DE879989C

DE879989C - Verfahren zur Gewinnung von Acetylen

Info

Publication number: DE879989C
Application number: DEB7383D
Authority: DE
Inventors: Ferdinand Dr Haubach; Wilhelm Dr Hofeditz; Hans Dr Klein; Hans Dr Sachsse
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1937-02-03
Filing date: 1937-02-03
Publication date: 1953-06-18

Description

Verfahren zur Gewinnung von Acetylen Es ist bekannt, Acetvlen durch unvollständige Verbrennung von Kohlenwasserstoffen in der :Weise herzustellen, .dar man ein Gemisch von Kohlenwasserstoff mit Sauerstoff so weit erhitzt, bis die zur Acetylenbildung notwendige Flamme entsteht Um gute Acetylenausbeuten zu erhalten, erhöht man dabei,nachdem sich eineFlamme gebildet hat, die lineare Strömungsgeschwindigkeit des Gases über die Flammnengeschwindigkeit.
Solche Verfahren haben den Nachteil, daß sich hei der gemeinsamen Aufheizung von Kohlenwasserstoff und Sauerstoff auf die zur Umsetzung notwendige Temperatur unerwünschte Reaktionen. insbesondere Ru Nildung, nur dann vermeiden lassen, wenn man Vorheizer aus nicht metallischem, z. B. keramischem Werkstoff verwendet. Bei solchen Vorheizern ist jedoch die Wärmezuführung so erschwert, ,dar sie für die sehr hohe Temperaturen erfordernde Umsetzung von .Methan zu Acetylen nicht in Frage kommen.
Eine getrennte Aufheizung von Kohlenwasserstoff und Sauerstoff, die in einfachster «'eise in Metallrohren vorgenommen werden könnte, wurde bisher deshalb nicht durchgeführt, da zur Umsetzung von Kohlenwasserstoffen zu Acetylen durch unvollständige Verbrennung so große Mengen Sauerstoff notwendig sind, daß man beim Zusammentreffen der erhitzten Gase, wobei sich innerhalb der Explosionsgrenzen liegende Gemische bilden, Explosionen befürchten mußte.
Es wurde nun gefunden, daß man alle diese Schwierigkeiten bei derlmwandlung vonKohlenwasserstoffen, insbesondere von Methan, zu Acetylen durch unvollkommene Verbrennung überwinden kann, wenn man die getrennt aufgeheizten Kohlenwasserstoffe und den gegebenenfalls vorgeheizten Sauerstoff mit so hoher Strömungsgeschwindigkeit zusammen- und nach erfolgter Mischung weiterführt, daß erst in einiger Entfernung hinter der Mischstelle Flammenbildung eintritt, wobei solche Mengen Sauerstoff, wie sie zur Bildung einer Flamme nach erfolgter Mischung erforderlich sind, angewandt werden.
Man hat zwar schon bei einer anderen Gasreaktion, nämlich bei der Gewinnung von Olefinen aus gesättigten Kohlenwasserstoffen, vorgeschlagen, dieKohlenwasserstoffe und denSauerstoff getrennt aufzuheizen und beim Zusammenbringen der Gase darauf zu achten, daß keine Flammenbildung oder lokale Überhitzung eintritt. Es war nun nicht zu erwarten, daß diese Vorsichtsmaßnahme, die bei der Olefinbildung unbedingt nötig ist, da hierbei Flammenbildung vermieden werden soll, auch bei der Acetylenherstellung aus Kohlenwasserstoffen; bei welcher eine Flammenbildung angestrebt wird, von Nutzen sein könnte, und noch viel weniger war anzunehmen, daß die Verhinderung der Flammenbildung an der Mischstelle bei.mArbeiten mit so sauerstoffreichen Gemischen, wie sie bei der Acetylenherstellung zur Bildung einer Flamme notwendig sind, überhaupt möglich sein würde, insbesondere da hierbei noch die Gefahr besteht, daß die hinter der Mischstelle gebildete Flamme zurückschlägt.
Es war überraschend, daß durch Anwendung entsprechend hoher Strömungsgeschwindigkeiten, trotz Zuführung solcher Sauerstoffmengen, daß das Gemisch innerhalb der Explosionsgrenzen liegt, die Flammenbildung so lange verzögert werden kann, bis eine vollkommene Durchmischung von Kohlenwasserstoffen und Sauerstoff erfolgt ist, und :die Flamme sich erst in einiger Entfernung von der Mischstelle bildet, ohne daß die Gefahr eines Rückschlagens besteht.
Die erforderliche Strömungsgeschwindigkeit der Gase hängt von ihrer Temperatur und von dem Durchmesser der verwendeten Rohrleitungen ab. So muß z. B. Methan, das auf 75o° aufgeheizt ist, in einem Rohr, :dessen Durchmesser i cm beträgt, eine Geschwindigkeit von mindestens 2 m/Sek. haben, damit die Flammenbildung an der Mischstelle vermieden wind. Bei entsprechender Ströniungsgeschwindiggkeit kann man an der Mischstelle ein ,Gasgemisch erhalten, dessen Temperatur noch über der normalen Zündtemperatur der Gase liegt. Selbst bei diesen hohen Temperaturen reicht bei genübend hoher Strömungsgeschwindigkeit die Zeit vom Zusammentreffen der Gase bis zur Entfernung zur vollkommenen Durchmischung der Gase aus.
Zur Vermeidung vorzeitiger Entflammung ist es besonders vorteilhaft, :die getrennt aufgeheizten Kohlenwasserstoffe und den kalten oder vorgewärmten Sauerstoff mit hoher, und zwar verschiedener Strömungsgeschwindigkeit zusammenzuführen.
Beispiel i Bei a. (s. Abbildung) tritt auf 75#O" erhitztes ethan mit einer linearen Geschwindigkeit von 2 io m/Sek. bei b so viel auf 7So° erhitzter Sauerstoff, daß das Gasgemisch 4o % Sauerstoff enthält, mit einer Geschwindigkeit.von .i oo m/Sek. in das Rohr c ein, das zunächst eine lichte Weite von 4.o mm hat, sich etwa 250 mm nach der Stelle, an der die Gase zusammentreffen, auf ?5 mm verengt und nach weiteren 250 mm wieder auf 40 mm erweitert. Nach weniger als o,di Sekunde ist vollständige Durchmischung eingetreten. Das Gemisch strömt .dann mit einer Geschwindigkeit von 3,o m/Sek. bei d in -das erweiterte Reaktionsrohr, in dem sich etwa Soo mm hinter der Mischstelle der Gase eine Flamme e bildet. Eine Entzündung der Gase an der Mischstelle selbst findet nicht statt, und ebensowenig schlägt die Flamme zur Mischstelle zurück.
Man erhält auf i Volumteil Methan etwa a Volumteile eines Gasgemisches, das 8,5 bis 9 0/0 Acetvien enthält.
Beispiel z Zu Propan, das auf 62o° erhitzt wurde und mit einer Geschwindigkeit von 5 m/Sek. dem in Beispiel @i beschriebenen Reaktionsrohr zuströmt, wird so viel Sauerstoff von 6oo° und einer Strömungsgeschwindigkeit von 25 m/Sek. zugeführt, daß die Mischung 62% Sauerstoff enthält. Nach vollständiger Durchmischung bilden die Gase, die jetzt eine Strömungsgeschwindigkeit von ib m/S°lc. haben, etwa 5:0o mm hinter der Mischstelle eine Flamme und setzen sich zu Acetylen um. Eine Entflammung an der Mischstelle oder ein Rückschlagen der Flamme tritt nicht ein. Das Endgas beträgt etwa das Fünffache des angewandten Propans und enthält g bis io,% Acetylen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Gewinnung von Acetylen durch unv ollkommene Verbrennung von KohlIenwasserstoffen, insbesondere von Methan, dadurch gekennzeichnet, daß man die getrennt aufgeheizten Kohlenwasserstoffe und den gegebenenfalls vorgeheizten Sauerstoff mit so hoher Strömungsgeschwindigkeit zusammen- und nach erfolgter ;1l,ischung weiterführt, daß erst in einiger Entfernung hinter der Mischstelle Flammenbildung eintritt, wobei solche Mengen Sauerstoff, wie sie zur Bildung einer Flamme nach erfolgter Mischung erforderlich sind, anriewandt werden. Verfahren nach Anspruch @i, dadurch gekennzeichnet, daB die Kohlenwasserstoffe und der Sauerstoff mit verschiedener Strömungsgeschwindigkeit zusammengeführt «-erden.