Aktualisiert: 2023-05-26
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Die Druckabhängigkeit der Zündgrenzen von Acetylen-Sauerstoffgemischen
Autor: Paul Hölemann
Über die Reaktion von Acetylen mit den Bestandteilen von Trockenreinigungsmassen
Das aus Karbid entwickelte Acetylen enthält nicht unbeträchtliche Mengen an Phosphor- und Schwefel verbindungen, die z. T. als Phosphor- und Schwefel wasserstoff vorliegen. Zur Befreiung des Gases von diesen störenden Verbin dungen ist es im allgemeinen üblich, das Acetylen vor der weiteren Verarbeitung zu reinigen. Zur Reinigung stehen verschiedene Verfahren zur Verfügung, von denen eines der gebräuchlichsten darin besteht, daß das Acetylen durch mit Chrom schwefelsäure versetzte Massen hindurchgeleitet wird. Als Aufsaugmaterial wird dabei hauptsächlich Kieselgur verwendet. Bei der Reinigung des Acetylens durch Chromschwefelsäure ergibt sich die Frage, inwieweit das Gas selber mit der Reinigungsmasse zu reagieren vermag. Wenn auch diese Reaktion unter normalen Umständen nur geringfügig ist, so bedingt sie doch einen höheren Verbrauch an Reinigungsmasse und läßt unter Umständen auf der anderen Seite durch die Oxydation des Acetylens störende Produkte entstehen. Außerdem besteht die Gefahr, daß beim Einsetzen einer Reaktion, die mit einer erheblichen Wärmeentwicklung verbunden ist, diese sich weiter steigert, so daß es schließlich zu einer sehr starken Erhitzung der Reiniger kommt. Derartige Fälle sind mehrmals in Acetylenwerken beobachtet worden. Es ist daher zu fragen, unter welchen Bedingungen mit Sicherheit noch nicht mit dem Einsetzen einer Reaktion des Acetylens in der Reinigermasse zu rechnen ist. Dabei ist in erster Linie zu klären, welche Reaktion überhaupt bei der Oxydation des Acetylens durch Chrom schwefelsäure stattfindet. Weiter ist die Abhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit von den Konzentrationen der Säure und von der Temperatur zu untersuchen.
Aktualisiert: 2023-05-26
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Die Beeinflussung der Löslichkeit von Acetylen in Aceton durch Phosphorwasserstoff und Divinylsulfid
Die Abhängigkeit des Volumens gesättigter Acetylen-Aceton-Lösungen von Temperatur und Konzentration
Über den Mechanismus der Zersetzung von Azetylen-Azetondampf-Gemischen
In den Azetylenflaschen befindet sich neben der porösen Masse Azeton als Lösungo mittel für Azetylen. Das Azeton hat dabei zunächst den Zweck, daß auch bei ver hältnismäßig niedrigen Fülldrucken eine genügende Gasmenge in den Flaschen gespeichert werden kann. Es hat darüber hinaus aber auch die Eigenschaft, daß es die Selbstzersetzung des Azetylens sehr erheblich behindert. Dieser Effekt ist zu einem Teil dadurch zu erklären, daß während des Zerfalls des Azetylens gleich zeitig auch Azeton mit zersetzt wird, wobei ein nicht unerheblicher Energieanteil verbraucht wird. Weiterhin bedingt die bei der Azetylenabgabe aus der Lösung auftretende Abkühlung, die Verdampfung des Azetons sowie die Erhitzung des Azetondampfes bzw. seiner Spaltprodukte auf die Reaktionstemperatur einen zusätzlichen Energieverbrauch. Dadurch ergibt sich eine Erniedrigung der zu beobachtenden Zersetzungswärme [1] und damit der Reaktionst~mperatur. Gleichzeitig hat sich aber auch gezeigt, daß die bei der Zersetzung des Azetylens auftretenden Produkte wesentlich geändert werden. Die bisherigen Versuche über den Umsatz bei der Zersetzung von in Azeton gelöst::m Azetylen [1, 2, 3] ergaben nämlich trotz gewisser Unterschiede übereinstimmend, daß diese nur noch in geringem Umfang unter Zerfall in Wasserstoff und Kohlenstoff erfolgt. An Stelle des Wasserstoffes wird im wesentlichen Methan als Zerfallsprodukt gefunden. Daneben wird das Azeton zum großen Teil unter Bildung von Kohlenoxyd zer setzt, wobei zusätzlich weitere Mengen an Methan entstehen. Es ist möglich, daß dieser Reaktionsverlauf besonders auf die wesentlich niedrigere Temperatur des Vorganges zurückzuführen ist gegenüber der Zersetzung im reinen gasförmigen Azetylen.
Aktualisiert: 2023-05-26
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I. Teil Untersuchungen über die Gleichgewichtsdrucke in gefüllten Azetylenflaschen. II Teil Untersuchungen über die Bildung von Azetylenhydrat
Azetylen vermag bekanntlich wie eine ganze Reihe anderer Gase mit Wasser unter höherem Druck und bei genügend niedriger Temperatur ein festes Gashydrat zu bilden (siehe z. B. [1.2]). Diese Hydrate sind nur in festem Zustand beständig. Es hat beim Azetylen eine Zusammensetzung, die der Formel C H • 5,75 H ü ent 2 2 2 spricht. Die Bildung kommt nach den Röntgenaufnahmen von STACKELBERG und Mitarbeitern [2] und CLAUSEN [3] dadurch zustande, daß das Azetylen infolge seiner Molekulargröße die Fähigkeit besitzt, sich in Hohlräume eines kubischen Eisgitters einzulagern. Aus den Messungen von VILLARD [1] und verschiedener anderer Autoren ergibt sich das in Abb. 1 dargestellte Phasendiagramm für das Nebeneinanderbestehen der verschiedenen möglichen Aggregatzustände der Komponenten C H ud H 0 2 2 2 neben dem Hydrat. Mit der Existenz von Hydrat ist demnach nur unter den Druck -Temperaturverhältnissen der Bereiche A und B zu rechnen. In den Be reichen Abis E können normalerweise jeweils zwei Substanzen in zwei Zu ständen, längst der eingezeichneten Kurven abis fin drei Zuständen, vorliegen. Besonders bemerkenswert ist der Schnittpunkt I und die von ihm ausgehende Kurve c. Sie stellt die obere Temperaturgrenze dar, bis zu der Hydrat überhaupt beständig ist. Sie ist nur gestrichelt eingetragen, da ihr genauer Verlauf von den Dichten des Hydrats und der Komponenten abhängig ist. Die erstere ist aber bisher nicht exakt bekannt.
Aktualisiert: 2023-05-26
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Über die Umsetzung von Aceton in Diacetonalkohol unter dem Einfluß von Calciumhydroxyd
Über die Zündung von reinem Acetylen durch Stoßwellen
Die Anreicherung von Phosphor- und Schwefelverunreinigungen in Acetylen-Flaschen
Über den Mechanismus der Zersetzung von Azetylen-Azetondampf-Gemischen
In den Azetylenflaschen befindet sich neben der porösen Masse Azeton als Lösungo mittel für Azetylen. Das Azeton hat dabei zunächst den Zweck, daß auch bei ver hältnismäßig niedrigen Fülldrucken eine genügende Gasmenge in den Flaschen gespeichert werden kann. Es hat darüber hinaus aber auch die Eigenschaft, daß es die Selbstzersetzung des Azetylens sehr erheblich behindert. Dieser Effekt ist zu einem Teil dadurch zu erklären, daß während des Zerfalls des Azetylens gleich zeitig auch Azeton mit zersetzt wird, wobei ein nicht unerheblicher Energieanteil verbraucht wird. Weiterhin bedingt die bei der Azetylenabgabe aus der Lösung auftretende Abkühlung, die Verdampfung des Azetons sowie die Erhitzung des Azetondampfes bzw. seiner Spaltprodukte auf die Reaktionstemperatur einen zusätzlichen Energieverbrauch. Dadurch ergibt sich eine Erniedrigung der zu beobachtenden Zersetzungswärme [1] und damit der Reaktionst~mperatur. Gleichzeitig hat sich aber auch gezeigt, daß die bei der Zersetzung des Azetylens auftretenden Produkte wesentlich geändert werden. Die bisherigen Versuche über den Umsatz bei der Zersetzung von in Azeton gelöst::m Azetylen [1, 2, 3] ergaben nämlich trotz gewisser Unterschiede übereinstimmend, daß diese nur noch in geringem Umfang unter Zerfall in Wasserstoff und Kohlenstoff erfolgt. An Stelle des Wasserstoffes wird im wesentlichen Methan als Zerfallsprodukt gefunden. Daneben wird das Azeton zum großen Teil unter Bildung von Kohlenoxyd zer setzt, wobei zusätzlich weitere Mengen an Methan entstehen. Es ist möglich, daß dieser Reaktionsverlauf besonders auf die wesentlich niedrigere Temperatur des Vorganges zurückzuführen ist gegenüber der Zersetzung im reinen gasförmigen Azetylen.
Aktualisiert: 2023-05-26
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Über den Kalkstaubgehalt im Acetylen aus Naßentwicklern
Ein großer Teil des in der Industrie verarbeiteten Acetylens wird aus Karbid gewonnen. Bei der Umsetzung des Karbides mit Wasser bildet sich neben Acetylen Calciumhydroxyd. Die Umsetzung erfolgt dabei z.T. in Trockenentwicklern durch Besprühen des Karbides mit einer solchen Wasser menge, daß ein praktisch trockener Rückstand von Calciumhydroxyd aus den Entwicklern ausgetragen wird. Bei den Naßentwicklern dagegen wird ein relativ großer Wasserüberschuß verwendet, so daß aus den Apparaten ein verhältnismäßig dünner Kalkschlamm abläuft. Das bei der Zersetzung des Karbides anfallende Calciumhydroxyd hat eine sehr geringe Teilchengröße, die z.T. noch unter 0,1 bis 1~ liegt. Es ist daher nicht verwunderlich, daß besonders bei den Trockenentwicklern sehr beträchtliche Mengen an feinstem Kalkstaub vom Gas mit fortgetragen werden. Es hat sich aber gezeigt, daß auch bei den Naßentwicklern trotz eines mindestens 6 bis Sfachen Wasserüberschusses noch merkbare Mengen Kalkstaub vom Gas mitgenommen werden~ Extrem hohe Werte im Staubgehalt des Gases werden natürlich dann erreicht, wenn staubförmiges Karbid zum Einsatz im Entwickler kommt. Ein Teil dieses Kalkstaubes setzt sich bei der Abkühlung des aus den Entwicklern abziehenden Gases und bei der Kondensation des mitgeführter Wasserdampfes vor allem in der nachfolgenden Wasservorlage ab. Infolge der großen Feinheit des Kalkstaubes ist die Absetzgeschwindigkeit aber nur gering, so daß vor allem der feinstkörnige Anteil vom Gas weiter mit geschleppt wird. Die Abscheidung derartiger Feinstäube (Korngröße unter 1 ~ ) bringt erhebliche Schwierigkeiten mit sich.
Aktualisiert: 2023-05-26
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Bestimmung des Dampfdruckes und der Verdampfungswärme von flüssigem Acetylen
Untersuchungen über das System Acetylen-Wasser
Bei einer Weiterverarbeitung von komprimiertem Acetylen, bei der es auf ein gut getrocknetes Gas ankommt, erfolgt die Trocknung zweckmäßiger weise erst nach der Kompression, da bei Anwendung von feuchtem Ausgangs gas das Wasser zu einem erheblichen Teil bei der Druckerhöhung ausge schieden werden kann. Um diesen Prozeß möglichst wirksam zu gestalten, muß natürlich die Kompressionswärme des Gases und die Kondensations wärme des Wassers abgeführt werden. Die Abführung der bei der Kompres sion auftretenden Wärme geschieht an den Acetylenkompressoren durch zwischen den einzelnen Stufen eingebaute Kühler. Sie ist schon aus si cherheitstechnischen Gründen erforderlich, um eine Überhitzung des Gases und damit die Möglichkeit einer Selbstzersetzung zu verhindern. Die früher durchgeführten Untersuchungen über das Gleichgewicht von Was ser und Acetylen bei höheren Drucken [1] geben zusammen mit den thermi schen Daten die Möglichkeit, die jeweils optimal erreichbaren Bedingun gen sowie die dabei erforderliche Wärmeabführung zu ermitteln. Besondere Ansprüche an die Trockenheit des komprimierten Acetylens wer den bei der Abfüllung des Gases in Dissousgasflaschen gestellt. Um eine genügende Leb€nsdauer der Flaschenfüllungen zu gewährleisten, muß der 3 3 Feuchtigkeitsgehalt auf unter 0,5 gjm ,möglichst auf 0,1 bis 0,2 gjm gesenkt werden. Eine solche weitgehende Trocknung erfordert aus Gründen der Wirtschaftlichkeit, daß die Wasserabscheidung am Kompressor so weit wie möglich getrieben wird. Es muß dementsprechend angestrebt werden, den Gleichgewichtswerten möglichst nahe zu kommen und die Temperatur in den Kühlern genügend niedrig zu halten. Dabei ist der Druck normaler weise durch den Füllprozeß an den Flaschenrampen und den Druckabfall bis zu den Rampen festgelegt.
Aktualisiert: 2023-05-26
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Über den Gehalt an Monovinylacetylen und höheren Polymeren im Acetylen aus Karbid
Bestimmung der kritischen Druckgrenze bei der Zündung von reinem Acetylen durch Detonationen in Acetylen-Sauerstoff-Gemischen. Über den Verlauf von Acetylen-Explosionen in Gefäßen mit größerem Durchmesser. Über die Dichte von flüssigem Acetylen
Reines Acetylen stellt wegen seines exothermen Charakters ein explosibles Gas dar. Die Auslösung einer Explosion ist aber abgesehen von den Gefäßabmessun gen, in denen sich das Gas befindet, sehr wesentlich vom Druck und von den Zündbedingungen abhängig. So hat sich in einer sehr großen Zahl von Versuchen [1] gezeigt, daß das Gas unter normalen Zündbedingungen, z. B. durch Funken oder unter Durchschmelzen eines Drahtes, auch in größeren Räumen erst bei er höhten Drucken zur Explosion gebracht werden kann. Anders liegen die Verhältnisse, wenn besonders intensive Zündbedingungen zur Anwendung kommen. So kann in mit Acetylen gefüllten Rohren auch schon bei Drucken unter 1 Atm durch eine genügend brisante Sprengstoffladung im Acety len eine Detonation ausgelöst werden [2]. Sehr intensive Zündquellen stellen auch Stoßwellen oder Detonationswellen dar [3]. Zum Beispiel läßt sich in Acetylen eine durchgehende Zersetzung erreichen, indem in einem Rohrteil ein Acetylen Sauerstoff-Gemisch oder reines Acetylen unter höherem Druck zur Detonation gebracht wird [4]. Dieser Fall tritt in der Praxis verhältnismäßig leicht dann ein, wenn es an Autogen geräten zu einem Rücktreten des Acetylen-Sauerstoff-Gemisches in die Acetylen Zuführungsleitung kommt und das Acetylen-Sauerstoff-Gemisch irgendwie ge zündet wird. Diese Rückschläge führen unter Umständen dazu, daß sich die Detonation im sauerstoffhaltigen Teil der Geräte bzw. Leitungen auf den Acety len-Zuführungsschlauch überträgt und dort je nach den Bedingungen eventuell bis zur Acetylenflasche, dem Entwickler oder dem Acetylen-Verteilersystem in Form einer Detonation weiterläuft.
Aktualisiert: 2023-05-26
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Bestimmung der kritischen Druckgrenze bei der Zündung von reinem Acetylen durch Detonationen in Acetylen-Sauerstoff-Gemischen. Über den Verlauf von Acetylen-Explosionen in Gefäßen mit größerem Durchmesser. Über die Dichte von flüssigem Acetylen
Reines Acetylen stellt wegen seines exothermen Charakters ein explosibles Gas dar. Die Auslösung einer Explosion ist aber abgesehen von den Gefäßabmessun gen, in denen sich das Gas befindet, sehr wesentlich vom Druck und von den Zündbedingungen abhängig. So hat sich in einer sehr großen Zahl von Versuchen [1] gezeigt, daß das Gas unter normalen Zündbedingungen, z. B. durch Funken oder unter Durchschmelzen eines Drahtes, auch in größeren Räumen erst bei er höhten Drucken zur Explosion gebracht werden kann. Anders liegen die Verhältnisse, wenn besonders intensive Zündbedingungen zur Anwendung kommen. So kann in mit Acetylen gefüllten Rohren auch schon bei Drucken unter 1 Atm durch eine genügend brisante Sprengstoffladung im Acety len eine Detonation ausgelöst werden [2]. Sehr intensive Zündquellen stellen auch Stoßwellen oder Detonationswellen dar [3]. Zum Beispiel läßt sich in Acetylen eine durchgehende Zersetzung erreichen, indem in einem Rohrteil ein Acetylen Sauerstoff-Gemisch oder reines Acetylen unter höherem Druck zur Detonation gebracht wird [4]. Dieser Fall tritt in der Praxis verhältnismäßig leicht dann ein, wenn es an Autogen geräten zu einem Rücktreten des Acetylen-Sauerstoff-Gemisches in die Acetylen Zuführungsleitung kommt und das Acetylen-Sauerstoff-Gemisch irgendwie ge zündet wird. Diese Rückschläge führen unter Umständen dazu, daß sich die Detonation im sauerstoffhaltigen Teil der Geräte bzw. Leitungen auf den Acety len-Zuführungsschlauch überträgt und dort je nach den Bedingungen eventuell bis zur Acetylenflasche, dem Entwickler oder dem Acetylen-Verteilersystem in Form einer Detonation weiterläuft.
Aktualisiert: 2023-05-25
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Untersuchungen über Zersetzungswärme von gasförmigem und in Azeton gelöstem Azetylen
Untersuchungen über das System Acetylen-Wasser
Bei einer Weiterverarbeitung von komprimiertem Acetylen, bei der es auf ein gut getrocknetes Gas ankommt, erfolgt die Trocknung zweckmäßiger weise erst nach der Kompression, da bei Anwendung von feuchtem Ausgangs gas das Wasser zu einem erheblichen Teil bei der Druckerhöhung ausge schieden werden kann. Um diesen Prozeß möglichst wirksam zu gestalten, muß natürlich die Kompressionswärme des Gases und die Kondensations wärme des Wassers abgeführt werden. Die Abführung der bei der Kompres sion auftretenden Wärme geschieht an den Acetylenkompressoren durch zwischen den einzelnen Stufen eingebaute Kühler. Sie ist schon aus si cherheitstechnischen Gründen erforderlich, um eine Überhitzung des Gases und damit die Möglichkeit einer Selbstzersetzung zu verhindern. Die früher durchgeführten Untersuchungen über das Gleichgewicht von Was ser und Acetylen bei höheren Drucken [1] geben zusammen mit den thermi schen Daten die Möglichkeit, die jeweils optimal erreichbaren Bedingun gen sowie die dabei erforderliche Wärmeabführung zu ermitteln. Besondere Ansprüche an die Trockenheit des komprimierten Acetylens wer den bei der Abfüllung des Gases in Dissousgasflaschen gestellt. Um eine genügende Leb€nsdauer der Flaschenfüllungen zu gewährleisten, muß der 3 3 Feuchtigkeitsgehalt auf unter 0,5 gjm ,möglichst auf 0,1 bis 0,2 gjm gesenkt werden. Eine solche weitgehende Trocknung erfordert aus Gründen der Wirtschaftlichkeit, daß die Wasserabscheidung am Kompressor so weit wie möglich getrieben wird. Es muß dementsprechend angestrebt werden, den Gleichgewichtswerten möglichst nahe zu kommen und die Temperatur in den Kühlern genügend niedrig zu halten. Dabei ist der Druck normaler weise durch den Füllprozeß an den Flaschenrampen und den Druckabfall bis zu den Rampen festgelegt.
Aktualisiert: 2022-02-23
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Die Möglichkeit der Zündung von Acetylen in Rohrleitungen beim Ausblasen mit Stickstoff
Acetylenverluste an Naßentwicklern
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