DE1196641B - Process for removing acetylene from a gas mixture predominantly containing ethylene and a smaller amount of acetylene - Google Patents

Process for removing acetylene from a gas mixture predominantly containing ethylene and a smaller amount of acetylene

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DE1196641B
DE1196641B DEB78042A DEB0078042A DE1196641B DE 1196641 B DE1196641 B DE 1196641B DE B78042 A DEB78042 A DE B78042A DE B0078042 A DEB0078042 A DE B0078042A DE 1196641 B DE1196641 B DE 1196641B
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Germany
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acetylene
ethylene
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containing ethylene
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DEB78042A
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Darley Abbey
Stanley Beesley
Keith Frederick Daniels
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Acordis UK Ltd
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British Celanese Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C7/00Purification; Separation; Use of additives
    • C07C7/148Purification; Separation; Use of additives by treatment giving rise to a chemical modification of at least one compound
    • C07C7/14858Purification; Separation; Use of additives by treatment giving rise to a chemical modification of at least one compound with inorganic compounds not provided for before
    • C07C7/14866Purification; Separation; Use of additives by treatment giving rise to a chemical modification of at least one compound with inorganic compounds not provided for before water

Description

Verfahren zum Entfernen von Acetylen aus einem überwiegend Äthylen und eine kleinere Menge Acetylen enthaltenden Gasgemisch äthylen, das industriell durch Kracken von Erdöl-Kohlenwasserstoffen mit höherem Molekulargewicht hergestellt worden ist, enthält im allgemeinen zahlreiche Verunreinigungen einschließlich Acetylen. Die physikalischen Methoden, die zum Entfernen von ähnlichen im Erdöl vorkommenden Verbindungen, wie Propylen aus Äthylen, verwendet werden, können gewöhnlich nur wirtschaftlich angewendet werden, um Äthylen mit einem mäßigen Reinheitsgrad herzustellen.Process for removing acetylene from a predominantly ethylene and a small amount of acetylene-containing gas mixture ethylene, which is industrial produced by cracking higher molecular weight petroleum hydrocarbons generally contains numerous impurities including acetylene. The physical methods used to remove similar ones found in petroleum Compounds such as propylene from ethylene can usually only be used be used economically to produce ethylene with a moderate degree of purity.

Acetylen ist eine besonders unangenehme Verunreinigung, weil es leicht Reaktionen des Äthylens einleitet und auch mit anderen Verunreinigungen in den fertigen Produkten reagiert, die aus Äthylen hergestellt worden sind. So vergiftet beispielsweise Acetylen bei der katalytischen Oxydation von Äthylen zu Acetaldehyd, wie sie in den britischen Patentschriften 876024 und 876025 beschrieben ist, die Palladiumchloridkatalysatoren durch Bildung eines Palladium-Acetylen-Komplexes. Es hat sich gezeigt, daß ein Wert von etwa 60 ppm als noch zulässige Konzentration von Acetylen angenommen werden kann, das in Äthylen ohne zu starke Vergiftung des Katalysators für diese Reaktion anwesend sein darf. Acetylene is a particularly nasty contaminant because it is light Reactions of ethylene initiates and also with other impurities in the finished Reacts products that have been made from ethylene. Poisoned for example Acetylene in the catalytic oxidation of ethylene to acetaldehyde, as described in British patents 876024 and 876025 describe the palladium chloride catalysts by forming a palladium-acetylene complex. It has been shown to be a value of about 60 ppm can be assumed as the still permissible concentration of acetylene can that in ethylene without too much poisoning of the catalyst for this reaction may be present.

Auch bei der Herstellung von Äthylalkohol aus Äthylen durch Hydratisierung ist es bekannt, daß im Äthylen anwesendes Acetylen während dieses Verfahrens zu teerigen Ablagerungen führt.Also in the production of ethyl alcohol from ethylene by hydration it is known that acetylene present in ethylene increases during this process tarry deposits.

Bisher war es allgemein üblich, den Anteil des im Äthylen anwesenden Acetylens unter Bildung von mehr Äthylen zu verringern. Jedoch hat diese Methode auch dazu geführt, daß sich etwas Äthan bildet. Up to now it was common practice to determine the proportion of that present in the ethylene Acetylene with the formation of more ethylene. However, this method has also led to the formation of some ethane.

Äthan ist chemisch inert und hat im allgemeinen zwar keine schädlichen Wirkungen auf die anschließenden Reaktionen des äthylen, doch läßt es sich nur schwierig aus dem Äthylen entfernen. Die Hauptschwierigkeit der Hydrierung ist die, daß gleichzeitig auch etwas Äthylen reduziert wird und sich dadurch das Verfahren weniger wirtschaftlich gestaltet. Auch Lösungsmittelextraktion wurde schon angewendet, um die Acetylenkonzentration im rohen Äthylen herabzusetzen.Ethane is chemically inert and is generally not harmful Effects on the subsequent reactions of ethylene, but it can only be done with difficulty remove from the ethylene. The main difficulty with hydrogenation is that at the same time some ethylene is also reduced, making the process less economical designed. Solvent extraction has also been used to reduce the acetylene concentration in crude ethylene.

Demgegenüber besteht das Verfahren zur Entfernung von Acetylen aus einem überwiegend Äthylen und eine kleinere Menge Acetylen enthaltenden Gasgemisch erfindungsgemäß darin, daß man das Gasgemisch mit einer der zur Hydratisierung von Acetylen üblicherweise benutzten wäßrigen Lösungen eines Quecksilber(II)-salzes in Berührung bringt und das Reaktionsgemisch in an sich bekannter Weise auftrennt. In contrast, the process for removing acetylene consists of a gas mixture containing predominantly ethylene and a small amount of acetylene according to the invention in that the gas mixture with one of the for hydration of Acetylene commonly used aqueous solutions of a mercury (II) salt brings into contact and separates the reaction mixture in a manner known per se.

Die Hydratisierung des Acetylens zu Acetaldehyd erfolgt dadurch, daß man das rohe Äthylen, welches Acetylen enthält, durch eine wäßrige Lösung von Schwefelsäure mit einem Quecksilber(II)-salz, z. B. The hydration of acetylene to acetaldehyde takes place in that the crude ethylene, which contains acetylene, by an aqueous solution of sulfuric acid with a mercury (II) salt, e.g. B.

Quecksilber(II)-sulfat, als Katalysator leitet. Vorzugsweise wird der Lösung ein Eisen(II)-salz zugegeben, da es die Reaktion weiter katalysiert. Dies ist jedoch keine wesentliche Maßnahme. Es hat sich gezeigt, daß ein großer Anteil an einem Eisen(II)-salz, wie Eisensulfat, im Verhältnis zur Menge des Quecksilber(II)-salzes, erwünscht ist und den Lösungen längere Lebensdauer verleiht. Die auf diese Weise hergestellten Lösungen können leicht regeneriert werden, indem man Luft oder Sauerstoff z. B. bei etwa 1000 C hindurchleitet. Als Abwandlung dieses grundsätzlichen Verfahrens kann man Äthylen, welches Acetylen enthält, zusammen mit Luft oder Sauerstoff in die Katalysatorlösung leiten und das behandelte Äthylen kontinuierlich aus der Lösung entfernen und den Katalysator kontinuierlich regenerieren. Vorteilhaft wird die Katalysatorlösung nach dem Abziehen des Äthylens dadurch regeneriert, daß man Luft durch sie leitet.Mercury (II) sulphate, conducts as a catalyst. Preferably will an iron (II) salt is added to the solution as it catalyzes the reaction further. However, this is not an essential measure. It has been shown to be a great Proportion of an iron (II) salt, such as iron sulfate, in relation to the amount of mercury (II) salt, is desirable and gives the solutions longer life. That way Prepared solutions can be easily regenerated by adding air or oxygen z. B. passes through at about 1000 C. As a modification of this basic procedure you can use ethylene, which contains acetylene, together with air or oxygen in pass the catalyst solution and the treated ethylene continuously out of the solution remove and continuously regenerate the catalyst. The After the ethylene has been stripped off, the catalyst solution is regenerated by air directs through them.

Die Hydratisierung kann zweckmäßigerweise bei Temperaturen erfolgen, die sich von Raumtemperatur bis zum Siedepunkt der Lösung bei dem Druck erstrecken, der üblicherweise von Atmosphärendruck bis zu einem Druck von mehreren Atmosphären reichen kann. Temperaturen unterhalb Raumtemperatur und Drücke unterhalb des Atmosphärendrucks können angewendet werden, doch sind solche Bedingungen weniger erwünscht. Es hat sich gezeigt, daß Temperaturen von 60 bis 1000 C bevorzugt werden, verbunden mit einem Druck von Atmosphärendruck bis zu etwa 7 kg/cm2. Die richtige Auswahl der Bedingungen, die bei einem bestimmten Katalysator angewendet werden, kann bei einem einzigen Durchgang durch den Katalysator zur Entfernung von erheblich mehr als goelo des Acetylens führen, welches in einer Äthylenprobe anwesend ist. The hydration can expediently take place at temperatures which range from room temperature to the boiling point of the solution at the pressure, which is usually from atmospheric pressure to a pressure of several atmospheres can be enough. Temperatures below room temperature and pressures below atmospheric pressure can may be used, but such conditions are less desirable. It has shown, that temperatures of 60 to 1000 C are preferred, combined with a pressure of Atmospheric pressure up to about 7 kg / cm2. Proper choice of conditions that Applied to a particular catalyst can be done in a single pass through the catalyst to remove considerably more than goelo of the acetylene lead, which is present in an ethylene sample.

Für den Fall, daß das Äthylen für weitere Reaktionen, wie die Hydratisierung zum Äthylalkohol verwendet wird, kann man aus dem vorbehandelten Äthylen vorteilhaft den Acetaldehyd entfernen. Dies kann beispielsweise unter Kühlung des Gas stromes leicht durch Absorption oder durch Umsetzung des Acetaldehyds, beispielsweise mit einer Natriumbisulfitlösung, geschehen. Acetaldehyd siedet bei 210 C; durch Anwendung von hohen Temperaturen für die Reaktion des Acetylens kann man Acetaldehyd leicht abdestillieren. Niedere Temperaturen können verwendet werden, wenn man den Acetaldehyd in Lösung lassen möchte. In the event that the ethylene is used for further reactions, such as hydration is used for ethyl alcohol, can be advantageous from the pretreated ethylene remove the acetaldehyde. This can stream, for example, with cooling of the gas easily by absorption or by reaction of the acetaldehyde, for example with a sodium bisulfite solution. Acetaldehyde boils at 210 C; by application Acetaldehyde can easily be obtained from high temperatures for the reaction of acetylene distill off. Lower temperatures can be used when taking the acetaldehyde want to leave in solution.

Das Verfahren kann absatzweise oder kontinuierlich durchgeführt werden. Wenn man absatzweise arbeiten will, ist es möglich, eine Menge von rohem Äthylen im Kreislauf zu führen, bis die Reaktion vollständig oder so vollständig als erwünscht abgelaufen ist. Beim kontinuierlichen Arbeiten kann es vorteilhaft sein, die Hydratisierung des Acetylens zum Acetaldehyd mit einer anschließenden Reaktion des Äthylens zu einem zweistufigen Verfahren zu kombinieren. Wenn man beispielsweise das Äthylen zum Acetaldehyd mittels eines der bekannten Verfahren oxydieren will, ist es vorteilhaft, daß man das rohe Äthylengas durch zwei nebeneinanderliegende Reaktionsgefäße leitet, wobei in der ersten Stufe die Menge des vorhandenen Acetylens auf eine Konzentration verringert wird, welche eine Vergiftung des Katalysators in der zweiten Stufe vermeidet. The process can be carried out batchwise or continuously. If you want to work in batches, it is possible to use a lot of crude ethylene circulate until the reaction is complete or as complete as desired has expired. When working continuously, it can be advantageous to use hydration of acetylene to acetaldehyde with a subsequent reaction of ethylene a two-step process to combine. For example, if you think of ethylene wants to oxidize to acetaldehyde by means of one of the known processes, it is advantageous to that the crude ethylene gas is passed through two adjacent reaction vessels, wherein in the first stage the amount of acetylene present to a concentration is reduced, which avoids poisoning of the catalyst in the second stage.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert, wobei Teile Gewichtsteile sind, wenn nichts anderes angegeben ist. The invention is illustrated in more detail by the following examples, where parts are parts by weight, unless otherwise specified.

Beispiel 1 11 Liter rohes Äthylen, enthaltend ungefähr Äthylen . . . . . . . . 670/0 Acetylen . 1 O/o Methan ... 160/0 Äthan . 10 °/o 100/o Propan . . 1 °/o Luft . . . Solo wurden kontinuierlich mit einer Geschwindigkeit von 11 Liter ie Stunde durch eine Katalysatorlösung im Kreislauf geführt, die in einem senkrechten Reaktionsrohr enthalten war. Die Katalysatorlösung bestand aus 20 g Quecksilber(II)-sulfat und aus 1,16 g Eisenalaun, gelöst in 1 Liter 2o0loiger Schwefelsäure. Das Reaktionsgemisch ließ man bei 750 C stehen. Die Analyse des Gases nach 3,5stündiger Kreislaufführung zeigte, daß 960/o des Acetylens entfernt waren. Example 1 11 liters of crude ethylene containing approximately ethylene. . . . . . . . 670/0 acetylene. 1 O / o methane ... 160/0 ethane. 10% 100% propane . . 1 per cent air. . . Solo were continuously running at a rate of 11 Liter ie hour passed through a catalyst solution in circulation, which in a vertical reaction tube was included. The catalyst solution consisted of 20 g Mercury (II) sulfate and 1.16 g of iron alum, dissolved in 1 liter of 20% sulfuric acid. The reaction mixture was left to stand at 750.degree. Analysis of the gas after 3.5 hours Recirculation showed that 960% of the acetylene had been removed.

Es hatten sich 0,19 g Acetaldehyd gebildet.0.19 g of acetaldehyde had formed.

Beispiel 2 Die Katalysatorlösung bestand aus 20/o Quecksilber(It)-sulfat, gelöst in 200/o wäßriger Schwefel- säure. 500 ml dieser Lösung wurden zu einem mit Gas ausgekleideten Stahlrohr (Länge 91 cm, Durchmesser 3,5 cm) gegeben. Es war mit einem Sinterglasverteiler am Gaseinlaß versehen. Example 2 The catalyst solution consisted of 20 / o mercury (It) sulfate, dissolved in 200 / o aqueous sulfuric acid. 500 ml of this solution became one with Gas-lined steel pipe (length 91 cm, diameter 3.5 cm) is given. It was with a sintered glass distributor at the gas inlet.

Rohes Äthylen, welches 0,31 Volumprozent Acetylen enthielt, wurde mit einer Geschwindigkeit von 7,3 Liter je Stunde (gemessen bei Atmosphärendruck) durch die Katalysatorlösung bei 830 C und unter einem Druck von 6 kg/cm2 geleitet. Bei einem einzigen Durchgang durch das Rohr wurden 96 0/o des Acetylens entfernt. Es bildete sich in dem abgeleiteten Gas oder in der Katalysatorlösung kein Äthanol. Crude ethylene containing 0.31 percent by volume acetylene became at a rate of 7.3 liters per hour (measured at atmospheric pressure) passed through the catalyst solution at 830 C and under a pressure of 6 kg / cm2. A single pass through the tube removed 96% of the acetylene. No ethanol was formed in the diverted gas or in the catalyst solution.

Beispiel 3 Es wurde die gleiche Katalysatorlösung und Ausrüstung wie bei Beispiel 2 verwendet; 7,2 Liter je Stunde (gemessen bei Atmosphärendruck) rohes Äthylen wurden durch die Katalysatorlösung bei 950 C und einem Druck von 5,8 kg/cm2 geschickt. Example 3 The same catalyst solution and equipment were used as used in example 2; 7.2 liters per hour (measured at atmospheric pressure) Crude ethylene were through the catalyst solution at 950 C and a pressure of 5.8 kg / cm2 sent.

Es wurden 940/0 des Acetylens bei einem einzigen Durchgang entfernt. Auch in diesem Fall bildete sich kein Äthanol.940/0 of the acetylene was removed in a single pass. In this case, too, no ethanol was formed.

Beispiel 4 Die Katalysatorlösung enthielt pro Liter Lösung folgende Bestandteile: 211 g Fe2(SO4)39H2O 196 g H2SO4 10 g H2SO4 1 Liter dieser Lösung wurde in ein senkrechtes mit Glas ausgekleidetes Reaktionsgefäß über einem Gasverteiler eingeleitet. Example 4 The catalyst solution contained the following per liter of solution Components: 211 g Fe2 (SO4) 39H2O 196 g H2SO4 10 g H2SO4 1 liter of this solution into a vertical glass-lined reaction vessel over a gas distributor initiated.

Dann wurde rohes Äthylen, welches 0,6700/0 Acetylen enthielt, mit einer Geschwindigkeit von 11,1 Liter je Stunde durch die Katalysatorlösung geleitet, wobei 37 Stunden lang auf 950 C erhitzt wurde. Then crude ethylene, which contained 0.6700 / 0 acetylene, with passed through the catalyst solution at a rate of 11.1 liters per hour, heating to 950 ° C. for 37 hours.

Nach Ablauf dieser Zeit enthielt das gereinigte Äthylen 30 ppm Acetylen, entsprechend einer etwa 99,50/oigen Entfernung von Acetylen.After this time, the purified ethylene contained 30 ppm acetylene, corresponding to about 99.50 per cent removal of acetylene.

Der Versuch wurde weitere 25 Stunden lang fortgesetzt, wobei die Acetylenentfernung mehr als 990in betrug. The experiment was continued for a further 25 hours, with the Acetylene removal was greater than 990in.

Nach 62 Stunden waren etwa 200/0 des Eisen(III)-salzes zum Eisen(II)-salz reduziert. Die Katalysatorlösung konnte mit Sauerstoff bei 1000 C oxydiert werden. After 62 hours about 200/0 of the iron (III) salt had become iron (II) salt reduced. The catalyst solution could be oxidized with oxygen at 1000 C.

Claims (3)

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Entfernung von Acetylen aus einem überwiegend Äthylen und eine kleinere Menge Acetylen enthaltenden Gasgemisch, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gasgemisch mit einer der zur Hydratisierung von Acetylen üblicherweise benützten wäßrigen Lösungen eines Quecksilber(II)-salzes in Berührung bringt und das Reaktionsgemisch in an sich bekannter Weise auftrennt. Claims: 1. A method for removing acetylene from a predominantly ethylene and a small amount of acetylene-containing gas mixture, thereby characterized in that the gas mixture with one of the for hydration of acetylene usually used aqueous solutions of a mercury (II) salt in contact brings and separates the reaction mixture in a known manner. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die wäßrige Quecksilber(II)-salzlösung mit Eisen(II)-ionen versetzt. 2. The method according to claim 1, characterized in that the aqueous mercury (II) salt solution mixed with iron (II) ions. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man gleichzeitig mit dem Gasgemisch Sauerstoff in die Katalysatorlösung leitet. 3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that one conducts oxygen into the catalyst solution at the same time as the gas mixture.
DEB78042A 1963-08-20 1964-08-10 Process for removing acetylene from a gas mixture predominantly containing ethylene and a smaller amount of acetylene Pending DE1196641B (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3423385A (en) * 1964-09-18 1969-01-21 Firestone Tire & Rubber Co Process for purifying butadiene stream

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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