DE2626884C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung eines brennbaren Gemisches für Schweiß- und Lötbrenner aus 10 bis 60 Mol-% Acetylen und 40 bis 90 Mol-% Ethylen.

Solche Gemische sind im Gegensatz zu reinem komprimiertem Acetylen nicht explosiv und haben eine ausreichend hohe Ver­ brennungstemperatur für Schweißen und Schneiden. Sie werden bei relativ hohem Druck von etwa 8000 kPa und bei Normaltem­ peratur gelagert und transportiert, was zur Folge hat, daß Lagerung und Transport in kleinen Druckflaschen erfolgen müssen und keine Verteilung über ein Leitungsnetz möglich ist.

Aus der US-PS 38 61 160 ist es bekannt, Acetylen für chemi­ sche Umsetzungen durch Zusatz von Ethan als inertes Verdün­ nungsmittel zu stabilisieren. Ein Gemisch von Acetylen und Ethan ist aber als brennbares Gemisch für Schweiß- und Löt­ brenner unbrauchbar, da das Ethan in diesem Gemisch ein in­ aktiver Bestandteil wäre. Eine technische Lehre für die Ge­ winnung brennbarer Gemische war aber auch deshalb aus dieser US-Patentschrift nicht herleitbar, da diese die Verdünnung von Acetylen mit Ethylen ausdrücklich kritisiert und zu ei­ nem unter hohem Druck stehenden Gemisch führt, was erfin­ dungsgemäß gerade vermieden wird.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe bestand somit darin, brennbare Gemische für Schweiß- und Lötbrenner mit der eingangs genannten Zusammensetzung zu bekommen, die über Leitungsnetze oder Großbehälter, wie Tankwagen, an die Ver­ braucherstelle gebracht werden können.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß flüssiges Ethylen mit einer Temperatur von -100 bis -80°C und einem Druck in der Grö­ ßenordnung von 1,4 bis 3,4 bar zunächst verdampft, sodann auf -30 bis -25°C erwärmt und danach mit Acetylen von Umge­ bungstemperatur im gegebenen Molverhältnis bei einer Tempe­ ratur zwischen -25 und 20°C und einem Druck zwischen 1,05 und 1 bar vermischt wird, daß das resultierende Gasgemisch auf einen Druck zwischen 2 und 5 bar komprimiert wird, daß eine erste Fraktion dieses komprimierten Gasgemisches bei dem Druck von 2 bis 5 bar verteilt wird und daß die andere Fraktion des komprimierten Gasgemisches durch Kälteaustausch mit dem flüssigen Ethylen gekühlt und kondensiert und in flüssigem Zustand bei einem Druck von 2 bis 5 bar gelagert wird.

Das Gemisch wird in flüssigem Zustand bei einer Temperatur von -50 bis -90°C je nach dem ausgewählten Lagerungsdruck gelagert und transportiert.

Zweckmäßig wird das Acetylen vor der Vermischung getrocknet.

Die Zeichnung zeigt schematisch eine Anlage zur Herstellung eines brennbaren Gemisches nach der Erfindung.

Diese Anlage hat einen Lagertank für kaltes Ethylen 1 und ein Ventil 2 in der Leitung 3 für die Einführung des Ethy­ lens in den Kocher 4, in welchem das Ethylen im Kälteaus­ tausch im Gegenstrom mit einer Fraktion des brennbaren Gemi­ sches verdampft wird. Das gasförmige Ethylen wird dann in dem Wärmetauscher 5 im Gegenstrom im Kälteaustausch mit der Fraktion des gasförmigen brennbaren Gemisches erwärmt. Durch die Leitung 3 wird das verdampfte und auf eine Temperatur zwischen -25 und -20°C erwärmte Ethylen in den Mischer 6 eingeführt, in den auch Aceylen in gesteuerten Anteilen durch die Leitung 7 eingeführt wird. Das gasförmige brennba­ re Gemisch, welches in homogener Mischung durch die Leitung 8 abgezogen wird, wird dem Kompressor 9 zugeleitet, in wel­ chem es komprimiert wird, bevor es in dem Kühler 10 gekühlt ist. Von dort lenkt ein Ventil 11 eine Fraktion des brennba­ ren Gemisches in Gasform unter mäßigem Druck in die Vertei­ lerleitung 12 mit einem Entspannungsventil 13. Eine andere Fraktion des brennbaren Gemisches wird mit Hilfe des Ventils 11 durch die Leitung 14 zum Trockner 15 geführt, von wo sie bei Umgebungstemperatur in den Wärmetauscher 5 eintritt. Hier wird diese zweite Fraktion ebenso wie in dem Kocher 4 durch Kälteaustausch mit kaltem Ethylen gekühlt. Dann wird sie in dem Kondensator 16 mittels flüssigen Stickstoffs aus dem Vorratsbehälter 17 stark gekühlt. Das flüssige und kalte Gemisch wird dann unter mäßigem Druck in den Lagerbehälter 18 geleitet. Dieser Lagerbehälter ist mit Entnahmeeinrich­ tungen versehen. Das flüssige brennbare Gemisch wird durch die Leitung 19, die Pumpe 20 und das Ventil 21 entnommen und in einen Transporttank überführt. Eine Fraktion des flüssigen Gemisches kann im Bedarfsfall durch die Leitung 22 abgezogen werden, wobei die Entnahme durch das Entspan­ nungsventil 23 gesteuert wird. Nach Durchlaufen des Austau­ schers 24 wird diese Fraktion des brennbaren gasförmigen Gemisches mit der ersten Fraktion aus der Leitung 12 verei­ nigt.

Beispiel

Das verwendete flüssige Ethylen befindet sich auf einer Tem­ peratur von -100°C und unter einem Druck von 1,4 bar. Am Ausgang des Kochers 4 nach der Verdampfung befindet es sich auf einer Temperatur von -90°C unter einem Druck von 1,4 bar. Nach dem Durchgang durch den Wärmetauscher 5 befindet es sich auf-26°C unter einem Druck von 1,15 bar und tritt so in das homogene Gemisch in dem Mischer 6 mit einer Strö­ mungsmenge von 100 m³/h bei -15°C ein. Das Acetylen wird bei 20°C unter Atmosphärendruck in den Mischer 6 in einer Menge von 20 m³/h bei -15°C eingeführt. Das brennbare Ge­ misch wird bei 15°C mit einem Druck von 1,05 bar aus dem Mischer 6 abgezogen, dann in dem Kompressor 9 auf 5 bar kom­ primiert und schließlich im Kühler 10 auf Umgebungstempera­ tur von etwa 20°C gekühlt. Die für die Verteilung bestimmte erste Fraktion des Gemisches in Gasform wird unter einem Druck von 2,5 bar abgezogen. Die zweite Fraktion des Gasge­ misches wird in dem Trockner 15 auf höchstens 100 ppm Feuch­ tigkeit getrocknet, das brennbare, trockene Gas wird unter einem Druck von 4,8 bar und mit einer Temperatur von 20°C in dem Wärmetauscher 5 im Kälteaustausch mit dem Ethylen auf eine Temperatur von -60°C gekühlt. Am Ausgang des Ko­ chers 4 liegt die Temperatur bei -75°C und der Druck bei 4,2 bar. Nach dem Durchgang durch den Kondensator 16 beträgt die Temperatur des flüssigen brennbaren Gemisches -80°C bei einem Druck von 3,9 bar. Das flüssige Gemisch wird unter diesen Temperatur- und Druckbedingungen gelagert und zum Hauptteil für die Füllung von thermisch gut isolierten Tanks abgezogen. Ein Teil des flüssigen Gemisches wird nach Durch­ laufen des Entspannungsventils 23 unter Druckabsenkung von 3,9 bar auf 2,5 bar abgezogen und nach Durchlaufen des Aus­ tauschers 24 durch Vereinigung mit der gasförmigen ersten Fraktion auf ungefähr 20°C erwärmt.

Claims (4)

1. Verfahren zur Gewinnung eines brennbaren Gemisches für Schweiß- und Lötbrenner aus 10 bis 60 Mol-% Acetylen und 40 bis 90 Mol-% Ethylen, dadurch gekennzeichnet, daß flüssiges Ethylen mit einer Temperatur von -100 bis -80 °C und einem Druck in der Größenordnung von 1,4 bis 3,4 bar zunächst verdampft, sodann auf -30 bis -25 °C erwärmt und danach mit Acetylen von Umgebungstemperatur im gege­ benen Molverhältnis bei einer Temperatur zwischen -25 und 20°C und einem Druck zwischen 1,05 und 1 bar ver­ mischt wird, daß das resultierende Gasgemisch auf einen Druck zwischen 2 und 5 bar komprimiert wird, daß eine erste Fraktion dieses komprimierten Gasgemisches bei ei­ nem Druck von 2 bis 5 bar verteilt wird und daß die ande­ re Fraktion des komprimierten Gasgemisches durch Kälte­ austausch mit dem flüssigen Ethylen gekühlt und konden­ siert und in flüssigem Zustand bei einem Druck von 2 bis 5 bar gelagert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Fraktion des komprimierten Gasgemisches vor dem Kühlen und Kondensieren getrocknet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Gemisch bei einer Temperatur zwischen 2-90 und -50°C gelagert wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Acetylen vor dem Vermischen mit dem Ethylen getrocknet wird.