DE587129C - Verfahren zur Herstellung ungesaettigter gasfoermiger Kohlenwasserstoffe aus fluessigen Kohlenwasserstoffen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung ungesättigter gasförmiger Kohlenwasserstoffe aus flüssigen Kohlenwasserstoffen Es ist bekannt, flüssige Kohlenw asserstoffe im elektrischen Lichtbogen bei Gegenwart wasserstoffreicher Gase in Acetylen, Athylen, Butadien und andere ungesättigte Kohlenwasserstoffe umzuwandeln. Der Lichtbogen brennt bei diesem bekannten Verfahren in einer Schicht oder einem Nebel aus den umzuwandelnden Kohlenwasserstoffen. In jedem Falle bildet sich hierbei eine große Menge Kohlenstoff, sei es in Form von Ruß, der sich teilweise in den flüssigen Kohlenwasserstoffen verteilt, oder sei es in Form von Koks, der sich auf den Elektroden absetzt. Die Kohlenstoffbildung beeinträchtigt wesentlich die Ausbeute an ungesättigten Kohlenwasserstoffen und erschwert die Betriebsführung. Man hat auch schon vorgeschlagen, gasförmige Paraffinkohlenwasserstoffe im Lichtbogen in der Weise zu zersetzen, daß die Wände. des Ofens ständig mit Öl bespült werden, um den abgeschiedenen Ruß zu entfernen, wobei das den Ruß enthaltende 01 zusammen mit dem Gas durch die gleiche Öffnung den Ofen verläßt. Bei dieser Arbeitsweise entstehen nur geringe Mengen Acetylen.
• Es wurde nun gefunden, daß man in sehr vorteilhafter Weise ungesättigte Kohlenwasserstof£e aus flüssigen Kohlenwasserstoften im elektrischen Lichtbogen herstellen kann, wenn man die Wände des Lichtbogenofens mit den flüssigen Ausgangsstoffen bespült und den Lichtbogen in einem Strom aus wasserstoffhaltigem, vorzugsweise im wesentlichen aus Wasserstoff bestehendem Gas brennen läßt. Man erhält hierbei eine besonders gute Ausbeute an ungesättigten Kohlenwasserstoffen, bezogen auf die aufgewandte Energie, wenn man das Verhältnis der Energiebelastung zum Gasdurchsatz sowie die Temperatur, mit der die flüssigen Kohlenwasserstoffe in den Ofen eintreten, so niedrig wählt, daß sich keine wesentlichen Rußmengen bilden. Man hat dann außerdem den Vorteil, die flüssigen Ausgangsstoffe im Kreislauf verwenden zu können, da sie praktisch keinen Ruß enthalten und lediglich die beim Durchgang durch den Ofen verbrauchte Menge jeweils vor dem Zurückleiten in den Ofen ersetzt werden muß. E s ist also wesentlich, die flüssigen Ausgangsstoffe genügend abzukühlen; sie treten in den Ofen zweckmäßig mit einer Temperatur ein, die etwa zoo° unterhalb ihres Siedepunktes liegt. Um außerdem den Lichtbogen genügend abzukühlen, leitet man etwa z cbm des wasserstoffhaltigen Gases pro kN,#j durch den Ofen. Die den Ofen verlassenden flüssigen Kohlen-Nv asserstoffe haben dann eine Temperatur, die wesentlich unterhalb ihres Siedepunktes liegt. Es ist vorteilhaft, den Gasstrom in entgegengesetzter Richtung zu dem Strom der flüssigen Kohlenwasserstoffe zu führen.
• Als Ausgangsstoffe kommen insbesondere die bei der Aufarbeitung von Druckhydrierungs- oder Schwelprodukten aus Kohlen, Teeren oder Mineralölen erhaltenen flüssigen Rückstände in Betracht. Auch die beim Krakken oder bei der Destillation von Ölen erhaltenen Rückstände werden vorteilhaft nach dem vorliegenden Verfahren aufgearbeitet. Außer den ungesättigten Kohlenwasserstoffen bildet sich hierbei eine geringe Menge Methan, die sich indessen bei der Anwendung des Gases im Kreislauf nicht anreichert.
• Das vorliegende Verfahren, bei dem der Lichtbogen in einem wasserstoffreichen Gasstrom brennt, unterscheidet sich von den bekannten Verfahren, bei denen der Lichtbogen in gasförmigen oder flüssigen Kohlenwasserstoffen brennt, in vorteilhafter Weise dadurch, daß es die Verwendung einer Apparatur gestattet, die hinsichtlich ihres elektrischen Teiles besonders einfach ist. Im Falle der Anwendung von Wechselstrom, der normale oder erhöhte Frequenz haben kann, sind nämlich die Spannungen und Reaktanzen bei guterLeitungsaufnahme und hohem Leistungsfaktor kleiner, wodurch die Anlage vereinfacht und die Umformungsverluste verringert werden. Zur Erzeugung des Bogens kann auch konstanter oder intermittier ender Gleichstrom dienen.
• Es ist vorgeschlagen worden, die Hydrierung von Kohle oder die Überführung von Kohlengasen oder Wassergas in flüssige Produkte mit Hilfe atomaren Wasserstoffs im elektrischen Lichtbogen vorzunehmen. Nach einem derartigen Verfahren soll beispielsweise der Wasserstoff kurz vor seiner Einwirkung auf das zu hydrierende Gut in den atomaren Zustand übergeführt werden unter Benutzung hierfür bekannter Mittel, wie des elektrischen Lichtbogens, einer heißen Funkenentladung oder hocherhitzter Wolframdrähte. Diese Hy drierungsverfahren boten naturgemäß keine Anhaltspunkte für das vorliegende Verfahren, bei dem es sich um Dehydrierungsvorgänge handelt und eine bestimmte Führung des umzuwandelnden flüssigen Ausgangsstoffes und der wasserstoffhaltigen Zusatzgase wesentlich ist, um die obenerwähnten vorteilhaften Wirkungen zu erreichen.
• Die beiliegende Zeichnung veranschaulicht beispielsweise eine Vorrichtung, die für die Ausführung des Verfahrens geeignet ist. Die Vorrichtung wird von dem wasserstoffreichen Gasgemisch von unten nach oben durchströmt. Wie sich überraschenderweise gezeigt hat, ist die Energieausbeute uni so größer und die Gefahr der Rußbildung um so kleiner, je mehr man den Gasstrom der Längsachse des Ofens nähert, je mehr er sich also von der an der Wandung herabr ieselnden Schicht aus flüssigen Kohlenwasserstoffen entfernt. Im Gegensatz zu den meisten neueren Lichtbogenverfahren kreist das Gas daher nicht um die eine Elektrode herum. Die kreisförmige Bogenansatzvorrichtung A, die beispielsweise aus Messing besteht, hindert das Gas, die gleichmäßige Ausbildung dec Ölfilms an der Wandung zu stören. Der größere Teil des Gases wird unter Druck durch die mit einer sehr feinen Auslaßöffnung versehene Düse D eingeführt, während der andere Teil durch die spiralförmigen Führungen S in dem Zwischenstück E oder mittels einer Zyklonkaminer, wie sie bei dei Ofen nach S c h ö n 11 e r r zur Anwendung gelangen, in den Ofen eintritt. Der Lichtbogen setzt bei r1 gleichmäßig unter Verästlung an; zufolge der Abkühlung durch den Gasstrom gerät die Vorrichtung A nicht ins Glühen und bleibt so dauernd verwendbar. Die obere Elektrode, durch die das Gas abgeführt wird, besteht ebenso wie die untere aus Metall. Sie ist mit einer Vorrichtung aus Aluminium versehen, die der gleichmäßigen Einführung der flüssigen Kohlenwasserstoffe dient. Diese treten durch 0 ein und gelangen über den Verteilungsring R an die Ofenwandung. Die für die Einführung der flüssigen Kohlenwasserstoffe und die Abführung der Gase dienenden Vorrichtungen sind an ihren Enden mit in der Zeichnung nicht dargest<211ten Rohrstutzen aus keramischem Material versehen, um die Elektrode zu isolieren. Der Lichtbogen setzt an dem ringförmigen Polschuh P an, der aus einem anderen Material als dem für den übrigen Ofenaufsatz verwendeten bestehen kann.
• Das vorliegende Verfahren weist im übrigen noch folgende besondere Vorteile auf: Da die den Ofen verlassenden flüssigen Kohlenwasserstoffe durchweg eine Temperatur von oberhalb ioo° aufweisen, so kann man ihre fühlbare Wärme, also einen Teil der aufgewendeten elektrischen Energie zur Erzeugung von Wasserdampf benutzen. Da die verhältnismäßig kalt bleibende Ofenwandung von einer Schicht aus flüssigen Kohlenwasser stoffen bedeckt ist, so braucht sie nicht aus einem elektrisch gut isolierenden Material zu bestehen. Beispiel Der in der Zeichnung dargestellte Ofen hat folgende Abmessungen: die Entfernung zwischen der Ansatzvorrichtung A und dem Polschuh P beträgt 13,5 cm, der innere Durchmesser des Ofens 2,6 cm und der Durchmesser der Ansatzvorrichtung A i, 15 cm. Man betreibt den Lichtbogen mit einem Wechselstrom von i 3 9oo Volt und o,33 S Amp. Von unten werden stündlich 4,5 cbm Wasserstoff durchgeleitet. Als Ausgangsstoff dient die Fraktion eines deutschen Erdöls, von der die ersten 25 % bei der Siedeanalyse nach Engler zwischen i85° und 26o° übergehen. Man läßt das Öl in einer Menge von 6o 1 in der Stunde über die Ofenwandung herabrieseln, so daß es auf dieser eine etwa i bis 2 mm starke Schicht bildet.
• Man erhält so in der Stunde 5,5 cbm eines Gasgemisches,. das 7,i4 % Acetylen, 2,7 Äthylen und 4,5 °A Methan enthält; dies ist eine Ausbeute von 392 1 Acetylen in der Stunde oder 841 pro kVAh. Das Öl, das in den Ofen mit einer Temperatur von 420 eintritt, verläßt ihn mit einer Temperatur von i2o°: Es enthält praktisch keinen Ruß.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung ungesättigter gasförmiger Kohlenwasserstoffe aus flüssigen Kohlenwasserstoffen im elektrischen Lichtbogen, dadurch gekennzeichnet, daß man die Wandung des Ofens mit dem flüssigen Ausgangsstoff bespült und den Lichtbogen in einem Strom aus wasserstoffhaltigem, vorzugsweise im wesentlichen aus Wasserstoff bestehendem Gas brennen läßt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man das Verhältnis der Energiebelastung zum Gasdurchsatz sowie die Eintrittstemperatur des Ausgangsstoffes so niedrig hält, daß sich keine wesentlichen Rußmengen bilden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man Gas und Ausgangsstoff im Gegenstrom zueinander führt.
4. 4. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gas durch feine Öffnungen nahe der Längsachse des Ofens unmittelbar in den Lichtbogen eintreten läßt.