DE262541C

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Publication number: DE262541C
Application number: DENDAT262541D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

Vi 262541 KLASSE 12 o. GRUPPE

HOWARD LANE in LONDON,

in HAMBURG.

Äthan aus Acetylen.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 11. August 1910 ab.

Es ist bekannt, daß man durch Behandeln von Acetylen mit Wasserstoff bei höherer Temperatur Äthylen und Äthan herstellen kann, und daß die Vereinigung beider durch Katalysatoren, wie Nickel, Kupfer usw., begünstigt wird. In der Technik hat dieses Verfahren bisher keinen Eingang gefunden, weil nebenher einerseits ein mehr oder weniger großer Teil des Acetylene unter Abspaltung von

ίο freiem Kohlenstoff zersetzt wird und andererseits allerhand Polymerisationsprodukte desselben entstehen, so daß die gewünschte Umsetzung sehr unvollkommen verläuft und dazu das Endprodukt so unrein ist, daß es für praktische Verwertung nicht geeignet erscheint.

Durch eingehende Versuche wurde nun festgestellt, daß diese unerwünschte Zersetzung des Acetylens bzw. die Bildung von Polymerisationsprodukten ihren Grund wahrscheinlich in der starken Temperaturerhöhung hat, die beim Anlagern des Wasserstoffs an das Acetylen stattfindet. Während unter gewöhnlichen Umständen das Acetylen sich erst bei Temperatüren über 700⁰ zersetzt, genügt bei dem vorliegenden Prozeß schon eine Erwärmung des Acetylen-Wasserstoffgemenges auf wenig mehr als ioo°, um eine von so starker Temperatursteigerung begleitete Reaktion hervorzurufen, daß ein großer Teil des Acetylens in der oben angegebenen Weise zerfällt.

Es wurde deshalb versucht, ob sich dieser Zerfall vermeiden läßt, wenn man durch geeignete Mittel dem starken Ansteigen der Temperatur bei der Reaktion der beiden Gase vorbeugt, und die fraglichen Versuche waren von vollem Erfolg begleitet. Als einfachster Weg zur Erreichung des gewünschten Effektes erwies sich der, daß man die beiden Gase nicht von vornherein in dem Verhältnis miteinander mengt, wie sie sich vereinigen sollen, sondern das eine dem anderen bei der für das Zustandekommen der Reaktion notwendigen Temperatur nur allmählich und in kleineren Mengen zumischt. Auf diesem Wege kann der Vereinigungsprozeß so verlangsamt und die in seinem Gefolge auftretende Reaktionswärme so allmählich entwickelt werden, daß eine schädliche Temperatursteigerung nicht zustande kommt bzw. die entstehende überschüssige Wärme abgeleitet werden kann, ehe sie eine solche schädliche Temperatursteigerung zu bewirken vermag.

Die praktische Ausführung des Verfahrens kann in sehr verschiedener Weise stattfinden. Man kann z. B. so verfahren, daß man durch

Claims

ein Rohr oder ein System von miteinander in Verbindung stehenden Rohren das eine Gas bei der zur Einleitung der Reaktion notwendigen Temperatur hindurchleitet und an verschiedenen anderen Stellen dieses Rohres oder Rohrsystems das andere Gas in geeigneten Mengen zuführt. Um dabei einerseits das Gasgemenge stets auf der für die Reaktion notwendigen Temperatur zu erhalten und

ίο andererseits die bei der Reaktion auftretende schädliche Wärme abzuleiten, empfiehlt es sich, die Reaktionsrohre in ein Flüssigkeits- oder Gasbad von konstanter Temperatur einzulegen oder sie in anderer Weise auf konstanter Temperatur von der gewünschten Höhe zu erhalten.

Bei der Herstellung von z. B. Äthylen werden gleiche Mengen von Wasserstoff und Acetylen genommen und dabei das eine Gas in kleinen Mengen dem anderen zugemischt, z. B. in 5 bis 10 Posten.

Man verfährt dabei wie folgt: Es werden z. B. 10 Vol. Wasserstoff mit 2 Vol. Acetylen zusammengebracht, gut gemischt und das 12 Vol. haltende Gemisch durch das Rohrsystem bzw. über die Katalysatoren geführt; das Gesamtvolumen vermindert sich dabei um zwei Einheiten, beträgt also 10 Vol.
Dieser Gasmischung werden abermals 2 Vol.

Acetylen gut zugemischt und das Gemisch wiederum durch das Rohrsystem geführt, wobei sich auch nur ein Gesamtvolumen von 10 Einheiten ergibt.

In dieser Weise fortfahrend, werden etwa 10 Vol. Acetylen zu den 10 Wasserstoff-Vol. gebracht, mit dem Erfolge, daß sich diese 20 Vol. auf 10 Vol. zusammengezogen haben. Ein etwaiges nochmaliges Durchpressen der Gasmischung durch das die Katalysatoren enthaltende Rohrsystem ergibt keine weitere Volumverringerung.

Am Resultat ändert sich nichts, wenn man umgekehrt verfährt, also Wasserstoff in solch kleinen Mengen dem Acetylen zusetzen würde.

Bei dem Verfahren wird die Temperatur auf 98 bis ioo° dadurch gehalten, daß eine etwaige durch die Reaktion entstehende Temperatur-Erhöhung an das Bad, welches das Rohrsystem umgibt, abgeleitet wird.

Als Ausbeute des Verfahrens ergibt sich reines Äthylen (etwa 95 Prozent), während der Rest (5 Prozent) sich als eine Mischung von Wasserstoff, Acetylen, Äthan und Methan darstellt.

Wenn sonach der Wasserstoff in der Hauptsache Äthylen und daneben nur wenig Äthan bildet, so würde sich bei weiterer Fortführung des Verfahrens dem Äthylen allmählich immer mehr Äthan beimischen „und schließlich, wenn alles vorhandene Acetylen verschwunden ist,

das Äthylen vollkommen in Äthan übergehen.

Anstatt zum Kühlen des Gasgemenges ein Flüssigkeits- oder Gasbad von konstanter Temperatur zu verwenden, kann man auch die zum Kühlen dienenden Flüssigkeiten oder Gase, eventuell die zur Einwirkung aufeinander zu bringenden Gase selbst, sei es einzeln oder im Gemenge miteinander, in der Weise als Kühlmittel verwenden, daß man die frischen kalten Flüssigkeiten oder Gase im Gegenstrom an dem in Reaktion befindlichen warmen Gasgemisch vorbeiführt, so daß das letztere gekühlt wird, während jene sich anwärmen.

Die Möglichkeit der praktischen Ausführung des Verfahrens ist mit den beschriebenen beiden Ausführungsformen keineswegs erschöpft, sondern es sind noch die verschiedensten anderen Modalitäten denkbar, um die bei dem Prozeß auftretende schädliche Reaktionswärme in geeigneter Weise abzuführen.

Der Effekt ist in allen Fällen der gleiche, daß durch die Verhütung eines zu starken Ansteigens der . Temperatur eine Zersetzung des Acetylene vermieden, dagegen seine Vereinigung mit Wasserstoff zu Äthylen bzw. Äthan in vollkommener oder doch nahezu vollkommener Weise erreicht wird.

Das gleiche wie für die Überführung des Acetylene in Äthylen bzw. Äthan gilt auch für die Überführung anderer ungesättigter Kohlenwasserstoffe mittels Wasserstoffs in gesättigte Kohlenwasserstoffe.

Denn die Homologen des Acetylens lassen sich ebenso wie dieses selbst unter starker Wärmeentwicklung hydrieren, die leicht zu einem Zerfall und der Abscheidung von Kohlenstoff führen kann. Das gleiche gilt für die Hydrierung des Äthylens und von dessen Homologen. Bei den genannten Körpern hat also das Verfahren: die allmähliche Zumischung des Wasserstoffs zu dem zu hydrierenden Gas oder umgekehrt, die gleiche, einen technischen Fortschritt begründende Wirkung wie bei dem Acetylen, nämlich dem durch zu hohes Ansteigen der Temperatur bedingten Zerfall vorzubeugen.

Paten τ-Anspruch:

Verfahren zur Darstellung von wasserstoffreicheren Kohlenwasserstoffen aus ungesättigten Kohlenwasserstoffen, insbesondere von Äthylen und Äthan aus Acetylen durch Anlagerung von Wasserstoff in Gegenwart von Katalysatoren, wie Nickel, Kupfer usw., dadurch gekennzeichnet, daß man zur Vermeidung schädlicher Zersetzungen und Nebenreaktionen die zu vereinigenden Gase nicht von vornherein in dem Verhältnis,

in dem sie sich vereinigen sollen, miteinander mischt und aui die für die Reaktion nötige Temperatur bringt, sondern daß man das eine dem anderen bei dieser Temperatur nach und nach in solchen Mengen zumischt, daß durch die auftretende Reaktionswärme keine schädliche Temperatursteigerung stattfindet bzw. die entstehende überschüssige Wärme durch geeignete Vorkehrungen abgeleitet werden kann, ehe sie eine schädliche Temperatursteigerung hervorzurufen vermag.