DE1231683B

DE1231683B - Process and device for the production of gas mixtures containing acetylene and ethylene

Info

Publication number: DE1231683B
Application number: DES78788A
Authority: DE
Inventors: Andre Claude Vialaron
Original assignee: SOC PRODUITS AZOTES SA
Current assignee: SOC PRODUITS AZOTES SA
Priority date: 1961-05-09
Filing date: 1962-04-02
Publication date: 1967-01-05
Also published as: NL126576C; FR1296664A; NL276721A; GB965719A; CH398548A; LU41365A1; ES279706A1

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Acetylen und Äthylen enthaltenden Gasgemischen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erzeugung von Acetylen und Äthylen enthaltenden Gasgemischen, ausgehend von einem flüssigen Kohlenwasserstoff, in welchem zwischen zwei Elektroden in einem bestimmten Takt ein Lichtbogen gezündet und unterbrochen wird, wobei mindestens einer der Elektroden eine Bewegung relativ zur anderen erteilt wird, die beide Elektroden zum Zünden des Lichtbogens einander nähert und anschließend zum Ziehen und Löschen des Bogens während einer Zeitspanne voneinander entfernt, die ausreichend ist, um eine Kühlung und Befeuchtung der wirksamen Elektrodenflächen sowie ein Wegspülen der Zersetzungsprodukte aus dem in der Bogenzone befindlichen flüssigen Medium zu gewährleisten.Process and apparatus for the production of acetylene and ethylene containing Gas mixtures The invention relates to a process for the production of acetylene and ethylene-containing gas mixtures, starting from a liquid hydrocarbon, in which an arc is ignited between two electrodes in a certain cycle and interrupted, with at least one of the electrodes moving relative on the other hand, the two electrodes are used to ignite the arc to each other approaching and then dragging and deleting the arc for a period of time away from each other, which is sufficient to provide cooling and humidification of the effective Electrode surfaces as well as flushing away the decomposition products from the in the arc zone to ensure the liquid medium located.

Es sind bereits Verfahren dieser Art bekannt, bei denen die Zersetzung flüssiger Kohlenwasserstoffe durch Lichtbogenbildung zwischen einer feststehenden und einer oder mehreren umlaufenden Elektroden erfolgt. Bei diesem Verfahren wird eine Bewegung des flüssigen Mediums durch die umlaufenden Elektroden bewirkt, wodurch die Zersetzungsprodukte aus dem in den Lichtbogenbereichen befindlichen Medium, jeweils in der Zeitspanne zwischen zwei Bogenentladungen, weggespült werden. Processes of this type are already known in which the decomposition liquid hydrocarbons by arcing between a fixed and one or more encircling electrodes takes place. In this procedure causes a movement of the liquid medium through the rotating electrodes, whereby the decomposition products from the medium in the arc areas, in each case in the period between two arc discharges, are washed away.

Bei weiteren bekannten Verfahren der eingangs genannten Art werden eine Vielzahl von kleinen Lichtbögen zwischen umlaufenden Hauptelektroden und kugel- oder stabförmigen Hilfselektroden im Kohlenwasserstoffbad erzeugt. In other known methods of the type mentioned above a multitude of small arcs between the surrounding main electrodes and spherical or rod-shaped auxiliary electrodes generated in the hydrocarbon bath.

Bei allen bekannten Verfahren zur Spaltung von Kohlenwasserstoffen sind Kohlenstoffablagerungen an den Elektroden eine unvermeidliche Nebenerscheinung. Diese Ablagerungen haften so fest an den Elektroden, daß sie selbst durch ein heftig bewegtes flüssiges Medium nicht weggespült werden können. Diese zunehmende Verkohlung führt nach verhältnismäßig kurzer Betriebszeit zu einer Volumenvergrößerung der Elektroden bzw. Hilfselektroden, wodurch die Lichtbögen verkürzt und die Anlage schließlich funktionsunfähig wird. Weiterhin bewirkt die Ablage verkokten Kohlen stoffes an den Elektroden eine Wärmestauung in denselben, da die elektrische Energie nicht ausschließlich durch den Lichtbogen ausgenutzt, sondern außerdem in den als Widerstand wirkenden Kohlenstoffablagerungen in Wärme umgesetzt wird. Bei allen vorerwähnten bekannten Verfahren sind keinerlei Maßnahmen vorgesehen, die Bildung von Kohlenstoffablagerungen an den Elektroden bzw. Hilfselektroden zu verhindern oder zu beseitigen. In all known processes for splitting hydrocarbons carbon deposits on the electrodes are an inevitable by-product. These deposits adhere so firmly to the electrodes that they can even be broken through violently moving liquid medium cannot be rinsed away. This increasing charring leads to an increase in volume after a relatively short operating time Electrodes or auxiliary electrodes, which shortens the arcs and the system eventually becomes inoperable. Furthermore, the deposit causes coked coals substance on the electrodes a build-up of heat in the same, as the electrical energy not only used by the arc, but also in the as Resistance-acting carbon deposits are converted into heat. At all The aforementioned known processes do not provide any measures for the formation to prevent carbon deposits on the electrodes or auxiliary electrodes or eliminate.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs erläuterten Art zu schaffen, durch welches der Niederschlag von Kohlenstoff an den Elektroden unterbunden und eine optimale Ausnutzung der elektrischen Energie gewährleistet wird. The object of the invention is therefore to provide a method the one explained at the beginning Way of creating through which the precipitation of carbon on the electrodes prevented and an optimal utilization of the electrical energy is guaranteed will.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Elektroden zum Zünden des Lichtbogens in an sich bekannter Weise miteinander in Berührung gebracht werden und daß die Berührung in Form eines zur Entfernung der Kohlenstoffablagerungen von den Elektroden ausreichend starken Stoßes erfolgt. This object is achieved according to the invention in that the electrodes brought into contact with one another in a manner known per se to ignite the arc and that the touch in the form of a to remove the carbon deposits there is a sufficiently strong shock from the electrodes.

Das gegenseitige Zusammenstoßen der Elektroden bewirkt in einfacher Weise eine periodische, einwandfreie Beseitigung der Kohlenstoffablagerungen von den Elektroden. Dadurch wird die elektrische Energie in hohem Maße ausgenutzt, da in den Elektroden keine Wärmestauungen auftreten können und verhältnismäßig lange Lichtbögen gezogen werden. The mutual collision of the electrodes causes a simple Way a periodic, proper removal of carbon deposits from the electrodes. As a result, the electrical energy is used to a large extent, since no heat build-up can occur in the electrodes and for a relatively long time Arcs are drawn.

Die hierfür erforderlichen Maßnahmen bedeuten keine wesentlichen Mehrkosten zur Fertigung einer Vorrichtung.The measures required for this do not mean any significant additional costs for manufacturing a device.

In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens können bei Verwendung von Wechselstrom als Speisequelle die Bewegungen der Elektroden in an sich bekannter Weise mit dem Bogenstrom synchronisiert sein. Bei entsprechender Synchronisierung kann der Zusammenstoß der Elektroden in dem Zeitpunkt stattfinden, in dem sich die Stromspannung in der Nähe ihres Nullwertes befindet. Zur Begrenzung des Spitzenstromes kann somit eine schwächere Drosselspule vorgesehen werden, wodurch der Leistungsfaktor der Anlage erheblich verbessert wird. In a further embodiment of the method according to the invention, when using alternating current as the supply source, the movements of the electrodes in be synchronized in a known manner with the arc current. With the appropriate Synchronization, the collision of the electrodes can take place at the point in time in which the Voltage is near its zero value. A weaker choke coil can thus be provided to limit the peak current which significantly improves the power factor of the system.

Die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erforderliche Vorrichtung kann mit Vorteil so ausgebildet sein, daß ein den flüssigen Kohlenwasserstoff enthaltender Behälter und mindestens eine in Längsrichtung hin- und herbewegliche Elektrode vorgesehen ist, wobei die Elektroden so eingestellt werden können, daß die bewegliche Elektrode in ihrer einen Endstellung an die feststehende Elektrode anstößt. Durch diese Anordnung ist eine besonders einfache und genaue Einstellung des erforderlichen Elektrodenabstands möglich. The necessary to carry out the method according to the invention The device can advantageously be designed so that a liquid hydrocarbon Containing container and at least one reciprocable in the longitudinal direction Electrode is provided, wherein the electrodes can be adjusted so that the movable electrode in its one end position to the fixed electrode bumps. This arrangement enables a particularly simple and precise setting the required electrode spacing is possible.

Die F i g. 1 bis 3 der Zeichnung stellen schematisch drei Ausführungsbeispiele der Erfindung dar. The F i g. 1 to 3 of the drawing schematically represent three exemplary embodiments of the invention.

Gemäß F ig. 1 ist der Reaktionsbehälter 1 mit leichtem Heizöl gefüllt und mit zwei Graphitelektroden 2 und 3 ausgerüstet. Die Elektrode 2 steht fest, während die Elektrode 3 längsverschiebbar durch eine Stopfbuchse 4 des Behälters hindurchgeführt ist. Zur Erteilung dieser Hin- und Herbewegung der Elektrode 3 kann z. B. deren Ende 5 durch eine Kurbel 7 mit einer in Drehung versetzten Scheibe 6 verbunden sein, obwohl es natürlich möglich ist, zu diesem Zweck jede andere bekannte mechanische oder elektromagnetische Antriebsvorrichtung vorzusehen. Die Frequenz dieser Bewegung beträgt 1400 Hübe pro Minute. Die Amplitude der Bewegung der Elektrode 3 ist so gewählt, daß am Ende des Hubes - der Elektrode 3 nach links ein leichter Stoß beider Elektroden gegeneinander stattfindet, wobei der Maximalabstand zwischen den beiden Elektroden 60 mm beträgt. According to Fig. 1, the reaction vessel 1 is filled with light fuel oil and equipped with two graphite electrodes 2 and 3. The electrode 2 is fixed, while the electrode 3 is longitudinally displaceable through a gland 4 of the container is passed through. To give this back and forth movement of the electrode 3 can z. B. its end 5 by a crank 7 with a rotating disc 6 be connected, although it is of course possible to use any other known for this purpose provide mechanical or electromagnetic drive device. The frequency this movement is 1400 strokes per minute. The amplitude of the movement of the electrode 3 is chosen so that at the end of the stroke - the electrode 3 to the left a lighter Impact of both electrodes against each other takes place, with the maximum distance between the two electrodes is 60 mm.

Den Klemmen 8 und 9 wird eine Gleichspannung von 500 V angelegt. Durch eine Impedanz 10 geeigneter Stärke wird der Spitzenstrom auf 300A begrenzt. A DC voltage of 500 V is applied to terminals 8 and 9. The peak current is limited to 300A by an impedance 10 of suitable strength.

Unter solchen Arbeitsbedingungen gewinnt man stündlich 6 ems eines Krackgases folgender Zusammensetzung: C2H2 . ....... . 25,6°/o c2H2 . . 6,3 O/o H2 . . . . . 61,80/o Restgas . ...... 6,3 O/o In der Ausführungsform nach Fig.2 sind im Behälter 1 zwei feststehende Elektroden 11, 12 und zwei bewegliche Elektroden 13,14 derart angeordnet, daß zwischen den beiden unter Spannung stehenden Elektroden 11, 12 eine Brücke gebildet wird, so daß es nicht mehr erforderlich ist, einer beweglichen Elektrode den Strom zuzuführen. Under such working conditions you win 6 ems every hour Cracked gas of the following composition: C2H2. ........ 25.6% c2H2. . 6.3 o / o H2. . . . . 61.80 / o residual gas. ...... 6.3 O / o In the embodiment according to Fig. 2 are in the container 1 two fixed electrodes 11, 12 and two movable electrodes 13, 14 arranged in such a way that between the two electrodes under voltage 11, 12 a bridge is formed so that it is no longer necessary to have a movable one Electrode to supply the current.

Die beweglichen Elektroden führen 3000 Hin- und Herbewegungen pro Minute aus, entsprechend der Frequenz von 50 Perioden pro Sekunde des industriellen Wechselstromes. Durch Phasenverschiebung kann man somit ohne weiteres den Zündkontakt in dem Augenblick erreichen, in dem die Spannung den Nullwert gerade durchschritten hat und nur 30 bis 50 V beträgt. Es ist daher möglich eine sehr geringe Drossel in den Stromkreis einzuschalten. The moving electrodes perform 3000 floats per Minute off, corresponding to the frequency of 50 periods per second of the industrial Alternating current. The ignition contact can thus be easily activated by shifting the phase reach at the moment in which the voltage has just passed the zero value and is only 30 to 50 V. It is therefore possible to have a very small throttle to turn on the circuit.

Mit einer Wechselspannung von 500 V und einer Spitzenstromstärke von 500 A erzielt man unter Ausnutzung nur eines Stromwechsels (ein Wechsel für den Lichtbogen, der andere für den Stillstand der Abkühlung) eine gleichmäßige Erzeugung von 25 Nms/h eines Gases folgender Zusammensetzung: C2H2 . . 32,0 °/o C2H4 . . 9,3 ovo . . . . 5O,0O/o Restgas . 8,7 0/o Bei Verwendung einer Brückenschaltung für die Elektroden und Verstellung der beweglichen Elektroden in Synchronismus mit der Frequenz des industriellen Wechselstromes kann gemäß Fig.3 eine Schaltung mit sechs Lichtbögen vorgesehen werden, die eine vollständige Ausnutzung der Wechsel des Drehstromes gestattet. Die Zündung der Lichtbögen findet dann in der Reihenfolge 15, 20, 17, 16, 19, 18 statt, wobei die Frequenz der Hin- und Herbewegung wie im vorbeschriebenen Beispiel 3000 pro Minute beträgt. With an AC voltage of 500 V and a peak current of 500 A can be achieved using only one current change (one change for the arc, the other for the standstill the cooling) a uniform production of 25 Nms / h of a gas with the following composition: C2H2. . 32.0% C2H4. . 9.3 ovo. . . . 5O, 0O / o residual gas. 8.7 0 / o When using a bridge circuit for the electrodes and adjustment of the movable electrodes in synchronism with the Frequency of the industrial alternating current can according to Figure 3 a circuit with six Arcs are provided that fully utilize the alternation of the three-phase current allowed. The ignition of the arcs then takes place in the order 15, 20, 17, 16, 19, 18 instead, with the frequency of the reciprocating movement as described above Example is 3000 per minute.

Mit einer Drehspannung von 500 V zwischen Phasen und einer Spitzenstromstärke von höchstens 500A pro Phase wird eine stündliche Erzeugung von 150 Nm3 Gas der vorerwähnten Zusammensetzung erreicht. With a three-phase voltage of 500 V between phases and a peak current a maximum of 500A per phase will produce 150 Nm3 of gas per hour Achieved the aforementioned composition.

Die zweckmäßige Ausnutzung des Stromes führt zu einem hervorragenden elektrischen Wirkungsgrad, der etwa 6 Kilowattstunden je Kilogramm Acetylen beträgt bei einem cos 4 von etwa 0,95. The appropriate use of the current leads to an excellent electrical efficiency, which is around 6 kilowatt hours per kilogram of acetylene at a cos 4 of about 0.95.

Claims

Claims: 1. Process for the production of acetylene and ethylene containing gas mixtures, starting from a liquid hydrocarbon in which An arc is ignited and interrupted between two electrodes in a certain cycle with at least one of the electrodes imparting movement relative to the other that the two electrodes approach each other to ignite the arc and then to drag and drop the sheet apart for a period of time, which is sufficient to cool and humidify the effective electrode surfaces as well as flushing away the decomposition products from that located in the arc zone liquid medium to ensure that the electrodes brought into contact with one another in a manner known per se to ignite the arc and that the touch in the form of a to remove the carbon deposits there is a sufficiently strong shock from the electrodes.

2, method according to claim 1, characterized in that a movement is provided in the longitudinal direction of the electrodes.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that at Use of alternating current as a power source to control the movements of the electrodes are known to be synchronized with the arc current.

4. Apparatus for performing the method according to claim 1 to 3, characterized by a container containing the liquid hydrocarbon (1) and at least one fixed (2 or 11, 12) and at least one in the longitudinal direction reciprocating electrode (3 or 13, 14), the electrodes so set can be that the movable electrode in its one end position to the fixed Electrode.

Documents considered: German Patent No. 708909; German Auslegeschriften Nos. 1007457, 1 023 032, 1027659; U.S. Patent No. 2,263,443; Chimie et Industrie, 84: 372/373 (1960); 79: 432 (1958); Chemistry for laboratory and Betrieb, 9 (1958), p.392.