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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Äthylen und
Acetylen aus einem bei der Hochtemperaturpyrolyse von Kohlenwasserstoffen entstehenden,
hauptsächlich aus Diacetylen, Acetylen, Äthylen und Kohlenwasserstoffen mit 3 und
mehr Kohlenstoffatomen bestehenden Gasgemisch durch Absorption des Diacetyls in
einem selektiven Lösungsmittel, gemeinsame Absorption der Kohlenwasserstoffe mit
3 und mehr Kohlenstoffatomen, des Athylens und Acetylens in einem organischen Lösungsmittel,
Abstreifen des Äthylens und Acetylens aus der erhaltenen Lösung und Trennung dieser
Mischung durch Absorption des Acetylens in einem selektiven Lösungsmittel, das dadurch
gekennzeichnet ist, daß man zur gemeinsamen Absorption des Äthylens, Acetylens und
der Kohlenwasserstoffe mit 3 und mehr Kohlenstoffatomen ein mageres Kohlenwasserstofföl,
vorzugsweise die Einsatzkohlenwasserstoffmischung der Hochtemperaturpyrolyse, verwendet.
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Die beim Cracken von normalerweise flüssigen oder gasförmigen Kohlenwasserstoffen
bei hohen Temperaturen in einem Regenerativofen oder bei anderen Pyrolyseverfahren
erhaltenen Gasgemische enthalten bekanntlich neben den gewünschten Olefinen eine
Vielzahl von Verbindungen, deren Trennung schwierig und aufwendig ist. Außerdem
ist die gleichzeitige Gewinnung von Athylen und Acetylen bekanntlich besonders schwierig
wegen der Gefahren, die das Arbeiten unter Temperaturen und Drücken, die anderweitig
zur wirksamen Gastrennung ohne weiteres anwendbar sind, hier mit sich bringt.
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Aus der USA.-Patentschrift 2 714940 ist ein Verfahren bekannt, bei
dem aus einem Pyrolysegasgemisch das vorhandene Diacetylen durch Behandlung mit
Dimethylformamid absorbiert und anschließend das vorhandene Acetylen abgetrennt
wird.
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Aus der USA.-Patentschrift 2 236 965 ist der Zusatz von Äthylen zu
einem zu rektifizierenden acetylenhaltigen Kohlenwasserstoffgemisch bekannt, um
dadurch das Ausfrieren von Acetylen zu vermeiden.
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Bei dem aus der deutschen Patentschrift 677 968 bekannten Verfahren
wird ein Teil des aus einem Gemisch aus Äthylen, Acetylen und Äthan abgetrennten
Ethylens verflüssigt und im oberen Teil der Rektifizierkolonne als Beriesefungsmittel
verwendet.
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Auch bei dem in der deutschen Patentschrift 953 700 beschriebenen
Verfahren wird ein Gemisch aus Acetylen, Äthylen und Äthan zunächst in eine Acetylen
und
Äthylen enthaltende Fraktion getrennt, das Acetylen daraus abgetrennt und ein
Teil des abgezogenen Äthylens unter Druck verflüssigt und als Waschmittel verwendet.
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In der USA.-Patentschrift 1 938 991 wird die Abtrennung von Acetylen
aus einem nur Kohlenwasserstoffe mit 1 und 2 Kohlenstoffatomen enthaltenden Gasgemisch
beschrieben.
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Aus keiner dieser Patentschriften ist ein Verfahren bekannt, bei
dem aus einem Pyrolysegemisch, das auch Kohlenwasserstoffe mit 3 und mehr Kohlenstoffatomen
enthält, sowohl Acetylen als auch Äthylen in reiner Form erhalten werden und bei
dem man zur gemeinsamen Absorption des Äthylens, Acetylens und der Kohlenwasserstoffe
mit 3 und mehr Kohlenstoffatomen ein mageres Kohlenwasserstofföl, vorzugsweise die
Einsatzkohlenwasserstoffmischung, verwendet.
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Nach dem Verfahren der Erfindung werden also zuerst die gefährlicheren
und schädlicheren Verbindungen, wie Diacetylen, Wasser und teerige Stoffe, aus dem
Gasgemisch entfernt. Sodann erfolgt die übliche Trennung der niedriger siedenden
Stoffe von den C2- und höhermolekularen Kohlenwasserstoffen, und anschließend werden
Äthylen und Acetylen getrennt.
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Die Erfindung wird durch die Zeichnungen näher erläutert.
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F i g. 1 stellt ein Fließbild des Verfahrens dar; F i g. 2 gibt ein
Fließbild einer besonderen Ausführungsform des Verfahrens wieder.
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Beim Hochtemperaturcracken von Kohlenwasserstoffen wird ein Spaltgasgemisch
mit beträchtlich schwankender Zusammensetzung erhalten, je nach den Bedingungen,
bei denen die Spaltung durchgeführt wurde, und dem verwendeten Ausgangskohlenwasserstoff.
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Die Tabelle 1 zeigt Analysen von Spaltgasen, die durch Pyrolyse leichter
Kohlenwasserstoffe, wie Äthan und Propan, erhalten wurden. Die Regenerativspaltung
bei hohen Temperaturen wurde bei im wesentlichen 0,5 ata Gesamtdruck, mit Dampfverdünnung
und bei Temperaturen von 980 bis 1260°C durchgeführt. Die Spaltung nach dem Röhrenverfahren
wurde bei leicht überatmosphärischem Druck, geringen Mengen an Verdünnungsdampf
und Temperaturen zwischen 800 und 845 C durchgeführt.
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Tabelle 1 Zusammensetzung in Molprozent
| Ausgangskohlenwasserstoff |
| Äthan I Propan |
| Crackverfahren |
| Röhren- Röhren- |
| Regenerativverfahren regenerativerfahren |
| verfharen verfahren |
| Ansatz |
| A B C D E F G |
| Temperatur, °C.................... . . . . . . . 845 1175 1240
800 970 1115 1150 |
| Druck, kg/cm2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . 1,6 0, 5 0, 5 1,2 0, 7 0, 55 0,55 |
| Bestandteile |
| Wasserstoff . . . . . . . . . . . . . . . . . 34,0 57,5 57,2
13,1 30,3 38,0 48,6 |
| Stickstoff.......................... - 2,5 5,0 - 5,4 2,8 1,7 |
Fortsetzung
| Ausgangskohlenwasserstoff |
| Athan | Propan |
| Crackverfahren |
| Röhren- Regenerativverfahren Röhren- |
| verfharen verfahren Regenerativverfahren |
| Ansatz |
| A B C D E F G |
| Kohlenmonoxyd .......................... - 6,4 8,4 - 1,2 2,6
6,5 |
| Kohlendioxyd . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,2
1,5 3,9 - 0, 9 0, 8 1,1 |
| Methan.......................... 8,5 9,3 9,8 29,4 23,8 21,7
17,5 |
| Acetylen........................ 8,5 14,7 12,9 0,2 6,2 11,9
14,4 |
| Äthylen......................... 32,7 6,7 1,9 25,3 24,7 18,2
8,3 |
| Äthan........................... 21,8 0,3 0,2 7,2 1,0 0,6 0,2 |
| methylacetylen.................. - 0,2 0,2 - 0,7 0,7 0,6 |
| Propan und Propylen ....... 1,0 0,2 41 21,9 4,2 1,6 0,2 |
| Diacetylen .......................... - 0,1 0,1 - 0,1 0,1 0,2 |
| Butan und Butene..................... 0,4 - - 1,4 0,2 0,1 - |
| itthyl-, Vinyl- und Divinylacetylen .. 0,9 0,6 0, 3 1,5 1,3
0, 9 0,7 |
| Summe I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 |
| Verhältnis von Acetylen zu Athylen 1:65 2:1 7:1 1:125 1:4 2:3
2:1 |
Ein Vergleich der in Tabelle 1 angegebenen gespaltenen Gasmischungen zeigt einen
weiten Schwankungsbereich in dem Verhältnis der durch Regenerativspaltung oder durch
Kombinationen der Regenerativ- und Röhrenspaltung hergestellten Acetylen-und Athylenmengen.
Die in Tabelle 1 gezeigten technisch wichtigen Arbeitsweisen zeigen eine Veränderung
dieses Verhältnisses um fast das Tausendfache.
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In jedem Fall kann die Spaltgasmischung für jedes gespaltene Gas aus
Tabelle 1, wenn es der erfindungsgemäßen Rückgewinnung zugeführt wird, im allgemeinen
neben variierenden Mengen an Wasserstoff, Kohlendioxyd, Kohlenmonoxyd, Methan, Äthylen
und Acetylen noch eine beträchtliche Menge an Homologen des Acetylens, wie Methylacetylen,
Diacetylen, Vinylacetylen, Athylacetylen und Divinylacetylen, enthalten. Vor der
Behandlung nach dem crfindungsgemäßen Verfahren wird ein solcher Gasstrom auf dem
Weg von der Pyrolyseanlage im allgemeinen durch eine Abkühlungsvorrichtung geleitet,
um teerige Stoffe und andere unerwünschte Bes@andteile zu entfernen, welche die
Verfahrensanlage verschmutzen und die Gewinnung von Acetylen und Athylen gewöhnlich
erschweren. Anschließend an die Abkühlungsvorrichtung wird die Gasmischung dem erfindungsgemäßen
Gewinnungsverfahren unterworfen.
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Nach F i g. 1 wird eine zu spaltende gasförmige Kohlenwasserstoffmischung
durch die Leitungen 12 bzw. 13 in die Pyrolysevorrichtungen 10 und 11 eingeführt.
Diese Hochtemperatur-Spaltöfen oder andere Vorrichtungen zur Herstellung von Pyrolysegas
können gegebenenfalls so betrieben werden, daß die aus der Vorrichtung 10 austretende
gespaltene Gas. mischung im Vergleich zum Athylen eine überwiegende Menge an Acetylen
und die aus der Vorrichtung 11 austretende gespaltene Gasmischung im Vergleich zum
Acetylen eine überwiegende Menge an Athylen enthält. Die relativen Gasvolumina,
die diesen Vorrichtungen zugeführt werden, die Arbeitstempe-
raturen und -drücke
beeinflussen das Mengenverhältnis zwischen Acetylen und Äthylen. Die aus den Vorrichtungen
10 und 11 in die Leitungen 14 bzw. 15 austretenden Gase werden bei 16 bzw. 17 mit
durch die Leitung 18 herangeführtem Wasser abgeschreckt.
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Das Kühlwasser einschließlich der teerigen Stoffe wird durch die Leitungen
19 und 20 entfernt.
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Zur Herstellung eines überwiegend Acetylen enthaltenden Gases in
einem Regenerativofen (Vorrichtung 10) ist ein absoluter Druck von etwa 0,5 ata
und eine Temperatur von 970 bis 1240°C erforderlich, während für die wirtschaftliche
Herstellung eines vorherrschend Athylen enthaltenden Pyrolysegases im Ofen 11 ein
absoluter Druck von nicht unter 1 ata und eine Temperatur von 800 bis 845°C erforderlich
ist. In der Leitung 14 ist eine Pumpe 21 zur Druckerhöhung des gespaltenen Gases
in dieser Leitung auf etwa atmosphärischen Druck vorgesehen, wodurch es den gleichen
Druck wie das gespaltene Gas in Leitung 15 bekommt. Danach werden beide gespaltenen
Gasmischungen in einen Gasbehälter 22 eingeführt und anschließend durch die Leitung
23 einem Kompressor 24 zugeführt. Der Druck des sowohl Acetylen als Äthylen enthaltenden
gemischten Spaltgases wird im Kompressor 24 auf etwa 7 bis 21 kg/cm2 erhöht. Die
Beschränkung des durch den Kompressor auf die gespaltenen Gase angewendeten Druckes
hängt vom Acetylengehalt des Gases ab, da die Gefahren beim Umgang mit dieser reaktionsfähigen
Verbindung die Beschränkung des maximalen Acetylen-Teildruckes auf etwa 1,0 bis
2,5 ata vorschreiben.
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Das verdichtete Gas in Leitung 25 wird durch direkten oder indirekten
Wärmeaustausch mit Wasser im Kühler 26 auf eine Temperatur abgekühlt, die oberhalb
des Punktes liegt, bei dem Hydrate gebildet werden. Hierbei soll für die Entfernung
eines etwaigen Kondenswassers gesorgt werden. Das abgekühlte gespaltene Gas wird
dann in den Absorber 27 eingeführt, der als Vor-Absorber für Diacetylen wirkt.
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Diacetylen, das zu den löslichsten Acetylenverbindungen gehört, wird
durch Absorption in einer geringen Menge Lösungsmittel, das durch die Leitung 28
am Kopf des Absorptionsabschnittes 27a eingeführt wird, entfernt. Das verwendete
Lösungsmittel, z. B. Dimethylformamid, wirkt für die höheren Homologe des Acetylens
stark selektiv; es kann auch zur Entfernung von zurückgebliebenem Wasser und schweren
Kohlenwasserstoffen in der Gasbeschickung dienen.
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Die gleichzeitig mit dem Diacetylen absorbierte Acetylenmenge liegt
in der Größenordnung von einigen Prozent des Acetylens, das in der durch die Leitung
25 in den Absorber eingeführten Gasbeschickung vorhanden ist. Dieser mögliche Verlust
an wertvollem Acetylen kann gegebenenfalls durch den dem Absorber 27 angefügten
Reinigungsabschnitt 27b sowie die Einführung einer geringen Menge an Reinigungsgas
durch die Leitung 29 am Boden des Reinigungsabsehnittes auf ein Minimum beschränkt
werden. Als Reinigungsgas dient vorzugsweise eine zurückgeführte Menge des im Verfahren
gewonnenen, von Acetylen fast freien Restgases. Der Absorptions-und Reinigungsabschnitt
des Absorbers 27 sowie nachfolgende Türme können mit Füllkörpern, Glockenböden,
perforierten Böden oder anderen bekannten Mitteln zur Gewährleistung eines guten
Kontaktes zwischen Gas und Flüssigkeit versehen werden. Um eine fast vollständige
Entfernung des Diacetylens durch das Lösungsmittel zu erzielen, wird der Absorber
27 mit praktisch dem gleichen Druck von 7 bis 21 kg'cm2 betrieben wie das den Kompressor
verlassende Gas. Der Absorber wird gewöhnlich bei etwa 38°C betrieben.
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Der Kopf des Absorbers 27 kann mit einem Wasser waschabschnitt 27c
zur Vermeidung des Verlustes von Lösungsmittel über Kopf versehen sein, wobei durch
die Leitung 30 reines Waschwasser eingeführt wird. Der Abfluß 31 des Gaswäschers
und das Bodenprodukt 32 des Turmes 27 werden vermischt und in einen Verdampfungsabscheider
33 geleitet, der bei etwa atmosphärischem Druck betrieben wird. In diesem wird durch
Kombination von Verdünnung und Druckverringerung der größte Teil des absorbierten
Gases, einschließlich Diacetylen, das zweckmäßig durch Rückführung durch die Leitung
34 in den Ofen 10 entfernt wird, freigesetzt. Solche Wasser wascharbeiten haben
jedoch den Nachteil, daß sie die entwässernde Wirkung des Lösungsmittels zunichte
machen. Das Lösungsmittel wird daher vorzugsweise am Kopf des Absorbers dadurch
wiedergewonnen, daß das aus dem Absorber austretende Gas abgekühlt und das verflüssigte
Lösungsmittel wiedergewonnen wird.
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Das den Vorabsorber über Kopf durch die Leitung 35 verlassende Gas
enthält den größten Teil des Acetylens und Äthylens und im wesentlichen allc anderen
gasförmigen Bestandteile des gespaltenen Gases, die weniger löslich sind als Diacetylen.
Diese Gase werden im Austauscher 36 abgekühlt und zum Hauptabsorber 37 geführt,
in welchem die C2-Kohlenwasserstoffe und die schwereren Bestandteile in-einrn abgekühlten
mageren strom, der durch diä Leitung 38 eingeführt wird, absorbiert werden. Als
mageres 1011 wird vorzugsweise die Einsatzkohlenwasserst offmischung der Hochtemperaturpyrolyse
verwendet.
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Der in den Hauptabsorber 37 durch die Leitung 38 eingeführte magere
Strom wird, wie später be-
schrieben, in der Anlage im Kreislauf geführt. Die Hauptbeschickung
für die Hochtemperaturpyrolyse, die durch die Leitung 39 eingeführt wird, kann gegebenenfalls
als zusätzliches Absorptionsöl verwendet werden und wird dann dem Hauptabsorber
durch die Leitung 40 und einem geeigneten gekühlten Wärmeaustauscher 41 zugeführt.
Beschickungen, die zu flüchtig sind, um in das System durch die Leitung 39 eingeführt
werden zu können, werden den oefen durch die Leitung 39a direkt zugeführt. Die Absorption
von C2-Kohlenwasserstoffen bei nur etwa 7 bis 21 kg/cm2 (im Gegensatz zu den üblichen
Verfahren in Athylenherstellungsanlagen mit 35 kg/cm2 oder mehr) wird durch die
Anwendung von Temperaturen unter etwa 15° C bei der Einführung des Absorptionsöles
in den Absorber 37 durch die Leitungen 38 und 40 über die Kühlvorrichtungen 41 und
42 ermöglicht.
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Der Hauptabsorber ist im Absorptions- und Reinigungsabsehnitt 37 a
und 37b mit geeigneten Einbauten bzw. Fallkörpern versehen. Das Reinigungsgas wird
durch die durch Dampf oder heißes mageres 51 erhitzte Wärmevorrichtung 43 und die
Leitung 44 zugeführt und dient zur letzten Entfernung von Bestandteilen, die weniger
löslich sind als Acetylen und Äthylen. Gase, die leichter als Acetylen sind, verlassen
den Absorber 37 durch die Leitung 45.
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Das Bodenprodukt aus dem Hauptabsorber enthält Acetylen, Äthylen
und schwerere Kohlenwasserstoffe, die im mageren U1 gelöst sind und durch die Leitung
46 entfernt und durch die Pumpe 46a zum Reinigungsturm 47 geleitet werden. Dieser
Destillationsturm ist mit einem Reinigungsabschnitt 47a, einem durch die Leitung
49 angeschlossenen Kocher48 und einem Rektifizierabschnitt 47b versehen, in welchem
ein Rückfluß aus einer Mischung aus im wesentlichen nahezu reinem Acetylen und Äthylen
bzw. nahezu reinem Athylen aufrechterhalten wird. Die am Kopf des Reinigungsturmes
47 erhaltene C2-Kohlenwasscrstoflfraktion wird teilweise im Kühler 50 verflüssigt
und der Rückfluß durch die Leitung 55a in den Turm geführt.
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Das Bodenprodukt des Destillationsturmes in der Leitung 51 wird durch
ein Ventil 52 in einen Teilstrom aufgespalten, welcher zum Hauptabsorber als mageres
1011 durch die Leitung 38 geleitet wird, und einen zweiten Teilstrom, der durch
die Leitung 53 abgeführt und durch einen Verdampfer 54 und eine Leitung 39a als
Beschickung für die Spaltöfen über die Leitungen 12 und 13 geleitet wird, falls
die Hauptbeschickung als Absorptionsöl verwendet wird. Andernfalls werden die gesamten
Rückstände der Leitung51 zum Kopf des Hauptabsorbers 37 zurückgeführt mit Ausnahme
einer geringen Menge, die erneut destilliert oder in die Spaltöfen zurückgeführt
werden kann, um das Ansammeln von schweren Komponenten zu vermeiden.
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Wie bereits erwähnt, bestehen die am Kopf der Reinigungsvorrichtung
47 abgezogenen Produkte überwiegend aus Athylen und Acetylen, die mit im zugeführten
gespaltenen Gas vorhandenem Äthan und Kohlendioxyd verunreinigt sind und Spuren
von Methan und Kohlenwasserstoffen mit 3 und mehr Kohlenstoffatomen enthalten. Diese
über Kopf abgezogene Mischung in der Leitung 55 wird, nach dem sie durch den Teilkühler
50 geleitet wurde, zu einem Absorptionsturm 56 für das Acetylen geführt, wo die
Trennung zwischen Athylen und Acetylen durchgeführt wird, indem das Acetylen in
einem
selektiven, durch die Leitung 57 eingeführten Lösungsmittel
gelöst wird. Das verwendete Lösungsmittel ist im allgemeinen das gleiche wie das
im Absorber 27 verwendete, z. B. Dimethylformamid. Der Turm 56 wirkt als Fraktionierabsorber
und enthält einen Rcinigungsabschnitt 56 a, welcher durch die Leitung 59 mit einer
durch den Kocher 58 erzeugten Wärme versehen wird. Es ist so möglich, eine scharfe
Trennung zwischen dem Athylen, welches durch die Leitung 60 über Kopf abgezogen
wird, und dem Bodenprodukt durchzuführen, welches durch die Leitung 61 abgeführt
wird und im Lösungsmittel gelöstes Acetylen enthält. Das über Kopf abgezogene Athylen
kann gegebenenfalls weiter gereinigt werden, um etwa darin enthaltenes Äthan und
Kohlendioxyd zu entfernen. Es wird praktisch völlig frei von Acetylen gehalten,
indem es nochmals mit einem destillierten Strom von sehr reinem gekühlten Lösungsmittel
in Berührung gebracht wird, das in den Turm 56 durch die Leitung 62 eingeführt wird.
Die Rückstände aus dem Turm 56 werden in einem Verdampfungsbehälter 63 entspannt
und erhitzt, um das Acetylen freizusetzen, welches dann durch die Leitung 64 zum
Kühler 65 geleitet wird, um etwaiges verdampftes Lösungsmittel zu verflüssigen.
Gegebenenfalls kann durch den Kocher 66 über die Leitung 67 dem Verdampfer 63 Wärme
zugeführt werden. Das Lösungsmittel wird durch die Leitung 68 entfernt und durch
den Kühler 69 geleitet. Dieses abgekühlte Lösungsmittel wird als Lösungsmittel für
die Leitung 28 zur Einführung in den Vorabsorber 27 für das Diacetylen eingeführt.
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Ein Teil des Lösungsmittels in der Leitung 28 geht durch die Leitung
57 zu einem Kühler 70, worin es auf unter etwa 15° C abgekühlt und dann in den Absorber
56 eingeführt wird.
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Das feuchte Lösungsmittel, welches vom Verdampfungsabscheider 33
durch die Leitung 71 entfernt wird, wird in der Fraktionierkolonne 72, einem üblichen
Destillationsturm, erneut destilliert. Die Kolonne 72 wird durch den Kocher 73 und
die Leitung 74 mit Wärme versorgt. An der am Kopf angebrachten Leitung 76 des Turmes
72 ist ein Kühler 75 angebracht, um das über Kopf abziehende Wasser, das die Anlage
durch die Leitung 77 verläßt, zu verflüssigen. Ein Teil des über Kopf erhaltenen
und verflüssigten Produkts wird als Rückfluß durch die Leitung 78 zurückgeführt.
Nichtflüchtige Verunreinigungen und höher siedende Produkte werden aus dem Lösungsmittel
in der Leitung 71 durch den Verdampfer 79 entfernt. Das Bodenprodukt aus der Kolonne
72 wird durch die Leitung 80 abgeführt und stellt ein gereinigtes Lösungsmittel
dar, welches im Wärmeaustauscher 81 auf unter etwa 15"C abgekühlt wird, bevor es
zum Kopf des Turmes56 zurückgeführt wird. Gegebenenfalls kann eine Menge an Lösungsmittel,
die größer ist als die im Behälter 33 als Rückstand erhaltene Menge, in der Kolonne
72 erneut destilliert werden, wobei die Schaltleitung 82 verwendet wird. Der Fraktionierabsorber
56 wird aus Sicherheitsgründen vorzugsweise mit etwa atmosphärischem Druck betrieben,
und die Reinigungsvorrichtung 47 wird normalerweise so betrieben, daß der Teildruck
des Acetylens im über Kopf abziehenden Gas im Sicherheitsbereich aufrechterhalten
wird.
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Die vorstehend beschriebene Arbeitsweise ermöglicht die gleichzeitige
Gewinnung von reinem Acetylen und Athylen, wobei das Verhältnis von Acetylen zu
Athylen in dem über Kopf aus dem Turm 47 durch Leitung 55 abgezogenen Gasstrom weniger
als 1:3 beträgt. Ein Gasstrom, der an diesem Punkt Acetylen und Äthylen im Verhältnis
von über 1:3 enthält, würde einen sich dem Gefahrenpunkt nähernden Acetylenteildruck
besitzen. Wird ein Verhältnis von Acetylen zu Äthylen von 1:3 oder größer gewünscht,
so kann die Vorrichtung, wie in F i g. 2 beschrieben, abgewandelt werden. Hierbei
ist die Vorrichtung bis einschließlich der Reinigungsvorrichtung 147 identisch mit
der von F i g. 1. Die Ströme 138, 153, 151 und 146 enthalten Flüssigkeiten oder
Gase, die denen der Ströme 38, 53, 51 und 46 von Fig. 1 entsprechen. Der am Kopf
des Turmes 147 abziehende Strom 155 besteht aus einer Mischung aus Äthylen und Acetylen
ähnlich dem der Leitung 55 von F i g. 1. Dieser Strom wird jedoch direkt zum Fraktionierabsorber
156 geleitet, ohne daß ein Teil desselben kondensiert und als Rückfluß zum Turm
147 zurückgeführt wird. Im Turm 156 wird wiederum eine scharfe Trennung von dem
durch die Leitung 155 zugeführten Äthylen und Acetylen durch selektive Absorption
des Acetylens in einem Lösungsmittel durchgeführt, welches als Rückstand durch die
Leitung 161 abgeführt wird. Der über Kopf abziehende Strom 160 enthält praktisch
reines Äthylen aus dem Turm 156 und wird durch das Ventil 190 geteilt, wobei ein
Teil dieses Äthylens durch die Leitung 191 in einen Kompressor 192 und Kühler 193
abgeleitet wird, um einen Rückfluß von nahezu reinem Äthylen für den Reinigungsturm
147 zu schaffen. Das arn Kopf des Turmes 147 abziehende Gas enthält das gewonnene
Acetylen, verdünnt sowohl durch das gewonnene Äthylen als auch durch das als Rückfluß
zurückgeführte und durch die Leitung 191 eingeführte Äthylen. Der Fraktionierabsorptionsturm
156 wird vorzugsweise unter atmosphärischen Bedingungen betrieben. Wird lediglich
Äthylen als Rückfluß zum Turm 147 geleitet, so kann dieser sicher mit etwa 14 at
betrieben werden. Das über Leitung 160 entnommene Kopfprodukt des Turmes 156 stellt
das weitgehend reine Äthylen dar, das durch das so modifizierte Verfahren erhalten
wird. Die relative Menge des Äthylens zum Acetylen ist in dieser Ausführungsform
der Erfindung geringer, jedoch werden bei einem Betrieb des Reinigungsturmes 147
bei einem höheren Druck und einer höheren Temperatur wirtschaftliche Vorteile erzielt.
Bei dieser abgewandelten Ausführungsform kann es auch zweckmäßig sein, eine zusätzliche
gereinigte Menge des Lösungsmittels in den Fraktionierabsorber 156 durch die Leitung
162 und den gekühlten Kühler 181 einzuleiten.
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Das Bodenprodukt des Fraktionierabsorbers 156 wird, wie vorstehend
beschrieben, entspannt und durch die Leitung 161 in einen Verdampfer 163 geleitet,
um das Acetylen freizusetzen. Die verhältnismäßig reinen Acetylendämpfe. können
durch die Leitung 164 zum Kühler 165 geführt und durch Kühlung vom Lösungsmittel
befreit werden, wobei das in der Vorrichtung gewonnene Acetylen erhalten wird Gegebenenfalls
kann dem Verdampfer 163 durch den Kocher 166 und die Leitung 167 Wärme zugeführt
werden und das Lösungsmittel durch die Leitung 168 entfernt werden, worauf dieses
durch den Kühler 169 geleitet und als Lösungsmittel durch die Leitungen 128 und
157 wieder zurückgeführt wird.
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Tabelle 2 veranschaulicht die Verfahrensbedingungen des in F i g.
1 dargestellten Verfahrens für ein
Pyrolysegas der Zusammensetzung
»E« aus Tabelle 1, wobei im Regenerativofen der Anlage ein Verhältnis von Acetylen
zu Athylen von 1:4 gebildet wird.
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Tabelle 2 Betriebsbedingungen für den Turm
| Teildruck von |
| Temperatur Absorptions |
| Druck Nettozuführung C2H2 in über |
| am Kopf lösungsmittel Kopf abziehen- |
| den Produkt |
| kg/cm2 °C Mol1) Mol2) at |
| Diacetylenabsorber 27 .......................... zu . 17,2
38 100,0 20,0 1,03 |
| Hauptabsorber 37 .......................... 16,5 -40 98,5 102,0
1,01 |
| Reinigungsvorrichtung 47 .......................... 12,6 -40
37,3 59,0 2,2 |
| Acetylenabsorber 56 .......................... 0 -40 37,3 144,0
0,0001 |
| Lösunsmittelkolonne 72.......................... 0 100 - -
- |
| t) Ohne Absorptionsiösungsmittei. |
| 2} Oder Rückfluß. |
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Der Betrieb der Anlage mit den Bedingungen entsprechend Tabelle 2
ergibt Produkte mit der in Tabelle 3 angegebenen Reinheit.
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Tabelle 3 Zusammensetzung der Produktströme (Molprozent) Bestandteil
Acetylen Athylen Methan . . . . . 14,20 Äthan .......................... - 3,30
Äthylen .......................... 0, 56 79,80 Kohlendixoyd .. 1,28 2,70 Acetylen
. . . . . . . . 98,16 Spur Insgesamt . . . . . . . 100,00 100,00 Die Acetylen- und
Äthylenströme können gegebenenfalls durch bekannte übliche Maßnahmen, z. B. die
Entfernung von Kohlendioxyd durch eine Wäsche mit Alkalien, weiter gereinigt werden.
Aus Tabelle 2
kann ersehen werden, daß bei Verhältnissen von Acetylen zu Athylen
von größer als 1:4 das in Tabelle 2 angegebene Maximum von 2,2 at Teildruck für
das Acetylen überschritten wird. Für Verhältnisse von Acetylen zu Athylen größer
als 1:4 bis 1:2 wird vorzugsweise das durch F i g. 2 dargestellte modifizierte Verfahren
angewendet, in dem ein gereinigter Äthylenstrom teilweise zur Reinigungsvorrichtung
147 als flüssiger Rückfluß für diesen Turm zurückgeleitet wird. Als Beispiel für
ein so modifiziertes Verfahren sind in der Tabelle 4 die entsprechenden Verfahrensbedingungen
aufgeführt, wobei die Reinheitsgrade des gewonnenen Acetylens und Ethylens den vorstehend
angegebenen entsprechen mit der Ausnahme, daß die Methan-, Äthan- und Kohlendioxydverunreinigungen
mit deren Gehalt im Pyrolysegas variieren. Tabelle 4 schließt auch Angaben über
die Beschickung entsprechend »E« ein, so daß ein Vergleich mit den Verfahrensbedingungen
für die gleiche Beschickung bei einem Verfahren gemäß F i g. 1, wie es in Tabelle
3 dargestellt ist, gezogen werden kann.
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Tabelle 4 Betriebsbedingungen für den Turm Ansätze von Tabelle 1
| B C E G |
| X Y x X Y X Y X Y |
| Diacetylenabsorber 27 .......................... 6,7 38 7,7
38 17,2 38 6,7 38 |
| Hauptabsorber 37 .... 6, -40 7 -40 16,5 -40 6, -40 |
| Reinigungsvorrichtung 147 . . 4. . . . . 12,6 -40 12,6 -40
12,6 -40 12,6 -40 |
| Acetylenabsorber 156.......................... 0 -40 0 -40
0 -40 0 -40 |
| Lösungsmittelkolonne 72....................... 0 100 0 100
0 100 0 100 |
X = Druck, kg/cm2.
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Y = Temperatur am Kopf, "C.
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Strommengen (Mol) B C E G Gas zum Absorber 27 .....................................
100 100 100 100 Magees Öl zum Absorber 37 ............................... 258 223
102 252 Rückfluß zur Reinigungsvorrichtung 147................... 130 109 59 135
Gas zum Absorber 156 .................................... 153 124 96 162 Lösungsmittel
zum Absorber 1561) ........................ 629 513 405 675 Acetylen.................................................
15,82 13,22 6,50 15,17 Äthylen .................................................
7,55 2,12 30,76 12,10 Gesamptprodukt2) ........................................
23,37 15,34 37,26 27,27 t) Berechnet als Dimethylformamid 2) Summe des ethylens
und Acetylens.