CH437611A - Brenngas - Google Patents

Description

  Brenngas    Die vorliegende Erfindung betrifft ein Brenngas, das  z. B. als Heizgas brauchbar ist, unter Druck sicher gela  gert werden kann, bei der Entnahme aus der Lagerung  eine verhältnismässig konstante Zusammensetzung auf  weist und insbesondere für     Schweiss-    oder     Schneidbrenn-          operationen    brauchbar ist.  



  Es ist erwünscht, dass das Brenngas, das in  Schweiss- oder     Schneidbrennoperationen    verwendet  werden soll, unter     Druck    gelagert wird, so dass eine  maximale Menge Brennstoff in einem minimalen Raum  gelagert wird. Es ist erwünscht, dass genügend Druck  angewendet wird, so dass das Gas verflüssigt wird, wie  es gewöhnlich mit konventionellen     Gaszylindern    prak  tisch ausgeführt wird. Die Erfahrung hat gezeigt, dass  die Zusammensetzung sowohl der Gas- als auch der  flüssigen Phase, die in einem Behälter unter Druck gela  gert werden, sich ändert, wenn Gas entnommen wird.

    Eine verhältnismässig konstante     Gasphasenzusammen-          setzung    ist erwünscht, um eine konstante Flammentem  peratur zu liefern, so     dass        Schweiss-,    Schneid- und ähn  liche Techniken während des ganzen Zeitraumes der  Gasentnahme aus dem     Lagerungsbehälter    gleich blei  ben. Reines     Einkomponentengas    würde diese Eigen  schaften haben, aber mit     Einkompo.nentengasen    ergeben  sich andere Probleme.  



  Viele gasförmige Materialien, die als Brennstoff ge  eignet sind, sind in     verhältnismässig    hohen Konzentra  tionen explosiv. Daher kann bei der     Lagerung    der pri  märe Brennstoff in einer Flüssigkeit gelöst oder in einem  Packungsmedium     dispergiert    sein, um ihn zu stabili  sieren, oder er kann mit anderen Materialien verdünnt  sein. Das letztere Verfahren sollte wegen der Einfach  heit der erforderlichen Ausrüstung bevorzugt werden.  



  Vorzugsweise ist das Verdünnungsmittel ein Gas, ist  brennbar und trägt zum Brennstoff bei.     Die    Verdünnung  der primären Brennstoffkomponente führt jedoch zu  dem Problem der Ungleichmässigkeit der Zusammenset  zung sowohl der flüssigen als auch der Gasphase, wenn  Gas aus der Lagerungsvorrichtung entnommen wird. Es  wurde eine Brennstoffmischung entdeckt, die während    des gesamten Zeitraumes der Entnahme von Gas aus  dem Zylinder bis zur maximalen Entnahme eine     ver-          hältnismässig    gleichmässige Konzentration des primären       Brenngases    beibehält.

   Die Verwendung des Ausdruckes        maximale    Entnahme  in der vorliegenden     Beschrei-          bung        bedeutet        eine        Entfernung        von        ca.        95        %        des        Brenn-          stoffgemisches,    das ursprünglich in den Behälter ge  bracht wurde.  



  Das erfindungsgemässe Brenngas ist dadurch     ge-          kennzeichnet,        dass        es        48        bis        75        Mol-%        Methylacetylen     und/oder     Propadien,    11 bis 38     Mol-()

  /o    Propan und/oder       Propylen        und    2     bis        14        Mol-%        eines        gesättigten        Kohlen-          wasserstoffes    mit 4     Kohenstoffatomen    und/oder eines       äthylenisch    ungesättigten Kohlenwasserstoffes mit 4       Kohlenstoffatomen    enthält.  



  Das neue Brenngas hat, bei der Verbrennung ausge  zeichnete     Flammentemperatureigenschaften.    Es lässt  sich leichter anzünden und unterhält die Flamme besser  und bei einer höheren Temperatur als im Handel  erhältliches Propan, schneidet Metall schneller  als Acetylen, braucht ca. die gleiche Menge oder gering  fügig weniger Sauerstoff als Acetylen in     Sauerstoffacety-          lengemischen    und verbraucht viel weniger Sauerstoff als  Propan. Das erfindungsgemässe Brenngas ist bei     Drük-          ken    bis zu der Grenze des Lagerungsgefässes und so  hohen     Temperaturen    wie ca. 90  C leicht und sicher  lagerbar.

   Gewöhnlich wird das Gas bei dem Druckgela  gert, der erforderlich ist, um es zu verflüssigen und als  Flüssigkeit zu halten, Ferner kann das Brenngas als Gas  bei Drücken bis zum vollen     Lagerungsdruck        verbrannt     werden, dies im Gegensatz zu Acetylen, das für die Ver  wendung mit einem Ventil auf ca. 1,06     kg/cm2    gebracht  werden muss.  



  Darüber hinaus hat das neue Brenngas wesentliche  Vorteile gegenüber Acetylen in der Lagerung und im  Transport. Es kann unter     Druck        verflüssigt    und in übli  chen Zylindern in Tankwagen oder Lastwagen oder in  jedem geeigneten     Massentransportmedium    verfrachtet  werden. Dies ist bei Acetylen nicht möglich, welches in  Aceton gelöst und in einem gepackten Zylinder trans-      portiert werden muss. Wegen des Acetons und der     Pak-          kung    wiegt ein Standardzylinder Acetylen ca. 109 kg.  Von diesen sind nur ca. 9,1 kg tatsächlich Acetylen.

   Im  Gegensatz dazu wiegt     ein    voller Zylinder von etwa der  gleichen Grösse, der das neue     Brenngas        enthält,    ca.  50 kg von denen 27 kg Brennstoff sind. Demgemäss  kann beträchtlich mehr des neuen Brenngases pro Volu  meneinheit des zu Verfügung stehenden Raumes gela  gert oder     transportiert    werden.  



  Der primäre Brennstoff im erfindungsgemässen  Brenngas ist     Methylacetylen,        Propadien    oder Gemische  derselben. Wenn     Methylacetylen    und/oder     Propadien    im       Überschuss        über        78        Mol-%        entweder        in        der        Gas-          oder    der flüssigen Phase vorhanden sind, besteht  die Möglichkeit der Explosion.

   Demgemäss ist, wenn       Methylacetylen    (im folgenden als MA bezeichnet) oder       Propadien    (im folgenden     als        PPD    bezeichnet) unter  Druck     gelagert    werden, ein Verdünnungsgas erforder  lich, um die Explosionsgefahr zu     vermindern.    Eine  wirksame obere Grenze des gesamten Gehaltes an MA  und     PPD    des     Brennstoffes    in der Gas- oder flüssigen       Phase        ist        dann        75        Mol-%.     



  Wenn der     Prozentsatz    an     primärem        Brennstoff    (MA  und/oder     PPD)    in der Gasphase weniger als 48     Mol-0/9     beträgt,     nähert    sich der Heizwert des     Brenngases    demje  nigen des oder der Verdünnungsgase.

   Demgemäss ist  der niedrigste     erwünschte    Gehalt an     primärem    Brenn  stoff in der Gasphase zu jeder Zeit während der Ent  nahme des     Brennstoffes    aus der Lagerung 48     Mol-1/o,     wobei ein Gehalt an     primärem        Brennstoff    von 60       Mol-%        oder        mehr        bevorzugt        wird.     



  Der Rest des     Brennstoffes    besteht praktisch aus 2  verdünnenden Bestandteilen, von denen der erste Pro  pan und/oder     Propylen    ist und der zweite ein gesättigter  und/oder     äthylenisch    ungesättigter Kohlenwasserstoff,  der 4     Kohlenstoffatome        enthält,    ist.  



  Geeignete     Kohlenwasserstoffe    mit 4 Kohlen  stoffatomen für die     Verwendung    im erfindungsgemässen  Brenngas sind     n-Butan,        Isobutan,        Butan-1,        Buten-2,          Butadien,        Isobuten    und Gemische derselben.  



  Die Konzentrationen von     Propylen    und/oder Propan       liegen        im        Bereich        von        11        bis        38        Mol-%        der        gesamten          Brennstoffmischung.        Wenn        weniger        als        11        Mol-%        ver-          wendet    werden,

   liegen die Konzentrationen von primä  rem     Brennstoff    in dem zu Anfang     entnommenen    Gas  oberhalb der oberen Grenze. Die     Verwendung    von       mehr        als    3 8     Mol-%        führt        gewöhnlich        zu        einer        Gaszu-          sammensetzung,    die zu Anfang weniger primären  Brennstoff als die Mindestgrenze enthält, aber an Gehalt  an primärem Brennstoff zunimmt, wenn die Entnahme  des Gases über der     Flüssigkeit        fortschreitet,

      bis die  Konzentration an primärem Brennstoff die bevorzugte  maximale Grenze in dem Gas überschreitet.  



  Die Konzentrationen der     Kohlenwasserstoffe    mit 4       Kohlenstoffatomen    in dem     Gemisch    liegen im Bereich  von 2 bis 14     Mol-o/o    des Brennstoffgemisches. Wenn zu       Anfang        weniger        als    2     Mol-%        vorhanden        sind,        bleibt        ge-          wöhnlich    eine nicht ausreichende Menge von Kohlen  wasserstoffen mit 4     Kohlenstoffatomen    zurück,

       nach-          dem        ca.        50        %        entnommen        worden        sind,

          so        dass        die        Kon-          zentration    an primärem Brennstoff die     bevorzugte        maxi-          male        Grenze        überschreitet.        Wenn        mehr        als        14        Mol-%     vorhanden sind, nimmt die     Konzentation    an primärem       Brennstoff    in dem Gas ab, wenn die Entnahme vor  schreitet,

   bis seine Konzentration geringer als das be  vorzugte Minimum ist.    Bei der Verwendung kann das erfindungsgemässe  Brenngas in weitgehender gleicher Weise wie konven  tionelle Gase gehandhabt werden,     wobei        zur    Anpassung  an die allgemein höheren Flammentemperaturen, die       erhältlich    sind, einige geringere     Änderungen    der Technik  vorgenommen werden müssen.  



  Die vorliegende Erfindung wird durch die folgende  Reihe von Versuchen erläutert, wobei in jedem dersel  ben ein Brenngas gemäss der vorliegenden Erfindung  hergestellt wurde. Jedes Gemisch wurde analysiert und  auf seine     Flammentemperatureigenschaften    und Metall  schneideigenschaften unter ähnlichen Bedingungen ge  prüft, wie sie bei der industriellen     Metallschneidepraxis     verwendet werden.

   In der Tabelle sind die Komponenten       jeder        Mischung,        ausgedrückt        als        Mol-%        der        Mischung,

            dargestellt.     
EMI0002.0150     
  
    <I>Tabelle</I>
<tb>  <B>Y <SEP> $Z <SEP> 9 <SEP> n</B>
<tb>  <B>O <SEP> +@</B>
<tb>  <B>O</B>
<tb>  <U>wz <SEP> @@ <SEP> w <SEP> w <SEP> w <SEP> x</U>
<tb>  1 <SEP> - <SEP> 65 <SEP> 25 <SEP> - <SEP> 10 <SEP> n-Butan
<tb>  2 <SEP> - <SEP> 65 <SEP> - <SEP> 25 <SEP> 10Isobutan
<tb>  3 <SEP> - <SEP> 65 <SEP> 25 <SEP> - <SEP> l0Isobutan
<tb>  4 <SEP> - <SEP> 65 <SEP> - <SEP> 25 <SEP> 10 <SEP> 1 <SEP> Buten
<tb>  5 <SEP> - <SEP> 65 <SEP> - <SEP> 25 <SEP> 10 <SEP> n-Butan
<tb>  6 <SEP> - <SEP> 65 <SEP> 25 <SEP> - <SEP> l0Isobutan
<tb>  7 <SEP> 65 <SEP> - <SEP> 25 <SEP> - <SEP> 10 <SEP> n-Butan
<tb>  8 <SEP> 65 <SEP> - <SEP> 25 <SEP> - <SEP> l0Isobutan
<tb>  9 <SEP> 65 <SEP> - <SEP> - <SEP> 25 <SEP> 10Isobutan
<tb>  10 <SEP> 30 <SEP> 35 <SEP> 25 <SEP> - <SEP> <B>1</B>0Isobutan
<tb>  11 <SEP> 30 <SEP> 35 

  <SEP> 30 <SEP> - <SEP> 5Isobutan
<tb>  12 <SEP> 25 <SEP> 40 <SEP> 30 <SEP> - <SEP> 51,3-Butadien
<tb>  13 <SEP> 40 <SEP> 25 <SEP> 30 <SEP> - <SEP> 51,3-Butadien
<tb>  14 <SEP> 28 <SEP> 40 <SEP> 20 <SEP> 8 <SEP> 4 <SEP> n-Butan
<tb>  15 <SEP> 25 <SEP> 40 <SEP> 20 <SEP> 5 <SEP> 2 <SEP> n-Butan
<tb>  2 <SEP> 1-Buten
<tb>  2 <SEP> Isobuten
<tb>  2 <SEP> 1,3-Butadien
<tb>  2 <SEP> Isobutan       In praktisch allen Fällen wurden Flammentempera  turen des gewünschten Grades erhalten, und es wurden       Metallschneidgeschwindigkeiten    erzielt, die schneller als  die mit Acetylen oder Propan erhaltenen waren.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Brenngas, dadurch gekennzeichnet, dass es 48 bis 75 Mol-% Methylacetylen und/oder Propadien, 11 bis 38 Mol-% Propan und/oder Propylen und 2 bis 14 Mol-% eines gesättigten Kohlenwasserstoffes mit 4 Kohlenstoff atomen und/oder <RTI

   ID="0002.0170"> eines äthylenisch ungesättigten Koh lenwasserstoffes mit 4 Kohlenstoffatomen enthält. UNTERANSPRÜCHE 1. Brenngas nach Patentanspruch, dadurch gekenn- zeichnet, dass es 60-75 Mol-% Methylacetylen und/oder Propadien,

   11 bis 38 Mol-% Propan und/oder Propylen und 2 bis 14 Mol-% eines gesättigten Kohlen- wasserstoffes mit 4 Kohlenstoffatomen oder eines äthy- lenisch ungesättigten Kohlenwasserstoffes mit 4 Kohlen stoffatomen enthält. z.

   Brenngas nach Patentanspruch, dadurch gekenn- zeichnet, dass es 65 Mol-% Propadien, 10 Mol-% n-Bu- tan und 25 Mol-% Propan enthält. 3.

   Brenngas nach Patentanspruch, dadurch gekenn- zeichnet, dass es 65 Mol-% Propadien, 10 Mol-% Isobu- ten und 25 Mol-% Propylen enthält. 4.

   Brenngas nach Patentanspruch, dadurch gekenn- zeichnet, dass es 65 Mol-0/9 Propadien, 10 Mol-% Iso- buten und 25 Mol-%, Propan enthält. 5.

   Brenngas nach Patentanspruch, dadurch gekenn- zeichnet, dass es 65 Mol-% Propadien, 25 Mol-% Pro- pylen und 10 Mol-% 1-Buten enthält. 6.

   Brenngas nach Patentanspruch, dadurch gekenn- zeichnet, dass es 65 Mol-% Propadien, 25 Mol-1/o Pro- pylen und 10 Mol-% n-Butan enthält. 7.

   Brenngas nach Patentanspruch, dadurch gekenn- zeichnet, dass es 65 Mol-% Propadien, 25 Mol-0/9 Pro- pan und 10 Mol-% Isobutan enthält. B.

   Brenngas nach Patentanspruch, dadurch gekenn- zeichnet, dass es 65 Mol-% Methylacetylen, 25 Mol-% Propan und 10 Mol-% n-Butan enthält. 9.

   Brenngas nach Patentanspruch, dadurch gekenn- zeichnet, dass es 65 Mol-% Methylacetylen, 25 Mol-% Propan und 10 Mol-0/9 Isobuten enthält. 10.

   Brenngas nach Patentanspruch, dadurch gekenn- zeichnet, dass es 65 Mol-% Methylacetylen, 25 Mol-% Propylen und 10 Mol-% Isobuten enthält. 11.

   Brenngas nach Patentanspruch,dadurch gekenn- zeichnet, dass es 35 Mol-% Propadien, 30 Mol-0/0 Methylacetylen, 25 Mol-% Propan und 10 Mol-% Iso- butan enthält.

   12. Brenngas nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass es 35 Mol-1/o Propadien, 30 Mol-1/a Meth- ylacetylen, 30 Mol ()/o Propan und 5 Mol-% Isobutan enthält.

   13. Brenngas nach Patentanspruch, dadurch gekenn- zeichnet, dass es 40 Mol-% Propadien, 25 Mol-% Meth- ylacetylen, 30 Mol-o/o Propan und 5 Mol-% 1,3-Buta- dien enthält.

   14. Brenngas nach Patentanspruch, dadurch ge- kennzeichnet, dass es 25 Mol-()/o Propadien, 40 Mol-% Methylacetylen, 30 Mol-% Propan und 5 Mol-% 1,3 - Butadien enthält. 15.

   Brenngas nach Patentanspruch, dadurch gekenn- zeichnet, dass es 40 Mol-% Propadien, 28 Mol-0/0 Meth- ylacetylen, 20 Mol-1/o Propan,

   8 Mol-% Propylen und 4 Mol-0/9 n-Butan enthält. 16. Brenngas nach Patentanspruch, dadurch gekenn- zeichnet, dass es 40 Mol-% Propadien, 25 Mol-% Meth- ylacetylen, 20 Mol-% Propan,

   5 Mol-% Propylen, 2 Mol-% n-Butan, 2 Mol-% 1-Buten, 2 Mol-% Iso- buten, 2 Mol-% 1,3-Butadien und 2 Mol-% Isobutan enthält.