DE1210796B

DE1210796B - Verfahren zur Gewinnung von AEthylen

Info

Publication number: DE1210796B
Application number: DEK54138A
Authority: DE
Inventors: Masaaki Kanbayashi; Masaaki Takahashi; Shinpei Gomi
Original assignee: Kureha Corp
Current assignee: Kureha Corp
Priority date: 1963-10-07
Filing date: 1964-10-02
Publication date: 1966-02-17
Also published as: GB1029878A; US3324194A; BE654097A; NL128171C; NL6411460A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

C07c

Deutsche KI.: 12 ο-19/01

Nummer: 1210 796

Aktenzeichen: K 54138IV b/12 ο

Anmeldetag: 2. Oktober 1964

Auslegetag: 17. Februar 1966

Zur Gewinnung von Äthylen aus einem thermisch gekrackten Kohlenwasserstoffgemisch werden verschiedene Verfahren, wie z. B. Tieftemperaturbehandlung, Absorption und Lösungsmittelabsorption, angewendet. Diese Verfahren sind jedoch aufwendig.

Es ist auch bereits bekannt, daß sich Fluorwasserstoff mit Äthylen zu Äthylfluorid umsetzt. Eine Abtrennung von Äthylen aus gasförmigen Kohlenwasserstoffgemischen nach dem bekannten Reaktionsverfahren wurde bisher nicht durchgeführt.

Es wurde festgestellt, daß auch in gasförmigen Gemischen enthaltenes Äthylen selektiv mit dem Wasserstofffluorid zu Äthylfluorid umgesetzt werden kann und dieses von den übrigen Bestandteilen durch Kondensation leicht abgetrennt werden kann, weil Äthylfluorid einen erheblich höheren Siedepunkt als das Äthylen hat..

Die Erfindung betrifft daher ein Verfahren zur Gewinnung von Äthylen aus einem beim Kracken von Kohlenwasserstoffen anfallenden, im wesentlichen aus Äthylen, Acetylen, Methan, Äthan, Wasserstoff, Kohlenmonoxyd und Kohlendioxyd bestehenden Gasgemisch, welches darin besteht, daß man das Gasgemisch bei einer Temperatur von —30 bis 15O⁰C und unter einem Druck von 0 bis 30 kg/cm² (Überdruck) mit Fluorwasserstoff umsetzt, wobei je Mol Äthylen mindestens 5 Mol Fluorwasserstoff zugefügt werden, durch Kühlen ein aus Äthylfluorid und Fluorwasserstoff bestehendes Gemisch abtrennt, dieses destilliert und das erhaltene Äthylfluorid bei einer Temperatur von 150 bis 800⁰C in üblicher Weise thermisch spaltet.

Gemäß der Erfindung läßt sich hochreines Äthylen von dem thermisch gekrackten gasförmigen Gemisch, das jede beliebige Äthylenkonzentration aufweisen kann und andere Stoffe, nämlich Wasserstoff, Kohlenmonoxyd, Kohlendioxyd enthält, unter Verwendung einer verhältnismäßig einfachen Vorrichtung abtrennen und gewinnen.

Eine Durchführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird im folgenden ausführlich erläutert:

Ein Äthylen in geringer Konzentration enthaltendes Gas wird in einen ersten Reaktor eingeführt, in den zuvor flüssiger Fluorwasserstoff eingebracht worden war, und ferner wird flüssiger oder gasförmiger Fluor-Wasserstoff kontinuierlich in einer gegenüber dem eingeführten Äthylen im wesentlichen äquimolekularen Menge in den Reaktor eingeführt, wodurch das Äthylen in geringer Konzentration enthaltende Gas mit dem flüssigen oder gasförmigen Fluorwasserstoff in Berührung gebracht wird, um die Umsetzung von Fluorwasserstoff allein mit dem Äthylen in dem Gas Verfahren zur Gewinnung von Äthylen

Anmelder:

Kureha Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha, Tokio

Vertreter:

Dr. H. Haalck, Rechtsanwalt,

Hamburg 20, Goernestr. 12

Als Erfinder benannt:

Masaaki Kanbayashi,

Masaaki Takahashi,

Shinpei Gomi,

Nishiki-cho, Nakososhi, Fukushima-ken (Japan)

Beanspruchte Priorität:

Japan vom 7. Oktober 1963 (52 467)

herbeizuführen, und somit läßt sich Äthylen als Äthylfluorid von dem ersten Reaktor abtrennen.

Die Umsetzung in dem ersten Reaktor kann kontinuierlich bei einer Temperatur von —30 bis 15O⁰C und unter einem Druck von 0 bis 30 kg/cm² (Überdruck) durchgeführt werden. Eine niedrigere Temperatur ist nicht von Nutzen, weil die Reaktionsgeschwindigkeit dann gering ist. Andererseits ist auch eine höhere Temperatur nicht empfehlenswert, weil dann eine Nebenreaktion, wie die Polymerisation des Äthylens, eintritt. Der Druck wird hauptsächlich in Abhängigkeit von der Äthylenkonzentration in dem Rohgas gewählt, und die Umsetzung wird vorzugsweise unter einem hohen Druck durchgeführt, wenn die Äthylenkonzentration gering ist. Die Umsetzung verläuft in zufriedenstellender Weise ohne Gegenwart eines Katalysators; jedoch wird durch die Verwendung eines Katalysators, z. B. Metallfluorid, eine Erhöhung der Reaktionsgeschwindigkeit erzielt.

Das aus dem ersten Reaktor abgezogene Äthylfluorid wird in einem ersten Trennungsapparat durch Kondensation abgetrennt, dann in einem zweiten Reaktor thermisch in Äthylen und Wasserstofffluorid gekrackt. Das von dem ersten Trennungsapparat getrennte Restgas wird wahlweise als Brennstoff oder chemischer Rohstoff" verwendet. Beispielsweise läßt sich das Acetylen, Methan, Kohlenmonoxyd, Kohlen-

609 508/294

1210

dioxyd und Wasserstoff enthaltende Restgas als Brennstoff oder Rohstoff zur Synthese von Vinyl-Chlorid oder Methanol verwenden.

Die Krackreaktion in dem zweiten Reaktor wird vorzugsweise bei einer Temperatur von 150 bis 800 C und unter einem verminderten Druck oder einem Druck von 0 bis 20 kg/cm? (Überdruck) durchgeführt. Bei hoher Temperatur wird die Bddung,;erner Teersubstanz beobachtet, und bei niedriger Temperatur verringert sich die Reaktionsgeschwindigkeit; so daß es am zweckmäßigsten ist, die Umsetzung bei einer Temperatur von 250 bis 500° C durchzuführen.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele erläutert: · —

Beispiel i

In einen mit einem druckfesten Mantel Versehenen Reaktor aus rostfreiem Stahl, in den zuvor 21 flüssiger Fluorwasserstoff eingebracht worden waren, wurde ein gasförmiges Gemisch, das 40 Molprozent Äthylen, 20 Molprozent Wasserstoff, 17 Molprozent Kohlenmonoxyd, 10 Molprozent Methan und 13 Molprozent Kohlendioxyd enthielt, mit einer Geschwindigkeit von 2001/Std. und gleichzeitig wasserfreier Fluorwasserstoff in einer gegenüber dem Äthylen äquimolekularen Menge getrennt eingeblasen. Es wurde eine Umsetzung bei einer Temperatur von 5O⁰C und unter einem Druck von 5 kg/cm² (Überdruck) durchgeführt. Die Umwandlung von Äthylen in Äthylfluorid betrug 98 %. Das resultierende gasförmige. Gemisch wurde unter einem Druck von 4 kg/em² (Überdruck) durch einen korrosionsbeständigen Kühlapparat geleitet, der auf —20° C heruntergekühlt war, um wasserfreien Fluorwasserstoff und Äthylfluorid von dem gasförmigen Gemisch abzutrennen, und dann wurde Äthylfluorid durch Destillation von dem wasserfreien Fluorwasserstoff abgetrennt. Der abgetrennte Fluorwasserstoff wurde im Kreislauf zu dem ersten Reaktor zurückgeführt und dort zur Umsetzung mit Äthylen verwendet. ■ _ ■

Das so gewonnene Äthylfluorid wurde in einem zweiten rostfreien Reaktor bei einer Temperatur von 400⁰C und unter normalem Druck getrennt, um Äthylen und wasserfreien Fluorwasserstoff herzustellen. Das so gewonnene gasförmige Gemisch wurde zwecks Verflüssigung des Fluorwasserstoffs auf —10° C heruntergekühlt, und der flüssige wasserfreie Fluorwasserstoff wurde von Äthylen abgetrennt. Der erhaltene wasserfreie Fluorwasserstoff wurde ebenfalls im Kreislauf in den ersten Reaktor zurückgeführt und dort zur Umsetzung mit dem Äthylen verwendet. Die Umwandlung von Äthylfluorid in Äthylen betrug 97,5 °/o·

Beispiel2

In einen Reaktor wurde mit einer Geschwindigkeit von 2001/Std. ein gasförmiges Ausgangsgemisch eingeblasen, das durch die Reinigung eines thermisch gekrackten Petroleumnaphthagases mit einem Lösungsmittel-?- gewonnen worden War und die^v folgende Zusammensetzung aufwies:

Wasserstoff \..... 32,4Molprozent

_MethaQ _ _ _{9 6 Molpro?eilt}

■ . , _Acetyleö ..-'... ;..· ;.-; /_; 8J0 Molprq/ent
· Äthylen" "" ' ^''^'''''ΙΟ^ΟΜοΓρΓοζεηί''^ Kohlenmonoxyd '.'.'.'.'.'.\'.'. 2ό',5 Molprozent
Köhlendiöxyd 13,0 Molprozent

In den Reaktor wurden zuvor 21 flüssiger Fluorwasserstoff eingebfacht, und andererseits wurdeFluor-

wasserstoffgas in einer gegenüber dem Äthylen äquimolekularen Menge eingeblasen, worauf die

- Umsetzungbei-einer Temperatur von· 90⁰G undunter

einem Druck von 20 kg/cm² (Überdruck) durchgeführt wurde.

Der Umwandlungsproze'ntsatz des Äthylens· betrug 98,6 %, und somit Wurden andere 'Gase als Äthylen; die -in- dem gasförmigen Ausgähgsgemisch vorhanden waren, unter diesen Reaktionsbedingungen nicht

* umgesetzt, sondern es wurde lediglich Äthylen umgesetzt, um Äthylfluorid'herzustellen. ■ _ ^:

Das so gewonnene gasförmige Gemisch wurde unter einem Druck von 4 kg/cm² durch einen korrösionsbeständigen Kühlapparat geleitet, der auf —30° E heruntergekühlt war, und somit wurden das verflüssigte Äthylfluorid und Fluorwasserstoff von dem gasförmigen Gemisch getrennt, worauf Äthylfluorid durch Destillation vom Fluorwasserstoff abgetrennt wurde. Das' so gewonnene Äthylfluorid wurde durch einen rostfreien rohrförmigen Reaktor geleitet, der mit einem häuptsächlich aus Eisenfluorid bestehenden Katalysator gefüllt war, und bei einer Temperatur von 350°C und unter normalem Druck zersetzt. Das -hergestellte Äthylen wurde von dem wasserfreien Fluorwasserstoff in ähnlicher Weise wie im Beispiel 1 abgetrennt; Es wurde ein Äthylengewinnungsprozentsatz von 98% erreicht.

Claims

Patentanspruch:

, Verfahren zur Gewinnung von Äthylen aus

einem beim Kracken von Kohlenwasserstoffen anfallenden, im wesentlichen aus Äthylen, Acetylen, Methan, Äthan, Wasserstoff, Kohlenmonoxyd und Kohlendioxyd bestehenden Gasgemisch, d a durch gekennzeichnet, daß man das Gasgemisch bei einer Temperatur von —30 bis 150° C und unter einem Druck von 0 bis 30 kg/cm² (Überdruck) mit Fluorwasserstoff umsetzt, wobei je Mol Äthylen mindestens 5 Mol Fluorwasserstoff zugefügt werden, durch Kühlen ein aus Äthylfluorid und Fluorwasserstoff bestehendes Gemisch abtrennt, dieses destilliert und das erhaltene Äthylfluorid.bei einer Temperatur von 150 bis 800° C in üblicher Weise thermisch spaltet.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Houben — Weyl, Methoden der org. Chemie 5/3 (1962), S. 100, 108.

609 508/294 2.66 © Bundesdruckerei Berlin