DE884496C

DE884496C - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Acetylen durch hohes, kurzzeitiges Erhitzen von gasfoermigen Kohlenwasserstoffen unter hohem Unterdruck in einem Regenerativsystem

Info

Publication number: DE884496C
Application number: DER2309D
Authority: DE
Original assignee: Ruhrchemie AG
Current assignee: Ruhrchemie AG
Priority date: 1935-08-20
Filing date: 1935-08-20
Publication date: 1953-07-27

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Acetylen durch hohes, kurzzeitiges,Erhitzen von gasförmigenKohlenwasserstoffen unter hohem Unterdruck in einem Regenerativsystem Es wurde ein Verfahren vorgeschlagen zur thermischen Umwandlung von Kohlenwasserstoffen in wertvolle Produkte, beispielsweise zur Umwandlung von Methan oder anderen wasserstoffreichen Kohlenwasserstoffen in Acetylen oder von Methan-Ammoniak-Gemischen in Blausäure oder ähnliche Verbindungen, das mit Hilfe von Regenerativöfen durchgeführt wird, bei denen die Aufheizung des @#@'ärmespeichermaterials bei normalem Atmosphärendruck erfolgt, während die eigentliche Umsetzung unter hohem Vakuum durchgeführt wird. Mindestens in seiner Reaktionszone ist der Reaktionsofen mit einem glatten und porenfreien, hochfeuerfesten Material ausgekleidet. Das aus keramischen Gründen eine nur geringe Stärke aufweisende Wandfutter besteht aus hochfeuerfestem Material, das unempfindlich gegen die bei der Verfahrensdurchführung auftretenden Druckschwankungen ist. Als Wandfutter wird beispielsweise ein Aluminiumoxydstein verwendet, der bei annähernd r8oo° unter Zuschlag geeigneter Bindemittel aus Schmelzkorund erbrannt wird. Für die Ofenfüllung verwendet man ein von Kieselsäure und Eisen freies, praktisch auch porenfreies Material mit glatter Oberfläche, das vorzugsweise aus gesintertem Aluminiumoxyd oder Berylliumoxyd, gegebenenfalls in gegenseitiger Mischung, besteht und vornehmlich in Form von Platten verwendet wird.
Die vorzunehmende thermische Umsetzung wird im allgemeinen derart geführt, daß sich möglichst wenig Kohlenstoff abscheidet. Es ist aber von Vorteil, die Reaktion derart zu leiten, daß bei der Umsetzung der Kohlenwusserstoffe auch eine größere Menge von Kohlenstoff entsteht, der von den gasförmigen Reaktionsprodukten nicht herausgeführt, sondern auf den glatten und porenfreien Wänden des verwendeten Ofens abgeschieden wird. Neben einer hohen Acetylenausbeute erhält man dann einvon Kohlenwasserstoffen freies Wasserstoffgas, das ohne weitere Behandlung für Synthesezwecke geeignet ist.
Die Verbrennung des innerhalb des Ofens abgeschiedenen Kohlenstoffs liefert eine sehr große Wärmemenge, welche die wärmewirtschaftlichen Verhältnisse des Verfahrens außerordentlich günstig gestaltet. Die Ausbrennung des auf dem porenfreien Material der Ofenfüllung abgeschiedenen Kohlenstoffs erfolgt während der üblichen Heizperiode, wobei zur Verbrennung des Kohlenstoffs ausreichende Sauerstoffmengen entweder als reiner Sauerstoff oder auch als an Sauerstoff angereichter Luft zugeführt werden müssen. Infolge der durch Kohlenstoffverbrennung frei werdenden Wärmemengen benötigt man in der Aufheizperiode nur geringe Mengen von Heizgas. Bei der Umsetzung von Methan in Acetylen benötigt man für den Durchsatz von i cbm Methan nur o,5 cbm Heizgas mit einem Wärmeinhalt von 5ooo WE.
Bei der erfindungsgemäßen Arbeitsweise wird die Umsetzung der zu verarbeitenden Köhlenwasserstoffe zwecks Acetylengewinnung in der Weise vorgenommen, .daß das Ausgangsgas über Betriebsperioden, die eine Größenordnung von ungefähr i Minute haben, durch Heizkanäle hindurchgeleitet wird, die durch einander im Abstande von 8 bis 2o mm gegenüberliegende Platten gebildet wurden, worauf der fest abgeschiedene Kohlenstoff in den anschließenden Heizperioden in an sich bekannter Weise aus den Heizkanälen wieder entfernt wird. Die Ausbrennung .der Kohlenstoffabscheidungen erfolgt durch ausreichende Mengen von Sauerstoff oder an Sauerstoff angereicherter Luft, die in der Aufheizperiode durch die Heizkanäle geleitet werden. Infolge der engen Ausbildung .der Heizkanäle kommt das Gas in innigste Berührung mit den begrenzenden Wandplatten. Hierbei kann man mit einer gegeneinander versetzten Anordnung .der übereinanderliegenden Plattenschichten arbeiten.
Das erfindungsgemäße Verfahren liefert eine besonders hohe Ausbeute an Acetylen, weil der sich auf den Heizflächen abscheidende Kohlenstoff nicht mehr auf das entstehende Acetylen zersetzend einwirken kann. Außerdem kann man die Kohlenwasserstoffe, insbesondere Methan, so weitgehend umsetzen, daß ein sehr reiner Wasserstoff entsteht, dessen Verwendungsmöglichkeit nach der Auswaschung des entstandenen Acetylens sehr gut ist, weil kein Methan mehr zurückbleibt. Beispiel Zur .Gewinnung von Aoetylen wurde ein 4 m hoher Schachtofen von 30 cm innerem Durchmesser verwendet, der mit einem Gitterwerk aus senkrecht stehenden Platten von glatter porenfreier Sintertonerde ausgefüllt war, zwischen denen freie Abstände von 8 mm vorhanden waren. Der Ofen wurde mit einem Heizgas-Luft-Gemisch bei atmosphärischem Druck abwechselnd aufgeheizt und darauf abwechselnd mit Methan bei einem Unterdruck von 45 bis 5o mm Quecksilber beschickt. In den Aufheizperioden wurde auf einer 2o cm langen Zone eine Höchsttemperatur von i6oo° erreicht. Die beiden Betriebsperioden wechselten im Zeitabstand von i Minute einander ab. In jeder Stunde konnten 3,0 cbm Methan durchgesetzt werden, das 981/ü C H4 und 21/o andere Gase enthielt, die im wesentlichen aus Sauerstoff, Stickstoff und Wasserstoff bestanden.
Es wurden stündlich 59 cbm Reaktionsgas gewonnen, das i i,o % C2 H2, 0,4% C" H,", 84,5 0/a H2, 2,0 % C H4 und 2, i % N2 enthielt. Nach der Auswaschung des entstandenen Acetylens ergaben sich stündlich 52,5 cbm Wasserstoffgas, das 95 % H2 enthielt. Aus der Zusammensetzung und der Menge der eintretenden und austretenden Gase ergab sich, daß das eingesetzte Methan zu 45 % in Acetylen und zu 52 % in Wasserstoff und Kohlenstoff umgesetzt wurde. Es entstanden stündlich 8,3 kg Kohlenstoff, der sich praktisch vollständig auf dem Gitterwerk abschied und während der Heizperiode verbrannt wurde.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Acetylen durch hohes, kurzzeitiges Erhitzen von gasförmigen Kohlenwasserstoffen unter hohem Unterdruck in einem Regenerativsystem, dessen wärmespeichernder Einbau aus schmalen Platten eines hochfeuerfesten, praktisch porenfreien Materials aus Aluminiumoxyd oder aus Berylliumoxyd oder aus einer Mischung beider Oxyde besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Acetylengewinnung in der Weise erfolgt, daß das Ausgangsgas über Betriebsperioden, die sich in der Größenordnung von annähernd i Minute bewegen, durch Heizkanäle hindurchgeleitet wird, die durch einander im Abstand von 8 bis 2o mm gegenüberliegende Platten gebildet werden, worauf der fest abgeschiedene Kohlenstoff in den anschließenden Heizperioden in an sich bekannter Weise aus den Heizkanälen wieder ausgebrannt wird.
2. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die übereinanderliegenden, den wärmespeichernden Einbau bildenden Platten gegeneinander versetzt sind. Angezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. i 880 309; britische Patentschrift Nr. 334 i78.' _,