DE1102137B - Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Acetylen und AEthylen durch Spalten von gasfoermigen und hoeheren Kohlenwasserstoffen - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Acetylen und AEthylen durch Spalten von gasfoermigen und hoeheren KohlenwasserstoffenInfo
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Description
Zur Gewinnung von Acetylen und Äthylen sind mehrere Verfahren bekanntgeworden.
Am bekanntesten ist die Herstellung von Acetylen durch Hydrolyse von Karbid. Da aber das Karbid ein
verhältnismäßig teurer Ausgangsstoff ist, wird dieses Verfahren nur noch in der Metallurgie angewandt.
Bei der teilweisen Oxydation von Kohlenwasserstoffen verwendet man als Rohstoffe Kohlenwasserstoffgase
und Sauerstoff und erhält ein Gemisch aus Verbrennungs- und Spaltprodukten. Der geringe Gehalt
an Acetylen und der Bedarf einer Sauerstofferzeugungsanlage sind die hauptsächlichsten Nachteile dieses
Verfahrens.
Ein anderes Verfahren besteht in der Einspritzung von Rohpetroleum bei hoher Geschwindigkeit in eine
durch Verbrennung eines mit Sauerstoff gemischten Brenngases erzeugte Flamme. Nach diesem Verfahren
erhält man ein Gemisch aus Acetylen, Äthylen und Verbrennungsprodukten, zu dessen Zerlegung kostspielige
Trennanlagen benötigt werden.
Das Verfahren zum Spalten der Kohlenwasserstoffe im elektrischen Gleichstromlichtbogen besitzt den
Nachteil, daß eine komplizierte elektrische Gleichrichteranlage benötigt wird und der Verbrauch elektrischer
Energie, etwa 10 kWh/kg Rohacetylen, sehr hoch ist.
Das Verfahren zum Spalten von Kohlenwasserstoffen im Wechselstromlichtbogen vermeidet die Nachteile
vorstehenden Verfahrens, behält aber den des erhöhten elektrischen Energieverbrauches von etwa 10
bis 11 kWh/kg Rohacetylen.
Das Regenerativverfahren zum Spalten von Kohlenwasserstoffen benutzt zwei mit wärmebeständigem
Futter ausgerüstete Öfen, in denen abwechselnd die Verbrennungs- und die Spaltphase stattfindet. Zur
Verminderung des Partialdruckes werden hierbei die zu spaltenden Kohlenwasserstoffe mit überhitztem
Dampf vermischt und unter Vakuum gearbeitet. Als Nachteile zeigen sich bei diesem Verfahren großer
Verbrauch an Dampf und elektrischer Energie für die Vakuumpumpen; auch sind die aus der Spaltung erhaltenen
Gase zum Teil mit Verbrennungsgasen verunreinigt.
Auch bei der thermischen und katalytischen Spaltung schwerer oder mittlerer Rohölfraktionen benötigt man
zur Abtrennung des Äthylens komplizierte Anlagen.
Vorliegende Erfindung besteht nun in einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Gewinnung von Acetylen
und Äthylen, das die thermische mit der elektrischen Spaltung von Kohlenwasserstoffen kombiniert, um die
Nachteile der bekannten Verfahren zu beseitigen.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zuerst eine thermische Spaltung von höheren Kohlenwasserstoffen
durchgeführt, bei der ein Gemisch von Olefinen und anderen Kohlenwasserstoffen erhalten wird.
Verfahren und Vorrichtung
zur Gewinnung von Acetylen
zur Gewinnung von Acetylen
und Äthylen durch Spalten
von gasförmigen und höheren
Kohlenwasserstoffen
Anmelder:
Ministerul Industriei Petrolului si Chimiei, Bukarest
Vertreter: Dipl.-Chem. Dr. phil. E. Sturm, Patentanwalt,
München 23, Leopoldstr. 20
Beanspruchte Priorität:
Rumänien vom 27. Juni 1958
Rumänien vom 27. Juni 1958
Tanasescu Dumitru, Risnov,
und Hanganut Marius, Bukarest (Rumänien),
sind als Erfinder genannt worden
Dieses Gemisch wird ohne vorherige Abkühlung der Lichtbogenspaltung unterworfen. Die Anwesenheit der
Olefine bewirkt eine Herabsetzung des spezifischen Energieverbrauches in der zweiten Verfahrensphase.
Durch den Einsatz der in der ersten Stufe erhaltenen heißen Produkte bei der Lichtbogenspaltung erzielt man
eine Verminderung des Energieverbrauches.
Bei der thermischen Spaltung kann den höheren flüssigen Kohlenwasserstoffen ein Gemisch von gasförmigen
Kohlenwasserstoffen als Verdünnungsmittel zugesetzt werden. Die gasförmigen Kohlenwasserstoffe
können gesondert vorerhitzt werden.
Auch bei der Lichtbogenspaltung können dem Gemisch von Kohlenwasserstoffen, welches bei der thermischen
Spaltung erhalten wurde, noch nachträglich gasförmige Kohlenwasserstoffe zugesetzt werden. Das
der elektrischen Spaltung unterworfene Gemisch führt hauptsächlich zur Gewinnung von Acetylen und Äthylen
neben Wasserstoff und Methan. Als Nebenprodukte fallen Ruß sowie Homologe des Acetylene und des
Äthylens an.
Es wurde nun festgestellt, daß der prozentuale Gehalt an Acetylen und Äthylen nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren völlig dem der rein elektrischen Spaltung niedriger Kohlenwasserstoffe, wie des Propans
und Butans, entspricht.
109 530/550
Das Spalten von auf hohe Temperatur vorerhitzten Ausgangsstoffen begünstigt die Zündung und Aufrechterhaltung
des Lichtbogens, selbst bei Verwendung von Wechselstrom, dank der Anwesenheit freier Radikale
und der durch die erhöhte Temperatur verstärkten Bewegung der Gasmoleküle.
Überdies gestattet die Speisung des elektrischen Lichtbogens mit vorerhitzten Stoffen durch Aufrechterhaltung
einer diesem günstigen Arbeitstemperatur ein Ansteigen seines Wirkungsgrades und Erhöhung
der Produktivität.
Die Anlage zur Durchführung des Verfahrens besteht, wie aus dem in der Zeichnung schematisch wiedergegebenen
Ausführungsbeispiel zu entnehmen, aus zwei wesentlichen Teilen: einem Ofen zum thermischen
Kracken, der mit niedrigem Druck und hoher Temperatur arbeitet, und einem elektrischen Lichtbogenofen
mit Wasserkühlung, der mittels Gleich- oder Wechselstrom betrieben wird.
Dem mit einem Röhrensystem ausgestatteten Spaltofen A werden die flüssigen Kohlenwasserstoffe über
die Zuleitung 2, die gasförmigen Kohlenwasserstoffe, sofern man sich dieser mitbedient, über die Leitung 1
zugeführt. Die Beheizung des Ofens erfolgt mittels Brenngas, das aus der.Leitung3 zuströmt. Das die
Kohlenwasserstoffe führende Röhrensystem wird durch Wärmestrahlung und Leitung auf die Arbeitstemperatur
gebracht. Die thermisch gespaltenen Kohlenwasserstoffe gelangen durch die Leitung 4 zum elektrischen
Lichtbogenofen B, dessen Kühlung durch die Wasserzuleitung 6 erfolgt. Die Abführung der erhaltenen
Spaltprodukte wird über Leitung 5 vorgenommen.
Die nach dem Verfahren gemäß der Erfindung gewonnenen Gase enthalten 25 bis 30 Prozent Volumen
Acetylen und Äthylen, inbegriffen deren Homologe. Das Verhältnis von Acetylen und Äthylen beträgt 3 :2
bis 2:1. Der spezifische Verbrauch an elektrischer Energie beziffert sich auf 4,5 bis 5,5 kWh/kg Acetylen
und Äthylen. Es werden 1,8 bis 2,2 kg Rohstoff zur Erzeugung von 1 kg Acetylen, Äthylen und Homologen
verbraucht, wobei der verwendete Rohstoff 60 bis 80 % an höheren Kohlenwasserstoffen besitzt. Die zusätzlich
benötigte Energie wird in Form von Wärme der thermischen Spannung entnommen.
Ausführungsbeispiel
Einem Röhrenofen, der eine Wärmestrahlungs- und eine Wärmeleitungszone besitzt und gasbeheizt ist,
wirdmitLeuchtöl (Destillationsfraktion200bis300° C)
gespeist. Die Arbeitstemperatur in der Strahlungszone des Ofens wird auf 500 bis 700° C gehalten. Die Kontaktzeit
beträgt bis zu 100 Sekunden. Der Gasdruck beim Austritt aus dem Ofen beträgt etwa 2 ata. Die
erhaltenen Gase, die etwa 10 bis 30 °/o Olefine enthalten, werden direkt einem elektrischen Lichtbogenofen zugeführt,
der mit einphasigem Wechselstrom bei einer Spannung von 1000 V (für einen Reaktor von etwa
2OkW) arbeitet. Die Kontaktzeit der Gase mit dem Lichtbogen beträgt 0,5 bis 2 Millisekunden, worauf die
Gase im Wassersprühstrom auf etwa 150° C gekühlt werden.
Bei einem spezifischen Verbrauch von 5,6 kWh/kg Acetylen, Äthylen und deren Homologen erhält man ein
Gasgemisch, das 16,7% Acetylen, 8,1% Äthylen und als Rest Wasserstoff und Methan enthält.
Bei einem spezifischen Verbrauch von 5,3 kWh/kg Acetylen, Äthylen und Homologen enthalten die Spaltgase
15% Acetylen und 10% Äthylen.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß ein Teil der elektrischen Energie durch die billigere
thermische Energie ersetzt wird.
Hieraus ergibt sich der niedrige Verbrauch an elektrischer Energie (etwa die Hälfte des Verbrauchs
gegenüber den bekannten elektrischen Krackverfahren).
Die gewonnenen Krackgase enthalten 25 bis 30% Volum- oder 50 bis 60% Gewichtsprozent an Acetylen
und Äthylen, dazu noch Wasserstoff und Methan. Diese Art der Spaltung führt zu vereinfachten Verfahren und
einsparenden Anlagen zur Abtrennung und Verwertung von Acetylen und Äthylen.
Claims (4)
1. Verfahren zur Gewinnung von Acetylen und Äthylen durch Spalten von gasförmigen und
höheren Kohlenwasserstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß die durch tihermisches Vorkracken
der höheren Kohlenwasserstoffe gewonnenen Spaltprodukte ohne vorherige Abkühlung einer Spaltung
im elektrischen Lichtbogen unterworfen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Lichtbogenofen zugeführten
Produkte der thermischen Spaltung eine Temperatur von 500 bis 700° C haben.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor oder nach der thermischen
Spaltung gasförmige Kohlenwasserstoffe zugesetzt werden.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
nach Anspruch 1 bis 3, dadurdh gekennzeichnet,
daß an einen vorzugsweise durch Wärmestrahlung und Konvektion erhitzten Rohrofen, der unter
niedrigem Druck und hoher Temperatur arbeitet, ein mit Gleich- oder Wechselstrom gespeister und
mit Wasserkühlung für gewonnene Krackgase ausgerüsteter Lichtbogenofen angeschlossen ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
© 109 530/550 3.61
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DEM41605A Pending DE1102137B (de) | 1958-06-27 | 1959-05-22 | Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Acetylen und AEthylen durch Spalten von gasfoermigen und hoeheren Kohlenwasserstoffen |
Country Status (3)
| Country | Link |
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| FR (1) | FR1233173A (de) |
| GB (1) | GB895386A (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2651004A1 (fr) * | 1989-08-17 | 1991-02-22 | Inst Francais Du Petrole | Procede et dispositif de vapocraquage comportant un etage de pyrolyse par un effluent de torche a plasma |
-
1959
- 1959-05-22 DE DEM41605A patent/DE1102137B/de active Pending
- 1959-06-04 GB GB19188/59A patent/GB895386A/en not_active Expired
- 1959-06-08 FR FR796916A patent/FR1233173A/fr not_active Expired
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|---|---|---|---|---|
| FR2651004A1 (fr) * | 1989-08-17 | 1991-02-22 | Inst Francais Du Petrole | Procede et dispositif de vapocraquage comportant un etage de pyrolyse par un effluent de torche a plasma |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR1233173A (fr) | 1960-10-12 |
| GB895386A (en) | 1962-05-02 |
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