DE1297098B - Verfahren zur Herstellung von Acetylen und Olefinen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Acetylen und OlefinenInfo
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Description
1 2
Das meist in der Technik zur Herstellung von Ace- Düsen, welche in einer oder mehreren Ebenen nortylen
und Olefinen aus flüssigen oder gasförmigen mal zur Ofenachse angeordnet sind, vor der Einsprit-Kohlenwasserstoffen
angewandte Verfahren besteht zung des Wassers in den Ofen gesprüht wird, wird darin, daß unter Sauerstoffzufuhr bei einer Tempera- dadurch die Ausbeute an Acetylen, Olefinen und
tür über 1500° C eine teilweise Verbrennung durch- 5 Synthesegas in einem wesentlichen Maß erhöht, was
geführt wird, worauf die Verbrennungsprodukte so zu einem ökonomischeren Arbeiten führt. Auf diese
rasch als möglich gekühlt werden, um jegliche Disso- Weise wird die Ausbeute an Acetylen und Olefinen,
ziation des gebildeten Acetylens zu vermeiden. die durch Pyrolyse bzw. Kracken bei einer Tempera-
Diese Verfahren wurden bisher nahe bei Atmo- tür von 15000C erhalten wird, um einen weiteren
sphärendruck durchgeführt, da angenommen wurde, io Betrag erhöht, welcher durch Ausnutzung der Hitze
daß das zur Bildung von Acetylen wichtige Gleich- der Verbrennungsprodukte von 1500 bis 800 bis
gewicht durch Druckzunahme behindert wird; außer- 700° C erreicht wird.
dem wurde das schnelle Abschrecken so durchge- Um jegliche Acetylenzersetzung zu vermeiden, so-
führt, daß die Flamme mit Hilfe einer Wasserein- bald die Pyrolyse zu Ende ist, sollen die Gase so
spritzung in den Ofen gelöscht wurde, so daß die 15 schnell als möglich mit Hilfe einer Wassereinspritgesamte Wärme der Verbrennungsprodukte bei der zung auf eine Temperatur von 150 bis 140° C abge-Entfernung
des Kühlwassers verlorenging. schreckt werden.
Demgegenüber arbeitet man bei Verfahren zur Die erhöhte Produktion an Acetylen, Olefinen
Herstellung von Acetylen und Olefinen durch unvoll- und Synthesegas, weiche nach diesem Verfahren erständige
Verbrennung von Kohlenwasserstoffen, bei 20 reicht wird, hangt natürlich von einer Anzahl von
denen die heißen Reaktionsprodukte zunächst durch Faktoren ab, beispielsweise von den Eigenschaften
Einspritzung eines Kohlenwasserstoffs mit 2 und der bei der primären und sekundären Pyrolyse vermehr
Kohlenstoffatomen und dann durch Einsprühen wendeten Kohlenwasserstoffe, von der Vorerhitzungsvon
Wasser gekühlt werden, gemäß vorliegender Er- temperatur und von der Fördermenge. So kann die
findung vorteilhafterweise mit dem Kennzeichen, daß 25 Ausbeute an Acetylen und Äthylen in den besten
die unvollständige Verbrennung bei einem Druck von Fällen die nach den üblichen Verfahren erhaltene
2 bis 6 atü durchgeführt wird. 50prozentige Ausbeute übertreffen, bei denen nur
Dem vorerwähnten technischen Vorurteil gemäß eine Wasserkühlung verwendet wird. Diese Zunahme
wurde Überdruck in der acetylenbildenden Reaktion der Ausbeute ergibt natürlich eine Kostenersparnis,
nur beim alten Lichtbogenspaltverfahren versucht 3° wenn man bedenkt, daß sie ohne zusätzlichen Sauer-(deutsches
Patent 514 592). Das obenerwähnte tech- stoff- bzw. Brennstoffverbrauch erhalten wird,
nische Vorurteil, wie es von der vorliegenden Erfin- Durch dieses Verfahren kann außerdem innerhalb
nische Vorurteil, wie es von der vorliegenden Erfin- Durch dieses Verfahren kann außerdem innerhalb
dung überwunden wird, beherrscht nicht nur die be- eines gewissen Bereichs das Verhältnis von im Ofen
kannten Verfahren zur Spaltung von Kohlenwasser- gebildetem Acetylen zu Äthylen dadurch variiert
stoffen durch Kracken einerseits und durch teilweise 35 werden, daß man die Fördermenge der in der pri-Verbrennung
andererseits, sondern auch einen nicht mären und sekundären Pyrolyse zugeführten Kohlenzum
vorbekannten Stand der Technik gehörenden Wasserstoffe entsprechend wählt,
älteren Vorschlag nach dem deutsche Patent 1198 811 Zwei Ausführungsbeispiele dieses erfindungsgemä-
älteren Vorschlag nach dem deutsche Patent 1198 811 Zwei Ausführungsbeispiele dieses erfindungsgemä-
zur zweistufigen Methanspaltung. ßen Verfahrens werden durch die schematischen Fi-
Es wurde gefunden, daß die Ausbeute von Ace- 4° guren erläutert. Hiervon zeigt Fig. 1 die Durchfühtylen
und Äthylen praktisch genauso hoch ist wie die rung in einer üblichen Ofenart zur Herstellung von
Ausbeute, welche bei Atmosphärendruck erzielt wird, Acetylen aus Methan.
wenn die unvollständige Verbrennung der entweder Erdgas, welches gewöhnlich unter gewissem Druck
gasförmigen oder flüssigen Kohlenwasserstoffe mit zur Verfügung steht, und komprimierter Sauerstoff
Sauerstoff unter einem Druck von 2 bis 6 atü durch- 45 werden unter einem Druck von 4 atü nach Vorwärmen
geführt wird. Beispielsweise gestattet der Vorgang auf ungefähr 500° C durch die Rohre 1 und 2 in eine
der Abschreckung des Gases, wenn die unvollstän- Mischkammer 3 gebracht. Die Gasmischung tritt
dige Verbrennung unter einem Druck von 4 atü durch Verteilerrohre 4 in die Verbrennungskamdurchgeführt
wird, eine hohe Wärmewiedergewin- mer 5, wo die Temperatur auf 1500° C und mehr annung
in Form von heißem Wasser, mit einer Tempe- 5° steigt. Der flüssige Kohlenwasserstoff wird vorerhitzt
ratur von etwa 130° C, welches günstig zur Regene- und durch die Düsen 6 und 7 in Form von sehr kleirierung
der bei der Acetylenabtrennung aus den übri- nen Tröpfchen in die Kammer gesprüht; hier wird
gen Gasen verwendeten Lösungsmittel verwendet er pyrolysiert und dadurch der Ertrag an Acetylen
werden kann. und Olefinen weiter erhöht. Das Gas wird hierauf mit
Außerdem ist offensichtlich, daß sich bei einer 55 Hilfe des durch die Düsen 8 eingespritzten Wassers
unter Druck durchgeführten teilweisen Verbrennung auf 1300C abgeschreckt und strömt schließlich durch
eine beträchtliche Krafteinsparung ergibt, da die den das Rohr 9 mit einem Druck von 3 atü aus; es wird
Ofen verlassenden Gase zur Abtrennung des Ace- zur Abtrennung von Acetylen von den übrigen Gasen
tylens durch Lösungsmittelabsorption bei niedrigen mit selektiven Lösungsmitteln gewaschen. Das Was-Temperaturen
komprimiert werden müssen. 60 ser wird durch den Auslaß 10 entfernt, und da es auf
Das zweistufige Abschrecken der Produkte der un- eine Temperatur von 130° C überhitzt ist, wird es
vollständigen Verbrennung, bei welchen zuerst ein zur Regenerierung der selektiven Lösungsmittel und
Kohlenwasserstoff und dann Wasser verwendet wird, zum Betrieb einer Absorptionskühlemrichtung verkann
bei jeder Ofentype zur Herstellung von Ace- wendet, welche die zur Abtrennung von Acetylen
tylen und Äthylen durchgeführt werden. 65 und Äthylen aus den Restgasen benötigte Kälte
Bekanntlich wird Äthylen bei einer tieferen Tem- liefert.
peratur gebildet als Acetylen; wenn daher ein fein- F i g. 2 zeigt eine Anwendung des neuen Verfah-
verteilter flüssiger Brennstoff durch eine Serie von rens in einem Ofen zur Herstellung von Acetylen und
Claims (1)
- 3 4Olefinen aus flüssigen Kohlenwasserstoffen nach dem nen Gas sowie aus dem Gas, das bei der teilweisenPrinzip der Trägergaspyrolyse. Oxydation von Methan gebildet wurde; es wurdeDer verdampfte und vorerhitzte Kohlenwasserstoff schnell mit Hilfe von Wasser auf ungefähr 150° Cwird durch eine Düse 11 mit einem Druck von 2 bis abgeschreckt. Das Volumen des aus dem Methan ge-6 atü eingespritzt, während ebenfalls vorerhitzter 5 bildeten Gases nahm um ungefähr 150 Nm3 für jeSauerstoff in das Rohr 12 mit dem gleichen Druck 100 kg zugeführtes Benzin zu; das durch die ther-eingeführt wird. Der flüssige Kohlenwasserstoff kann mische Zersetzung des Benzins erhaltene Gas hatteganz oder teilweise durch gasförmigen Brennstoff er- folgende Zusammensetzung: setzt werden; die Flamme wird so eingestellt, daß inder Kammer 13 eine Temperatur über 1600° C er- io C2H2 19,23 Nm3/100 kg Benzinhalten wird. Der für die Primärpyrolyse bestimmte C2H4 40,00 Nm3/100 kg BenzinKohlenwasserstoff wird durch die Düsen 14 in den ^0 o^nMmi/innuD«n,;n-.. .... j · £ ι j i_ t_ τ- j. CU, Z,6U .Nm8/IUU kg BenzinOfen gesprüht und infolge der hohen Temperatur - ηθηχτ ,„nm τ,eine hohe Acetylenausbeute erhalten. Der für die CO 9,80 NnWlOO kg BenzinSekundärpyrolyse bestimmte Kohlenwasserstoff wird 15 H2 57>83 Nm3/100 kg Benzindurch die Düsen 16 und 17 in den Ofen gesprüht; die CH4 19,67 NnWlOO kg BenzinGastemperatur sinkt auf ungefähr 800° C ab, und in C3H6 1,20 NnWlOO kg Benzindieser Zone überwiegt die der Olefinbildung. Hierauf ' ,werden die Gase mit Wasser auf 130° C abgeschreckt. 1M>33 Nm3/lw k8 BenzinAngenommen die Anlage hat eine Leistungsfähig- 20 D ^ wurden M de Ausbeuten erhalten: keit von 100 000 Nm3CH4 taglich; bei Verwendungdes erfindungsgemäßen Verfahrens ist der Verbrauch C2H2 22,32 kg/100 kg Benzinzum Abschrecken 13 000 kg Benzin. C2H4 50,00 kg/100 kg BenzinMan erhält Andere Gase .... 367-103 kcal2 900 kg C2H2, Patentansprüche: 6 500 kg C2H4,11 800 Nm3 Gas *· Verfahren zur Herstellung von Acetylen undOlefinen durch unvollständige Verbrennung vonDiese vorteilhaften Ergebnisse werden auch erzielt, 30 Kohlenwasserstoffen, bei dem die heißen Reakwenn man, ausgehend von flüssigem Kohlenwasser- tionsprodukte zunächst durch Einspritzung eines stoff gemäß den in F i g. 2 gezeigten Abänderungen, Kohlenwasserstoffes mit zwei und mehr Kohlennach dem Prinzip der Trägergaspyrolyse arbeitet. Stoffatomen und dann durch Einsprühen von . . Wasser gekühlt werden, dadurch gekenn-Beispiel 35 zeichnet, daß die unvollständige Verbrennung Das bei einem Verfahren zur Herstellung von Ace- bei einem Druck von 2 bis 6 atü durchgeführt tylen durch teilweise Oxydation von Methan mit wird.Sauerstoff erhaltene heiße Gas wurde durch Einsprit- 2. Abänderung des Verfahrens nach An-zen von Benzin in einer Menge von 130 kg Benzin spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dempro 1000 Nm3 Methan auf ungefähr 750° C abge- 40 bekannten Prinzip der Trägergaspyrolyse gearbei-schreckt. Die Gasmischung bestand aus dem durch tet wird, wobei als Ausgangskohlenwasserstoffedie thermische Zersetzung aus dem Benzin erhalte- flüssige Kohlenwasserstoffe zum Einsatz kommen.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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