AT210867B - Verfahren zur Pyrolyse von Kohlenwasserstoffen - Google Patents

Verfahren zur Pyrolyse von Kohlenwasserstoffen

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AT210867B AT674358A AT674358A AT210867B AT 210867 B AT210867 B AT 210867B AT 674358 A AT674358 A AT 674358A AT 674358 A AT674358 A AT 674358A AT 210867 B AT210867 B AT 210867B
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Ferbwerke Hoechst Ag Vormals M
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  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Verfahren zur Pyrolyse von Kohlenwasserstoffen 
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Pyrolyse von Kohlenwasserstoffen mittels eines zweistufigen Verfahrens. 



   Es ist bekannt, Kohlenwasserstoffe mit zwei oder mehr Kohlenstoffatomen (im folgenden paraffinische Kohlenwasserstoffe genannt) dadurch zu spalten, dass man sie, eventuell nach einer gesonderten Vorerhitzung, flüssig oder gasförmig in einen Strom heisser Verbrennungsgase einführt und nach einer kurzen Reaktionszeit plötzlich abschreckt. Dabei erhält man als Spaltprodukte hauptsächlich Acetylen, Äthylen und höhere Olefine. Die Verbrennungsgase werden dadurch erhalten, dass man in einer Brennkammer Wasserstoff und/oder eine beliebige kohlenstoffhaltige Verbindung mit Sauerstoff verbrennt und die heissen Gase durch Zugabe von Sekundär-Gas, z. B.   Dampf und/oder   Wasserstoff auf die optimale Temperatur abkühlt. 



   Es ist gleichfalls bekannt, Methan nach diesem Prinzip zu spalten, doch muss die Pyrolyse bei einem höheren Temperaturniveau erfolgen als bei den paraffinischen Kohlenwasserstoffen, was auf Grund der verschiedenen Werte für die freie Energie auch zu erwarten ist. Die Temperatur, bis zu der hinunter noch eine Reaktion stattfindet (Reaktionsendtemperatur), liegt bei den paraffinischen Kohlenwasserstoffen zwischen 700 und   12500 C,   u. zw. muss sie   um so höher   sein, je grösser die gewünschte Acetylenausbeute ist. Bei der Pyrolyse von Methan muss diese Temperatur dagegen mindestens 1400 bis   1600 C   betragen, will man einen einigermassen hohen Umsatz an Methan erzielen.

   Infolgedessen ist die Wärmemenge, die durch das Abschrecken für die chemische Reaktion verlorengeht, bei der Spaltung von Methan höher als bei der Pyrolyse paraffinischer Kohlenwasserstoffe. Da diese Wärmemenge höchstens noch zur Dampferzeugung verwendet werden kann, wirkt sich das hohe Temperaturniveau der Methanpyrolyse nachteilig auf ihre Wirtschaftlichkeit aus. 



   Es wurde nun ein Verfahren zur Pyrolyse von Kohlenwasserstoffen gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, dass Methan in ein heisses Verbrennungsgas eingeführt wird, welches frei ist von einem Überschuss an molekularem Sauer- stoff und wobei mindestens ein paraffinischer Kohlenwasserstoff, der mindestens zwei Kohlenstoffatome enthält, in fein verteilter Form in das so erhaltene heisse Gasgemisch gesondert eingeführt und die Reaktionsmischung abgeschreckt wird. 



   Unter paraffinischen Kohlenwasserstoffen sollen in der vorliegenden Anmeldung nichtaromatische Kohlenwasserstoffe oder Kohlenwasserstoffgemische mit mehr als zwei Kohlenstoffatomen verstanden werden, die im wesentlichen aus gesättigten, geradkettigen, verzweigten, cyclischen Kohlenwasserstoffen oder Mischungen von solchen bestehen. Es sollen aber auch gesättigte Kohlenwasserstoffe darunter verstanden werden, die noch kleine Mengen aromatische oder olefinische Kohlenwasserstoffe enthalten.

   Auch gesättigte Kohlenwasserstoffe, die kleine Beimengungen von schwefelhaltigen und/oder stickstoffhaltigen Verbindungen, wie sie bei chemischen Verfahren anfallen können, besonders aber wie sie in den natürlich vorkommenden Kohlenwasserstoffen vorhanden sind, sollen unter obige Definition fallen.
Als paraffinische Kohlenwasserstoffe eignen sich gasförmige, flüssige und feste, nichtaromatische Kohlenwasserstoffe, wobei die letzteren, nach dem Aufschmelzen oder Auflösen in flüssigen Kohlenwasserstoffen, in flüssiger Form angewandt werden. Besonders kommen gasförmige und flüssige Kohlenwasserstoffe in Frage, wie sie bei der Bearbeitung des Erdöls und bei den Verfahren der Kohlenoxydhydrierung (FischerTropsch-Verfahren) anfallen.

   Es ist besonders vorteilhaft, gesättigte Kohlenwasserstoffe mit bis zu 30 oder mehr Kohlenstoffatomen zu verwenden, wie Äthan, Propan, Butan, Pentan, Heptan, Oktan, Decan, Dodecan. Ebenso können verzweigte Kohlenwasserstoffe, wie Isobutan, Isohexan, Isoheptan, Isooktan usw. Verwendung finden. Ebenso eignen sich gesättigte ringförmige Kohlenwasserstoffe, wie Cyclopentan, Cyclohexan, Cycloheptan, Cyclooktan, Cyclodecan, Bicyclodecan. Solche Kohlenwasserstoffe werden besonders in Form von handelsüblichen Mischungen, wie Petroleumdestillaten oder Kohlenwasserstoffölen, z. B. getopptes Kuweit-Öl, oder in Form technischer oder in der Natur vorkommender 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 
Gase angewandt. Es können auch paraffinische
Kohlenwasserstoffe verwendet werden, die kleine
Mengen an Olefinen, wie Äthylen, Propylen, n- oder Isobutylen enthalten.

   Die Kohlenwasser- stoffe werden nach Überführung in die Gasform eingesetzt oder als Flüssigkeiten in feiner Zerteilung eingeführt, z. B. eingesprüht. Der Aus- druck in feiner Zerteilung soll nicht nur feines Versprühen von flüssigen Kohlenwasserstoffen, sondern auch den Gebrauch von gas- und dampfförmigen Kohlenwasserstoffen mitumfassen. 



   Der Vorteil dieser kombinierten Pyrolyse besteht in der erhöhten Wirtschaftlichkeit, die sich daraus ergibt, dass eine gleich gute Energieausnützung erreicht werden kann, die bisher allein mit paraffinischen Kohlenwasserstoffen erreicht werden konnte, und dass diese Kohlenwasserstoffe trotzdem teilweise durch das billigere Methan, das z. B. in Form von Erdgas verwendet werden kann, ersetzt werden können. Anders ausgedrückt kann man also mit derselben Wärmemenge, die bisher benötigt wurde, um eine gewisse Menge Methan zu spalten, zusätzlich noch paraffinische Kohlenwasserstoffe pyrolysieren. Zur Erzeugung derselben Menge an gewünschtem Pyrolyseprodukt, besonders Olefine und Acetylen, wird also eine erheblich geringere Wärmemenge benötigt.

   Eine Verwendung dieses Verfahrens kommt also sowohl dann in Frage, wenn man bei einer Methanpyrolyse durch nachgeschaltete Spaltung paraffinischer Kohlenwasserstoffe die Energieausnützung erhöhen, als auch für den Fall, dass man die Kosten des Einsatzproduktes bei der Pyrolyse paraffmischer Kohlenwasserstoffe durch Kombination mit einer Methanpyrolyse (bei gleicher Energieausnützung) senken will. 



   Im letzteren Fall spart man gegebenenfalls ausserdem die Kosten für das Sekundärgas und den zusätzlichen Wasserstoff, da das Methan beide ganz oder teilweise ersetzen kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der Gehalt des Reaktionsproduktes an ungesättigten Verbindungen nach dem vorliegenden Verfahren wesentlich höher ist als bei der Pyrolyse von Methan. 



   Dass ein derartiges kombiniertes Spaltverfahren möglich ist, war nach den bisher bekannten Ergebnissen nicht vorauszusagen ; Bedingung für das Gelingen ist nämlich, dass die Reaktionszeit für die zweite Spaltung, die auf einem tieferen Temperaturniveau stattfindet, noch kurz genug ist, so dass ein merklicher Zerfall des in der ersten Stufe gebildeten Acetylens vermieden wird. Aus diesem Grunde darf die Temperatur nach der ersten Stufe noch nicht zu tief gesunken sein, da sonst Verweilzeiten benötigt werden, bei denen ein merklicher Anteil des zuerst gebildeten Acetylens zerfällt.

   Anderseits ist es von Wichtigkeit, den zweiten Kohlenwasserstoff erst dann zuzusetzen, wenn das Methan weitgehend ausreagiert hat, da sonst infolge der grösseren Reaktionsgeschwindigkeit der paraffinischen Kohlenwasserstoffe ein grosser Teil des Methans nicht umgesetzt wird. 
Die Durchführung des kombinierten Spalt- verfahrens erfolgt so, dass man zunächst in einer üblichen Brennkammer durch Verbrennen eines beliebigen Brennstoffes mit Sauerstoff oder auch sauerstoffreichen Gasen (z. B. Luft oder mit
Sauerstoff angereicherter Luft), die heissen Ver- brennungsgase erzeugt, wobei ein eventueller
Zusatz von Dampf oder Wasserstoff möglichst
10% der Verbrennungsgase nicht übersteigen soll.
Dabei können sowohl die Brennstoffe als auch die sauerstoffhaltigen Gase vorgeheizt werden.

   Als
Vorheiztemperaturen werden etwa 200 bis etwa 800   C, vorteilhaft etwa 400 bis etwa
600   C, angewandt. Man erhält so ein Verbren- nungsgas, das frei ist von einem Überschuss an molekularem Sauerstoff und Temperaturen über   2000   C,   besonders vorteilhaft von etwa 2400 bis etwa 2600  C, erreicht. 



   Als Brennstoffe sind besonders gasförmige, flüssige oder schmelzbare feste Kohlenwasserstoffe in verflüssigter Form geeignet. Die letzteren werden in fein zerteilter Form angewandt. Ebenso können als Brennstoffe Wasserstoff, Kohlenmonoxyd und Wassergas, welches einen Überschuss an Wasserstoff und/oder Kohlenoxyd enthält, und besonders auch Gase, die hauptsächlich aus Methan bestehen, wie Naturgase, verwendet werden. Besonders vorteilhaft ist die Anwendung von reinem Wasserstoff oder seinen Mischungen mit einem der oben erwähnten Brennstoffe. Besonders wirtschaftlich ist es, als Brennstoff das aus dem Spaltgas, nach Abtrennung der ungesättigten Verbindungen und des Kohlendioxyds, erhaltene Restgas zu verwenden, das im wesentlichen aus Wasserstoff, Kohlenoxyd und Methan besteht. 



   In der Nähe des Ausganges der Brennkammer setzt man Methan hinzu, das vorteilhaft auf etwa 400 bis etwa   800  C   vorerhitzt wird. Im nachfolgenden Reaktor, dessen Grösse so bemessen ist, dass die Verweilzeit des Gasgemisches in ihm in den Bereich von etwa   10-3bis   etwa 10-4 sec liegt, wird das Methan hauptsächlich zu Acetylen und Kohlenoxyd gespalten. Die Menge des zugeführten Methans wird so einreguliert, dass die Reaktionsendtemperatur hiebei oberhalb 1200  C, besonders vorteilhaft zwischen 1400 und   16000 C   liegt. Anschliessend werden in einen weiteren Reaktor durch eine oder mehrere Düsen die paraffinischen ebenfalls vorteilhaft vorerhitzten Kohlenwasserstoffe für die zweite Stufe : der Spaltreaktion zugesetzt. Man kann die Kohlenwasserstoffe z.

   B. auf 50 bis fast   500 0 C, vorzugsweise   auf 200 bis   400  C   vorheizen. In dem der vorangehenden Reaktionsstufe ähnlich gebauten Reaktor werden diese : Kohlenwasserstoffe bei einer Verweilzeit von   10-2   bis 10-3 sec gespalten, wobei Äthylen das Hauptprodukt dieser Stufe bildet. Bei einer Endtemperatur, die je nach eingesetzter Menge zwischen 700 und   1100  C   liegt, werden die] heissen Gase möglichst schnell abgeschreckt,   gewaschen und einer üblichen Gastrennung unterworfen.   

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   Es besteht ferner die Möglichkeit, das voraus- stehend beschriebene Verfahren durch Druck- änderung zu beeinflussen. Dabei wird die Verbrennung in der Brennkammer, (mit andern Worten die Brennzone), unter erhöhtem Druck von etwa 2 bis etwa 21 ata, vorzugsweise aber von etwa 3 bis etwa 9 ata, ausgeführt.
In der zweiten Reaktionskammer   (3)   (mit andern Worten der zweiten Reaktionszone) dagegen ist die Aufrechterhaltung eines gewissen Unterdruckes von etwa 0, 1 bis 0, 9 ata, vorzugsweise 0, 5-0, 9 ata, vorteilhaft.

   Hiedurch wird in der ersten Reaktionskammer, die sich zwischen der Brennkammer   (1)   und der zweiten Reaktionskammer   (3)   befindet, ein Druck erzeugt, der durch apparative Ausgestaltung, beispielsweise der Verengungen zwischen   (1)   und   (2)   und/oder   (2)   und (3), auf einen Druck von etwa 0, 9 bis etwa 2 ata, vorzugsweise von etwa 1 bis etwa 1, 4 ata, eingestellt wird. Durch Einstellung der im vorausstehenden beschriebenen Druckverhältnisse kann die Ausbeute an ungesättigten Kohlenwasserstoffen erhöht werden. 



   Für die Ausführung des beschriebenen Verfahrens eignen sich z. B. Vorrichtungen, wie sie in Fig. 1 und 2 dargestellt sind :
Zur Erzeugung von Verbrennungen der erwünschten hohen Temperatur wird beispielsweise ein Metallbrenner 1 verwandt, an dessen Kopf die Brenngase bei 4 und der Sauerstoff oder die sauerstoffreichen Gase bei 5 tangential oder radial eingeführt werden. Gegen Ende der Verbrennungszone kann als Sekundärgas eventuell etwas Dampf, Wasserstoff oder Mischungen von beiden Gasen bei   6,   zugesetzt werden. Im Brennerhals wird das Methan durch eine oder vorzugsweise mehrere-vorzugsweise radialeDüsen 7, 7'zugeführt, wobei die Zahl der Düsen so bemessen wird, dass eine schnelle Durchmischung mit den Verbrennungsgasen erzielt wird, damit diese nicht unabgekühlt an die Wand des Reaktors gelangen. 



   Die Reaktoren 2 und 3 bestehen beispielsweise aus zylindrischen oder konischen Metallrohren. Zwischen beiden kann sich eine Verengung B, ähnlich wie beim Übergang   A   von der Brennkammer zum Reaktor 2, befinden. Durch die Ausgestaltung dieser Verengung B lassen sich die Druckverhältnisse in den Reaktoren steuern. Diese Reaktoren können zum Schutz gegen die hohen Temperaturen innen mit einer keramischen Masse 8 ausgekleidet (Fig. 1) oder von aussen gekühlt werden (Fig. 2). Der Kühlmantel 9 ist mit   Kühlmittelein-und-austrittsstutzen-M, H   ausgestattet. Man kann auch in besonderen Fällen beide Reaktoren als ein einheitliches Rohr ausbilden, in dem an geeigneter Stelle die Düsen 12,   12'für   die Zuführung der aliphatischen Kohlenwasserstoffe angebracht sind. 



   Diese können mit einem eigenen Kühlmantel versehen werden, so dass sie gegen Überhitzung besonders geschützt sind, oder der Kühlmantel des Reaktors kann, wie Fig. 2 aufzeigt, diese Kühlung mitübernehmen. Die Brennkammer kann ebenfalls durch Auskleidung mit kerami- schen Massen oder durch Aussenkühlung, z. B. mit Wasser, gegen die hohen Temperaturen ge- schützt werden. 



   Das vorausstehend beschriebene Prinzip der kombinierten Pyrolyse lässt sich auch auf das
Verfahren der partiellen Methanverbrennung anwenden. In diesem Fall wird, nach Vorheizung der Reaktionspartner auf etwa 400 bis etwa
800   C, in einem der bekannten Brenner Methan mit einem Unterschuss von Sauerstoff verbrannt. 



   Somit werden also Verbrennung und Methanspaltung zu einer Stufe vereinigt. Anschliessend werden, wie oben beschrieben, getrennt paraffinische Kohlenwasserstoffe zugesetzt, nach deren Spaltung bei 13 abgeschreckt wird. 



   Beispiel 1 : In einem wassergekühlten Brenner 1 werden   28, 2 Nm3/h   Wasserstoff mit 12, 9   Nm3/h   Sauerstoff bei 2, 5 ata verbrannt. Im Hals   A   des Brenners werden zu den etwa 2400   C heissen Verbrennungsgasen 8,   6 Nm3/h   Methan, das vorher auf   4000 C   vorerhitzt wurde, durch zwei radiale Düsen zugesetzt und anschliessend in einem zylindrischen, mit keramischen Massen ausgekleideten Reaktor 2 bei einer Verweilzeit von etwa   0, 5. 10-3   sec pyrolisiert. In der Verengung B werden durch zwei wassergekühlte Düsen 5, 0 kg/h   Leichtbenzin.   (Slopbenzin", Siedebereich von 30 bis 105   C) zugegeben, das vorher verdampft und auf 250   C vorgeheizt wurde.

   In einem Reaktor 3 erfolgt die Spaltung des Benzins bei einer Verweilzeit von   3. 10-3   sec. Anschliessend wird mit Wasser abgeschreckt. Man erhält so   30, 4 Nm3/h   eines Gases der Zusammensetzung A. Schreckt man dagegen nach der Methanpyrolyse ohne weiteren Benzinzusatz ab, so erhält man 24, 6 Nm3/h Gas von der Zusammensetzung B. 
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<tb> 
<tb> 



  A <SEP> B
<tb> H2 <SEP> 62, <SEP> 3 <SEP> Vol.-% <SEP> 70, <SEP> 8 <SEP> Vol.-% <SEP> 
<tb> CO,........... <SEP> 2, <SEP> 1 <SEP> Vol.-% <SEP> 3, <SEP> 5 <SEP> Vol.-%. <SEP> 
<tb> 



  CO <SEP> 9, <SEP> 8 <SEP> Vol.-% <SEP> 12, <SEP> 0 <SEP> Vol.-% <SEP> 
<tb> CH4 <SEP> 12, <SEP> 1 <SEP> Vol.-% <SEP> 8, <SEP> 5 <SEP> Vol.-% <SEP> 
<tb> C2H2 <SEP> 7,2 <SEP> Vol.-% <SEP> 3,5 <SEP> Vol.-% <SEP> 
<tb> C2H4 <SEP> 4,9 <SEP> Vol.-% <SEP> 0,5 <SEP> Vol.-% <SEP> 
<tb> C3H,.......... <SEP> 0, <SEP> 3 <SEP> Vol.-% <SEP> 0, <SEP> 2 <SEP> Vol.-% <SEP> 
<tb> N2/Ar......... <SEP> 1, <SEP> 3 <SEP> Vol.-% <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP> Vol.-% <SEP> 
<tb> 
 
 EMI3.2 
 nur dadurch unterscheidet, dass sich zwischen den beiden Reaktoren keine Verengung befindet (Fig. 2), werden 27, 2 Nm3/h Wasserstoff mit ;

   13, 6 Nm3/h Sauerstoff verbrannt und anschliessend   15,     0 Nm3/h   Methan, das auf   600  C   vorerhitzt wurde, und in der zweiten Stufe 3, 8 kg/h einer Erdölfraktion (Siedebereich   60-180  C),   die vorher verdampft und auf   300   C vorgeheizt]   wurde, zugesetzt. Man erhält   41, 5 Nm /h   Spaltgas von der Zusammensetzung A, gegenüber 37, 8   Nm3/h   der Zusammensetzung B bei direkter Abschreckung nach der Methanpyrolyse ohne   Ölzusatz.   

 <Desc/Clms Page number 4> 

 
 EMI4.1 
 
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  A <SEP> B
<tb> H2 <SEP> 62, <SEP> 6 <SEP> Vol.-% <SEP> 67, <SEP> 9 <SEP> Vol.-% <SEP> 
<tb> CO2....,...... <SEP> 1, <SEP> 8 <SEP> Vol.-% <SEP> 2, <SEP> 0 <SEP> Vol.-% <SEP> 
<tb> CO.......... <SEP> 10,7 <SEP> Vol.-% <SEP> 11,7 <SEP> Vol.-%
<tb> CH <SEP> 11, <SEP> 3 <SEP> Vol.-% <SEP> 8, <SEP> 7 <SEP> Vol.-% <SEP> 
<tb> C2H2.......... <SEP> 8, <SEP> 2 <SEP> Vol. <SEP> -% <SEP> 7, <SEP> 5 <SEP> Vol. <SEP> -% <SEP> 
<tb> C2H4.......... <SEP> 3, <SEP> 3 <SEP> Vol. <SEP> -% <SEP> 0, <SEP> 4 <SEP> Vol. <SEP> -% <SEP> 
<tb> C3H6.......... <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> Vol.-% <SEP> 0 <SEP> Vol.-% <SEP> 
<tb> N,/Ar.........

   <SEP> 2, <SEP> 0 <SEP> Vol.-% <SEP> 1, <SEP> 8 <SEP> Vol.-% <SEP> 
<tb> 
 
 EMI4.2 
 ner 1 (mit engerer Düse A als in Beispiel   1)   werden als Brenngas 20, 5 Nm3/h zurückgeführtes Gas   (56, 2% H2, 11, 4% CH4, 29, 4%   CO, 3% N,) mit   13, 9 Nm3/h Sauerstoff   bei 5, 5 ata verbrannt. Ausserdem werden noch 2, 0 kg/h Wasserdampf als Sekundärgas in den Brenner eingeführt. 



  Im Hals des Brenners werden zu den etwa 2500 0 C heissen Verbrennungsgasen   11, 6 Nm3/h   Methan, das auf 600   C vorerhitzt wurde, durch vier radiale Düsen zugesetzt und anschliessend unter einem Druck von 1, 2 ata gespalten, wobei sich eine Temperatur von etwa 1400   C einstellt. 



  In der zweiten Stufe werden 6, 2 kg/h Leichtbenzin ("Slopbenzin", Siedebereich   30-105   C),   die verdampft und auf 250   C vorgeheizt wurden, zugesetzt, bei 0, 7 ata gespalten, wobei eine Temperatur von etwa 1000   C erreicht wird, und anschliessend mit Wasser abgeschreckt. Die Ausführung der Reaktoren ist die gleiche wie in Beispiel 1. Man erhält 39, 9 Nm3/h Spaltgas der Zusammensetzung A, gegenüber   34, 2 Nm3/h   der Zusammensetzung B bei direkterAbschreckung nach der Methanpyrolyse ohne Benzinzusatz. 
 EMI4.3 
 
<tb> 
<tb> 



  A <SEP> B
<tb> H2............. <SEP> 40, <SEP> 8 <SEP> Vol.-% <SEP> 46, <SEP> 2 <SEP> Vol.-% <SEP> 
<tb> CO2........... <SEP> 11, <SEP> 0 <SEP> Vol. <SEP> -% <SEP> 12, <SEP> 8 <SEP> Vol. <SEP> -% <SEP> 
<tb> CO........... <SEP> 20, <SEP> 8 <SEP> Vol.-% <SEP> 24, <SEP> 3 <SEP> Vol.-% <SEP> 
<tb> CH4........... <SEP> 11, <SEP> 9 <SEP> Vol.-% <SEP> 8, <SEP> 2 <SEP> Vol.-% <SEP> 
<tb> C, <SEP> H,.......... <SEP> 6, <SEP> 0 <SEP> Vol.-% <SEP> 5, <SEP> 7 <SEP> Vol.-% <SEP> 
<tb> C2H4.......... <SEP> 6,1 <SEP> Vol.-% <SEP> 0,4 <SEP> Vol.-%
<tb> C3H6.......... <SEP> 0,6 <SEP> Vol.-% <SEP> 0 <SEP> Vol.-%
<tb> N2/Ar...,..... <SEP> 2, <SEP> 8 <SEP> Vol.-% <SEP> 2, <SEP> 4 <SEP> Vol.-% <SEP> 
<tb> 
 
Beispiel   4 : 29, 4 Nm3jh   Methan und 18, 1 Nm3/h Sauerstoff werden auf   6000 C vorerhitzt,   gemischt und in einer Keramikbrennkammer verbrannt.

   Dabei entsteht auf Grund des Sauerstoffunterschusses neben den Verbrennungsprodukten eine grössere Menge Acetylen. In die heissen Gase werden 10, 2 kg/h Leichtbenzin eingespritzt, die vorher verdampft und auf   300  C   vorerhitzt wurden. Nach Beendigung der Crackreaktion werden die Gase mit Wasser abgeschreckt. 



  Man erhält auf diese Weise   63, 8 Nm3jh   Abgas der Zusammensetzung A. Schreckt man bereits nach der partiellen Verbrennung des Methans ab, ohne Benzin zuzusetzen, so erhält man nur   55, 3 Nm3jh   Abgas der Zusammensetzung B. 
 EMI4.4 
 
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<tb> 



  A <SEP> B
<tb> h2............. <SEP> 47, <SEP> 7 <SEP> Vol.-% <SEP> 54, <SEP> 1 <SEP> Vol.-% <SEP> 
<tb> CO2........... <SEP> 3, <SEP> 3 <SEP> Vol.-% <SEP> 3, <SEP> 9 <SEP> Vol.-% <SEP> 
<tb> CO <SEP> 22, <SEP> 4 <SEP> Vol.-% <SEP> 26, <SEP> 0 <SEP> Vol.-% <SEP> 
<tb> 
 
 EMI4.5 
 
<tb> 
<tb> A <SEP> B
<tb> CH4........... <SEP> 9.9 <SEP> Vol.-% <SEP> 5,3 <SEP> Vol.-%
<tb> C2H2.......... <SEP> 7,4 <SEP> Vol.-% <SEP> 7,6 <SEP> Vol.-%
<tb> C2H4.......... <SEP> 6, <SEP> 3 <SEP> Vol. <SEP> -% <SEP> 0, <SEP> 4 <SEP> Vol. <SEP> -% <SEP> 
<tb> C3H6..,....... <SEP> 0, <SEP> 6 <SEP> Vol.-% <SEP> 0 <SEP> Vol.-% <SEP> 
<tb> N2jAr.,....... <SEP> 2, <SEP> 4 <SEP> Vol.-% <SEP> 2, <SEP> 7 <SEP> Vol.-% <SEP> 
<tb> 
   PATENTANSPRÜCHE :    
1.

   Verfahren zur Pyrolyse von Kohlenwasser- stoffen, dadurch gekennzeichnet, dass man Methan zu heissen Verbrennungsgasen, die frei von einem Überschuss an molekularem Sauerstoff sind, zu- gibt, in die so erhaltene Mischung ein oder mehrere paraffinische, mehr als ein Kohlenstoff- atom enthaltende Kohlenwasserstoffe einführt und dann die heisse Mischung abschreckt.

Claims (1)

  1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- kennzeichnet, dass man Methan zu heissen Ver- brennungsgasen, die frei von einem Überschuss an molekularem Sauerstoff sind und sich auf einer Temperatur von etwa 2600 bis etwa 2400 C befinden, zugibt, die zugeführte Menge an Methan so einreguliert, dass nach der Reaktion die heisse Gasmischung eine Temperatur von etwa 1600 bis etwa 12000 C aufweist, in die so erhaltene Mischung ein oder mehrere paraf- finische, mehr als ein Kohlenstoffatom enthaltende, Kohlenwasserstoffe in fein zerteilter Form in solcher Menge einführt, dass nach der Pyrolyse die Reaktionsmischung eine Temperatur von etwa 1100 bis etwa 700 C hat und dann abschreckt.
    3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Pyrolysedauer für das Methan 10-3-10-4 sec und für die paraffinischen Kohlenwasserstoffe 10-2-10-3 sec beträgt.
    4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man zu den Verbrennungsgasen Wasserstoff und/oder Wasserdampf als Sekundärgas in einer 10% nicht über- 1 steigenden Menge zufügt.
    5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung der Verbrennungsgase die bei dem vorliegenden Verfahren erhaltenen Reaktionsprodukte benutzt i werden, nachdem die ungesättigten Kohlenwasserstoffe und das Kohlendioxyd abgetrennt wurden.
    6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung der Verbrennungsgase und die Pyrolyse des Methans 1 durch teilweise Verbrennung des Methans in einem Schritt durchgeführt werden.
    7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Methan auf etwa 400 bis etwa 800 C vorgeheizt wird. 1 8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die paraffinischen Kohlenwasserstoffe auf etwa 200'bis etwa 400 C vorgeheizt werden.
    9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, li dadurch gekennzeichnet, dass der Brennstoff und <Desc/Clms Page number 5> der zu seiner Verbrennung verwendete Sauerstoff auf Temperaturen von etwa 200 bis etwa 8000 C vorgeheizt werden.
    10. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verbrennungskammer ein Druck von etwa 2 bis etwa 21 ata, vorzugsweise 3-9 ata, aufrechterhalten wird.
    11. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Reaktionskammer ein Druck von etwa 0, 1 bis etwa 0, 9 ata, vorzugsweise etwa 0, 5 bis etwa 0, 9 ata, aufrechterhalten wird.
    12. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Reaktionskammer ein Druck von etwa 0, 9 bis etwa 2 ata, vorzugsweise 1 bis etwa 1, 4 ata, aufrechterhalten wird.
    13. Apparatur zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 12, bestehend aus einer Verbrennungskammer (1), einer Reaktionskammer (2), einer Verengung (A), die die Verbrennungskammer (1) mit der Reaktionskammer (2) verbindet, einer weiteren Reaktionskammer (3), einer Verengung (B), die die Reaktionskammer (2) mit der Reaktionskammer (3) verbindet, einer oder mehrerer Zuleitungen zu dem von der Verengung (A) entfernteren Teil der Brennkammer zum Einführen von brennstoff- und sauerstoffhaltigem Gas in die Brenn- kammer, einer oder mehrerer Zuleitungen in der Nähe der Verengung (A) zur Einführung des Methans am Ausgang der Brennkammer, einer oder mehrerer Zuleitungen in der Nähe der Verengung (B)
    zur Einführung mindestens eines paraffinischen Kohlenwasserstoffes mit mehr als ein Kohlenstoffatom in fein zerteilter Form in die Reaktionskammer (3) und einer Vorrichtung zum Abschrecken der ausreagierten Mischung.
    14. Apparatur nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere zusätzliche Zuleitungen zur Einführung von Wasserstoff und/oder Wasserdampf als Sekundärgas in die Verbrennungskammer vorhanden sind.
    15. Apparatur nach den Ansprüchen 13 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktionskammern (2) und (3) von einem Kühlmantel umgeben sind.
    16. Apparatur nach den Ansprüchen 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Zuleitungen zur Einführung der paraffinischen Kohlenwasserstoffe mit einem Kühlmantel umgeben sind.
    17. Apparatur nach den Ansprüchen 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Zuleitungen zur Einführung des Methans in radialer Richtung zur Brennkammer angeordnet sind.
AT674358A 1957-09-27 1958-09-25 Verfahren zur Pyrolyse von Kohlenwasserstoffen AT210867B (de)

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DE210867X 1957-09-27

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1174762B (de) * 1961-01-13 1964-07-30 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von Acetylen und AEthylen durch unvollstaendige Verbrennung von Kohlenwasserstoffen

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