DE568673C

DE568673C - Verfahren zur Ausfuehrung thermischer Reaktionen

Info

Publication number: DE568673C
Application number: DEC39680D
Authority: DE
Inventors: Dr Erich Baum; Dr Willy O Herrmann
Original assignee: Consortium fuer Elektrochemische Industrie GmbH
Current assignee: Consortium fuer Elektrochemische Industrie GmbH
Priority date: 1927-04-17
Filing date: 1927-04-17
Publication date: 1933-01-21

Description

Verfahren zur Ausführung thermischer Reaktionen Bei der Ausführung thermischer Reaktionen besteht die Schwierigkeit. Nebenreaktionen, die auf das Ausganzs- oder Endprodukt in unerwünschter Weise verändernd einwirken, zu vermeiden. Es ist oft schwer möglich, die Reaktion gerad@ auf die Bildung des gewünschten Reaktoionsproduktes zu beschränken.
Es wurde nun gefunden, das man solche Reaktionen mit organische Flüssigkeiten in sehr glatter Weise durchführer, kann, wenn man unter der Flüssigkeit eine Tauchflamme brennt.
Die Herstellung von Tauchflammen ist an sich bereits bekannt. Es handelt sich aber z. B. bei den Verfahren der britischen Patentschriften 242 680 und 242 681 nur um bloße Heizwirkungen, insbesondere um das Eindampfen korrodierender Flüssigkeiten. nicht aber. wie bei vorliegen dem Verfahren, um die Durcnführung chemischer Reaktionen in organischen Flüssigkeiten.
Nach bekannter Arbeitsweise erfolgt die Erzeugung von Tauchilammen in der Art, daß man z. B. ein brennbares (; as oder einen vergasten Brennstoff mit Sauerstoff oder Luft in einem Brenner unter der Oberfläche der zu erhitzenden Flüssigkeit verbrennt.
Für die Ausführung thermischer Reaktionen mit organischen Flüssigkeiten haben sich verschiedene Modifikationen dieser bekannten Arbeitsweise als vorteilhaft erwiesen. Es ist dies in erster Linie die Venvendung von Kohlenoxyd als Brenngas bei solchen Reaktonen. bei denen die Bildung von Wasser störend wirkt, Wasserstoff und Wasserstoffverbindungen also nicht als Brenngas in Frage kommen können. Eine weitere in manchen Fällen vorteilhafte Neuerung besteht darin. daß man z. B. durch Verbrennen eines Brenngases mittels Sauerstoffs zunächst nur die Brennermündung auf die Verbrennungstemperatur bringt und die Verbrennung weiter durch Verbrennen der Reaktionsflüssigkeit unter Zufuhr von Sauerstoff oder Sauerstoftverbindungen allein aufrechterhält. Diese Arbeitsweise kommt besonders dann in Frage, wenn es sich darum handelt. die katalytische Wirkung des Metalls, aus dem die Brennermündung besteht, auszunutzen. Als Sauerstoffverbindungen kommen besonders die verschiedenen Oxydationsstufen der Stickoxyde in Betracht.
Bei solchen thermischen Prozessen, die durch Katalysatoren begünstigt werden, kann der Katalysator z. B. vorteilhaft in den Reaktionsmedien gelöst oder suspendiert zur Anwendung kommen. oder die Brennermündung selbst besteht aus katalytisch wirkenden Stoffen.
Bei dem Brennen von Tauchtlammen unter organischen Flüssigkeiten treten neben anderen flüssigen und gasförmigen Produkten Kohlenwasserstoffe. in der llauptmenge ungesättigte. wie Äthylen und Acetylen, auf.
Bei Anwendung von Erdöl sowie von verschiedenen Erdölfraktionen usw. läßt sich die Erzeugung acetylenhaltiger Rohlenwasserstoffe mit dem Crackprozeß verbinden.
Aus dem Reaktionsgas kann man das Äthylen bzw. Acetylen entweder nach geeigneten Methoden isolieren. oder das Reaktionsgas kann unmittelbar zur Durchführung voll Äthylen bzw. Acetylenreaktionen dienen.
Speziell gegenüber anderen Verbrennungsverfahren der Acetylenerzeugung hat das vorliegende Verfahren den Vorzug erhöhter Betriebssicherheit, da die Flamme von den abströmenden Gasen durch eine Flüssigkeitsschicht getrennt ist, die Rückschläge und damit Explosionen bei zeitweisem Er löschen der Flamme wirksam verhindert.
In der amerikanischen Patentschrift 1 274 976 wird das Cracken von Erdöl-in der Weise vorgenommen. daß die notwendige Heizung in das Innere der Destillationsapparatur verlegt wird. Es handelt sich dabei nicht um die Anwendung von Tauchflammen, sondern das Innere des gesamten Apparates ist bis zur Entzündungstemperatur des Öles erhitzt.
Die folgenden Beispiele erläutern einige der zahlreichen Anwendungsmöglichkeiten des Verfahrens, ohne natürlich das Verfahren auf diese zu beschränken.
Beispiel 1 In einem Kolben mit Rückflußkühler wird unter einem Gemisch aus 500 ccm Vinylacetat und 500 ccm Essigsäure eine Flamme, 1481 Kohlenoxyd, 781 Sauerstoff pro Stunde, gebrannt. Die entstehende Wärme wird durch Außenkühlung abgeführt. und die abziehenden Gase und Dämpfe passieren den Rückflußkühler. Temperatur in der Flüssigkeit etwa 20 bis 30-. Nach I Stunde sind 100 g Essigsäureanhydrid gebildet, die durch Fraktionierung gewonnen werden. Statt eines Gemisches von Vinylacetat und Essigsäure kann zur Anhydriderzeugung auch reine Essigsäure dienen.
Zweckmäßig kann die Kühlung der Flüssigkeit durch deren Zirkulation durch eine Kühlvorrichtung evtl. unter Anwendung voll Pumpen erfolgen.
Beispiel 2 Jool Wasserstoff und rjol Sauerstoff pro Stunde werden in einem Quarzbrenner unter Petroleum gebrannt. Es wurden stündlich 640 1 Gas erhalten, enthaltend 3,4 Volumprozent Äthylen und 3,2 Volumprozent Acctylen. Temperatur in der Flüssigkeit etw.t o.
Beispiel 3 581 Kohlenoxyd und 2001 Wasserstoff pro Stunde werden mit 1061 Sauerstoff in einem Quarzbrenner unter Petroleum verbrannt.
Stündlich werden 4001 Reaktionsgas erhal ten, enthaltend 3,4 Volumprozent Äthylen mit 2,4 Volumprozent Acetylen. Temperatur in der Flüssigkeit etwa 150°.
Beispiel 4 2001 Methan und 1501 Sauerstoff pro Stunde werden in einem kupfernen Brenner unter Petroleum gebrannt. Dabei katalysiert das Metall des Brenners den Reaktionsverlauf und erhöht- die Gasausbeute. Es werden stündlich 4621 Reaktionsgas erhalten, enthaltend 5,5 Volumprozent Äthylen und ;, I Volumprozent Acetylen. Durch den gleichzeitig verlaufenden Crackprozeß haben sich aus dem Petroleum niedriger siedende Kohlenwasserstoffe gebildet. Temperatur in der Flüssigkeit etwa 1500.
Beispiel 5 In einem mit Knallgas unter Petroleum angeheizten Quarzbrenner wird nach Abstellen des Wasserstoffs mit 1501 Sauerstoff pro Stunde die Verbrennung aufrechterhalten. Es werden stündlich 3601 Gas erhalten, enthaltend 6,4% Äthylen und 4,40/0 Acetylen. Temperatur in der Flüssigkeit etwa 1500.
Beispiel 6 Es wird wie im vorhergehenden Versuche, aber mit 3601 Sauerstoff gearbeitet und als Tauchbad Spiritus verwandt und von außen gekühlt. Stündlich werden 12001 Gas er halten, enthaltend 2,7% Äthylen und 2,9% Acetylen. Temperatur in der Flüssigkeit etwa 30 bis 400.
Beispiel 7 2001 Methan und I501 Sauerstoff werden in einem Quarzbrenner unter Ligroin gebrannt.. Es werden stündlich 55S1 Gas, enthaltend 5 Volumprozent Äthylen und 4,7 Volumprozent Acetylen, erhalten. Temperatur der Flüssigkeit etwa 100°.
Beispiel 8 Unter einem Gemisch aus glcichen Teilen Methylalkohol und Wasser wird ein Gemisch aus 251 Wasserstoff und 501 Sauerstoff gebrannt. Das Reaktionsgefäß wird mit einem Rückflußkühler versehen. Es wird eine Lösung von Formaldchyd in guter Ausbeute erhalten. Die Ausbeute wird noch erhöht, wenn die Brennermündung mit einem Zylinder aus Kupferdrahtnetz umgeben wird.
Beispiel g Unter Benzol wird ein Gemisch aus rol Wasserstoff und 50 1 Sauerstoff gebrannt.
Neben Acetylen werden im zweistündigen Versuch 10 bis 20% der angewandten Benzolmenge an Diphenyl erhaltell.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E : 1. Verfahren zur Ausführung thermischer Reaktionen, dadurch gekennzeichnet, daß man im Schoße organischer Flüssigkeiten in Gegenwart oder Abwesenheit von Katalysatoren mittels eines Brenners eine Tauchfiamme aus brennbaren Gasen und Sauerstoff erzeugt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 unter Anwendung von Kohlenoxyd als Brenngas zwecks Vermeidung der Bildung von Wasser bei Herstellung gegen Wasser empfindlicher Reaktionsprodukte.
3. Verfahren nach Anspruchs und 2 zur Darstellung ungesättigter Kohlenwasserstoffe, insbesondere Äthylen und Acetylen. durch Brennen von Flammen, besonders unter E;ohlenwasserstofien des Petroleums.