DE929968C

DE929968C - Process for the production of gaseous, unsaturated hydrocarbons, in particular of ethylene

Info

Publication number: DE929968C
Application number: DEB29982A
Authority: DE
Inventors: Hans Dr Klein; Adolf Dr Steinhofer
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1954-03-04
Filing date: 1954-03-04
Publication date: 1955-07-07

Description

Verfahren zur Herstellung gasförmiger ungesättigter Kohlenwasserstoffe, insbesondere von Äthylen Es ist bekannt, daß man bei der Spaltung von gas-oder dampfförmigen gesättigten Kohlenwasserstoffen gute Ausbeuten an ungesättigten gasförmigen Kohlenwasserstoffen erhält, wenn man den Ausgangskohlenwasserstoffen bei erhöhter Temperatur Sauerstoff zuführt. Es ist dabei besonders vorteilhaft, die Kohlenwasserstoffe und den Sauerstoff getrennt vorzuheizen und wenigstens eines der Gase mit hoher Strömungsgeschwindigkeit dem Reaktionsraum zuzuführen. Auch das Arbeiten bei unteratmosphärischem Druck bietet in vielen Fällen Vorteile.Process for the production of gaseous unsaturated hydrocarbons, especially of ethylene It is known that in the cleavage of gaseous or vaporous saturated hydrocarbons good yields of unsaturated gaseous hydrocarbons obtained when the starting hydrocarbons are oxygenated at an elevated temperature feeds. It is particularly advantageous to use the hydrocarbons and the oxygen preheat separately and at least one of the high flow velocity gases to be fed to the reaction chamber. Working with subatmospheric pressure also offers advantages in many cases.

Es wurde gefunden, daß man bei der Herstellung von gasförmigen ungesättigten Kohlenwasserstoffen, insbesondere Äthylen, aus gas- oder dampfförmigen gesättigten Kohlenwasserstoffen unter Zuführung von Sauerstoff besondere Vorteile erzielt, wenn man die gesättigten Kohlenwasserstoffe vor der Sauerstoffzuführung mit etwa 5 bis 50 Volumprozent, insbesondere IO bis 35 Volumprozent, Wasserstoff vermischt. It has been found that in the production of gaseous unsaturated Hydrocarbons, especially ethylene, from gaseous or vaporous saturated Hydrocarbons with the addition of oxygen achieved particular advantages if one the saturated hydrocarbons before the oxygen supply with about 5 to 50 percent by volume, in particular 10 to 35 percent by volume, mixed hydrogen.

Durch das Zumischen von Wasserstoff vermeidet man bei der Aufheizung der Kohlenwasserstoffe, die gemeinsam mit dem Erhitzen des Sauerstoffs oder getrennt davon durchgeführt werden kann, die Abscheidung von Teer und anderen kohlenstoffhaltigen Stoffen, da die Gefahr einer Überhitzung der Kohlenwasserstoffe sehr vermindert ist, was besonders bei der Verarbeitung höherer Kohlenwasserstoffe als Äthan von Bedeutung ist. Der Wasserstoff kann so hoch aufgeheizt werden, daß mit ihm die für die Umsetzung notwendige Wärme ganz oder teilweise ins Reaktionsgefäß eingebracht wird. Man wird jedoch die Temperatur des Wasserstoffs nur so hoch wählen, daß bei Zugabe des Sauerstoffs keine Zündung erfolgt. In der Regel wird das Gemisch von Kohlenwasserstoffen und Wasserstoff vor der Zugabe des Sauerstoffs Temperaturen von etwa 600 bis 700° haben. The addition of hydrogen avoids heating of the hydrocarbons, which together with the heating of the oxygen or separately from it can be carried out the deposition of tar and other carbonaceous Substances, as the risk of overheating of the hydrocarbons is greatly reduced is what especially when processing higher hydrocarbons than ethane from Meaning is. The hydrogen can be heated so high that with it the for all or some of the heat required for the reaction is introduced into the reaction vessel will. However, the temperature of the hydrogen will only be chosen so high that at Addition of oxygen, no ignition takes place. In the Rule will the mixture of hydrocarbons and hydrogen before the addition of the oxygen Have temperatures of about 600 to 700 °.

Eine Zündung muß beim Zusammenbringen der Gase vermieden werden. Dies kann dadurch geschehen, daß das Kohlenwasserstoff-Wasserstoff-Gemisch oder der Sauerstoff oder beide eine hohe Strömungsgeschwindigkeit haben, daß bei unteratmosphärischem Druck gearbeitet wird oder daß Flachdüse nach Patent 892 454 verwendet werden. Es war überraschend, daß sich ein so hoch erhitztes Gemisch von Kohlenwasserstoffen und Wasserstoff zündungsfrei mit verhältnismäßig großen Mengen Sauerstoff mischen läßt. Die anzuwendende Sauerstoffmenge richtet sich nach der Temperatur, die für die Spaltung der gesättigten Kohlenwasserstoffe benötigt wird. Sie liegt in der Regel zwischen etwa 20 und 30 Volumprozent, bezogen auf das Kohlenwasserstoff-Wasserstoff-Gemisch. Ignition must be avoided when the gases are brought together. This can be done in that the hydrocarbon-hydrogen mixture or the oxygen or both have a high flow rate that at subatmospheric Pressure is worked or that flat nozzle according to patent 892 454 can be used. It was surprising to find such a highly heated mixture of hydrocarbons and mix ignition-free hydrogen with relatively large amounts of oxygen leaves. The amount of oxygen to be used depends on the temperature that is used for the splitting of the saturated hydrocarbons is required. It lies in the Usually between about 20 and 30 percent by volume, based on the hydrocarbon-hydrogen mixture.

Ein besonderer Vorteil des Verfahrens ist es, daß der zugesetzte Wasserstoff nicht oder nur in ganz untergeordneter Menge mit dem Sauerstoff reagiert und so praktisch ganz im Reaktionsgas wieder erhalten wird. Auch die Ausbeute an ungesättigten gasförmigen Kohlenwasserstoffen wird durch die erfindungsgemäße Arbeit, insbesondere beim Verarbeiten von höheren Kohlenwasserstoffen als Äthan, verbessert. A particular advantage of the process is that the added Hydrogen does not react with the oxygen or reacts only in very minor amounts and is thus obtained again practically entirely in the reaction gas. Also the yield unsaturated gaseous hydrocarbons is through the work according to the invention, especially when processing higher hydrocarbons than ethane, improved.

Beispiel I Ein Gemisch aus technischem Äthan und I30/o seines Volumens Wasserstoff wird auf 635" vorgeheizt, -in einer Mischvorrichtung nach Patent 892 454 unter einem Druck von etwa 0,5 ata mit 27 Volumprozent Sauerstoff von 400° zündungsfrei homogen gemischt und durch einen mit Porzellankugeln gefüllten Reaktionsraum geleitet, in dem unter Verlangsamung der Strömungsgeschwindigkeit durch die Umsetzung mit dem Sauerstoff eine Temperatur von 8220 erreicht wird. Example I A mixture of technical ethane and I30 / o of its volume Hydrogen is preheated to 635 "in a mixing device according to patent 892 454 under a pressure of about 0.5 ata with 27 volume percent oxygen of 400 ° ignition-free homogeneously mixed and passed through a reaction chamber filled with porcelain balls, in which while slowing the flow rate by implementing with the oxygen a temperature of 8220 is reached.

Man erhält nach Kühlung und Abscheidung des Reaktionswassers ein Gas, das auf 100 Volumen angewandtes Äthan 5I,8 Volumen Äthylen und 29,6 Volumen nicht umgesetztes Äthan sowie 56,9 Volumen Wasserstoff enthält. Nach Zerlegung des Gases wird das Äthan zusammen mit einem Teil des Wasserstoffs in das Verfahren zurückgeführt. After cooling and separation of the water of reaction, a Gas, the ethane applied to 100 volumes of 5I, 8 volumes of ethylene and 29.6 volumes contains unreacted ethane and 56.9 volumes of hydrogen. After disassembling the Gas, the ethane is fed back into the process together with part of the hydrogen.

Wird die Reaktion unter denselben Temperaturen, aber ohne Wasserstoffzusatz durchgeführt, so erhält man aus 100 Volumen Äthan 50 Volumen Äthylen, 27,5 Volumen nicht umgesetztes Äthan und 44,3 Volumen Wasserstoff. The reaction takes place at the same temperatures but without the addition of hydrogen carried out, 50 volumes of ethylene and 27.5 volumes are obtained from 100 volumes of ethane unreacted ethane and 44.3 volumes of hydrogen.

Beispiel 2 Technisches Propan wird mit 20 01, seines Volumens Wasserstoff auf 645" vorgeheizt und, wie im Beispiel I beschrieben ist; mit 27 Volumprozent Sauerstoff von 4000 durch einen Reaktionsraum geführt. Die Temperatur steigt dabei auf 840". Auf 100 Volumen angewandtes Propan berechnet erhält man 64,7 Volumen Äthylen, 8,8 Volumen Äthan und 7,7 Volumen nicht umgesetztes Propan und 51,2 Volumen Wasserstoff. Example 2 Technical propane is hydrogen with 20 01, its volume preheated to 645 "and as described in Example I; with 27 percent by volume Oxygen of 4000 passed through a reaction chamber. The temperature rises to 840 ". Calculated for 100 volumes of propane used, 64.7 volumes of ethylene are obtained. 8.8 volumes of ethane and 7.7 volumes of unreacted propane and 51.2 volumes of hydrogen.

Ohne Wasserstoffzusatz erhält man unter sonst gleichen Bedingungen auf 100 Volumen Propan 60,6 Volumen Äthylen, 5,4 Volumen Äthan und g,o Volumen nicht umgesetztes Propan. Without the addition of hydrogen, one obtains under otherwise identical conditions for 100 volumes of propane 60.6 volumes of ethylene, 5.4 volumes of ethane and g, o volume not converted propane.

Claims

PATENT CLAIMS Process for the production of gaseous unsaturated Hydrocarbons, especially of ethylene, from gaseous or vaporous saturated Hydrocarbons by heating with the addition of oxygen, characterized in that that the saturated hydrocarbons before the oxygen supply with about 5 to So volume percent, in particular 10 to 35 volume percent, hydrogen is mixed.