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Verfahren zur Darstellung von Äthylen aus Acetylen Die bekannte Gewinnung
des Äthylens durch katalytische Hydrierung des Acetylens oder acetylenhaltiger Gase
mit Wasserstoff ist mit der Schwierigkeit verbunden, daß die anfangs nahezu quantitativ
verlaufende Reaktion bald zum Stillstand kommt, da als Nebenprodukt hochpolymere
ölige Produkte von brauner Farbe und scharfem Geruch entstehen, die den Katalysator
verschmieren und unwirksam machen.
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Es wurde nun gefunden, daß man diese Schwierigkeit leicht beseitigen
kann, wenn man die Hydrierung in Gegenwart von Wasserdampf, zweckmäßig unter Anwendung
strömender Gase, ausführt. Die erwähnte Ölbildung wird infolge der Gegenwart des
Wasserdampfes nicht nur weitgehend zurückgedrängt, sondern das etwa hierbei in geringer
Menge gebildete Öl besteht auch aus weniger hochpolymeren Stoffen als das bei den
bekannten Arbeitsweisen entstehende Öl. Da es ferner mit Wasserdampf leicht flüchtig
ist, wird es von diesem beim Arbeiten mit strömenden Gasen ständig aus dem Katalysatorraum
fortgeführt und kann daher den Katalysator nicht verschmieren. Der Wasserdampf hat
außerdem noch die Wirkung, die Reaktionswärme aufzunehmen und abzuführen. Auf diese
Weise wird erreicht, daß der Katalysator auch bei langem Gebrauch seine volle Wirksamkeit
behält.
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Als Katalysatoren können die üblichen Hydrierungskatalysatoren Verwendung
finden, wie Nickel, Kupfer, deren Oxyde, Palladium usw., allein oder in Mischung
miteinander oder= mit anderen Stoffen, z. B. Trägersubstanzen.
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Die zuzumischende Wasserdampfmenge ist -derart zu bemessen, daß zwar
die angegebene Wirkung eintritt, jedoch ein Überschuß vermieden wird, damit der
Katalysator in seiner Wirksamkeit nicht beeinträchtigt wird. Diese Menge beträgt
etwa 5 bis 20 Volumprozent des Acetylen-Wasserstoff-Gemisches. Es gelingt auf diese
Weise, in kontinuierlichem Betriebe aus einem Acetylen und Wasserstoff in etwa stöchimetrischem
Verhältnis enthaltenden Gasgemisch Äthylen in einer Ausbeute von 9o bis 92% zu erhalten.
Unter den beschriebenen Bedingungen ist es bei Anwendung eines erheblichen Überschusses
an Wasserstoff sogar möglich, Äthylen in einer Ausbeute bis zu g80/0 zu erhalten,
ohne daß hierbei Äthan gebildet wird, Beispiel z Pro Stunde werden 1,8 cbm eines
Acetylen-Wasserstoff-Gemisches mit einem Acetylengehalt
von 43
bis 440/, durch einen Verdampfer geleitet, in dem stündlich Zoo ccm Wasser zur Verdampfung
gebracht werden. Die Menge des zugesetzten Wasserdampfes entspricht 14,5 Volumprozent
des Gasgemisches bei ioo °. Das mit dem Wasserdampf beladene Gasgemisch wird von
oben in den aus einem eisernen Zylinder von i m Höhe und 40 cm Breite bestehenden
Kontaktraum eingeleitet, an dessen Boden auf einer Siebplatte 2o 1 Kontaktmasse
mit einem Gehalt von 0,025 g Palladium pro ioo ccm ruhen. Der Katalysator
wird folgendermaßen hergestellt: io,o g Palladiumchlorür werden in etwa 51 Wasser
unter Hinzufügen von etwas Salzsäure gelöst, zu einer Aufschlämmung von 3 kg Kieselgur
in 40 1 Wasser zugesetzt und bei gewöhnlicher Temperatur durch etwa 3stÜndiges Einleiten
von Wasserstoff reduziert. Nach dem Absaugen, Waschen und Trocknen wird das erhaltene
Pulver mittels 2,5 kg Wasserglas auf 2o 1 gekörnten Bimsstein aufgetragen und die
Masse getrocknet. Die Höhe der Kontaktmasse in dem Reaktionsraum beträgt 3o cm.
Der über dem Kontakt befindliche freie Raum dient zur nochmaligen guten Durchmischung
der Gase und des Dampfes. Die Kontaktschicht ist von eisernen Spiralrohren durchzogen,
durch die Wasser oder Öl, zunächst zum Anwärmen und später, wenn die Reaktion eingesetzt
hat, zur evtl. Kühlung der Kontaktzone umgepumpt `,erden kann. Die Reaktionsterriperatur
beträgt vorteilhaft 105 bis i2o °. Das den Reaktionsraum verlassende Gas-Dampf-Gemisch
wird durch einen als Abscheider dienenden Kühler und dann zu einem Gasometer geleitet.
Der Gehalt des umgesetzten Gasgemisches an Äthylen beträgt So bis _82°/,, entsprechend
einer Ausbeute von 900/0.
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An Stelle der erwähnten Kontaktmasse kann man auch eine solche verwenden,
die Bimsstein als Trägersubstanz, 13,20/, Nickel, 3,o0/, Kobalt und o,320/, Chromoxyd
oder io°/0 Nickel und z °/, Aluminiumoxyd enthält. Das Endgas enthält unter Anwendung
dieser Kontaktmasse 65 bzw. 630/, Äthylen.
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Beispiel 2 Ein etwa :[i0/, Acetylen und 88°/o Wasserstoff enthaltendes
Mischgas wird unter den in Beispiel i beschriebenen Bedingungen bei go bis ioo °
durch einen Verdampfer und dann über einen aus Palladium und Wasserglas bestehenden
Katalysator geleitet. Es werden erhalten aus ii,o cbm des Mischgases 9,1 cbm Gas
mit 12 bis 137, Äthylen, entsprechend einer Ausbeute von gi bis g80/,. Beispiel
3 Ein Gasgemisch, das.etwa 450/, Acetylen und 52,5°/o Wasserstoff enthält, wird-in
der in Beispiel i beschriebenen Weise mit Wasserdampf beladen und dann unter den
dort angegebenen Bedingungen bei 125 bis 130' _ über eine Kontaktmasse geleitet,
die auf folgende Weise hergestellt ist: Eine Lösung von 2o g ,Wasserglas in i 1
Wasser wird mit einer Lösung von Calciumnitrat versetzt. Der dabei ausgeschiedene
Niederschlag wird abfiltriert, durch Waschen vom Calciumnitrat völlig befreit und
dann mit io°/0 Nickeloxyd gemischt. Dieses Gemisch wird auf Bimsstein aufgetragen
und bei 36o bis 400' mit Wasserstoff reduziert. Die Kontaktmasse liefert ein Endgas,
das 7o,20/, Äthylen enthält.