AT206875B - Verfahren und Vorrichtung zur raschen Abkühlung der bei der Herstellung von Acetylen durch partielle Oxydation gasförmiger oder verdampfter Kohlenwasserstoffe gebildeten Reaktionsgase - Google Patents

Description

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Es ist bekannt, Acetylen durch partielle Oxy- dation gasförmiger oder verdampfter Kohlen- wasserstoffe mit Sauerstoff herzustellen, indem die Reaktionsteilnehmer gemeinsam oder vor- zugsweise getrennt vorgewärmt, das Gemisch dem Reaktionsraum zugeführt, in einer Flamme umgesetzt und die Reaktionsgase in einem
Zeitpunkt rasch abgekühlt werden, in dem die maximale Menge Acetylen auf Grund des Reak- tionsverlaufes im Gasgemisch vorhanden ist.
Die Abschreckung erfolgt zweckmässig durch
Einspritzen von Wasser in das Gasgemisch nach Verlassen des Reaktionsraumes. 



   Es hat sich nun gezeigt, dass das in einer
Ebene senkrecht zur Strömungsrichtung eingespritzte Wasser für das Gas einen erheblichen
Strömungswiderstand darstellt, so dass ein Teil des Gases seitlich zwischen der Austrittsöffnung des Reaktionsraumes und der Einspritzebene austritt. Dieser Teil des Gases wird daher nicht rechtzeitig abgekühlt und die Folge ist, dass sich das in ihm enthaltene Acetylen teilweise unter Russbildung zersetzt. Die Ausbeute an Acetylen wird dadurch merklich beeinträchtigt, während sich der störende Russgehalt des Gases erhöht. 



   Man hat versucht, diesen Missstand durch eine Anordnung gemäss Fig. 1 zu beheben. 



  Das vorgewärmte Kohlenwasserstoff-SauerstoffGemisch wird von oben her durch den mit parallelen Kanälen versehenen Brennerblock   A   in den durch einen wassergekühlten Mantel C begrenzten Reaktionsraum B geleitet, wo unter Flammenbildung die Reaktion vor sich geht. 



  Dicht unterhalb der Austrittsöffnung des Reaktionsraumes ist ein Kranz von Düsen D angeordnet, aus denen feinverteiltes Wasser quer zum Gasstrom eingespritzt wird. Bei dieser Arbeitsweise ist eine sehr genaue Justierung der Düsen erforderlich. Sind die Düsen zu hoch angeordnet, kann dadurch Wasser in den Reaktionsraum geraten, dass die der Düse gegen- überliegende Innenwand vom Strahl getroffen wird, oder es wird ein Teil des Wassers nicht ausgenutzt, weil es gegen'die zwischen der   - dejustiert gedachten-Düse   und dem Gas- strom befindliche Wand des Reaktionsraumes prallt. Bei zu tiefer Anordnung der Düse ist kein wirksamer seitlicher Abschluss mit Wasser gewährleistet.

   Aber auch bei genauester Ein- stellung der Düsen lässt es sich mit dieser An- ordnung nicht vermeiden, dass ein Teil des
Reaktionsgases in noch heissem Zustand aus dem Reaktionsraum entweicht und somit das in diesem Teil enthaltene Acetylen weitgehend zersetzt wird. 



   Es wurde nun gefunden, dass diese Schwierig- keiten dadurch behoben werden können, dass man das Wasser am Ende des Reaktionsraumes parallel zu einer an dem Reaktionsraum senkrecht zum Gasstrom angeordneten ebenen Wand einführt oder unter einem kleinen Winkel auf diese Wand auftreffen lässt, wobei im Fall der parallelen Einführung der Abstand zwischen dem Wasser und der Wand so klein gehalten wird, dass das in diesem Zwischenraum befindliche Gas in Richtung des Wassers mitgerissen wird. Auf diese Weise wird mit Sicherheit verhindert, dass ein Teil des Gases seitlich austritt. 



   Fig. 2 zeigt schematisch eine zweckmässige Vorrichtung für die Durchführung dieses Verfahrens. Das Gas strömt, wie in der bekannten Vorrichtung gemäss Fig.   l,   von oben her durch die Kanäle des Brennerblocks   A   in den Reaktionsraum B. An dem unteren Ende des Mantels C des Reaktionsraumes B ist eine ebene kreisringförmige Platte E befestigt, zu der parallel das Abschreckwasser aus einem Ring von Düsen D eingespritzt wird. 



   Da sich ein wirksamer seitlicher Abschluss auch dann erzielen lässt, wenn das Wasser nicht genau parallel zu der Wand geführt wird, sondern unter einem kleinen Winkel auf die Wand auftrifft, ist eine geringfügige Dejustierung der zum Einspritzen benutzten Düsen, die leicht 

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 auftreten kann, bei dieser Anordnung unerheblich. In Fig. 3 ist diese Abänderung dargestellt. 



   Als günstigste Dimensionierung der Wand hat sich eine radiale Ausdehnung zwischen 80 und 200 mm, vorzugsweise 100 und 150 mm, erwiesen. Diese Abmessung gewährleistet einerseits einen hinreichenden Abschluss für das Gas, anderseits sind die Einspritzdüsen nicht in zu grosser Entfernung vom Gasstrom angeordnet. 



   Beispiel :
In einem Vorwärmer werden 800 Nm3/h Methan auf eine Temperatur von   6400 C   und in einem zweiten Vorwärmer 450 Nm3/h Sauerstoff ebenfalls auf eine Temperatur von   640  C   erhitzt. Die heissen Gase werden einer Mischvorrichtung zugeführt. Nach vollständiger Durchmischung tritt das Gemisch in der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung durch die parallelen Kanäle des Brennerblocks   A   in den Reaktionsraum B ein, wo das Methan mit dem Sauerstoff unter Flammenbildung reagiert. 



  Die Reaktionsgase werden in der Weise abgekühlt, dass an der Austrittsöffnung des Reaktionsraumes durch einen Kranz von Düsen D Wasser in feinverteilter Form eingespritzt wird. 



  Man erhält ein Gasgemisch, das   8, 3 Vol.-%   Acetylen enthält und pro m3 3, 0 g Russ mit sich führt. 



   Man arbeitet unter gleichen Bedingungen in der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung, in der der Reaktionsraum B an der Austrittsöffnung mit einer ringförmigen Platte E mit einer radialen Ausdehnung von 125 mm versehen ist. Man erhält ein Gasgemisch, das   8, 5 Vol. ¯u 0 Acetylen   enthält und pro   m3 1, 77   g Russ mit sich führt. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Verfahren zur raschen Abkühlung der bei der Herstellung von Acetylen durch partielle Oxydation gasförmiger oder verdampfter Kohlenwasserstoffe gebildeten Reaktionsgase durch Einführung von Wasser in den Gasstrom, dadurch gekennzeichnet, dass man das Wasser am Ende des Reaktionsraumes parallel zu einer an dem Reaktionsraum senkrecht zum Gasstrom angeordneten ebenen Wand einführt oder unter einem kleinen Winkel auf diese Wand auftreffen lässt, wobei im Falle der parallelen Einführung der Abstand zwischen dem Wasser und der Wand so klein gehalten wird, dass das in diesem Zwischenraum befindliche Gas in Richtung des Wassers mitgerissen wird.

Claims (1)

1. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Austrittsöffnung des Reaktionsraumes (B) senkrecht zum Gasstrom eine ebene kreisringförmige Platte (E) angebracht ist und am Rand derselben ein Kranz von Düsen um den Gasstrom derart angeordnet ist, dass das Wasser parallel zu der Platte geführt wird.

   3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die senkrecht zum Gasstrom angeordnete ebene kreisringförmige Platte in radialer Richtung eine Ausdehnung zwischen 80 und 200 mm, vorzugsweise 100 und 150 mm, aufweist.