DE1934304C3

DE1934304C3 - Verfahren zur Gewinnung von Acetylen

Info

Publication number: DE1934304C3
Application number: DE1934304A
Authority: DE
Inventors: Erwin Dr. 6700 Ludwigshafen Brunner; Rolf Dr. 6800 Mannheim Platz; Kurt Dipl.-Ing. Taglieber; Kurt Dipl.-Ing. Weinfurter
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1969-07-07
Filing date: 1969-07-07
Publication date: 1979-04-05
Also published as: DE1934304B2; US3686344A; DE1934304A1; BE752891A; AT296942B; NL7009299A

Description

Gegenstand des Patentes 19 08 619 ist ein Verfahren zur Gewinnung von Acetylen aus einem durch thermische Spaltung von bei Raumtemperatur flüssigen Kohlenwasserstoffen erhaltenen acetylenhaltigen Spaltgas durch Entfernung des Kohlendioxids und Schwefelwasserstoffs, durch Auswaschen des Acetylens mit einem für die Lösung von Acetylen selektiven Lösungsmittel und Gewinnung eines noch Kohlenwasserstoffe mit mehr als 2 Kohlenstoffatomen und gegebenenfalls Wasser enthaltenden Rohacetylens, bei dem man

a) aus dem erhaltenen Spaltgas das Acetylen bei Drücken zwischen 5 und 20 ata und Temperaturen von 10 bis 50⁰C mit N-Methylpyrrolidon auswäscht,

b) das noch Kohlenwasserstoffe mit mehr als 2 Kohlenstoffatomen und gegebenenfalls Wasser enthaltende Rohacetylen in eitler Kondensationszone auf ungefähr -10 bis -30" C abkühlt,

c) das verbleibende Rohacetylen in einer Gegenstromwäsche bei Temperaturen zwischen ungefähr -20 und -4O⁰C bis zur praktisch vollständigen Auswaschung der das Acetylen begleitenden Kohlenwasserstoffe mit einer organischen Waschflüssigkeit mit einem Siedepunkt in einem Bereich von 50 bis 150°C und einem Festpunkt unterhalb -4O⁰C behandelt und

d) die mit den ausgewaschenen Kohlenwasserstoffen sowie Acetylen beladene organische Waschflüssigkeit auf Temperaturen zwischen ungefähr 0 bis 40° C erwärmt und das abgestreifte Acetylen dem Rohacetylen zuleitet

Es wurde nun gefunden, daß sich dieses Ve/fahren weiter ausgestalten läßt, indem man das Acetylen aus einem durch thermische Spaltung von Erdgas erhaltenen acetylenhaltigen Spaltgas gewinnt.

Hinsichtlich der Reaktionsbedingungen unterscheidet sich das vorliegende Verfahren nicht von dem Verfahren nach dem Patent 19 08 619.

. Im einzelnen wird das neue Herstellungsverfahren von Reinacetylen so ausgeführt, daß man Erdgas beispielsweise nach dem in Chemie-Ing.-Techn. 26, Nr. 5, S. 253 (1954) beschriebenen Verfahren thermisch spaltet, wobei ein Spaltgas entsteht, das die folgenden Bestandteile in Volumprozenten enthält:

Dem Spaltgas wird in an sich bekannter Weise das Acetylen mit einem dafür geeigneten Lösungsmittel, wie Dimethylformamid, Butyrolacton, Tetraäthylglykoldi methyläther und vorzugsweise N-Methylpyrrolidon, ausgewaschen. Diese Wäsche ist in Chemie-Ing.-Techn. I.e. eingehend beschrieben. Zweckmäßig wird diese N-Methylpyrrolidonwäsche so ausgeführt, daß man das Spaltgas zunächst durch eine N-Methylpyrrolidonwä sehe leitet, die zur Entfernung des sehr gut löslichen Diacetylens dient.

In der eigentlichen Waschkolonne wird das Acetylen ausgewaschen. Man wählt Drücke zwischen 5 und 20 ata, vorzugsweise zwischen 10 und 15 ata, und Temperaturen im Bereich von 10 bis 50⁰C. Ebenfalls gelöste schwerer lösliche Komponenten werden in einer Gegenströmerkolonne durch aufsteigendes Acetylen gestrippt unter einem Kolonnendruck von vorzugsweise 1 bis 2 ata.

Die Regenerierung des Lösungsmittels wird dann in

einer Vakuumkolonne bei Drücken zwischen 0,15 und 03 ata vorgenommen, deren Sumpf temperatur 100 bis 140" C, vorzugsweise 110 bis 120⁰C, beträgt.

Man erhält mit der beschriebenen Waschstufe ein

feuchtes Rohacetylen, das z. B. die folgende Zusammensetzung hat:

H₂	56J Vol.-%
CO	25,4 Vol.-%
CO₂	2,8Vol.-%
Inerte N₂, Ar	2,1 Vo!.-%
CH«	4,5 VoL-%
C₂H₂	8,1 Voi.-0/o
C₂H₆	ΛΛΛΕ W-1 f\L
C₂H₄	0,25 Voi.-%
Propadien	0,028 Vol.-%
Propin	0,065 Vol.-%
Butadien	0,002 Vol.-%
Vinylacetylen	0,041 Vol.-%
Diacetylen	0,284 Vol.-%
Höhere Aromaten	0,125 Vol.-%

C₂H₂	96,5Vol.-%
COj	0,1 Vol.-%
Inerte Nj, Ar	0,05 Vol.-%
Propadisn	035Vol.-%
Propin	0,43Vol.-%
Butadien	0.02 VoI.-%

Vinylacetylen Diacetylen

H₂O

0,04 Vol.-% 0,01 Vol.-% 2,5 Vol.-%

Dieses Rohacetylen (vgl. Figur) wird in einem Gebläse 1 auf einen Druck bis maximal 1,7 ata verdichtet und in Wärmeaustauschern, z. B. in einer Kombination aus drei verschiedenen Wärmeaustauschern, auf Temperaturen von ungefähr —10 bis -30⁰C, vorzugsweise ungefähr -28°C, abgekühlt Als ersten Wärmeaustauscher der Kühlerkombination verwendet man vorteilhaft einen mit Wasser berieselten Direktkühler 2, der mit Füllkörpern gefüllt ist und gleichzeitig als Zerfallssperre für das Acetylen dient. Im zweiten Wärmeaustauscher 3 der Kombination wird das Gas im Gegenstrom mit Kondensat und Reinacetylen gekühlt, worauf im dritten Wärmeaustauscher 4 die Restwärme durch Kältemittel abgeführt wird.

Das Rohacetylen enthält in der Regel noch Wasserdampf. Um die Verstopfung der Kühler zu vermeiden, muß daher ein Ausfrieren des Wasserdampfs vor Eintritt des Rohacetylens in den letzten Wärmeaustauscher, in dem eine Abkühlung auf Temperaturen unter 0⁰C stattfindet, verhindert werden. Dazu wird das Rohacetylen vor Eintritt in den Kühler mit Methanol oder wasserfreiem N-Methylpyrrolidon gewaschen. Dies kann beispielsweise in einem kleinen Waschaufsatz auf dem Direktkühler 2 geschehen.

Das durch die Kondensation vorgereinigte Rohacetylen wird darauf in einer Gegenstromwäsche 6 mit einer organischen Waschflüssigkeit von den das Acetylen begleitenden Kohlenwasserstoffen mit 3 bis 5 Kohlenstoffatomen befreit Als geeignete Waschflüssigkeiten kommen unter den Reaktionsbedingungen inerte bevorzugt schwachpolare organische Flüssigkeiten in Betracht, die oberhalb 80⁰C sieden, einen Festpunkt unterhalb -40⁰C haben und im Bereich von -20 bis -40° C niedrig viskos sind. Solche organische Flüssigkeiten sind beispielsweise aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffe, die frei von funktioneilen Gruppen sind. Im einzelnen kommen beispielsweise in Betracht: n-Heptan, n-Oktan, Tetralin, m-Xylol, Di-n-butyläther. Anisol und vorzugsweise Toluol. Auch Gemische solcher Verbindungen sind sehr gut geeignet.

Die Wäsche mit der oberhalb 80⁰C siedenden organischen Flüssigkeit wird in an sich bekannten Vorrichtungen vorgenommen, beispielsweise einer Waschkolonne, in die das Rohacetylen am Fuße eintritt und der von oben herab rieselnden organischen Flüssigkeit entgegenströmt Die Abmessungen dieser Waschkolonne werden in üblicher Weise so gewählt, daß eine ,nöglichst vollständige Auswaschung der Kohlenwasserstoffe erfolgt Die bei der Gegenstromwäsche frei werdende Lösungswärme führt man zweckmäßig in Zwischenkühlern 7, 8 ab. Man erhält dann am Kopf der Waschkolonne ein gereinigtes Acetylen, das neben CO₂ (0,02 Vol.-%) und Inerten (0,06 Vol.-%) 0,001 Vol.-% an höheren Kohlenwasserstoffen und 0,1 Vol.-% der organischen Waschflüssigkeit enthält

Die aus dem Sumpf der Waschkolonne abfließende beladene organische Flüssigkeit wird auf ungefähr 0 bis 20° C erwärmt und zur Rückgewinnung des gelösten Acetylens zweckmäßig in einem Gegenströmer 9 entgast Man erhält dabei ein Gas, das zu ungefähr 75 Mol-% aus Acetylen besteht und das dem Rohacetylen vor dem Wärmetauscher 3 wieder zugegeben wird. Die aus dem Gegenströmer abfließende Waschflüssigkeil wird daraui in einem Wärmeaustauscher 10 auf ungefähr 100⁰C erwärmt und in eine k^ktifizierkolonne 11 geleitet. Man erhält ein Kopfproaukt, das im wesentlichen aus Kohlenwasserstoffen mit 3 bis 5 Kohlenstoffatomen besteht und das noch ungefäh- 0,4

Mol-% Acetylen enthält

Die regenerierte organische Waschflüssigkeit wird nach Abkühlen in üblichen Wärmeaustauschern 12 wieder in die Waschkolonne zurückgeführt Das aus Apparat 2 dampfförmig mitgeführte Metha nol wird zweckmäßig wiedergewonnea Dazu wird das durch Kühlung des Rohacetylens im Abscheider erhaltene Kondensat mit Wasser versetzt und in einem Trenngefäß 13 in eine Methanol-Wasser- und eine Kohlenwasserstoffphase getrennt Dabei frei werden des Acetylen wird über eine Entgasungsleitung in den zweiten Wärmeaustauscher der Kühlerkombination zurückgeführt

Aus der Methanol-Wasser-Phase wird das Methanol isoliert zweckmäßig durch Destillation in einer

Kolonne 14. und in der Kondensation wiederverwendet. Das dabei in Freiheit gesetzte Acetylen zusammen mit

einem Teil nicht kondensiertem Methanoldampf wird ebenfalls in den Rohacetylenstrom zurückgeführt

Bei der Trocknung des feuchten Rohacetylens mit

wasserfreiem N-Methylpyrrolidon anstell«=- von Mithanoi wird das im Trenngefäß 13 anfallende N-Methylpyrrolidon-Wasser-Gemisch in den Gegenströmer der N-Methylpyrrolidonwäsche geleitet Dieser Teil der Wäsche ist in der Figur nicht dargestellt

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Gewinnung von Acetylen aus einem durch thermische Spaltung von bei Raumtemperatur flüssigen Kohlenwasserstoffen erhaltenen acetylenhaltigen Spaltgas durch Entfernung des Kohlendioxids und Schwefelwasserstoffs, durch Auswaschen des Acetylens mit einem für die Lösung von Acetylen selektiven Lösungsmittel und Gewinnung eines noch Kohlenwasserstoffe mit mehr als 2 Kohlenstoffatomen und gegebenenfalls Wasser enthaltenden Rohacetylens, bei dem man

a) aus dem erhaltenen Spaltgas das Acetylen bei Drücken zwischen 5 und 20 ata und Temperaturen von 10 bis 50° C mit N-Methylpyrrolidon auswäscht,

b) das noch Kohlenwasserstoffe mit mehr als 2 Kohlenstoffatomen und gegebenenfalls Wasser enthaltende Rohacetylen in einer Kondensationszone auf ungefähr - IO bis -30⁼Cabkühit,

c) das verbleibende Rohacetylen in einer Gegenstromwäsche bei Temperaturen zwischen ungefähr -20 und -40⁰C bis zur praktisch vollständigen Auswaschung der das Acetylen begleitenden Kohlenwasserstoffe mit einer organischen Waschflüssigkeit mit einem Siedepunkt in einem Bereich von 50 bis 150⁰C und einem Festpunkt unterhalb — 40⁰C behandelt und

d) die mit de.i ausgewaschenen Kohlenwasserstoffen sowie Acetylen b'ladene organische Waschflüssigkeit auf Temperaturen zwischen ungefähr 0 bis 40⁰C c wärmt und das abgestreifte Acetylen dem Rohacetylen zuleitet, nach Patent 1908619, dadurch gekennzeichnet, daß man das Acetylen aus einem durch thermische Spaltung von Erdgas erhaltenen acetylenhaltigen Spaltgas gewinnt