DE854511C

DE854511C - Verfahren zur Umwandlung, insbesondere Dehydrierung, gasfoermiger Kohlenwasserstoffe

Info

Publication number: DE854511C
Application number: DEB6832D
Authority: DE
Inventors: Ernst Dr Bartholome; Hans Dr Sachsse
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1944-09-22
Filing date: 1944-09-22
Publication date: 1952-11-04

Description

Verfahren zur Umwandlung, insbesondere Dehydrierung, gasförmiger Kohlenwasserstoffe Es ist l)ekannt, gasförmige Kohlenwasserstoffe in Abwesenheit fest angeordneter Katalysatoren bei sehr hohen Temperaturen, nämlich oberhalb 6500, vorzugsweise 700°, umzuwandeln, z. B. zu dehydrieren und/oder zu spalten. Hierher gehört beispielsweise die Gewinnung von Äthylen aus Äthan oder Propan oder die bei sehr hohen Temperaturen stattfindende Bildung von Acetylen aus Methan u. dgl. ollen diesel Reaktionen ist gemeinsam, daß gleichzeitig eine starke Bildung von Ruß, Koks und Teer stattfindet, die zu Verkrustullgen im Reaktionsraum und zu starken Verunreinigungen der Reaktionsgase führt und die Durchführung der gewollten Umsetzungen unter Umständen unmöglich macht.
Es wurde nun gefunden, daß man die erwähnten, sehr nachteiligen Abscheidungen weitgehend bzw. vollständig unterdrücken kann, wenn man den Gasen vor Eintritt in die Reaktionszone Verbindungen der Elemente der ersten oder zweiten Gruppe des Periodischen Systems oder der Metalle der Eisengruppe oder des Mangans in geringen Mengen derartig zugemischt, daß sie im Reaktionsraum nebel-oder dampfförmig vorliegen. Die Zugabe erfolgt z. B. durch Überleiten der Ausgangsgase bei erhöhter Temperatur über die genanntenVerbindungen, wobei diese in die Gase hinein verdampfen, oder zweckmäßig durch Einführung der wäßrigen Lösungen der genannten Verbindungen mittels Düsen in die hoch erhitzten Gase. Man kann eine einzige Verbindung oder mehrere im Geinisch oder getrennt zusetzen. Die erforderlichen Mengen sind sehr gering, sie liegen in der Regel unter IOO mg je Kubikmeter Gas, vorzugsweise unter 10 mg je Kubikmeter. Als besondes zweckmäßig haben sich Mischungen der Verbindungen der ersten oder zweiten Gruppe des Periodischen Systems oder des Mangans mit Verbindungen der Metalle der Eisengruppe erwiesen. Auch genügt es mitunter, die Verbindungen von Zeit zu Zeit, also nicht ununterbrochen, in die Gase einzubringen.
Beispiel I Durch ein außen beheiztes Rohr aus Chromstahi von 1 m Länge und 20 mm innerem Durchmesser wird Äthan mit einer derartigen Geschwindigkeit geleitet, daß die Verweilzeit, bezogen auf das kalte Gas, 2 Sekunden beträgt. Vor Eintritt in die Reaktionszone wird das Athan bei einer Temperatur von 5750 durch Überleiten über festes Kaliumchlorid mit Kaliumchloriddampf so gesättigt, daß etwa 50 mg Kaliumchlorid auf I m8 Gas kommen. Es entsteht rund die It/2fache Menge eines Gases, das aus 35 ovo Äthylen, 35 ovo Wasserstoff und 30 ovo Äthan besteht. Eine Bildung von Ruß oder Teer ist hierbei nicht festzustellen. Unterbleibt die Zugabe von Kaliumchloriddampf, so ist das Rohr in Kürze durch Ruß und Teer verstopft.
Statt mit Kaliumchloriddampf kann man das Äthan vor Eintritt in die Reaktionszone auch mit einem Nebel von 30 mg Magnesiumnitrat und 60 mg Nickelnitrat je Kubikmeter durch Eindüsen einer wäßrigen Lösung dieser Salze beladen.
Beispiel 2 800 m8 auf etwa 4500 erhitztes Methan je Stunde werden über mit Kaliumchlorid getränkte Schamotte geleitet, so daß sich das Gas mit Kaliumchloriddampf sättigt. Anschließend werden 450 m3 Sauerstoff von 4000 zugesetzt und die rasch strömenden Gase, nachdem sie sich gemischt haben, der unvollständigen Verbrennung in einer Flamme in einem offenen und von Einbauten freien Reaktionsraum unterworfen. Die Reaktionstemperatur beträgt hierbei rund I4000. Das erhaltene Gasgemisch hat knapp das doppelte Volumen des eingesetzten hfethans und etwa folgende Zusammensetzung: 3,5 0/o Kohlensäure, 8 bis 9 O/o Acetylen, 26 O/o Kohlenoxyd, 56 O/o Wasserstoff. 40/0 Methan und 20/o Stickstoff. Eine nennenswerte und störende Rußbildung tritt bei dieser Arbeitsweise nicht ein. Ohne die Zugabe des Kaliumchloriddampfes treten im Reaktionsglas I bis 2 g Ruß je Kubikmeter auf, und im Reaktionsraum selbst scheiden sich sehr'harte, koksartige Ansätze ab, die während des Betriebes mit eigens gebauten wassergekühlten Kratzern entfernt werden müssen.
PATENTANSPRttCHE I. Verfahren zur Umwandlung, insbesondere Dehydrierung, und/oder Spaltung gasförmiger Kohlenwasserstoffe durch Erhitzung über 6500, vorzugsweise 7000, in Abwesenheit fest angeordneter Katalysatoren, dadurch gekennzeichnet, daß man den gas- bzw. dampfförmigen Kohlenwasserstoffen vor Eintritt in die Reaktionszone Verbindungen der Elemente der ersten oder zweiten Gruppe des Periodischen Systems oder des Mangans oder der Metalle der Eisengruppe, gegebenenfalls mehrere dieser, in geringer Menge derart zusetzt, daß diese in der Reaktionszone nebel- oder dampfförmig vorliegen.

Claims

2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge der Verbindungen der Elemente der ersten oder zweiten Gruppe des Periodischen Systems oder des Mangans oder der Metalle der Eisengruppe oder mehrerer dieser weniger als 100 mg je Kubikmeter Ausgangsgas bzw. -dampf beträgt.