DE677968C

DE677968C - Verfahren zur Abtrennung von Acetylen aus einem Gemisch von AEthylen, AEthan und Acetylen

Info

Publication number: DE677968C
Application number: DEG91923D
Authority: DE
Original assignee: Gesellschaft fuer Lindes Eismaschinen AG
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1936-01-12
Filing date: 1936-01-12
Publication date: 1939-07-06

Description

Verfahren zur Abtrennung von Acetylen aus einem Gemisch von Äthylen, Äthan und Acetylen Bei gleicher Temperatur steigen die Dampfdrücke der drei Kohlenwasserstoffe mit zwei Kohlenstoffatomen in der Reihenfolge Acetylen, Äthan, Äthylen. Nach den bekannten Zusammenhängen zwischen Sättigungsdruck der Komponenten und den Siedegleichgewichten des Gemisches mußte man infolgedessen erwarten, daß bei der Rektifikation dieses Geinisches das Acetylen als Schwerstsiedendes sich am Fuße der Rektifikationssäule sammelt, Äthan das Mittelsiedende und Äthylen das Leichtsiedende darstellt.
Es wurde überraschenderweise gefunden, daß in einem Gemisch von Äthylen, Äthan und Acetylen bzw. in einem Gemisch von Äthan und Acetylen das Acetylen nicht der am geringsten füichtige Bestandteil ist, sondern seine Flüchtigkeit im Gegensatz zu den Erwartungen nach der Theorie zwischen der des Äthans und des Äthylens liegt. Es wurde ferner gefunden, daß die ungewöhnlich hohe Flüchtigkeit des Acetylens in einer Mischung mit Äthan auf der Bildung eines acetylenreichen azeotr open Gemisches im System Äthan und Acetylen beruht. Auf diesen neuen Erkenntnissen beruht das vorliegende Verfahren. Erfindungsgemäß wird die Rektifikation des Gemisches der drei Kohlenwasserstoffe mit zwei Kohlenstoffatomen in der Weise durchgeführt, daß irr der ersten Rektifikationsstufe reines, d. h. sowohl äthan- als auch acetylenfreies Äthylen abgesondert wird.
Man führt also das Gemisch in eine Rektifikationssäule ein, auf die eine solche Menge Äthylen als Waschflüssigkeit aufgegeben wird, daß oben praktisch reines Äthylen abzieht. Da im allgemeinen der Gehalt des Gemisches, wie man es z. B. aus Koksofengas gewinnt, an Acetylen bei weitem geringer ist als der an Äthylen und Äthan, kann man in einer einzigen Rektifikationsstufe dadurch weitgehend reines Äthan neben dem reinen Äthylen gewinnen, daß man aus dem mittleren Teil der Säule an einer Stelle, an der eine möglichst hohe Acetylenanreicherung vorliegt, Gas entnimmt. Auf diese Weise wird es möglich, in einer relativ geringen Gasmenge praktisch das gesamte.im verarbeiteten Gasgemisch enthaltene Acetylen abzuziehen.
Es ist an sich, z. B. bei der Luftzerlegung, bekannt, dadurch in, einer einzigen Rektifikationssäule argonfreien Sauerstoff und Stickstoff zu gewinnen, daß man aus dem mittleren Teil der Säule ein argonreiches Gemisch entnimmt. Diese Arbeitsweise läßt sich jedoch nur anwenden, wenn der mittelsiedende Bestandteil, wie das Argon bei der Luftzerlegung, in relativ geringer Menge anwesend ist, da sonst die Gasmenge, welche zwecks Entfernung dieses Bestandteiles abgezogen werden muß, und mit ihr die Verluste an den zu gewinnenden Bestandteilen zu groß werden.
Da man auf Grund der Dampfdruckkurv en erwarten mußte, daß in dem Gemisch der drei Kohlenwasserstoffe finit zwei C-Atomen der Hauptbestandteil Äthan das Mittelsiedende darstellt, erschien diese Arbeitsweise bisher nicht anwendbar. Erst die neue und überraschende Erkenntnis, daß im Gemisch mit Äthan Acetylen trotz seines geringeren Sättigungsdruckes der flüchtigere Bestandteil .ist,.. wurde es möglich, durch Abziehen eines acetylenreichen Gemisches aus dem mittlere. Teil der Säule in. einer einzigen Rektifikatiä stufe unmittelbar reines Äthan und Äthylen züx gewinnen.
Der Gefahr einer Ausscheidung des Acetylens in festem Zustand bei hoher Konzentration kann man jederzeit dadurch begegnen, daß das Acetylen nicht in höchster Anreicherung, sondern an etwas tieferer Stelle .als ärmeres Gemisch abgezogen oder der Rektifikationsdruck über den Druck beim Tripelpunkt des Acetylens erhöht wird.
Die Weiterverarbeitung des aus der Säule abgezogenen acetylenreichen Gemisches kann leicht durch Absorption des Acetylens, z. B. in einer Druckwasserwäsche, und anschließende Rückführung des acetylenfreien Gemisches in die Rektifikationssäule erfolgen.
Eine etwas abweichende Arbeitsweise besteht darin, daß man das Acetylen nicht in angereicherter Form aus dem mittleren Teil der Säule, sondern zusammen mit dem Äthan am Fuße der Säule entnimmt und Äthan und Acetylen dann durch eine weitere Rektifikationsstufe -oder beispielsweise durch eine Druckwasserwäsche voneinander trennt. Von der neuen Erkenntnis, daß die Flüchtigkeit im System Äthan und Acetylen sich auf Grund der Bildung eines acetylenreichen azeotropen Gemisches umgekehrt wie die Flüchtigkeit der reinen Substanzen verhält, läßt sich auch bei der Befreiung des Äthans vom Acetylen durch Rektifikation Gebrauch machen. Zu diesem Zweck wird aus dem Gemisch Äthan und Acetylen ein acetylenreiches Gemisch, insbesondere das azeotrope, abgetrieben.
Während man auf Grund der Flüchtigkeit der reinen Substanzen bei der Zerlegung des Gemisches der drei Kohlenwasserstoffe mit zwei C-Atomen einen Gehalt von Äthan in dem in der ersten Stufe abgetriebenen Äthylen unbedenklich hätte zulassen können, ohne daß die Gefahr bestand, das Äthylen mit Acetylen zu verunreinigen, ist es auf Grund der neuen Erkenntnis für das vorliegende Verfahren wesentlich, daß in der ersten Rektifikationsstufe praktisch äthanfreies Äthylen abgeschieden wird, während die Art, in der Acetylen und Äthan dann voneinander getrennt werden, von untergeordneter Bedeutung ist.
Um mit Sicherheit acetylen- und äthanfreies Äthylen in der ersten Rektifikationsstufe gewinnen zu können, ist eine Menge Äthylen als Waschflüssigkeit notwendig, die bei gleicher Anzahl der Rektifikationsböden die in üblicher Weise aus den Sättigungs-..drücken berechnete um mindestens 30'/" überf.gteigt. Um mit Sicherheit die auf Grund der-W neuen Erkenntnis notwendige große Wasch inittelmenge zur Verfügung zu haben, ist es zweckmäßig, einen Teil des aus dem Gemisch abgeschiedenen Äthylens zu verdichten, insbesondere in Wärmeaustausch mit der am Boden der Rektifikationssäule siedenden Flüssigkeit erneut zu verflüssigen und als Waschflüssigkeit auf den Kopf der Rektifikationssäule aufzugeben.
Die neue Arbeitsweise läßt sich selbstverständlich nur dann anwenden, wenn der Gehalt des Acetylens im Ausgangsgemisch niedriger als sein Gehalt in dem azeotropen Äthan und Acetylen ist, da nur dann die Flüchtigkeit des Acetylens diejenige des Äthans übersteigt. Da bei Atmosphärendruck das azeotrope Gemisch etwa 5o °/o der beiden Bestandteile enthält, dürfte die neue Arbeitsweise in den praktisch weitaus meisten Fällen anwendbar sein.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Abtrennung von Acetylen aus einem Gemisch von Äthylen, Äthan und Acetylen durch Rektifikation, dadurch gekennzeichnet, daß man unter Gewinnung von praktisch äthan- und acetylenfreiem Äthylen aus dem oberen Teil einer mit Äthylen als Waschflüssigkeit berieselten Rektifizierkolonne entweder das Acetylen aus dem mittleren Teil an einer Stelle möglichst hoher Acetylenanreicherung-in stark angereicherter Form gasförmig entnimmt und unten praktisch reines Äthan abzieht oder daß man das Acetylen zusammen mit dem Äthan unten aus der Rektifizierkolonne entnimmt, worauf man das Acetylen aus dem im mittleren Teil entnommenen acetylenreichen Gemisch oder aus dem unten entnommenen Gemisch von Äthan und Acetylen durch Waschen mit Wasser unter Druck abscheidet bzw. aus dem unten entnommenen Gemisch durch weitere Rektifikation in Form eines acetylenreichen Gemisches, insbesondere als azeotropes, abtrennt. y. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des reinen Äthylens verdichtet und nach Verflüssigung insbesondere in Wärmeaustausch mit der am Fuße der Rektifikationssäule siedenden Flüssigkeit als Waschflüssigkeit in die Rektifikatiorissäule zurückgeführt wird.