DE535256C

DE535256C - Verfahren zur Herbeifuehrung chemischer Reaktionen mit Kohlenwasserstoffen und solche enthaltenden Gasgemischen im Lichtbogen

Info

Publication number: DE535256C
Application number: DEI27322D
Authority: DE
Inventors: Dr Otto Eisenhut; Dr Paul Gmelin
Original assignee: IG Farbenindustrie AG
Current assignee: IG Farbenindustrie AG
Priority date: 1926-01-30
Filing date: 1926-01-30
Publication date: 1931-10-08

Description

Verfahren zur Herbeiführung chemischer Reaktionen mit Kohlenwasserstoffen und solche enthaltenden Gasgemischen im Lichtbogen Bei, der Behandlung von Kohlenwasserstoffern und solche enthaltenden Gasgemischen im Lichtbogen macht es große Schwierigkeiten, durch den Gasstrom allein den Lichtbogen auf eine für die Reaktion günstige Länge auszuziehen.
Es hat sich nun gezeigt, daß diese für eine optimale Umsetzung im Lichtbogen erforderliche Maßnahme sich leicht erzielen läßt, wenn man zwischen die Elektroden eine elektrisch isolierende Schicht, die verschiebbar angeordnet sein kann, einfügt. Abweichend von den Verhältnissen bei der Herstellung von Stickoxyden genügt es dabei vielfach nicht, bei zentraler Anordnung der ,einen Elektrode diese teilweise oder ganz bis zur Spitze zu isolieren, da dann der Lichtbogen immer noch die Neigung hat, auf kürzestem Weg zur anderen Elektrode, z. B. einer geerdeten Wand, als Außenelektrode zu springen. Vielmehr muß eine weitere Isolation vorhanden sein, die derart angeordnet ist, daß der Lichtbogen zwangsläufig verlängert wird. Als Isolationsmasse kann Speckstein, Quarz, Asbest usw. dienen. Der Vorteil der Verwendung der genannten isolierenden Schichten bei Ausführung chemischer Reaktionen in kohlenwasserstoffhaltigen Gasen, z. B_ bei der Umsetzung von Methan in Acetylen, liegt besonders meiner vollkommeneren Umsetzung und größeren Stoffausbeute.
In beiliegender Zeichnung sind einige Ausführungsformen vorliegender Erfindung wiedergegeben: In Fig. i, z und 3 sind drei Lichtbogenöfen mit verschiedener Anordnung der Isolation dargestellt. A ist der metallische, beispielsweise eiserne Mantel des Lichtbogenofens, der aus betriebstechnischen Gründen wegen starker thermischer Beanspruchung, und da bei der Behandlung von Methan oder anderen Kohlenwasserstoffern in Mischung mit Wasserstoff bei Eindringen von Luftexplosive Gasgemische entstehen würden, aus einem Stück hergestellt und wegen der Hochspannungsgefahr vollständig geerdet ist. B stellt die Gaszuführung zur Gaskammer C und in den Ofenraum I( dar. Bei D tritt das Reaktionsgemisch nach Durchgang durch den Lichtbogen aus. E ist die Innenelektrode, an der die Hochspannung liegt. Als Gegenelektrode dient das geerdete GehäuseA bzw. die an diesem besonders angebrachte Gegenelektrode Gr. Die schraffierten Teile stellen die Isolation dar. Die gemäß vorliegender Erfindung einzufügende isolierende Schicht ist mit H bezeichnet. Mittels der Hebelvorrichtung I (Fig. i) kann die Isolation H während des Betriebes höher oder tiefer geschoben werden, wodurch zwangsläufig der Lichtbogen auf die für die Reaktion günstigste Länge gebracht werden kann. Statt der Außenisolation H kann -auch die Innenelektrode E verschoben werden.
Die elektrischen Verhältnisse bei der Behandlung kohlenwasserstoffhaltiger Gase sind gänzlich andere als bei der Verarbeitung von Luft; es ist daher, um seitliches Durchschlagen zu vermeiden, eine starke Isolation F der Innenelektrode bis zur oder in die Nähe der Spitze erforderlich. Diese Isolation kannauch durch Veränderung der Weibe des metallischen Ofenmantels bei der Innenelektrode unter Verringerung der Elektrodenisolation, wie es in Fig.2 dargestellt ist, erfolgen. Jedoch muß dabei die Weite dieses Ofenteiles so gewählt werden, daß der gewünschte Lichtbögen die Strecke geringsten elektrischen Widerstandes darstellt.
Eine weitere Möglichkeit zur Festlegung der Lichtbogenlänge ist aus Fig.3 ersichtlich.
Der Lichtbogen # geht von der Innenelektrode E durch die sehr enge Bohrung der Isolationsschicht H zu der beispielsweise als Kühler ,ausgebildeten Gegenelektrode G: Durch die enge Bohrung wird eine sehr hohe Gasgeschwindigkeit erzeugt (5o m/Sek. und mehr), wodurch der Lichtbogen zwischen 1V1 und je nach der Größe der Bohrung beliebig ausgezogen. und gestreckt werden kann. Das in die Gaskammer eintretende Gas oder Gasgemisch strömt zunächst außen an der heißen Isolationsmasse vorbei und wird hierdurch vorgewärmt, was zu einer Erhöhung der Ausbeute führt.
Die Verwendung von Gleichstrom oder Hochfrequenzstrom hat sich praktisch als wertvoll erwiesen. Beispiel i Beim Betrieb eines Lichtbogenofens gemäß Fig. i ohne die Isolation H entstand beim Durchleiten eines Methan-Wasserstoff-Gemisches ein Gasgemisch, das 2 bis 2,5% Acetylen enthielt, bei einer Ausbeute von 55 bis 651/kWh. Beim Hochziehen des Lichtbogens durch teilweises oder vollständiges Auskleiden der Außenelektrode mit Isoliermaterial stieg die Konzentration des Acetylens auf 3,5% und mehr. Die Ausbeute betrug dann 7 o bis 8o1/kWh-Beispiel 2 85%iges Methan (Rest Wasserstoff und wenig Stickstoff) wird bei einem Druck von etwa 1/20 at durch einen Lichtbogenofen gemäß Fig. i gesandt. Durch die Isolation H wird die Entladung auf etwa o, 5 m (nötigenfalls bis auf i m und mehr) Länge gebracht. Man erhält ein Gasgemisch mit etwa 15 bis 2o% und mehr Acetylen, das außerdem noch geringe Mengen anderer Kohlenwasserstoff e, wie z. B. Äthylen, enthält.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herbeiführung chemischer Reaktionen mit Kohlenwasserstoffen und solche enthaltenden Gasgemischen. im elektrischen Lichtbogen, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtbogen durch .eine zwischen die Elektroden eingefügte, elektrisch isolierende Schicht, die verschiebbar angeordnet sein kann, zwangsweise auf eine für die Reaktion günstige Lage gebracht wird.