температуре кипения 173 750 °C
гидроксидом щелочного или щелочноземельного металла для удаления свободных альдегидных кислот
способом, изложенным в британской спецификации №.
174,099. Остаток, состоящий преимущественно из спиртов, альдегидов и восков без каких-либо неизмененных
углеводородов, пригоден для использования в качестве смазки определенного качества без дополнительной
обработки.
Например, этот материал хорошо подходит для смазки паровых двигателей или обычных машин. При
желании его можно смешивать с другими углеводородами для этой цели или подвергать дальнейшей
обработке.
Для получения более густой или вязкой смазки из этого материала после удаления легкого масла и кислоты
его можно обработать, предпочтительно при температуре около 200 °C, сухой соляной кислотой; например,
пропуская через него сухой газ до тех пор, пока содержание свободной органической кислоты не достигнет
минимума и пока реакция не завершится, что подтверждается практически постоянным значением удельной
плотности.
Могут использоваться и другие конденсирующие и полимеризующие агенты, такие как безводный хлорид
кальция или хлорид цинка, фосфорная кислота или ангидридные фосфорные кислоты. Это вызовет ряд
химических реакций, главными из которых будут полимеризация альдегидов и конденсация альдегидов и
спиртов с образованием ацеталей. В результате воздействия на смесь увеличивается ее удельная плотность,
жидкость становится гуще и вязче. Таким образом, вязкость может быть увеличена до любой желаемой
степени в определенных пределах, что делает смазку пригодной для различных применений и в качестве
заменителя животных и растительных жиров в смешанных смазочных материалах. Загущение может
проводиться одновременно с удалением свободной кислоты путем обработки щелочью или известью, или до
ее удаления. Вероятно, в процессе загустения участвуют три реакции:
а) Образование волн при взаимодействии спиртов и кислот; б) Полимеризация альдегидов, альдегидных
спиртов и альдегидных кислот и соединение последних, присутствующих или образовавшихся в процессе
обработки; в) Образование тел путем конденсации присутствующих альдегидов и спиртов типа «ацеталь».
Вместо удаления свободной кислоты я могу загустить продукт после удаления легкого масла, а затем удалить
оставшуюся свободную кислоту щелочной обработкой.
Вместо удаления свободной кислоты после отгонки легкого масла, щелочь или известковый раствор могут
быть доведены до точки разложения присутствующих восков.
Как правило, это приводит к образованию менее вязкой смеси, которая может найти применение в качестве
смазки.
Маслянистую смесь после омыления также можно загустить обработкой соляной кислотой, описанной выше,
получив жидкость, которая менее вязкая, чем загущенный продукт, упомянутый выше, поскольку последний
содержит воски, первоначально присутствовавшие в смеси.
Опять же, после отгонки легкого масла 75 и омыления кислот, я могу взять неомыляемый маслянистый
остаток, содержащий спирты, альдегиды и т. д., и вернуть его в следующий окислительный аппарат для
дальнейшего окисления. Я обнаружил, что это вторичное окисление S0 осуществляется очень легко.
в результате получается продукт с высоким содержанием альдегидных жирных кислот и восков. Это особенно
верно в отношении масел, содержащих ненасыщенные вещества, таких как калифорнийское или
мексиканское масло. 85 в связи с легкостью производства олефинов.
Я также могу проводить процесс частичного сжигания с паром в таких условиях, чтобы получить относительно
большую долю спиртов; затем объединить этот продукт с продуктом, полученным в ходе процесса,
рассчитанного на получение относительно большой доли альдегидных жирных кислот; и затем загустить
смесь до любой желаемой температуры в 95 градусов, чтобы увеличить содержание присутствующих жидких
восков, а также других высокомолекулярных веществ.
Станет очевидно, что эти кислоты прекрасно подходят в качестве исходного материала для производства
смазок всех видов. Я могу взять известковое или содовое мыло из исходных альдегидных жирных кислот, или
же я могу преобразовать полимеризованные или смолистые кислоты (путем обработки соляной кислотой, как
описано выше) в известковое или содовое мыло. Последние, имея более высокую молекулярную массу, во
многих случаях предпочтительнее мыл, изготовленных непосредственно из исходных кислот. Я обнаружил,
что неомыляемая часть смазки 110 может представлять собой либо побочный продукт — масло,
образующееся в процессе производства, в этом случае даже не требуется разделять мыло и масло; либо
чистое углеводородное минеральное масло. 115 Если в качестве одного из основных продуктов желательно
производить мыло, то процесс проводится таким образом, чтобы получить высокий процент альдегидных
жирных кислот. Исходный окисленный продукт после дистилляции для удаления 120 легких масел омыляется
щелочью или известью, как описано в Спецификации 174099 и в Спецификации
138,113 как это было представлено для всеобщего ознакомления в соответствии с разделом 91 Закона, для
преобразования 123 свободных и связанных кислот в мыло.
В маслянистом неомыляемом остатке теперь будут содержаться изначально присутствовавшие спирты,
спирты, высвободившиеся в результате омыления, альдегиды, альдегидные спирты и любые неизмененные
углеводороды. Этот остаток может быть возвращен в окислительное оборудование для дальнейшей
обработки, если основными желаемыми продуктами являются кислоты или мыла. Или же остаток может быть
подвергнут процессу загущения или использован непосредственно без дополнительной обработки в качестве
смазки.
Алюминиевые мыла, изготовленные из этих альдегидных кислот, могут использоваться для гидроизоляции
текстильных изделий. Известковые мыла используются в растворе в качестве гидроизоляционного состава
для бетона или могут применяться в качестве компонента гидроизоляционных составов в целом. Мыло на
основе натрия и калия пригодно для использования в хорошо известных целях, для которых сейчас
производят мыло из обычных жирных кислот.
Эти процессы могут применяться к материалу, полученному либо методом тонкослойного катализатора, либо
методом глубокослойного катализатора, либо методом многослойного сита с последовательным
поступлением воздуха. Этот метод также может применяться к материалам, полученным в результате двух
циклов обработки или повторной обработки, в которых стадия окисления была повторена.
Преимущества моего изобретения будут очевидны специалистам в данной области, поскольку ряд полезных
продуктов получается с низкими затратами из сырья относительно низкой стоимости. Полученный продукт,
независимо от того, подвергался ли он частичному окислению один или несколько раз, может использоваться
либо в конденсированном виде, либо после удаления легкого масла в качестве пенящегося масла в процессе
флотации для извлечения ценных компонентов руды. Альдегидные жирные кислоты могут быть
преобразованы в мыла или удалены, а остаток, с добавлением или без добавления загустителей, что может
быть выполнено до или после удаления кислоты, может быть использован в качестве смазки. Вязкость смазки
может изменяться путем изменения количества загустителя. Использование всасывания в системе выгодно
как с точки зрения подачи масла, так и подачи воздуха в одной или нескольких точках и т. д.
Подробно описав и определив природу моего изобретения и способ его осуществления, я заявляю, что то, что
я...
Соседние файлы в папке патенты