CH148755A - Verfahren zur Reinigung von Acetylen. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Reinigung von Acetylen.    Die technische und insbesondere die che  mische Weiterverarbeitung von Acetylen ver  langt in der Regel die Beseitigung seiner  Verunreinigungen, deren wichtigste Phos  phorwasserstoff und     Schwefelwasserstoff     sind. Für diese Reinigung sind eine grosse  Zahl von Verfahren vorgeschlagen worden,  von denen die meisten die Beseitigung der  Verunreinigungen durch Oxydation anstre  ben Beispielsweise sind als Reinigungsmit  tel vorgeschlagen worden: Halogene,     Hypo-          halogenite,    chromsaure Salze, Eisensalze und  andere mehr. Allen diesen bekannten Mit  teln haften jedoch Nachteile an, indem sie  zum Teil zu intensiv wirken, wie zum Bei  spiel die Halogene, zum Teil aber auch das  Acetylen in bedeutendem Umfange angreifen.

    Ferner stellt sich die Reinigung mit den be  kannten Mitteln meistens ziemlich teuer, wie  zum Beispiel mit Chromsäure und unter  chlorigsauren Salzen. Bei den an sich billi  gen     Eisensalzen    ist die Reinigungswirkung  für technische Zwecke zu langsam. Diese    Nachteile der bekannten Reinigungsverfahren  treten insbesondere dann in Erscheinung,  wenn es sich um die fortlaufende Reinigung  grosser Acetylenmengen handelt.  



  Es wurde nun gefunden, dass die Reini  gung des Acetylens in einfachster Weise  durchgeführt     werden    kann, wenn man das  Gas mit konzentrierter Schwefelsäure behan  delt, wobei man zweckmässig eine Konzen  tration der Säure von über 80%     H2S04-Ge-          halt    wählt.  



  Es ist zwar bereits bekannt, dass     Phos-          phorwasserstoffgas    von konzentrierter Schwe  felsäure absorbiert wird. Dass jedoch diese       Absorptionswirkung    so intensiv ist, dass  Phosphorwasserstoff von dem niedrigen Par  tialdruck, wie er im Acetylen vorkommt,  (Gehalt 0,1 bis 0,2     Vol.    %) fast vollständig       durch;        konzentrierte    Schwefelsäure aus dem  Acetylen herausgenommen werden kann, be  deutet ein     neues    und überraschendes Ergeb  nis. Dabei überrascht besonders die Schnel  ligkeit, mit welcher der sehr verdünnte Phos-      phorwasserstoff absorbiert wird.

   Aus dieser  Tatsache ergibt sich der wichtige technische  Vorteil des     vorliegenden    Verfahrens, dass mit  grosser Gasgeschwindigkeit gearbeitet werden  kann.  



  Dazu kommt die weitere     Feststellung,     dass die     Einwirkung    der konzentrierten  Schwefelsäure auf das Acetylen     geringfügig     bleibt, sofern höhere     Temperaturen    vermie  den werden. Am besten arbeitet man nicht  über Zimmertemperatur. Es ist jedoch oft  vorteilhaft, bei tieferen als Zimmertempera  turen zu arbeiten, da hierdurch die Einwir  kung der     Säure    auf das Acetylen .sehr weit  zurücktritt. Eine wirtschaftliche und hin  sichtlich des Acetylenangriffes meist genü  gende Kühlung kann bereits mit Wasser von  5 bis 10' C erzielt werden.

   Soll dagegen  der Angriff des Acetylens     und    damit die  Verharzung der Waschsäure mö glichst weit  gehend unterdrückt werden, so ist eine tiefere  Kühlung, zum Beispiel auf 0', durch Sole  zweckmässig.  



  Bei der Entfernung von     Phosphorwasser-          stoff    aus Acetylen durch konzentrierte  Schwefelsäure bei niedrigeren Temperaturen,  beispielsweise bei 0', geht die Reinigungs  wirkung der Säure langsam zurück, weil der  in dem zu reinigenden Gas vorhandene Phos  phorwasserstoff allmählich mit dem von der  Säure aufgenommenen ins Gleichgewicht  tritt. In Gegenwart der Reaktionsprodukte  und insbesondere beim Arbeiten bei höheren  Temperaturen, zum Beispiel bei     Zimmertem-          peratur,    wird jedoch die zur Reinigung ver  wendete Schwefelsäure in kürzerer oder län  gerer Zeit zu schwefliger Säure,     niederen          Oxydationsstufen    des Schwefels und zu  Schwefel selbst reduziert.

   Dabei     bilden:    sich  aus     -dem    Phosphorwasserstoff verschieden.  hoch     oxydierte    Phosphorsäuren.  



  Durch die Wahl     einer        geeigneten;    Ar  beitstemperatur ergeben sich     demnach    die  folgenden     Ausführungsweisen    der vorliegen  den     Erfindung,    wobei man es in der Hand  hat, durch     Variation    .der     Temperatur    wäh  rend des-     Reinigungsprozesses    den Übergang    von der einen     Arbeitsweie    zur andern zu  beschleunigen oder zu verzögern.  



  1. Hoch getrocknetes Acetylen wird mit  konzentrierter, zu     Beginn.    am besten wasser  freier Schwefelsäure behandelt, und  -vr     hei     möglichst kräftiger Kühlung,     zum    Beispiel  auf 0   und     darunter.    Dabei geht die Reini  gungswirkung der Schwefelsäure langsam  zurück, weil der im     Acetylen    vorhanden       Phosphorwasserstoff        allmählich    mit dem von  der     Schwefelsäure    aufgenommenen ins  Gleichgewicht tritt.

   Die Reinigungssäure ist  sodann durch frische Säure zu ersetzen und  kann zum Zwecke der Regeneration einer       Weiterbehandlung    unterworfen werden,     wel-          eh.e    die Freisetzung des Phosphorwasserstof  fes bezweckt. Es kann dies beispielsweise  durch Evakuieren oder durch Spülen mit  einem     inerten    Gas erfolgen, eventuell nach  Verdünnen der Säure mit Wasser oder aber  nur durch     Verdünnen:    der Säure mit Wasser.  Der     gewonnene    Phosphorwasserstoff kann  hierbei natürlich Nebenfalls einer Verwertung  zugeführt werden, beispielsweise durch     oxy-          dative    Überführung in Phosphorsäure.  



  2. Die zweite Ausführungsform der Er  findung stützt sich auf die bereits erwähnte  Beobachtung, dass die zur Reinigung verwen  dete Schwefelsäure durch den Phosphorwas  serstoff in kürzerer oder längerer Zeit redu  ziert wird. Diese Reaktion wird vor allem  durch die höhere Temperatur begünstigt,  ferner durch, die Gegenwart der Reaktions  produkte. Nach dieser Arbeitsweise kann auf  die Anwendung besonders tiefer Temperatu  ren verzichtet werden. Mit Rücksicht auf  die Vermeidung stärkerer     Verharzungen    der  Säure ist es aber zweckmässig, mit der Re  aktionstemperatur nicht     nennenswert    über  20   C hinauszugehen. Am besten bleibt man  in einem     Temperaturbereich    von 10 bis 20' C.

    Die     Ausnützung    der Säure ist hierbei eine  wesentlich weitgehendere als beim Arbeiten  gemäss der ersten     Ausführungsart.    Die Rei  nigungswirkung der Säure fällt jedoch nach  einiger Zeit ebenfalls ab, was     hauptsächlich     auf die Bildung von Wasser, also auf Ver  dünnung der Schwefelsäure zurückzuführen      ist. Dieses Wasser bildet sich beispielsweise  nach der Gleichung:  PH3 + 4H2S04 = H3P04 + 4S02 + 4H20.  Dementsprechend ist es möglich, das Rei  nigungsmittel wieder zu regenerieren und zu  mehrfacher Benützung zu verwenden, da  durch, dass das gebildete Reaktionsgas be  seitigt wird, was am einfachsten durch Zu  fügen von Schwefeltrioxyd in der Form von  hochprozentigem Oleum geschehen kann.  



  Diese Art der     Regeneration    ist jedoch  nicht unbeschränkt durchführbar, da allmäh  lich durch die Einwirkung der Säure auf  das Acetylen eine Verharzung derselben, zu  gleich aber auch eine Verschlammung durch  den ausgeschiedenen Schwefel eintritt. Eine  vom wirtschaftlichen Standpunkt besonders  wichtige Ausführungsform des Verfahrens  besteht darin, dass die verbrauchte Säure,  deren Regeneration nicht mehr zweckmässig       erscheint    zur Trocknung des eintretenden  Acetylengases verwendet wird. Diese Trock  nung des eintretenden Gases ist natürlich be  sonders wichtig, da die Absorptionswirkung  der Säure durch ihren Wassergehalt begrenzt  ist. Unter Umständen genügt bereits eine  Trocknung durch Auskühlen des Gases.

   Es  ist aber zweckmässig eine weitergehende Küh  lung auszustreben, was beispielsweise, wie  bereits erwähnt, durch Waschen mit ver  brauchter Säure geschehen kann. Eine vor  teilhafte Hochtrocknung des Gases kann aber  auch durch Calciumkarbid erzielt werden.    Ausführungsbeispiel:  100 m3 Acetylen pro Stunde werden nach  Passieren eines Kühlers und eines Wasch  turms, dessen. Raschigringe mit 60 bis  70%iger Schwefelsäure (Abfallsäure) berie  selt sind, wodurch das Gaseine ausreichende  Trocknung erfährt, in zwei hintereinander ge  schalteten Rieselwäschern gereinigt. In die  sen zirkulieren in stationärem Kreislauf kon  zentrierte Säuren von 80 bis 95 % für die  Vorwaschung und von 95 bis 100% für die  Nachwaschung.

   Die frisch zugeführte, kon-    zentrierte, zweckmässig 100 % ige Schw     efel-          säure    wird hierbei nacheinander für die  Nachreinigung, für die Vorreinigung und für  die Trocknung des Acetylens ausgenützt.  Ihre Reinigungswirkung stellt sich hierbei  auf zirka 30 bis 40 m3 Acetylen pro kg. Das  aus dem Nachreiniger austretende Gas, des  sen ursprüngliche Verunreinigungen nahezu  vollständig entfernt sind, hat aus dem     Rei-          nigungsprozess    einen Gehalt an schwefliger  Säure bekommen, dessen Beseitigung     durc?i     wasserberieselten     Kalkstein    erfolgt.

   Um Ver  luste an Acetylen zu     vermeiden,    wird hierbei  das Waschwasser im Kreislauf geführt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Reinigung von Acetylen. dadurch gekennzeichnet, dass man das Gut mit konzentrierter Schwefelsäure behandelt. UNTERANSPRÜCHE: 1. Verfahren gemäss Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass man eine Schwefelsäure von über<B>80%</B> H,S04 Ge halt verwendet: 2. Verfahren gemäss Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass man die Behandlung des Gases mit Schwefelsäure bei Temperaturen von nicht über 25 vornimmt. 3. Verfahren gemäss Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass man das Acetylen vor der Reinigung weitgehend trocknet. 4.

   Verfahren gemäss Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man die Trocknung des Gases durch Kühlung vornimmt. 5. Verfahren gemäss Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 3, dadurch ,gekennzeichnet, dass man die Trocknung des Gases durch Behandeln desselben mit Calciumkarbid vornimmt. 6. Verfahren gemäss Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, dass man für die Trock nung des Gases die aus dem Reinigungs- prozess hervorgehende verbrauchte Säure verwendet. 7.

   Verfahren gemäss Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die bei der Reini gung in das Gas gelangende schweflige Säure diesem durch Waschung mit Was ser bei Gegenwart von Calziumkarbonat entzogen wird. B. Verfahren gemäss Patentanspruch -und den Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Reinigung dienende Säure nach teilweisem oder ganzem Verlust ihrer Reinigungswir kung durch Zufügen von Schwefeltri- oxyd regeneriert wird. 9.

   Verfahren gemäss Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Reinigung dienende Säure nach teilweisem oder ganzem Verlust ihrer Reinigungswirkung durch Zufügen von hochprozentigem Oleum regeneriert wird. 10. Verfahren gemäss Pätentanspruch und den Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeneration der Schwefelsäure durch Verdünnen dersel ben vorgenommen wird. 11. Verfahren gemäss Patentanspruch una den Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeneration .der Schwefelsäure durch Austreiben des Phosphorwasserstoffes mittelst inerter Gase. vorgenommen wird. 12.

   Verfahren gemäss Patentanspruch und . den Unteransprüchen 1, 2 und 11, da durch gekennzeichnet, dass die Regenera tion der Schwefelsäure durch Austreiben des Phosphorwasserstoffes mittelst iner- ter Gase nach Verdünnen der Säure mit Wasser vorgenommen wird. 13. Verfahren gemäss Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeneration der Schwefelsäure durch Austreiben des Phosphorwasserstoffes mittelst Vakuum vorgenommen wird. 14.

   Verfahrens gemäss Patentanspruch und den Unteransprüchen 1, 2 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeneration der Schwefelsäure durch Austreiben des Phosphorwasserstoffes mittelst Vakuum. nach Verdünnen der Säure mit Wasser vm>genommen wird.