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Verfahren zur Abtrennung von Acetylenkohlenwasserstoffen aus solche
enthaltenden Gasgemischen Es ist bekannt, Acetylen.aus solches enthaltenden Gasgemischen
dadurch zu entfernen und in angereicherter Form zu gewinnen, daß man das Gasgemisch
gegebenenfalls unter Druck bei gewöhnlicher oder tieferer Temperatur mit Flüssigkeiten,
wie Aceton, Acetonitril oder Wasser, behandelt und das gelöste Gas aus der Flüssigkeit
durch Erwärmen oder Druckerniedrigung wieder austreibt. Auch die Ester der Kohlensäure,
-die Ester und Äther mehrwertiger Alkohole von hohem Siedepunkt sowie über So' siedende
flüssige K-etone mit mehr als 3 Kohlenstoffatomen im Molekül sind als Lösungsmittel
vorgeschlagen worden.
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Es wurde nun gefunden, daß sich die Abtrennung des Acetylens aus solchen
Gasgemischen, die neben Acetylen noch andere gasförmige ungesättigte Kohlenwasserstoffe
enthalten, vorzüglich mit verflüssigten, bei gewöhnlicher Temperatur und Atmosphärendruck
gas- oder dampfförmigen, als Kältemittel geeigneten Stoffen, wie z. B. Schwefeldioxyd,
Ammoniak, Kohlensäure, Methylchlorid, Äthylchlorid u.dgl.,.ausführen läßt, da diesv.ein
Hausgezeichnetes Lösungsvermögen für Acetylen besitzen. Das Absorptionsvermögen
dieser Stoffe für Acetylen ist, wie sich gezeigt hat, fast @ebenso groß wie dasjenige
von Aceton bei den entsprechenden Temperaturen, und überschreibet bei - 70° z. B.
dasjenige von Wasser um weit über das Hundertfache. Ein großer Vorteil des neuen
Verfahrens liegt darin, daß die zum Auswaschen ver, wandten Flüssigkeiten ganz oder
teilweise gleichzeitig zur Kälteerzeugung verwendet werden können, insbesondere
zur Gewinnung der für ,die Durchführung des Waschprozesses selbst bei tiefen Temperaturen
erforderlichen Kälte, was eine bedeutende Vereinfachung und Verbilligung des Betriebs
der Gesamtwaschanlage bedeutet. Die Dämpfe der Lösungsmittel, die in den die Waschanlage
verlassenden Gasenenthalten sind, können leicht und praktisch restlos wiedergewonnen
werden, zumal wenn unter Anwendung von Druck ausgewaschen wird, z. B. durch Absorption
in Wasser und Wiederaustreiben. Man kann auch so verfahren, daß man z. B. die ammoniakhaltigen
Gase durch verdünnte Schwefelsäure leitet, wodurch das Ammoniak als Ammonsulfat
gewonnen wird, während die übrigen Gase die Waschanlage verlassen, ohne eine chemische
Umwandlung erfahren zu
haben. Die Lösungsmittel, insbesondere Schwefeldioxyd
und Ammoniak, besitzen gegenüber .anderen bekannten Lösungsmitteln mit Ausnahme
von Wasser den Vorzug größerer Billigkeit.
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Das Verhältnis der Löslichkeit von Acetylen und Äthylen ist bei einem
Teil der vorliegenden Lösungsmittel größer als in den bekannten eingangs erwähnten
Flüssigkeiten, die stets neben Acetylen auch Äthylen in beträchtlichem Maße absorbieren.
So beträgt bei -7ö' das Verhältnis der Löslichkeiten von Acetylen und Äthylen in
Aceton etwa io, für Schwefeldioxyd dagegen etwa 15 und für Ammoniak gar ioo. Liegt
ein acetylen-äthylen-haltiges Gasgemisch vor, so lassen sich beide Bestandteile
z. B. mittels flüssigen Ammoniaks voneinander weitgehend trennen und in konzentrierter
Form gewinnen, was bisher nicht ohne weiteres möglich war. Man verfährt dabei z.
B. so, daß man entweder das Gasgemisch zuerst mit flüssigem Ammoniak wäscht, um
praktisch nur das Acetylen herauszulösen, und dann in einer zweiten Stufe mit schwefliger
Säure oder -einem der eingangs erwähnten bekannten Lösungsmittel,, wie z. B. Aceton,
das Äthylen aus dem Restgas gewinnt. Man kann ;natürlich auch zuerst alle ungesättigten
Kohlenwasserstoffe gleichzeitig auswaschen, z. B. mit Aceton, und dann vorteilhaft
mit flüssigem Ammoniak das Acetylen aus dem .ausgetriebenen Gasgemisch abtrennen.
Kleinere Mengen von Acetylen, die in der gewonnenen hochprozentigen Äthylenfraktion
etwa noch enthalten sind, lassen sich leicht in bekannter Weise zu Äthylen hydrieren.
Ein weiterer Vorzug bei der An-1vendung der genannten Stoffe zur Abtrennung ungesättigter
Kohlenwasserstoffe besteht also darin, daß leicht ein sehr hoch konzentriertes Acetylen
bzw. Äthylen gewonnen werden kann.
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Es ist bereits bekannt; durch verflüssigtes Äthylen Spuren von Acetylen,
etwa o, 5 0@`0, z. B. aus Koksofengasen zu entfernen. Auf diese Art gelingt es aber
keinesfalls, wie dies bei dem vorliegenden Verfahren gefordert wird, hochkonzentriertes
Acetylen zu gewinnen. Da Äthylen bei - i02'' siedet und Aoetylen bei :etwa - 8:1°
sublimiert, würde bei der Trennung von Äthylen und dem gelösten Acetylen zuerst
das Äthylen verdampfen und schließlich festes Acetylen in der Zerlegungsapparatur
zurückbleiben, was aber aus betriebstechnischen und Sicherheitsgründen-unbedingt
zu vermeiden ist. Aus dem gleichen Grunde scheiden somit als Lösungsmittel alle
Stoffe aus, deren Siedepunkte tiefer- als der des Acetylens liegen. Beispiel Ein
Gentisch' von 779.0 'Wasserstoff, i 2 0 ö Acetylen; .0;0 Äthylen und 7 0'o
Methan wurde bei einem Druck von 9 at und bei -6o' nacheinander zuerst mit flüssigem
Ammoniak, dann nach Entfernung des mitgerissenen Ammoniakdampfes z. B. durch Behandlung
mit verdünnter Schwefelsäure in einem ziv-eit:-n Wascher bei demselben Druck und
derselben Temperatur mit Aceton behandelt. In dem ,ersten Wascher gelangten auf
i cbm Gasgemisch o,61 Ammoniak und im zweiten Wascher 4.,51 Aceton zur Einwirkung.
Das aus dem ersten Wascher austretende Gas enthielt noch ungefähr o,5oi'o Acetylen
und 4, i o'o Äthylen und das aus dem zweiten Wascher entweichende Restgas nur noch
0,20.'o Acetylen und 0,30'o Äthylen.neben Methan und Wasserstoff. Die mit Acetylen
bzw. Äthylen gesättigten Flüssigkeiten wurden in von unten geheizte Entgasungsgefäße
entspannt, in denen die Flüssigkeiten bis nahe ihrem Siedepunkt erwärmt wurden.
Nach Wärmeaustausch mit den kalten Flüssigkeiten gelangten sie dann wieder in die
Auswaschtürme zurück. Nach Absorption der mitgerissenen Lösungsmitteldämpfe aus
den mit einer Temperatur von - 55' entweichenden Gasen betrug ihr Gehalt an Acetylen
bzw. Äthylen hinter dem ersten Entgasungsgefäß 890,0 bzw. 20,0 und hinter
dem zweiten Entgasungsgefäß io0o bzw. 80o`0. An Stelle von NH3 kann auch mit dem
gleichen Erfolg flüssiges SO. verwendet werden.