DE652348C

DE652348C - Process for the production of acetylene

Info

Publication number: DE652348C
Application number: DE1930652348D
Authority: DE
Inventors: Dr Paul Baumann; Dr Hans Bueckert; Dr Heinrich Schilling; Dr Robert Stadler
Original assignee: IG Farbenindustrie AG
Current assignee: IG Farbenindustrie AG
Priority date: 1930-03-26
Filing date: 1930-03-26
Publication date: 1937-10-29

Description

Verfahren zur Herstellung von Acetylen Bei der Herstellung von Acetylen durch Behandlung von Methan oder ähnlichen Kohlenwasserstoffen oder solche in konzentrierter Form enthaltenden Gasen im elektrischen Lichtbogen ist es erwünscht, die Ausgangsstoffe in vorgewärmtem Zustand und genügend verdünnt dem elektrischen Lichtbogen zuzuführen. Man hat zu diesem Zwecke vorgeschlagen, die den Lichtbogen verlassenden Produkte mit den frischen Ausgangsstoffen in Wärmeaustausch zu bringen. Da diese Arbeitsweise indessen ein längeres Verbleiben der aus dem Lichtbogen kommenden Produkte bei beträchtlichen Temperaturen zur Folge hat, so erleiden diese Produkte unerwünschte Umwandlungen .durch Bildung von Nebenprodukten, insbesondere von Ruß, so daß durch diese Nachteile der Vorteil der Wärmeregeneration in Frage gestellt wird. Einfaches.Aufheizen der Ausgangsgase vor dem Lichtbogen, sogenannte Fremdvorwärinung, bringt auch keinen wirtschaftlichen Vorteil, da die besonders aufzuwendende Vorwärmeenergie infolge der Wärmeverluste sogar noch größer ist als die durch die Vorwärmung eingesparte Lichtbogenenergie.Process for the production of acetylene In the production of acetylene by treating methane or similar hydrocarbons or those in concentrated form Form-containing gases in the electric arc, it is desirable to use the starting materials to be supplied to the electric arc in a preheated state and sufficiently diluted. For this purpose it has been proposed that the products leaving the arc to bring into heat exchange with the fresh starting materials. Because this way of working meanwhile, a prolonged retention of the products coming out of the arc with considerable As a result of temperatures, these products undergo undesirable transformations .by the formation of by-products, especially carbon black, so that these disadvantages the advantage of heat regeneration is called into question. Easy.heating of the Output gases in front of the arc, so-called external preheating, also do not bring any economic advantage, as the particularly expended preheating energy as a result the heat loss is even greater than that saved by preheating Arc energy.

Es wurde nun gefunden, daß sich die Herstellung von Acetylen im elektrischen Lichtbogen in sehr wirtschaftlicher Weise unter erheblicher Steigerung der Energieausbeute ohne die erwähnten Nachteile durchführen läßt, wenn man dem Lichtbogen solche heißen verdünnten Kohlenwasserstoffe zuführt, deren Wärmeinhalt ganz oder teilweise aus einer vorangehenden,, die Ausgangskohlenwasserstoffe zum Teil in Ruß umwandelnden und die Kohlenwasserstoffkonzentration herabsetzenden thermischen oder Lichtbogenbehandlung stammt. In diesem Falle kann man die erhaltenen Produkte nach Verlassen des Lichtbogens möglichst rasch abkühlen, wodurch unerwünschte Nebenreaktionen in weitestgehendem Maße vermieden werden. Gleichzeitig erzielt man eine Energieausbeute, welche die bisher erreichte weit übertrifft. Ein besonderer Vorteil des vorliegenden Verfahrens besteht darin, daß die Weiterverarbeitung des gewonnenen Acetylens z. B. zu Acetaldehyd sehr glatt verläuft, da dieses Acetylen von den Beimengungen des unter Wärmeaustausch der Frischgase mit den heißen Lichtbogengasen hergestellten Acetylens, wie Diacetylen, Allylen o. dgl., weitgehend frei ist.It has now been found that the production of acetylene in the electrical Arc in a very economical way with a considerable increase in the energy yield can be carried out without the disadvantages mentioned, if one calls such the arc supplies dilute hydrocarbons, their heat content wholly or partially a preceding one, partially converting the starting hydrocarbons into soot and thermal or arc treatment to lower the hydrocarbon concentration originates. In this case, the products obtained can be used after leaving the arc Cool down as quickly as possible, thereby avoiding undesirable side reactions to the greatest possible extent Dimensions are avoided. At the same time one achieves an energy yield that the far exceeded. A particular advantage of the present method is that the further processing of the acetylene obtained z. B. Acetaldehyde runs very smoothly, since this acetylene from the admixtures of the under heat exchange the fresh gases with the hot arc gases produced acetylene, such as diacetylene, Allylene or the like, is largely free.

Das vorliegende Verfahren kann beispielsweise in der Weise durchgeführt werden, daß man das bei der Herstellung von Ruß durch thermische Zersetzung von Methan in einem Cowper erhaltene Methan-Wasserstoff-Gemisch unmittelbar nach Verlassen des Cowpers dem Lichtbogen zuführt. Die Bußherstellung kann anstatt in einem Cowper auch in einem ersten Lichtbogen erfolgen. Bei diesen Umwandlungen ist jedoch streng darauf zu achten, daß dem Lichtbogen praktisch wasserdampf- und kohlensäurefreie Gas-.= gemische-- zugeführt werden, da diese Zumischungen die Acetylenausbeute infolge Kohlenoxydbildung herabdrücken. Wasserhaltige Gasgemische müssen daher entw ässert werden, beispielsweise durch Kondensation, wobei die dem Gas zur Abscheidung des Wassers entzogene Wärme durch indirekten Wärmeaustausch auf das wasserdampffreie Gasgemisch wieder übertragen werden kann. Es ist bekannt, in den Ausgangsgasen vorhandene Kohlenoxyde vor dem Eintritt in den Lichtbogen in Methan. überzuführen. Hierbei wurde dem Lichtbogen noch ein Wasserabscheider vorgeschaltet. Um die Kondensation des Wasserdampfes zu erreichen, müssen die Gase abgekühlt werden, so .daß sie, da von einer Wärmeregeneration an dieser Stelle nicht gesprochen wird, entgegen dem vorliegenden Verfahren ohne Wärmeinhalt aus der vorhergehenden, die Ausgangsstoffe teilweise umwandelnden Behandlung in den Lichtbogen eintreten. Auch die in dem bekannten Falle vorgesehene Vorwärmung der Gase vor dem Lichtbogen durch die hinter dem Lichtbogen abziehenden heißen Gase hat mit dem vorliegenden Verfahren nichts zu tun, da gerade diese Arbeitsweise infolge der zu Beginn erwähnten Nachteile vermieden werden soll.The present method can for example be carried out in the manner that one can do this in the production of carbon black by thermal decomposition of Methane in a Cowper obtained methane-hydrogen mixture immediately after leaving of the cowper feeds the arc. The making of penance can take place in a cowper also take place in a first arc. In these conversions However, it is important to ensure that the arc is practically water vapor and carbonic acid-free gas -. = mixtures - must be supplied, since these admixtures reduce the acetylene yield press down as a result of carbon oxide formation. Water-containing gas mixtures must therefore develop be watered, for example by condensation, with the gas for separation Heat extracted from the water through indirect heat exchange to the water vapor-free Gas mixture can be transferred again. It is known to be present in the starting gases Carbon oxides in methane before entering the arc. convict. Here a water separator was connected upstream of the arc. About the condensation To achieve the water vapor, the gases must be cooled so .that they, there there is no mention of heat regeneration at this point, contrary to that present process without heat content from the previous one, the starting materials partially converting treatment to enter the arc. Even those in the well-known Preheating of the gases in front of the arc is provided by the case behind the arc withdrawing hot gases has nothing to do with the present process, since straight this mode of operation should be avoided due to the disadvantages mentioned at the beginning.

Beispiel i Ein Gasgemisch etwa von der Zusammensetzung des Erdgases wurde in einem Cowper der thermischen Zersetzung zwecks Rußgewinnung unterworfen, wobei ein im wesentlichen aus gleichen Teilen Methan und Wasserstoff bestehendes Gasgemisch erhalten wurde. Dieses wurde noch heiß einem elektrischen Lichtbogen zugeführt und dabei eine um io °f, höhere Acetylenausbeute erhalten als im Falle der Verarbeitung desselben, aber kalten Gasgemisches.Example i A gas mixture roughly the same as that of natural gas was subjected to thermal decomposition in a Cowper for the purpose of extracting soot, one consisting essentially of equal parts methane and hydrogen Gas mixture was obtained. This was still hot from an electric arc fed and thereby obtained an acetylene yield which is 10 ° f higher than in the case the processing of the same but cold gas mixture.

Beispiel z 9o cbm hochprozentiges Methan wurde zwecks Erzeugung von Ruß durch einen ersten Lichtbogen geschickt. Au§ dem abziehenden, noch etwa 5oo° heißen Gasgemisch wurden etwa 12k- Ruß abgeschieden. Das Restgas, das außer aus Wasserstoff zu etwa 5o °/o aus Methan und zu 4 % bis 5 % aus ungesättigten Kohlenwasserstoffen, darunter Acetylen, bestand, wurde nun noch heiß durch einen zweiten Lichtbogen geschickt, wobei man ohne Bildung von Ruß Acetylen in eitler Ausbeute von 9o bis ioo 1 Acetylen pro Kilowattstunde erhielt.Example z 90 cbm of high percentage methane was passed through a first arc to produce soot. About 12K soot was deposited from the withdrawing gas mixture, which was still at a temperature of about 500 °. The residual gas, which in addition to hydrogen consisted of about 50 % methane and 4% to 5 % unsaturated hydrocarbons, including acetylene, was then passed through a second electric arc while still hot, whereby acetylene was in vain without the formation of soot Yield of 90 to 100 1 acetylene per kilowatt hour received.

Beispiel 3 8o cbm eines etwa 6o'/, Methan, 20 °iQ Äthan und 2o °1, Propan enthaltenden Gasgemisches wurden durch einen Lichtbogen geschickt, wobei ein Gemisch mit etwa 4.5 % Methan und 12 % ungesättigten Kohlenwasserstoffen, darunter 6 bis 8 °j, Acetylen, entstand; außerdem wurden etwa 7,5 kg Ruß erhalten. Zur Entfernung des Acetylens wurde das heiße Gasgemisch abgekühlt und mit einer das Acetylen herauslösenden Flüssigkeit behandelt. Zwecks Weiterverarbeitung des in dem Restgas enthaltenen Methans auf Acetylen wurde das Gas an dem aus dem ersten Lichtbogen abziehenden Gas durch indirekten Wärmeaustausch auf 6oo° vorgewärmt und dann durch einen zweiten Lichtbogen geschickt. Die Ausbeute an Acetylen war um etwa 15 % höher als bei der Verarbeitung von nicht vorgewärmtem Gas.EXAMPLE 3 80 cbm of a gas mixture containing about 60% methane, 20% ethane and 20 ° 1 propane were passed through an electric arc, producing a mixture with about 4.5% methane and 12% unsaturated hydrocarbons, including 6 to 8% , Acetylene, was created; in addition, about 7.5 kg of carbon black was obtained. To remove the acetylene, the hot gas mixture was cooled and treated with a liquid which leached out the acetylene. For the purpose of further processing the methane contained in the residual gas to acetylene, the gas was preheated to 600 ° by indirect heat exchange on the gas withdrawn from the first arc and then passed through a second arc. The acetylene yield was about 15% higher than when processing gas that was not preheated.

Claims

PATENT CLAIM Process for the production of acetylene in electrical Arcs, whereby hydrocarbons, such as methane, or those in concentrated form Form-containing gases are used as starting materials after prior dilution, characterized in that such hot, practically water-vapor-free, supplies dilute hydrocarbons, their heat content wholly or partially a preceding one, which converts some of the starting hydrocarbons into soot and thermal or arc treatment to lower the hydrocarbon concentration originates.