NO143705B

NO143705B - ANALOGY PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF DIBENZO (B, F) -TIEPINES AND DIBENZO (B, F) -EXSEPINES

Info

Publication number: NO143705B
Application number: NO742070A
Authority: NO
Inventors: Emilio Kyburz; Jean-Pierre Kaplan
Original assignee: Hoffmann La Roche
Priority date: 1973-06-08
Filing date: 1974-06-07
Publication date: 1980-12-22
Also published as: NO742070L; SU543352A3; DK292974A; PH12872A; SE417202B; SE7407557L; ZA743230B; IE39704L; SE7710700L; AR210572A1; DD115662A5; DK137496C; HU170425B; DK137496B; AR212079A1; SE7710701L; SU592358A3; SE417514B; FI173874A; PL96836B1

Description

Fremgangsmåte for fremstilling av gassblandinger som inneholder acetylen og etylen. Process for the production of gas mixtures containing acetylene and ethylene.

Den foreliggende oppfinnelse går ut på •en fremgangsmåte for fremstilling av gassblandinger som inneholder acetylen og etylen, fra et flytende hydrokarbon ved hjelp av i hydrokarbonet to neddykkede elektroder hvis elektriske lysbue avbrytes og deretter gjenetableres med en bestemt frekvens ved at minst én av elektrodene gis en alternerende bevegelse, hvorved elektrodene bringes i kontakt og starter lysbuen, resp. fjernes fra hinannen for å bryte lysbuen. The present invention is based on • a method for the production of gas mixtures containing acetylene and ethylene, from a liquid hydrocarbon by means of two electrodes immersed in the hydrocarbon, whose electric arc is interrupted and then re-established with a specific frequency by at least one of the electrodes being given a alternating movement, whereby the electrodes are brought into contact and start the arc, resp. removed from each other to break the arc.

Det er før blitt foreslått forskjellige Different ones have been proposed before

fremgangsmåter og innretninger for ut-førelse av denne arbeidsmåte. Men i alle disse fremgangsmåter og innretninger har det vist seg at det på elektrodene dannes en avsetning av forkokset kullstoff og at en slik progressiv ansamling bevirker at apparaturen snart blir arbeidsudyktig. methods and devices for carrying out this way of working. But in all these methods and devices, it has been shown that a deposit of coked carbon is formed on the electrodes and that such a progressive accumulation causes the apparatus to soon become unusable.

Denne foreteelse, som ikke kunne unngås før anvendelsen av den foreliggende oppfinnelse, forklarer hvorfor ingen av de kjente fremgangsmåter og innretninger har funnet industriell anvendelse til tross for de mange fordeler som kan oppnås ved krakking av hydrokarboner i flytende til-stand. This phenomenon, which could not be avoided before the application of the present invention, explains why none of the known methods and devices have found industrial application despite the many advantages that can be obtained by cracking hydrocarbons in liquid state.

Etter langvarige undersøkelser og tall-rike forsøk ble det i henhold til oppfinnelsen funnet at hvis man arbeider under meget nøyaktige regulerte forhold, kan man i en masse av et flytende hydrokarbon — som f. eks. en brenselolje — frembringe en stabil lysbue, uten noen regulering i løpet av ar-beidstiden, slik at det blir mulig å kontinuerlig fremstille en gassblanding som inneholder betydelige mengder av acetylen og etylen. After long-term investigations and numerous experiments, it was found according to the invention that if you work under very precise regulated conditions, you can in a mass of a liquid hydrocarbon - such as e.g. a fuel oil — produce a stable arc, without any regulation during the working time, so that it becomes possible to continuously produce a gas mixture containing significant amounts of acetylene and ethylene.

Den foreliggende oppfinnelse beror særlig på den iakttakelse at ved spaltning av flytende hydrokarbon er størrelsesgra-den av karbonavsetning på elektrodene hovedsakelig avhengig av den temperatur . elektrodene får under driften. Videre ble det funnet at hvis rekkefølgen av lysbue-avbrytninger og -gjenopprettinger er tilstrekkelig hurtig vil den korte tid i hvilken elektrodene opphetes for det ene på grunn av den Joule-varme som utvikles av strøm-men som går gjennom elektrodene og for det annet ved overføring av lysbuevarme samt videre ved avkjølingen av elektrodene ved hjelp av det flytende hydrokarbon i The present invention is particularly based on the observation that when splitting liquid hydrocarbons, the degree of carbon deposition on the electrodes is mainly dependent on the temperature. the electrodes get during operation. Furthermore, it was found that if the sequence of arc interruptions and restorations is sufficiently rapid, the short time in which the electrodes are heated will, on the one hand, due to the Joule heat developed by current passing through the electrodes and, on the other hand, by transfer of arc heat as well as further by the cooling of the electrodes by means of the liquid hydrocarbon i

løpet av den tidsvarighet i hvilken lysbuen during the duration of the arc

slukkes, medføre at elektrodene får en tilstrekkelig moderert midlere temperatur. is extinguished, cause the electrodes to obtain a sufficiently moderated average temperature.

Det er bare elektrodenes endepartier som It is only the end parts of the electrodes that

får en meget høy temperatur, og dette bare gets a very high temperature, and this only

i det øyeblikk lysbuen tennes og mens denne slår over. at the moment the arc is ignited and while this is over.

Det er ved forsøk blitt påvist at for at avsetningen av karbon skal bli lokalisert utelukkende til elektrodenes endepartier er It has been demonstrated by experiments that in order for the deposition of carbon to be localized exclusively to the end parts of the electrodes,

det nødvendig at lysbuen avbrytes etter at it is necessary that the arc be interrupted after that

den har vært i drift i maksimalt 0,5 sek., it has been in operation for a maximum of 0.5 sec.,

og at avbruddets varighet er minst 0,5 sek. Mere generelt kan man si at elektrodenes innbyrdes bevegelse bør reguleres slik at en fullstendig syklus for etablering og sluk- and that the duration of the interruption is at least 0.5 sec. More generally, one can say that the mutual movement of the electrodes should be regulated so that a complete cycle of establishing and extinguishing

king av lysbuen bør ha en samlet varighet av ca. 1 sekund. king of the arc should have a total duration of approx. 1 second.

Resultatet herav er, som nevnt oven-for, at allikevel forblir noe karbon avsatt på elektrodespissene. Det har videre, i henhold til oppfinnelsen, vist seg at ansamling av karbon — med de ulemper som derav følger etter en viss tids funksjonering av apparaturen — unngås hvis man regulerer den innbyrdes avstand mellom de innbyrdes bevegbare elektroder slik at det inntrer et svakt mekanisk støt i det øyeblikk da disse elektroder bringes i berøring med hinannen for å starte lysbuen. Det har ved forsøk vist seg at et slikt støt er tilstrekkelig til å be-virke en meget god, periodisk rensing av elektrodene. The result of this is, as mentioned above, that some carbon still remains deposited on the electrode tips. It has also been shown, according to the invention, that the accumulation of carbon - with the disadvantages that follow after a certain period of operation of the apparatus - is avoided if the mutual distance between the mutually movable electrodes is regulated so that a weak mechanical shock occurs at the moment when these electrodes are brought into contact with each other to initiate the arc. Experiments have shown that such an impact is sufficient to effect a very good, periodic cleaning of the electrodes.

Ut fra disse forskjellige betraktninger kan fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen i hovedsaken karakteriseres ved at det arbeidsspill som omfatter lysbuens avbrytelse og overgang har en maksimal varighet på ett sekund og at elektrodene er plassert slik at det fremkommer et mekanisk støt, som renser elektrodene, i det øyeblikk da elektrodene berører hinannen, like før lysbuen tennes. Based on these various considerations, the method according to the invention can be mainly characterized by the fact that the working cycle which includes the interruption and transition of the arc has a maximum duration of one second and that the electrodes are positioned so that a mechanical shock occurs, which cleans the electrodes, in the moment when the electrodes touch each other, just before the arc is ignited.

Når det for utførelse av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen anvendes vekselstrøm er det fordelaktig å synkroni-sere en bevegelig elektrodes frem- og tilbakegående bevegelse med frekvensen av den anvendte strøm på en slik måte at tenningskontakten finner sted i det øyeblikk i hvilket spenningen har omkring verdien null. Ved denne utførelsesform kre-ves det en langt mindre selvinduksjon for begrensing av kortslutningsstrømstyrken ved tenningen, hvilket øker anleggets nytteeffekt. When alternating current is used to carry out the method according to the invention, it is advantageous to synchronize the reciprocating movement of a movable electrode with the frequency of the current used in such a way that the ignition contact takes place at the moment in which the voltage is around the value zero. With this embodiment, a far smaller self-induction is required to limit the short-circuit current strength at ignition, which increases the plant's efficiency.

Fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen gir gode resultater, ikke bare fordi den kan utføres kontinuerlig og derved gir en ubrutt produksjon av gass som inneholder acetylen og etylen, men også gir gasser som er dannet ved krakking av hydrokarbonet ved den temperatur som opptrer inne i selve massen av flytende hydrokarbon; de blir på denne måte utsatt for en meget hurtig avkjøling som hindrer spaltning av dannet acetylen og etylen. The method according to the invention gives good results, not only because it can be carried out continuously and thereby gives an uninterrupted production of gas containing acetylene and ethylene, but also gives gases that are formed by cracking the hydrocarbon at the temperature that occurs inside the mass itself of liquid hydrocarbon; in this way they are exposed to a very rapid cooling which prevents the splitting of the acetylene and ethylene formed.

For maksimal utnyttelse av denne spesielle egenskap kan hydrokarbonet som behandles bli avkjølt, f. eks. ved å sirkuleres gjennom en passende kjøleinnretning. Her-ved kan hydrokarbonets temperatur holdes på en lavest mulig verdi, som imidlertid alltid må være slik at hydrokarbonet er så lettflytende at det kan sirkuleres lett. For maximum utilization of this special property, the hydrocarbon being treated can be cooled, e.g. by being circulated through a suitable cooling device. In this way, the temperature of the hydrocarbon can be kept at the lowest possible value, which, however, must always be such that the hydrocarbon is so fluid that it can be easily circulated.

Man kan også sørge for sirkulering av One can also ensure the circulation of

hydrokarbonet, ikke bare gjennom et av-kjølingsapparat men også gjennom et filt-reringsapparat i hvilket det kan fjernes de små mengder karbon som uunngåelig dannes ved lysbuens innvirkning på hydrokarbonet og som løsner fra elektrodene i det øyeblikk de utsettes for et mekanisk støt i henhold til oppfinnelsen. the hydrocarbon, not only through a cooling apparatus but also through a filtering apparatus in which can be removed the small quantities of carbon which are inevitably formed by the action of the arc on the hydrocarbon and which detach from the electrodes at the moment they are subjected to a mechanical shock according to the invention.

Ved å anvende fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen har man lett kunnet få gasser som inneholdt 25—35 pst. acetylen og 5—10 pst. etylen, mens resten av gassen i hovedsaken besto av hydrogen. By using the method according to the invention, it was easily possible to obtain gases containing 25-35 percent acetylene and 5-10 percent ethylene, while the rest of the gas mainly consisted of hydrogen.

Det er blitt funnet at forbruket av elektrisk energi, beregnet på det produserte acetylen, utgjør ca. 5 kwt pr. kg acetylen og at man ved passende elektriske anordninger kan oppnå en effektfaktor på over 0,85. It has been found that the consumption of electrical energy, calculated on the acetylene produced, amounts to approx. 5 kW per kg acetylene and that, with suitable electrical devices, a power factor of over 0.85 can be achieved.

En innretning for utførelse av den' for-an beskrevne fremgangsmåte, består av en A device for carrying out the previously described method consists of a

beholder for flytende hydrokarbon, minst en faststående elektrode og minst en i sin lengderetning bevegbar elektrode, anbrakt inne i denne beholder, og en innretning som kan gi vedkommende elektrode en frem- og tilbakegående bevegelse i dennes lengderetning, samt reguleringsanordnin-ger ved hvis hjelp elektrodene kan plas-seres slik at de bevegelige elektroder såvidt berører de faststående elektroder når elektrodene er nærmet mest mulig til hinannen. container for liquid hydrocarbon, at least one fixed electrode and at least one longitudinally movable electrode, placed inside this container, and a device that can give the relevant electrode a reciprocating movement in its longitudinal direction, as well as regulation devices with the help of which the electrodes can be placed so that the movable electrodes barely touch the stationary electrodes when the electrodes are as close as possible to each other.

En slik anordning kan dessuten' være utstyrt med innretninger som sirkulerer hydrokarbonet gjennom beholderen og, i tilfelle, gjennom en fra beholderen atskilt og utenfor denne anbrakt kjøleinnretning, samt gjennom et kontinuerlig eller diskon-tinuerlig filter. Such a device can also be equipped with devices that circulate the hydrocarbon through the container and, if necessary, through a cooling device separated from the container and placed outside it, as well as through a continuous or discontinuous filter.

Figurene 1—3 viser skjematisk tre forskjellige utførelseseksempler. Figures 1-3 schematically show three different design examples.

I fig. 1 er reaksjonsbeholderen 1 fylt med lett brensel og i beholderen rager det inn to grafittelektroder 2 resp. 3, av hvilke elektroden 2 er faststående og elektroden 3 kan forskyves i sin lengderetning og derfor er ført gjennom beholderveggen gjennom en trykk-pakning 4. Elektroden 3 kan f. eks. beveges som vist ved at dens endeparti 5 er forbundet med en skive 6, som roteres ved hjelp av en sveiv 7, men det er klart at det også kan benyttes andre anordninger som gir elektroden en frem- og tilbakegående bevegelse. Denne frem- og tilbake bevegelses frekvens er av størrelsesordenen 1400 pr. minutt. Forskyvningen av den bevegelige elektrode 3 og dennes amplitude reguleres slik at det bare inntrer et svakt støt mellom de to elektroder ved slutten av elektrodens 3 bevegelse mot venstre og at den største avstand mellom elektrodene kan bli ca. 60 mm. In fig. 1, the reaction vessel 1 is filled with light fuel and two graphite electrodes 2 or 2 protrude into the vessel. 3, of which the electrode 2 is fixed and the electrode 3 can be displaced in its longitudinal direction and is therefore led through the container wall through a pressure seal 4. The electrode 3 can e.g. is moved as shown in that its end part 5 is connected to a disc 6, which is rotated by means of a crank 7, but it is clear that other devices can also be used which give the electrode a reciprocating movement. The frequency of this back and forth movement is of the order of 1400 per minute. The displacement of the movable electrode 3 and its amplitude are regulated so that only a weak shock occurs between the two electrodes at the end of the electrode 3's movement to the left and that the largest distance between the electrodes can be approx. 60 mm.

På kontaktklemmene 8 og 9 påtrykkes det en likestrømsspenning av 500 volt, og i strømkretsen er det innskutt en selvinduksjon 10 som sikrer at strømstyrken ikke overstiger 700 ampére. A direct current voltage of 500 volts is applied to the contact terminals 8 and 9, and a self-inductance 10 is inserted in the circuit which ensures that the current does not exceed 700 amperes.

Under disse forhold får man jevnt frembrakt 6 Nm<3>/time av krakkinggass hvis sammensetning stort sett er som følger: Under these conditions, 6 Nm<3>/hour of cracking gas is produced uniformly, the composition of which is largely as follows:

I den i fig. 2 viste variant er det i beholderen 1 anbrakt to faststående elektroder 11, 12 og to bevegbare elektroder 13, 14, på en slik måte at de to bevegbare elektroder 13, 14 kan danne en bro mellom de faststående elektroder, mellom hvilke siste spenningen påtrykkes. Det unngås på denne måte å lede strømmen til en bevegbar elektrode, slik som det skjer i den først beskrevne utførelsesform. In the one in fig. 2 variant shown, two fixed electrodes 11, 12 and two movable electrodes 13, 14 are arranged in the container 1, in such a way that the two movable electrodes 13, 14 can form a bridge between the fixed electrodes, between which the final voltage is applied. In this way, it is avoided to lead the current to a movable electrode, as happens in the first described embodiment.

De bevegbare elektroder forflyttes frem og tilbake med en frekvens på 3000 pr. minutt, synkront med frekvensen av van-lig teknisk anvendt vekselstrøm (50 peri-oder/sek.). Under disse forhold er det lett å oppnå, ved forskyvning av øyeblikket for tenningskontakttilslutningen til det øyeblikk da spenningen går gjennom verdien null, eller ikke overstiger 30—50 volt, hvorfor det bare behøves å innskyte en meget liten selvinduksjon i strømkretsen. The movable electrodes are moved back and forth with a frequency of 3000 per second. minute, synchronously with the frequency of commonly used alternating current (50 periods/sec.). Under these conditions, it is easy to achieve, by shifting the moment of the ignition contact connection to the moment when the voltage passes through the value zero, or does not exceed 30-50 volts, why it is only necessary to introduce a very small self-inductance into the circuit.

Med en vekselstrømsspenning på 500 volt, en største strømstyrke på 500 ampére og ved utnyttelse av bare én strømveksling (den ene for lysbuen, den annen for kjøle-stansperioden) får man en jevn produksjon av 25 Nm<:>ytime gass som har følgende sammensetning: With an alternating current voltage of 500 volts, a maximum current of 500 amperes and by utilizing only one current changeover (one for the arc, the other for the cooling stop period) you get a steady production of 25 Nm<:>yhour of gas which has the following composition :

På liknende måte kan man, ved å anvende faste elektroder og elektroder som In a similar way, by using fixed electrodes and electrodes such as

forskyves synkront med frekvensen av en industriell vekselstrøm benytte en anordning (fig. 3) med 6 lysbuer, ved hvis hjelp man kan utnytte alle vekslingene i en tre-fasestrøm. Lysbuetenningene vil da foregå i ordenen 15, 20, 17, 16, 19, 18, (se figuren) og frem- og tilbakebevegelsen ha en frekvens av 3000/min., som i det foranstående eksempel. is shifted synchronously with the frequency of an industrial alternating current using a device (fig. 3) with 6 arcs, with the help of which one can utilize all the alternations in a three-phase current. The arc ignitions will then take place in the order 15, 20, 17, 16, 19, 18, (see figure) and the back and forth movement will have a frequency of 3000/min., as in the preceding example.

Den nettopp beskrevne, rasjonelle utnyttelse av strømmen gir et meget godt elektrisk utbytte, nemlig forbruk av stør-relsesordenen 6 kwt pr. kg produsert acetylen, med en cos. cp på ca. 0,95. The just described, rational utilization of the current gives a very good electrical yield, namely consumption of the order of magnitude 6 kw per kg of acetylene produced, with a cos. cp of approx. 0.95.

Claims

1. Process for producing gas mixtures containing acetylene and ethylene from a liquid hydrocarbon using two electrodes immersed in the hydrocarbon whose electric arc is interrupted and then re-established at a specific frequency by giving at least one of the electrodes an alternating movement, whereby the electrodes are brought into contact and starts the arc, resp. are removed from each other to break the arc, characterized in that the working game that includes the interruption and transition of the arc has a maximum duration of 1 second and that the electrode is positioned so that a mechanical shock occurs which cleans the electrode at the moment when the electrodes touch each other just before the arc ignites.

2. Method according to claim 1, characterized in that when alternating current is used as a feed source, the moving electrode's reciprocating movement is synchronized with the current's frequency in such a way that the ignition contact takes place when the voltage has a value close to zero.