DE1297098B

DE1297098B - Verfahren zur Herstellung von Acetylen und Olefinen

Info

Publication number: DE1297098B
Application number: DE1959M0043753
Authority: DE
Inventors: Fauser Giacomo
Original assignee: Montedison SpA
Current assignee: Montedison SpA
Priority date: 1958-12-23
Filing date: 1959-12-19
Publication date: 1969-06-12
Also published as: CH397641A; ES254397A1; FR1248686A; GB932429A

Description

1 2

Das meist in der Technik zur Herstellung von Ace- Düsen, welche in einer oder mehreren Ebenen nortylen und Olefinen aus flüssigen oder gasförmigen mal zur Ofenachse angeordnet sind, vor der Einsprit-Kohlenwasserstoffen angewandte Verfahren besteht zung des Wassers in den Ofen gesprüht wird, wird darin, daß unter Sauerstoffzufuhr bei einer Tempera- dadurch die Ausbeute an Acetylen, Olefinen und tür über 1500° C eine teilweise Verbrennung durch- 5 Synthesegas in einem wesentlichen Maß erhöht, was geführt wird, worauf die Verbrennungsprodukte so zu einem ökonomischeren Arbeiten führt. Auf diese rasch als möglich gekühlt werden, um jegliche Disso- Weise wird die Ausbeute an Acetylen und Olefinen, ziation des gebildeten Acetylens zu vermeiden. die durch Pyrolyse bzw. Kracken bei einer Tempera-

Diese Verfahren wurden bisher nahe bei Atmo- tür von 1500⁰C erhalten wird, um einen weiteren sphärendruck durchgeführt, da angenommen wurde, io Betrag erhöht, welcher durch Ausnutzung der Hitze daß das zur Bildung von Acetylen wichtige Gleich- der Verbrennungsprodukte von 1500 bis 800 bis gewicht durch Druckzunahme behindert wird; außer- 700° C erreicht wird.

dem wurde das schnelle Abschrecken so durchge- Um jegliche Acetylenzersetzung zu vermeiden, so-

führt, daß die Flamme mit Hilfe einer Wasserein- bald die Pyrolyse zu Ende ist, sollen die Gase so spritzung in den Ofen gelöscht wurde, so daß die 15 schnell als möglich mit Hilfe einer Wassereinspritgesamte Wärme der Verbrennungsprodukte bei der zung auf eine Temperatur von 150 bis 140° C abge-Entfernung des Kühlwassers verlorenging. schreckt werden.

Demgegenüber arbeitet man bei Verfahren zur Die erhöhte Produktion an Acetylen, Olefinen

Herstellung von Acetylen und Olefinen durch unvoll- und Synthesegas, weiche nach diesem Verfahren erständige Verbrennung von Kohlenwasserstoffen, bei 20 reicht wird, hangt natürlich von einer Anzahl von denen die heißen Reaktionsprodukte zunächst durch Faktoren ab, beispielsweise von den Eigenschaften Einspritzung eines Kohlenwasserstoffs mit 2 und der bei der primären und sekundären Pyrolyse vermehr Kohlenstoffatomen und dann durch Einsprühen wendeten Kohlenwasserstoffe, von der Vorerhitzungsvon Wasser gekühlt werden, gemäß vorliegender Er- temperatur und von der Fördermenge. So kann die findung vorteilhafterweise mit dem Kennzeichen, daß 25 Ausbeute an Acetylen und Äthylen in den besten die unvollständige Verbrennung bei einem Druck von Fällen die nach den üblichen Verfahren erhaltene 2 bis 6 atü durchgeführt wird. 50prozentige Ausbeute übertreffen, bei denen nur

Dem vorerwähnten technischen Vorurteil gemäß eine Wasserkühlung verwendet wird. Diese Zunahme wurde Überdruck in der acetylenbildenden Reaktion der Ausbeute ergibt natürlich eine Kostenersparnis, nur beim alten Lichtbogenspaltverfahren versucht 3° wenn man bedenkt, daß sie ohne zusätzlichen Sauer-(deutsches Patent 514 592). Das obenerwähnte tech- stoff- bzw. Brennstoffverbrauch erhalten wird,
nische Vorurteil, wie es von der vorliegenden Erfin- Durch dieses Verfahren kann außerdem innerhalb

dung überwunden wird, beherrscht nicht nur die be- eines gewissen Bereichs das Verhältnis von im Ofen kannten Verfahren zur Spaltung von Kohlenwasser- gebildetem Acetylen zu Äthylen dadurch variiert stoffen durch Kracken einerseits und durch teilweise 35 werden, daß man die Fördermenge der in der pri-Verbrennung andererseits, sondern auch einen nicht mären und sekundären Pyrolyse zugeführten Kohlenzum vorbekannten Stand der Technik gehörenden Wasserstoffe entsprechend wählt,
älteren Vorschlag nach dem deutsche Patent 1198 811 Zwei Ausführungsbeispiele dieses erfindungsgemä-

zur zweistufigen Methanspaltung. ßen Verfahrens werden durch die schematischen Fi-

Es wurde gefunden, daß die Ausbeute von Ace- 4° guren erläutert. Hiervon zeigt Fig. 1 die Durchfühtylen und Äthylen praktisch genauso hoch ist wie die rung in einer üblichen Ofenart zur Herstellung von Ausbeute, welche bei Atmosphärendruck erzielt wird, Acetylen aus Methan.

wenn die unvollständige Verbrennung der entweder Erdgas, welches gewöhnlich unter gewissem Druck

gasförmigen oder flüssigen Kohlenwasserstoffe mit zur Verfügung steht, und komprimierter Sauerstoff Sauerstoff unter einem Druck von 2 bis 6 atü durch- 45 werden unter einem Druck von 4 atü nach Vorwärmen geführt wird. Beispielsweise gestattet der Vorgang auf ungefähr 500° C durch die Rohre 1 und 2 in eine der Abschreckung des Gases, wenn die unvollstän- Mischkammer 3 gebracht. Die Gasmischung tritt dige Verbrennung unter einem Druck von 4 atü durch Verteilerrohre 4 in die Verbrennungskamdurchgeführt wird, eine hohe Wärmewiedergewin- mer 5, wo die Temperatur auf 1500° C und mehr annung in Form von heißem Wasser, mit einer Tempe- 5° steigt. Der flüssige Kohlenwasserstoff wird vorerhitzt ratur von etwa 130° C, welches günstig zur Regene- und durch die Düsen 6 und 7 in Form von sehr kleirierung der bei der Acetylenabtrennung aus den übri- nen Tröpfchen in die Kammer gesprüht; hier wird gen Gasen verwendeten Lösungsmittel verwendet er pyrolysiert und dadurch der Ertrag an Acetylen werden kann. und Olefinen weiter erhöht. Das Gas wird hierauf mit

Außerdem ist offensichtlich, daß sich bei einer 55 Hilfe des durch die Düsen 8 eingespritzten Wassers unter Druck durchgeführten teilweisen Verbrennung auf 130⁰C abgeschreckt und strömt schließlich durch eine beträchtliche Krafteinsparung ergibt, da die den das Rohr 9 mit einem Druck von 3 atü aus; es wird Ofen verlassenden Gase zur Abtrennung des Ace- zur Abtrennung von Acetylen von den übrigen Gasen tylens durch Lösungsmittelabsorption bei niedrigen mit selektiven Lösungsmitteln gewaschen. Das Was-Temperaturen komprimiert werden müssen. 60 ser wird durch den Auslaß 10 entfernt, und da es auf

Das zweistufige Abschrecken der Produkte der un- eine Temperatur von 130° C überhitzt ist, wird es vollständigen Verbrennung, bei welchen zuerst ein zur Regenerierung der selektiven Lösungsmittel und Kohlenwasserstoff und dann Wasser verwendet wird, zum Betrieb einer Absorptionskühlemrichtung verkann bei jeder Ofentype zur Herstellung von Ace- wendet, welche die zur Abtrennung von Acetylen tylen und Äthylen durchgeführt werden. 65 und Äthylen aus den Restgasen benötigte Kälte

Bekanntlich wird Äthylen bei einer tieferen Tem- liefert.

peratur gebildet als Acetylen; wenn daher ein fein- F i g. 2 zeigt eine Anwendung des neuen Verfah-

verteilter flüssiger Brennstoff durch eine Serie von rens in einem Ofen zur Herstellung von Acetylen und

Claims

3 4

Olefinen aus flüssigen Kohlenwasserstoffen nach dem nen Gas sowie aus dem Gas, das bei der teilweisen

Prinzip der Trägergaspyrolyse. Oxydation von Methan gebildet wurde; es wurde

Der verdampfte und vorerhitzte Kohlenwasserstoff schnell mit Hilfe von Wasser auf ungefähr 150° C

wird durch eine Düse 11 mit einem Druck von 2 bis abgeschreckt. Das Volumen des aus dem Methan ge-

6 atü eingespritzt, während ebenfalls vorerhitzter 5 bildeten Gases nahm um ungefähr 150 Nm³ für je

Sauerstoff in das Rohr 12 mit dem gleichen Druck 100 kg zugeführtes Benzin zu; das durch die ther-

eingeführt wird. Der flüssige Kohlenwasserstoff kann mische Zersetzung des Benzins erhaltene Gas hatte

ganz oder teilweise durch gasförmigen Brennstoff er- folgende Zusammensetzung: setzt werden; die Flamme wird so eingestellt, daß in

der Kammer 13 eine Temperatur über 1600° C er- io C₂H₂ 19,23 Nm³/100 kg Benzin

halten wird. Der für die Primärpyrolyse bestimmte C₂H₄ 40,00 Nm³/100 kg Benzin

Kohlenwasserstoff wird durch die Düsen 14 in den ^₀ o^nM_mi/innuD«_n,;_n

-.. .... j · _£ ι j i_ t_ τ- j. CU, Z,6U .Nm⁸/IUU kg Benzin

Ofen gesprüht und infolge der hohen Temperatur - _ηθηχτ ,„nm τ,

eine hohe Acetylenausbeute erhalten. Der für die ^CO 9,80 NnWlOO kg Benzin

Sekundärpyrolyse bestimmte Kohlenwasserstoff wird 15 ^H2 ⁵⁷>⁸3 Nm³/100 kg Benzin

durch die Düsen 16 und 17 in den Ofen gesprüht; die CH₄ 19,67 NnWlOO kg Benzin

Gastemperatur sinkt auf ungefähr 800° C ab, und in C₃H₆ 1,20 NnWlOO kg Benzin

dieser Zone überwiegt die der Olefinbildung. Hierauf ' ,

werden die Gase mit Wasser auf 130° C abgeschreckt. ^1M>^{33 Nm3/lw} ^k8 ^Benzin

Angenommen die Anlage hat eine Leistungsfähig- 20 _D ^ _{wurden M} _{de Ausbeuten erhalten:} keit von 100 000 Nm³CH₄ taglich; bei Verwendung

des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der Verbrauch C₂H₂ 22,32 kg/100 kg Benzin

zum Abschrecken 13 000 kg Benzin. C₂H₄ 50,00 kg/100 kg Benzin

Man erhält Andere Gase .... 367-10³ kcal

2 900 kg C₂H₂, Patentansprüche: 6 500 kg C₂H₄,

11 800 Nm³ Gas *· Verfahren zur Herstellung von Acetylen und

Olefinen durch unvollständige Verbrennung von

Diese vorteilhaften Ergebnisse werden auch erzielt, 30 Kohlenwasserstoffen, bei dem die heißen Reakwenn man, ausgehend von flüssigem Kohlenwasser- tionsprodukte zunächst durch Einspritzung eines stoff gemäß den in F i g. 2 gezeigten Abänderungen, Kohlenwasserstoffes mit zwei und mehr Kohlennach dem Prinzip der Trägergaspyrolyse arbeitet. Stoffatomen und dann durch Einsprühen von . . Wasser gekühlt werden, dadurch gekenn-Beispiel ₃₅ zeichnet, daß die unvollständige Verbrennung Das bei einem Verfahren zur Herstellung von Ace- bei einem Druck von 2 bis 6 atü durchgeführt tylen durch teilweise Oxydation von Methan mit wird.

Sauerstoff erhaltene heiße Gas wurde durch Einsprit- 2. Abänderung des Verfahrens nach An-

zen von Benzin in einer Menge von 130 kg Benzin spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem

pro 1000 Nm³ Methan auf ungefähr 750° C abge- 40 bekannten Prinzip der Trägergaspyrolyse gearbei-

schreckt. Die Gasmischung bestand aus dem durch tet wird, wobei als Ausgangskohlenwasserstoffe

die thermische Zersetzung aus dem Benzin erhalte- flüssige Kohlenwasserstoffe zum Einsatz kommen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen