DE653143C

DE653143C - Process for the production of liquid hydrocarbons from acetylene gas

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Publication number: DE653143C
Application number: DE1930653143D
Authority: DE
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Priority date: 1930-01-14
Filing date: 1930-03-04
Publication date: 1937-11-23

Description

Verfahren zur Herstellung flüssiger Kohlenwasserstoffe aus Acetylengas Es ist ein Verfahren bekannt; unter Verwendung von Acetylengas als Ausgangsmaterial Benzol und andere Kohlenwasserstoffe herzustellen. Dieses Verfahren besteht im wesentlichen darin, daß man in einem eisernen Kessel von großen Abmessungen Acetylengas einer Erhitzung runterwirft, rum so die Kondensation bzw. Piolymerisierung des Acetylens durch Hitze zu erzielen, wobei Benzol sowie andere Kohlenwasserstoffe gebildet werden. Bei diesem bekannten Verfahren wird das Acetylengas während der Reaktion einem zweifachen Umlauf unterworfen, nämlich einem Umlauf im Innern der Kessel oder der Reaktionskammer, um so einen durchgängig gleichmäßigen Hitzegrad der gesamten Acetylenmasse zu erzielen, und einem zweiten Umlauf außerhalb der Reaktionskammer, bei dem die Gasmasse aus dem Kesselraum heraus zwecks Erkaltens und Absonderung der bereits entstandenen. Kohlenwasserstoffe in eine oder mehrere Abkühlungsvorrichtungen übergeleitet wird. Alsdann wird die Gasmasse zwecks erneuter Erhitzung auf die Kondensationstemperatur neuerdings in den Kessel zurückgeleitet.Process for the production of liquid hydrocarbons from acetylene gas A method is known; using acetylene gas as a starting material To produce benzene and other hydrocarbons. This procedure essentially consists in that in an iron cauldron of large dimensions acetylene gas one Throws down the heating, so the condensation or piolymerization of the acetylene by heat, whereby benzene and other hydrocarbons are formed. In this known method, the acetylene gas is doubled during the reaction Subject to circulation, namely a circulation inside the boiler or the reaction chamber, in order to achieve a consistently uniform degree of heat of the entire acetylene mass, and a second circulation outside the reaction chamber, in which the gas mass from out of the boiler room for the purpose of cooling and separating those that have already arisen. Hydrocarbons is passed into one or more cooling devices. Then the gas mass is heated to the condensation temperature for the purpose of renewed heating recently returned to the boiler.

Dieses Verfahren hat jedoch in der Praxis den Nachteil, daß es sehr schwer hält, zu verhindern, daß an irgendeiner Stelle innerhalb des Kessels Wärmeansammlungen auftreten; wenn diese Ansammlungen auftreten, so setzt der Reaktionsvorgang leicht unter schlechten Bedingungen ein, wodurch das Acetylen sowie die etwa schon gebildeten Kohlenwasserstoffe unter Bildung von Wasserstoff und Kohlenstoff zerfallen.However, this method has the disadvantage in practice that it is very difficult to prevent heat build-up anywhere inside the boiler appear; when these agglomerations occur, the reaction is easy under poor conditions, causing the acetylene as well as any already formed Hydrocarbons decompose with the formation of hydrogen and carbon.

Dieser Nachteil wird bei dem vorliegenden Verfahren vermieden, das darin besteht, das Acetylen durch Berührung mit Kohlenwasserstoffen zu erhitzen, die bei Normaltemperatur flüssig @ sind (in der Folge als Flüssigkohlenwasserstoffe bezeichnet), nachdem sie,entsprechend vorerhitzt worden sind.This disadvantage is avoided in the present method consists in heating the acetylene by contact with hydrocarbons, which are liquid @ at normal temperature (hereinafter referred to as liquid hydrocarbons after they have been appropriately preheated.

Die Wirksamkeit dieser Flüssigkohlenwasserstoffe ist eine zweifache: einerseits dienen sie als das Acetylen miterhitzende Wärmeüberträg.er, die eine über deren Eigenwärme hinausreichende Hitzeentwicklung verhindern, und anderseits dienen sie als Anregemittel zur Erzielung ausgiebigster und gleichmäßigst erfolgender Acetylenkondensation, wobei gleichzeitig auch der Eintritt der Reaktion unter schlechten Bedingungen und ein Zerfall des Acetylens und der anderen Kohlenwasserstoffe verhütet wird.The effectiveness of these liquid hydrocarbons is twofold: on the one hand, they serve as heat exchangers which co-heat the acetylene Prevent heat development beyond their own heat, and on the other hand they serve as a stimulus for the achievement of the most extensive and evenly occurring ones Acetylene condensation, at the same time also the occurrence of the reaction under poor Conditions and decomposition of acetylene and other hydrocarbons are prevented will.

Infolge der Berührung dieser vorerhitzten Kohlenwasserstoffe mit dem Acetylengas wird die Kondensation des letzteren erzielt und unmittelbar Benzol sowie andere bei normaler Temperatur flüssige Kohlenwasserstoffe erzeugt. nebst weiter hinzukommenden Kohlenwasserstoffen, die durch Kondensation von neuen Acetylenmolekülen mit den Flüssigkohlenwasserstoffen entstehen. Die so erzielten Kohlenivasserstofte können alsdann mittels einer Destillation fraktioniert oder mittels eines Spaltverfahrens in Kohlenwasserstoffe von verschiedener Dichte ge=;: spalten werden.As a result of the contact of these preheated hydrocarbons with the Acetylene gas, the condensation of the latter is achieved and immediately benzene as well produces other hydrocarbons that are liquid at normal temperature. along with further added hydrocarbons produced by condensation of new acetylene molecules arise with the liquid hydrocarbons. The carbon hydrogen obtained in this way can then be fractionated by means of a distillation or by means of a cleavage process split into hydrocarbons of different densities.

Die Temperatur, auf die die Kohlenwasser{ Stoffe zwecks Erzielung der Acetylenkondensation gebracht werden müssen, ist je nach den Umständen außerordentlich verschieden. Die Reaktion tritt bereits bei etwa 300° oder sogar schon etwas früher ein, doch kann die Temperatur auch bis 70o° ansteigen. je höher die Temperatur ist, desto ergiebiger ist die Erzeugung flüssiger Kohlemvasserstoffe, aber auch desto größer die zunehmende Aufspaltung des Acetylengases.The temperature at which the hydrocarbons {substances for the purpose of achievement the acetylene condensation must be brought about is extraordinary, depending on the circumstances different. The reaction occurs already at around 300 ° or even a little earlier on, but the temperature can also rise to 70o °. the higher the temperature, the more productive is the production of liquid hydrocarbons, but also the more greater is the increasing breakdown of acetylene gas.

Außerdem ist, je größer die Erhitzung, desto größer auch der Anteil der erzielten höheren Kohlenwasserstofe, so daß also in einem /edeneinzelnen Fall je nach den Begleitumständen rund der vornehmlich angestrebten Kohlenwasserstoffart die günstige Temperatureingestellt werden muß.In addition, the greater the heating, the greater the proportion of the higher hydrocarbons achieved, so that in a single case depending on the accompanying circumstances around the primarily targeted type of hydrocarbon the favorable temperature must be set.

Die Mischung oder Berührung der vorerwähnten Flüssigkohlenwasserstoffe mit dem Acetylengas kann auf verschiedene Art und Weise vorgenommen werden. Es kann z. B. als Reaktionskammer eine nach außen hin wärmeisolierte, mit Acetylengas angefüllte Eisenblechtrommel verwendet werden, in welche die in einem besonderen Apparat vorerwärmten und verdampften Kohlenwasserstoffe eingeleitet werden, ,oder aber es wird der flüssige Kohlenwasserstoff verdampft und vorerwärmt und in diesem Zustand zusammen mit dem Acetylengas in die Reaktionskammer eingeführt.Mixing or touching the aforementioned liquid hydrocarbons Using the acetylene gas can be done in several ways. It can z. B. as a reaction chamber a thermally insulated to the outside, filled with acetylene gas Sheet iron drums are used, in which the preheated in a special apparatus and vaporized hydrocarbons are introduced, or it becomes the liquid Hydrocarbon evaporates and preheated and in this state together with the Acetylene gas introduced into the reaction chamber.

In der Praxis kann das Verfahren dieser Erfindung beispielsweise wie folgt ausgeführt werden: In eine Reaktionskammer wird ein Gemisch von Acetylengas und auf 50o bis 55o° C erhitztem Benzoldampf in einem Verhältnis von 85 bis 9o0/6 Acetylen und 1o bis 15 % Benzol eingeführt.In practice, the method of this invention may, for example, be as be carried out as follows: A mixture of acetylene gas is introduced into a reaction chamber and benzene vapor heated to 50o to 55o ° C in a ratio of 85 to 90/6 Acetylene and 10 to 15% benzene introduced.

Die Zusammensetzung des Gemisches wird dadurch reguliert, daß die Mengen des Acetylens und des Benzols mittels geeigneter Zählapparate eingestellt werden. Das Benzol wird durch einen Verdampfer geschickt rund von außen aufgeheizt, um es in Dampfform überzuführen. Darauf werden der Benzoldampf und das Acetylen in die Reaktionskammer geleitet, wo sie sich innig vermischen.The composition of the mixture is regulated by the fact that the Amounts of acetylene and benzene adjusted by means of suitable counters will. The benzene is cleverly heated from the outside by an evaporator, to convert it into vapor form. Thereupon the benzene vapor and the acetylene passed into the reaction chamber, where they mix intimately.

Man erzielt auf diese Weise eine Kondensation bzw. Polymerisation von etwa 9o % des angewandten Acetylens, während ein Gemisch von unverbrauchtem Acetylen und Benzoldampf mit anderen durch die Kondensation bzw. Polymerisation des Acetylens erhaltenen Kohlenwasserstoffen verbleibt. Dieses Gemisch wird durch einen Röhrenkühler geführt, um die bei gewöhnlicher Temperatur flüssigen Kohlenwasserstoffe abzu-'§seheiden, und danach in eine Zentrifuge, in der der größte Teil der so erhaltenen Kohlen-'asserstoffe abgetrennt wird.In this way, a condensation or polymerization is achieved of about 90% of the acetylene used, while a mixture of unconsumed Acetylene and benzene vapor with others through the condensation or polymerization of the acetylene obtained hydrocarbons remains. This mixture is through a tube cooler to cool the hydrocarbons, which are liquid at ordinary temperature to be separated off, and then in a centrifuge, in which most of the thus obtained Carbon 'hydrogen is separated.

.". Das unverbrauchte Acetylen wird in einem zweiten Apparat der gleichen Behandlung unterworfen, wobei noch q.o bis 5o % des im ersten Reaktionsgang nicht umgesetzten Acetylens kondensiert bzw. polymerisiertwerden. Das auch im zweiten Reaktionsgang nicht umgesetzte Acetylen wird nicht weiter verwandt, da es zu stark mit Wasserstoff, Methan und anderen Stoffen beladen ist, die die Reaktion erschweren würden.. ". The unconsumed acetylene is used in a second apparatus of the same Subjected to treatment, with still q.o to 5o% of that in the first reaction cycle not converted acetylene are condensed or polymerized. That also in the second Reaction process unreacted acetylene is no longer used because it is too strong is loaded with hydrogen, methane and other substances that make the reaction difficult would.

Die vorstehend genannten Mengenverhältnisse von Benzol und Acetylen und die Temperaturen sind diejenigen, die in der Mehrzahl der Fälle die besten Ausbeuten ergeben. Indessen können sowohl die Mengenverhältnisse als auch die Temperaturen je nach dem gewünschten Ergebnis in weiten Grenzen schwanken.The above proportions of benzene and acetylene and the temperatures are those which in the majority of cases give the best yields result. However, both the proportions and the temperatures vary within wide limits depending on the desired result.

Die Temperatur des Gemisches wird entweder durch Regelung der Benzolverdampfung oder erforderlichenfalls durch Aufheizung des der Mischung zuzuführenden Acetylens eingestellt. Im ersten Augenblick des Verfahrens muß das Acetylen für eine gewisse Zeit der Wirkung der Wärme ausgesetzt werden, damfit die Reaktion beginnt. Wenn diese aber erst einmal eingeleitet ist, so verläuft sie mit größerer Geschwindigkeit, und man kann die Umlaufsgeschwindigkeit von Acetylen und Benzol durch den Apparat steigern. Hieraus ergibt sich eine .Herabsetzung der Zeit, während welcher das Acetylen der Wirkung der Hitze ausgesetzt ist, und daher eine Verringerung der Verluste, die durch Zersetzung des Acetylens verursacht werden.The temperature of the mixture is either controlled by the benzene evaporation or, if necessary, by heating the acetylene to be added to the mixture set. At the first moment of the procedure the acetylene must be used for a certain amount of time Time to be exposed to the action of heat, then the reaction begins. if but once this has been initiated, it proceeds with greater speed, and one can see the rate of circulation of acetylene and benzene through the apparatus increase. This results in a reduction in the time during which the acetylene is exposed to the action of heat, and therefore a reduction in losses, caused by the decomposition of acetylene.

Man hat bereits vorgeschlagen, feste, harzartige Kondensationsprodukte des Acetylens so herzustellen, daß man das Acetylen in Gegenwart von Katalysatoren auf organische Stoffe einwirken läßt. Auch bei der Veredelung von Braunkohienteerölen mittels aktiver Kohle hat man das Acetylen bereits mitwirken lassen. Von diesen älteren Verfahren unterscheidet sich das neue Verfähren dadurch, daß das Acetylen zu flüssigen brennbaren Stoffen kondensiert wird, und zwar ohne Verwendung von Katalysatoren, die schon an sich jedes Verfahren kostspieliger gestalten, im besonderen Falle der Acetylenverarbeitung aber durch die unvermeidliche Abscheidung von fein verteilter Kohle schnell inaktiviert werden. Die Durchführung der Acetylcnkondensation in Gegenwart. solcher vorerhitzter Kohlenwasserstoffe, die bei gcw ölinlicher Temperatur flüssig sind und daher denselben Charakter haben wie die Kondensationsprodukte selbst, gestattet die Erzielung guter Ausbeuten und eines glatten Reaktionsverlaufs, da örtliche Überhitzungen vermieden werden.Solid, resinous condensation products have already been proposed of acetylene so that the acetylene in the presence of catalysts can act on organic substances. Also in the refinement of lignite tar oils Acetylene has already been allowed to take part by means of active charcoal. Of these older processes, the new process differs in that the acetylene is condensed into liquid flammable substances, without the use of catalysts, which in themselves make every procedure more expensive, in the special case of Acetylene processing, however, through the inevitable separation of finely divided Coal can be inactivated quickly. Carrying out the acetylene condensation in the presence. of such preheated hydrocarbons, which at gcw oilier Temperature are liquid and therefore have the same character as the condensation products itself, allows the achievement of good yields and a smooth course of the reaction, because local overheating is avoided.

Claims

. PATENT CLAIMS: r. Process for the production of benzene and others liquid hydrocarbons from acetylene gas without the use of catalysts and Pressure, characterized in that the acetylene gas by direct contact with hydrocarbons preheated to high temperature and liquid at ordinary temperature is heated. z. Process for the production of liquid hydrocarbons according to claim r, characterized in that the hydrocarbons evaporate and then in this States are mixed with the acetylene gas inside the reaction chamber.