DE1418664A1

DE1418664A1 - Verfahren zur Herstellung von Acetylen

Info

Publication number: DE1418664A1
Application number: DE19611418664
Authority: DE
Inventors: Kittel Dipl-Ing Erich; Markert Dipl-Ing Ferdinand; Frey Dr Otto; Teltschik Dr Walter; Danz Dr Willi
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1961-04-15
Filing date: 1961-04-15
Publication date: 1968-11-07
Also published as: FR1319860A; US3242225A; NL276937A; GB942436A; BE616440A

Description

BADISGHE ANILIN- & SODA-FABRIK AG

Unser Zeichens O₀Zo 21 214 Schs/Pr

* Ludwigshafen a. Rhein, 14o4«1961

Verfahren zur Herstellung von Acetylen

Es ist bekannt, Acetylen aus Kohlenwasserstoffen durch Einwirkung hoher !Temperaturen, Zo Bo mittels einer elektrischen Entladung, heißer Flammengase oder der bei der unvollständigen Verbrennung von Kohlenwasserstoffen mit Sauerstoff freiwerdenden "»armeenergie, herzustellen Die Kohlenwasserstoffe müssen nach dieser Einwirkung sehr rasch abgekühlt werden, was in bekannter Weise durch Abschrecken der heißen (JaSi mit einer Flüssigkeit vorgenommen wirdo

Es ist bekannt, für diesen Zweck Flüssigkeiten mit hohem Siedepunkt y ZoBo Quecksilber, zu verwenden Es ist ferner bekannt, Wasser zum Abschrecken der Gase zu benutzen» Die Verwendung von Quecksilber ist gefährlich, weil Quecksilber, insbesondere Quecksilberdampf, stark gesundheitsschädlich ist» Die Verwendung von Wasser hat den Nachteil,daß die acetylenhaltigen Gase mit Wasserdampf gemischt werden und die in dem Wasserdampf enthaltene Wärmeenergie normalerweise verloren ist,* weil der Wasserdampf nicht mehr zu einer Arbeitsleistung verwendet werden karaio Bei der bekannten Abschreckung der acetylenhaltigen Gase mit Wasser unter Druck entsteht zwar hochgespannter Wasserdampf, bzwu ein Kondensat mit einer Temperatur über 100° C,

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aber das Arbeiten unter Druck ist sehr umständlich, weil hierfür komplizierte Apparaturen notwendig sind«. Es ist ferner ■ bekannt_y daß man für die Abschreckung der heißen Gase keine Kohlenwasserstofföle verwenden kann, weil diese bei den dabei auftretenden hohen Temperaturen zersetzt werden» Es ist ferner bekannt, die heißen Gase in zwei Stufen mit Mineralölen abzuschrecken, wobei die Mineralöle beim Abschrecken in der ersten Stufe zum Teil gespalten werden und die auf diese Weise etwas abgekühlten Gase in einer zweiten Stufe mit Mineralölen abgeschreckt werden*. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß die acetylenhaltigen Gase durch die bei der Spaltung der Mineralöle entstehenden Gase verunreinigt werdeno

Es wurde nun gefunden, daß man die bei der Acetylenherstellung anfallenden heißen Gase in einfacher Weise abschrecken .kann, indem man das heiße Gas in einer einzigen Stufe mit hochsiedenden Kohlenwasserstoffölen, insbesondere mit hochsiedenden aromatischen Kohlenwasserstoffölen, abschreckt, wobei das Volumenverhältnis Kohlenwasserstofföl zu Gas mindestens 1 zu 100 ist, und das rußhaltige heiße Kohlenwasserstofföl von dem Gas abtrennt ο Das Volumen des KohlenwasserstoffÖls kann beispielsweise in Kubikmeter und das des Gases in Normalkubikmeter gemessen werdeno

Auf diese V/eise ist es möglich, das heiße Gas (Temperatur etwa 1 500° G und mehr) in kurzer Zeit auf etwa 200 C abzuschrecken Bei diesem Verfahren tritt keine merkliche Krackung der hochsiedenden aromatischen Kohlenwasserstofföle ein, doho die • · - 3 _

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Zusammensetzung des Gases wird durch die Abschreckung nicht verändert, weil keine gasförmigen Verunreinigungen, beispielsweise Äthylen₉ bei der Abschreckung entstehen» Durch die hohe Temperatur wird zwar ein Teil der hochsiedenden aromatischen Kohlenwasserstofföle in chemisch unveränderter Form verdampft und das Gas enthält kleine Tröpfchen der zur Abschreckung verwendeten Kohlenwasserstofföle, aber diese Verunreinigungen .lassen sir»h in einfacher V/eise aus dem G-as abtrennen und sind

nicht vergleichbar mit den bei der Krackung von Kohlenwasser-

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stoffen entstehenden Gäsen_u

Unter hochsiedenden Kohlenwasserstoffölen verstehen wir Kohlenwasserstofföle, die höher als etwa 15Q G sieden, und insbesondere aromatische Kohlenwasserstofföle, die höher als etwa 150 G siedenj, zJo mehrkernige aromatische Kohlenwasserstoffe<>

Das Volumenverhältnis Kohlenwasserstofföl zu Gas soll mindestens 1 zu 100 betragen, d.hu 100 Volumenteile des heißen Gases benötigen zur Abschreckung 1 oder mehr Volumenteile hochsiedendes Kohlenwasserstoffölu Unter dem Gasvolumen verstehen wir das Volumen im Normalzustand., Die Gasmenge wird also beispielsweise in Normalkubikmetern gemessen. Nach der Abschreckung enthält das Kohlenwasserstofföl die Hauptmenge des im heißen Gas ursprünglich vorhandenen Rußes_u

Vorteilhaft entfernt man den in dem abgeschreckten acetylenhaltigen Gas vorhandenen Kohlenwasserstofföldampf, mitgerissene

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Kohlenwasserstofföltröpfchen und den restlichen Ruß mit leichtsiedendem Kohlenwasserstofföl, insbesondere leicht siedendem aromatischen Kohlenwasserstofföl, (spezifisches Gewicht kleiner als O₅,95) durch Auswaschen und Abkühlung des Gases bis zum Siedepunkt des leicht siedenden Kohlenwasserstoffbis„ Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß der Ruß ohne Anwendung mechanischer Hilfsmit.t-el_s zJ_u ohne Anwendung von Filtern, vollständig aus dem Gas entfernt wird. Auch die vollständige Abtrennung des hochsiedenden aromatischen KohlenwasserstoffÖles aus dem acetylenhaitigen Gas ist ein wesentlicher Vorteil des Verfahrens, weil etwaige im acetylenhaltigen Gas vorhandene Reste dieses Öl« bei der Kondensation des im Gas vorhandenen Wasserdampfes im Kondensat eine stabile ilmulsion bilden, welche die Abtrennung von Öl und Wasser sehr erschwerte Durch die Entfernung des Rußes ohne Anwendung mechanischer Hilfsmittel erhält man ein^n weitgehend asehefreien Ruß, der nach seiner Abtrennung von dem Kohlenwasserstofföl ein wertvolles Nebenprodukt ist-Bei der bekannten Rußabtrennung aus acetylenhaltigen Gasen mit Hilfe von Wasser und Koksfiltern wird der Ruß druch den aus dem Koks der Koksfilter stammenden .Ata^eb verunreinigt, so daß er einen erheblichen Asohegehalt aufweist und für die üblichen Anwendungszwecke nicht mehr verwendet werden kanzu

Der Ruß kann in einfacher Weise vom dem hochsiedenden Kohlenwasserstoff öl getrennt werden, indem man das rußhaltige öl bei

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dem bekannten Verfahren zur Spaltung von Kohlenwasserstoffölen mit Hilfe einer auf- und abwirbelnden heißen Koksschicht in diese.Schicht einführt» Das hochsiedende aromatische Kohlenwasserstofföl verdampft unzersetzt in der heißen Zone, während der Ruß auf der auf- und abwirbelnden Koksschicht nidergeschlagen wird» Das unzersetzte hochsiedende aromatische Kohlenwasserstofföl wird durch Kondensation aus den Spaltgasen abgeschiedene

Unter leichtsiedendem Kohlenwasserstofföl verstehen wir Kohlenwasserstoffe, insbesondere aromatische Kohlenwasserstoffe, die höher als etwa 80 C sieden und ein spezifisches Gewicht kleiner als 0,95, dotu insbesondere spezifische Gewichte von 0,87 bis 0,94, ZoB* 0,90 haben»

Das Auswaschen des Gases mit dem leichtsiedenden Kohlenwasserstofföl kann beispielsweise so erfolgen, daß man das etwa 180° C heiße acetylenhaltige Gas unten in eine Destillationsund Praktionierkolonne «inleitet, in dieser hochsteigen läßt und etwa in der Mitte" der Kolonne dem Gas das flüssige leichtsiedende Kohlenwasserstofföl zusetzte Dieses verdampft bei der Berührung mit dem heißen Gas, entzieht diesem die Verdampfungswärme, wodurch das hochsiedende Kohlenwasserstofföl auskondensiert und unten abgezogen werden kann» Der Dampf des leichtsiedenden KohlenwasserstoffÖles steigt in der Kolonne

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hoch und wird am Kopf der Kolonne teilweise kondensiert. Auf diese Weise entsteht im oberen "Teil der Kolonne ein Rücklauf ▼on leichtsiedendem Kohlenwasserstofföl, während im unteren Teil der Kolonne ein Rücklauf von hochsiedendem Kohlenwasserstofföl entsteht» Durch diese Rückläufe wird eine völlige Abscheidung des hochsiedenden Kohlenwasserstofföls und eine fast vollständige Entfernung des Rußes aus dem acetylenhaltigen Gas erzielte Wenn die aus dem Kopf der Kolonne abziehenden Gase später unter dem Taupunkt des in den Gasen enthaltenen Wasserdampfes abgekühlt werden, dann schlagen sich auch die Dämpfe des leichtsiedenden Kohlenwasserstofföls nieder und man erhält ein Kondensat, in dem Wasser und Kohlenwasserstoff in zwei Schichten vorliegen und leicht voneinander getrennt werden können«

Zweckmäßig vereinigt man die aus dem Gas abgetrennten hochsiedenden Kohlenwasserstofföle und verwendet ihre Wärmeenergie nutzbringend für beliebige Zwecke» Auf diese Weise wird die erhebliche, dem heißen Gas beim Abschrecken entzogene Wärmeenergie für andere Zwecke nutzbar gemacht, ohne daß die Acetylenhersteilung unter Druck durchgeführt werden muß, wie dies der Pail sein muß, wenn man die beim Abschrecken der heißen Gase mit Wasser in das Wasser bzw» den Wasserdampf übergegangene Wärmeenergie nutzbringend verwerten will»

Der bei der Acetylenherstellung entstehende Ruß wird B«i dem erfindungsgemäßen Verfahren von dem hochsiedenden Kohlenwasserstofföl aufgenommen» Wenn man ferner, wie oben beschrieben,

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die in dem heißen Öl enthaltene Wärmeenergie zurückgewinnt, dann verwendet man das Öl, dem man beispielsweise in einem Wärmeaustauscher die in ihm enthaltene Wärmeenergie weitgehend entzogen hat, zweckmäßig wieder zur Abschreckung weiterer acetylenhaltiger Gase, Man führt also das hochsiedende Kohlenwasserstofföl im Kreis ο Bei jedem Umlauf nimmt das öl den im abgeschreckten Gas enthaltenexi Ruß auf und reichert sich auf diese Weise mit Ru<" an. Zweckmäßig führt man dieses Kreislaufverfahren so durch, daß man den Rußgehalt eines im Kreislauf geführten hochsiedenden KohlenwasserstoffÖls auf maximal etwa 35 Gewichtsprozente einstellt und zu diesem Zweck eine entsprechende Menge rußhaltigen Öls aus dem Kreislauf entfernt und durch rußfreies oder wenig Ruß enthaltendes öl ersetzt _α

Das aus dem Kreislauf entfernte rußhaltige Öl kann man beispielsweise verbrennen und so den Ruß in einfacher Weise nutzbringend verwerten oder man kann das rußhaltige Öl, wie oben bereits beschrieben, in eine Vorrichtung zur Spaltung von Kohlenwasserstoffen mit Hilfe einer auf- und abwirbelnden Koksschicht einführen. Man kann das rußhaltige öl selbstverständlich auch mechanisch, ZoB. mit Hilfe von Filtern oder Schleudern von seinem Rußgehalt befreien und das rußfreie öl in den oben geschilderten Kreislauf zurückführen.

Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird beispielsweise durch die beigefügte schematische Darstellung noch einmal erläutert. Der Sauerstoff O₂ und der Kohlenwasserstoff KW werden in getrennten Vorwärmern V aufgeheizt und im Mischer M

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gut durchmischt. Die homogene Mischung wird in der Brennkammer B in einer Flammenreaktion in acetylenhaltiges Spaltgas umgewandelt und das heiße Spaltgas bei Q mit Cl abgeschreckt. Das Spaltgas geht weiter zur Feinreinigung und in die Aufbereitungsanlage, während das Öl über einen Wärmetauscher V/, in welchem Dampf erzeugt wird» im Kreislauf nach Q zurückgeführt wirdo Sin kleiner ^φβϊ1 des rußhaltigen üls wird abgezogen und als Brennstoff in die Vorwärmer geleitet ο Gleichzeitig wird diese ülmenge durch Prischöl F ersetzt.

Beispiel 1

In einem Vorwärmer werden je Stunde 370 kg Benzin und in einem zweiten Vorwärmer 250 Nm Sauerstoff je auf 360° C aufgeheizt. Die Mischung wird in einer Brennkammer in acetylenhaltiges Gas umgewandelt. Am Ausgang der Brennkammer wird das heiße Spaltgas mit einem hochsiedenden Aromatenöl abgeschreckt» Das 180 C heiße Spaltgas enthält etwa 10 Volumenprozent Acetylen und weniger als O₅,5 g Ruß/Nm ο Gleichzeitig werden in einem Wärmeaustauscher· je Stunde 650 kg bei 150 G gesättigter Wasserdampf durch "Wärmeaustausch mit dem öl gewonnen»

Beispiel 2

In einem Vorwärmer werden je Stunde 520 Nm Methan und in einem zweiten Vorwärmer 300 Nm Sauerstoff je auf 600° G aufgeheizt „ Die Mischung wird in einer Brennkammer in acetylhal— tiges Gas umgewandelt. Am Ausgang der Brennkammer wird das heiße Spaltgas mit einem hochsiedendem Aromatenül abgeschreckt«

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Das 18Q C heiße Spaltgas enthält etwa 8 Volumenprozent Acetylen und etwa 0,3 g Ruß/lim . Gleichzeitig werden in der Stunde TOO kg bei 150"* C gesättigter »Vas s er dampf durch Wärmeaustausch mit dem Gl gewonnen.

Claims

Patentansprüche

ο Verfahren zur Herstellung von Acetylen aus Kohlenwasserstoffen durch Einwirkung hoher Temperaturen, Abschreckung des heißen Grases und Abtrennung des Rußes aus dem Gas, dadurch gekennzeichnet, daß man das heiße Gas in einer einzigen Stufe mit hochsiedenden Kohlewasserstoffölen, insbesondere mit hochsiedenden aromatischen Kohlenwasserstoffölen, abschreckty wobei das Volumenverhältnis Kohlenwasseröl zu Gas mindestens 1 zu 100 ist, und das rußhaltige heiße Kohlenwasserstofföl von dem Gas abtrennt _a

2„ Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das abgeschreckte acetylenhaltige Gas mit leichtsiedendem Kohlenwasserstofföl, insbesondere leichtsiedendem aromatischem Kohlenwasserstofföl, (spezifisches Gewicht kleiner als 0,95) auswäscht und bis zum Siedepunkt des leichtsiedenden KohlenwasserstoffÖles abkühlt»

3· Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die aus dem Gas abgetrennten hochsiedenden Kohlen- " wasserstofföle vereinigt und die Wärme .des heißen

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KohlenwasserstoffÖles wiedergewinnt ο

4» Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß man den Eußgehalt eines im Kreislauf geführten hochsiedenden Kohlenwasserstofföles auf maximal 35 Gewichtsprozente einstellt und zu diesem Zweck eine entsprechende Menge rußhaltiges Öl aus dem Kreislauf entfernt und durch rußfreies oder wenig fiuß enthaltendes Öl ersetzt.

BADISCHE ANILIN- & SÜDA-FAERIK AG,-

Zeichnung

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