DE402993C

DE402993C - Process for the production of volatile hydrocarbons from ethylene

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Publication number: DE402993C
Application number: DEW59029D
Authority: DE
Original assignee: GUSTAV WEINMANN FA
Current assignee: GUSTAV WEINMANN FA
Priority date: 1921-08-04
Filing date: 1921-08-04
Publication date: 1924-09-19

Description

Verfahren zur Herstellung von leichtflüchtigen Kohlenwasserstoffen aus Äthylen. Es ist bekannt, daß beim Durchleiten von Äthylen durch ein dunkelrotglühendes Rohr verschiedene Kohlenwasserstoffe entstehen. Nach W. I p a t i e w (Berichte der Deutschen chemischen Gesellschaft, Bd. 44, S. 2978 bis 2987) erhält man bei etwa 4000 unter 70 Atm. Druck zum Teil gesättigte Kohlenwasserstoffe, wie Hexan, zum Teil ungesättigte, darunter vorwiegend Polymethylene. Dagegen bilden sich unter gewöhnlichem Druck und bei etwa 58o` nach Bone und Coward (Journal of the cbemical Society, Bd. 93, S. 1216 u. ff.) vorherrschend Acetylen und Methan. Daneben entstehen in geringer Menge kondensierbare Produkte, in denen neben aromatischen Kohlenwasserstoffen nach früheren Untersuchungen von Norton und Noyes (Berichtea.a.0. Bd. 2o, Referate. S. 2o i) auch Butvlen und Butadien enthalten sind (vgl. auch Beilstein, Handbuch der organischen Chemie, q. Aufl., Bd. i, S. 182). In besserer Ausbeute soll Butadien gewonnen werden, wenn Äthylen im Kontakt finit Eisenoxyd oder ähnlichen Oxydationsmitteln durch ein auf Rotglut erhitztes Porzellanrohr geleitet wird (vgl. die britische Patentschrift 15o;19 v. J. 1913, W. H. Perkin und F. E. Matthews).Process for the production of volatile hydrocarbons from ethylene. It is known that various hydrocarbons are formed when ethylene is passed through a dark red-hot pipe. According to W. I patiew (reports of the German chemical society, vol. 44, pp. 2978 to 2987) one obtains at about 4000 below 70 atm. Pressure partly saturated hydrocarbons, such as hexane, partly unsaturated, including predominantly polymethylenes. On the other hand, under normal pressure and at around 58o 'according to Bone and Coward (Journal of the Chemical Society, vol. 93, p. 1216 and ff.), Acetylene and methane are predominantly formed. In addition, small quantities of condensable products are produced which, according to earlier studies by Norton and Noyes (reports a.a. Handbook of organic chemistry, q. Ed., Vol. I, p. 182). Butadiene should be obtained in better yield if ethylene in contact with finite iron oxide or similar oxidizing agents is passed through a porcelain pipe heated to red heat (cf. British patent specification 15o; 19 v. J. 1913, WH Perkin and FE Matthews).

Es wurde nun gefunden, daß man eine glatte Kondensation von Äthylen zu leichtflüchtigen Kohlenwasserstoffen mit viergliederiger Kolilenstoffkette auf einem anderen Wege weit besser erreichen kann. Dieser Weg besteht in zweckdienlicher Verwertung des heißkalten Raumes, die auf dem Gebiete der pyrochemischen Umsetzungen der Kohlenwasserstoffe vielfach mit Vorteil angewandt worden ist, z. B. zur Darstellung von Isopren oder Erythren aus Terpenkohlenwasserstoffen oder Petroleum (vgl. die Patentschrifq ten -251217, 257640, 274348 der K1. 120).It has now been found that there is a smooth condensation of ethylene to volatile hydrocarbons with a four-membered Kolilenstoffkette can achieve far better another way. This way is more expedient Utilization of the hot and cold room in the field of pyrochemical reactions the hydrocarbons have often been used with advantage, e.g. B. for representation of isoprene or erythrene from terpene hydrocarbons or petroleum (cf. Patent documents -251217, 257640, 274348 of the K1. 120).

Es wurde gefunden, daß Äthylen, wenn es möglichst kurze Zeit der Rotgluttemperatur ausgesetzt ist, leichtflüchtige Kondensate in befriedigender Ausbeute erzeugt. Demgemäß besteht das neue Verfahren darin, daß Äthylen durch e ine enge Reaktionskammer geführt wird, welche von außen kräftig gekühlt wird und eine zur Rotglut erhitzte, quer zum Gasstrom gestellte Platinnetzscheibe enthält. Bei schmalem Querschnitt der Reaktionskammer genügen einige parallele Platindrähte an Stelle der Platinnetzscheibe.It has been found that ethylene when it is as short as possible the red heat temperature is exposed, volatile condensates generated in a satisfactory yield. Accordingly The new process consists in passing ethylene through a narrow reaction chamber which is strongly cooled from the outside and one that is heated to red heat, transversely Contains platinum mesh disk placed towards the gas flow. With a narrow cross-section of the reaction chamber A few parallel platinum wires are sufficient instead of the platinum mesh disk.

Unterstützt wird der Vorgang dadurch, daß man dem Äthylen einige hundertstel Raumteile Luft zumischt. Offenbar tritt dann neben die Reaktion von N o r t o n und N o y e s (a. a. O.) 2 C2$4 _- C4Ha -i- H2 noch diejenige von W. H. P e r k i n und F. E. Matthews (a.a.0.) 2 C,H, + O = CHF -I- H20.The process is supported by adding a few hundredths to ethylene Air mixes parts of the room. Apparently, then, alongside the reaction of N o r t o n and N o y e s (a. a. O.) 2 C2 $ 4 _- C4Ha -i- H2 nor that of W. H. P e r k i n and F. E. Matthews (a.a.0.) 2 C, H, + O = CHF -I- H20.

Man darf aber über geringe Luftmengen nicht hinausgehen, da sonst neben der Kondensation eine teilweise Verbrennung von Äthylen zu Kohlendioxyd, Kohlenoxyd und Formaldehyd einsetzt, welche die Ausbeute an leichtflüchtigen Kohlenwasserstoffen herabsetzt. Nach '\V i 11 s t a e t t e r (vgl. das Patent 3509--z der KI. 120) kann man unter geeigneten = Umständen (verdünntes Äthylen, .i bis-8 Prozent Sauerstoff, 55o bis 60o°, etwa r Aekunde-- -Reaktionsdauer) die Bildung von Formaldehyd aus Äthylen stark in den Vordergrund treten lassen. Uni dies zu vermeiden, hat man bei dem vorliegenden Verfahren zwecks Kondensation des Äthylens zu leichtflüchtigen Kohlenwasserstoffen den Zusatz von Luft oder Sauerstoff passend einzuschränken. Es soll nur festgestellt sein, daß die beabsichtigte Umsetzung auch bei Gegenwart von wenig Luft vorgenommen werden kann.But you must not go beyond small amounts of air, otherwise in addition to condensation, a partial combustion of ethylene to carbon dioxide, carbon oxide and formaldehyde are used, which reduce the yield of volatile hydrocarbons belittles. According to '\ V i 11 s t a e t t e r (see the patent 3509 - e.g. the AI. 120) one can = under suitable circumstances (dilute ethylene, .i to -8 Percent oxygen, 55o to 60o °, about 1 second reaction time) the formation let formaldehyde from ethylene come to the fore. Uni this too avoid, one has in the present process for the purpose of condensation of the ethylene the addition of air or oxygen is suitable for volatile hydrocarbons to restrict. It should only be stated that the intended implementation also can be done in the presence of little air.

Die aus der Reaktionskammer austretenden Gase gelangen in eine tiefer gekühlte Vorlage, in der die gebildeten Produkte dem Gasstrom entzogen werden. Das Kondensat besteht aus etwa gleichen Teilen einer schwerer flüchtigen, bei etwa 8o' übergehenden, und einer leichtflüchtigen, bei - 7° übergehenden Fraktion. Die Ausbeute an Kondensat, bezogen auf Verbrauch an Äthylen, beträgt 6o bis 70 Prozent. Die leichtflüchtige Fraktion ist ein Gemisch von Kohlenwasserstoffen der Bruttozusammensetzung zwischen C4 HE und C4 H8, entsprechend Gemischen aus Butadien und Äthyläthylen. Die schwerflüchtige Fraktion ist ein durch Destillation schwer trennbares Gemisch, dessen Analyse auf Kohlenwässer-' stoffe C6 H,0 und C6 H.,2 hindeutet.The gases emerging from the reaction chamber reach a deeply cooled receiver in which the products formed are withdrawn from the gas flow. The condensate consists of roughly equal parts of a less volatile fraction that passes over at about 8o 'and a more volatile fraction that passes over at - 7 °. The yield of condensate, based on the consumption of ethylene, is 60 to 70 percent. The volatile fraction is a mixture of hydrocarbons with a gross composition between C4 HE and C4 H8, corresponding to mixtures of butadiene and ethylene. The non-volatile fraction is a mixture that is difficult to separate by distillation, the analysis of which indicates hydrocarbons C6 H, 0 and C6 H, 2.

Der wertvollere Bestandteil des Kondensates ist die leichtflüchtige Fraktion, die zum Schweißen und als Brennstoff für Flugzeuge in Frage kommt.The more valuable component of the condensate is the volatile one Fraction eligible for welding and aircraft fuel.

Beispiel: In einer kleinen, dosenförmigen, metallenen Reaktionskammer, die außen durch fließendes Wasser gekühlt wird, ist ein Platindraht von 15 cm Länge und o, r mm Dicke ausgespannt. Er wird durch einen elektrischen Strom zur hellen Rotglut erhitzt. Durch die Reaktionskammer kreist Äthylen, das mit einigen Hundertteilen Luft versetzt ist, mit einer Geschwindigkeit von 6 bis 8 Blasen in der Sekunde, während in einer tiefgekühlten Vorlage die Kondensate gesammelt werden. Aus 3 bis ¢ 1 Gas erhält man so in fünf bis sechs Stunden 2 bis 3 g Ö1 entsprechend 6o bis 70 Prozent des nach dieser Zeit verschwundenen Äthylens.For example, in a small, box-shaped, metallic reaction chamber which is externally cooled by running water, a platinum wire of 1 5 cm length and o, r mm in thickness is stretched. It is heated to a bright red glow by an electric current. Ethylene, mixed with a few hundred parts of air, circulates through the reaction chamber at a rate of 6 to 8 bubbles per second, while the condensates are collected in a deep-frozen receiver. From 3 to ¢ 1 gas, 2 to 3 g of oil are obtained in five to six hours, corresponding to 60 to 70 percent of the ethylene that has disappeared after this time.

Claims

PATENT CLAIM: Process for the preparation of volatile hydrocarbons of ethylene, characterized in that the gas is sharply heated to red heat and the reaction product is immediately cooled abruptly.