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La présente invention concerne un procédé continu de réalisation de réactions chimiques à des températures élevées. L'invention porte en par- ticulier sur un procédé de ce genre dans lequel on décompose des huiles d'hy- drocarbures à des températures élevées, avec formation d'hydrocarbures non saturés.
Pour cela, la présente invention se base sur un principe antérieu- rement connu de la Demanderesse, mais non publié jusqu'à présent, selon le quel on insuffle des constituants liquides ou gazeux participant à la réac- tion dans une enceinte de réaction portée à température élevée et essentiel- lement libre d'éléments rapportés à l'intérieur, dans laquelle se déroulent les réactions envisagées,
On a constaté que l'obtention de températures élevées en vue de ré- actions de ce genre, en particulier des températures supérieures à 1100 à
1200 , est possible d'une manière particulièrement efficace lorsque, confor- mément à l'invention,on introduit les constituants participant à la réaction axialement à travers une buse centrale dans l'enceinte de réaction et en main- tenant,
autour du jet central formé par les constituants participant à la réac- tion, une gaine sensiblement fermée et constituée par un courant d'un mélan- ge, en cours de combustion, d'oxygène et d'un combustible gazeux ou liquide, gaine à partir de laquelle la chaleur passe par rayonnement et convection, en une quantité suffisante pour la réalisation de la réaction envisagée, dans le jet central formé par les produits participant à la réaction.
-Une possibilité d'application particulièrement avantageuse du pro- cédé selon l'invention consiste à assurer la combustion du combustible gazeux ou liquide avec de l'oxygène, et à l'intérieur de la gaine animée d'un mouve- ment dé circulation, dans des conditions telles qu'une huile d'hydrocarbure in- sufflée au centre soit décomposée avec formation, principalement, d'acétylène.
Dans la plupart des cas où l'on utilise le procédé selon l'invention, il est nécessaire de refroidir brusquement les produits qui prennent naissan- ce dans l'enceinte de réaction, afin de réprimer aussi fortement que possi- ble les réactions indésirables qui se produiraient au cours d'un refroidie- sement lent. C'est pourquoi, conformément à une autre caractéristique de la présente invention, on propose de retirer les produits de la réaction de 1' enceinte à travers une conduite semblable à un canal, et de les refroidir brusquement, par injection d'agents liquides de refroidissement froids ou modérément réchauffés, en particulier d'eau, jusqu'àune température à laquel- le il ne se produit plus de réactions postérieures indésirables.
Sur le dessin annexé est représenté schématiquement un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la présente invention.
L'enceinte de réaction 1 consiste en une maçonnerie réfractaire 2 qui est entourée d'une chamise 3 refroidie par de l'eau. L'enceinte de réac- tion a sensiblement la forme d'un cylindre horizontal qui, aux extrémités, va en se rétrécissant légèrement en cône. A travers une buse centrale :1, on introduit le constituant qu'il s'agit de décomposer au cours de la réaction, en particulier une huile d'hydrocarbure, sous une pression telle qu'il se forme un jet d'huile finement pulvérisée. La buse centrale! est entourée d'un cer- tain nombre de buses individuelles à travers lesquelles on insuffle dans 1' enceinte de réaction un mélange d'oxygène et d'un combustible (gaz ou huile) sensiblement suivant les directions parallèles au jet central.
On fait arri- ver le combustible par la conduite 6, et l'oxygène par la conduite 7. Les buses 4 et 2 se trouvent à l'intérieur d'une chemise de refroidissement à la- quelle on fait arriver l'eau de refroidissement par une conduite 8. L'eau de refroidissement sort à nouveau de la chemise de refroidissement par la conduite 9.
Pour protéger la maçonnerie réfractaire de l'influence delà tempé-
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rature très élevée de la gaine qui circule et qui est produite par les buses on insuffle dans l'enceinte de réaction, à travers une buse annulaire 10, un gaz de protection, par exemple de la vapeur d'eau réchauffée au préa- lable. La vapeur de protection arrive par la conduite 11 . La buse à vapeur d'eau est également refroidie. L'arrivée de l'eau de refroidissement se fait par la conduite 12, et l'échappement par la conduite 13.
Du fait que la gaine animée d'un mouvement de circulation, portée à température très élevée, et produite par les buses 5 entoure complète ment le jet central, il se produit une transmission rapide de la chaleur et une décomposition de l'agent introduit au centre, en particulier de l'huile d' hydrocarbure, d'une façon telle qu'il se forme principalement des hydrooarbu- bures plusieurs fois non saturés, en particulier de l'acétylène.
Le mélange très chaud de gaz et de vapeurs passe à travers l'encein- te de réaction et parvient dans le conduit d'échappement ou d'évacuation 14 refroidi à l'eau, dans lequel débouchent une série de buses 15 dirigées radialement. A travers ces buses, on injecte un agent de refroidissement froid ou modérément réchauffé au préalable, par exemple de l'eau, Par ce moyen, on obtient un refroidissement rapide et efficace du mélange de la réaction jusqu'à une température qui empêche certaines réactions indésira- bles de se dérouler.
Ainsi que cela a déjà été dit ci-dessus, la présente invention convient spécialement à la décomposition d'huiles d'hydrocarbures à des tem- pératures élevées, pour produire des hydrocarbures non saturés, en parti- pulier de l'acétylène. Cependant, le procédé convient également pour effec- tuer tous les autres processus chimiques, en particulier aussi ceux qui sont endothermiques, dans lesquels il faut des températures de réaction très éle- vées. On peut par exemple insuffler également par la buse centrale 4 un mélan- ge de constituants pulvérulents.solides et gazeux, participant à la réac- tion, et qu'il s'agit de faire réagir entre eux suivant une réaction hétéro- gène .
REVENDICATIONS.
1. Procédé continu de réalisation de réactions chimiques à des températures élevées, où les constituants qui participent à la réaction sont insufflés dans une enceinte de réaction qui se trouve à température élevée, est sensiblement exempte d'éléments rapportés à l'intérieur de cette enceinte, caractérisé par le fait que les constituants qui participent à la réaction sont introduits par une buse centrale et axialement dans l'en- ceinte de réaction, et qu'autour du jet central formé par les constituants participant à la réaction on maintient une gaine sensiblement fermée, animée d'un. mouvement de circulation, et f ormée par un mélange, en cours de combus- tion, d'oxygène et d'un combustible gazeux ou liquide,
à partir de laquelle de la chaleur se transmet par rayonnement et convection au jet central formé par les constituants participant à la réaction, et cela en une quantité suffisante pour assurer la réaction recherchée.
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The present invention relates to a continuous process for carrying out chemical reactions at elevated temperatures. The invention relates in particular to such a process in which hydrocarbon oils are decomposed at elevated temperatures with the formation of unsaturated hydrocarbons.
For this, the present invention is based on a principle previously known to the Applicant, but not published until now, according to which liquid or gaseous constituents participating in the reaction are blown into a reaction chamber brought to high temperature and essentially free from added elements inside, in which the reactions envisaged take place,
It has been found that obtaining high temperatures for reactions of this kind, especially temperatures above 1100 to
1200, is possible in a particularly efficient manner when, according to the invention, the constituents participating in the reaction are introduced axially through a central nozzle into the reaction chamber and maintaining,
around the central jet formed by the constituents participating in the reaction, a substantially closed sheath and formed by a stream of a mixture, during combustion, of oxygen and a gaseous or liquid fuel, sheath with from which the heat passes by radiation and convection, in an amount sufficient for carrying out the envisaged reaction, into the central jet formed by the products participating in the reaction.
A particularly advantageous possibility of application of the process according to the invention consists in ensuring the combustion of the gaseous or liquid fuel with oxygen, and inside the sheath animated by a circulation movement, under conditions such that a centrally blown hydrocarbon oil is decomposed with the formation, mainly, of acetylene.
In most cases where the process according to the invention is used, it is necessary to suddenly cool the products which are born in the reaction chamber, in order to suppress as strongly as possible the undesirable reactions which. would occur during slow cooling. Therefore, according to another feature of the present invention, it is proposed to withdraw the products of the reaction from the chamber through a duct-like line, and to cool them abruptly, by injection of liquid agents. cold or moderately heated cooling, especially water, to a temperature at which no undesirable subsequent reactions occur.
In the accompanying drawing is shown schematically a device for implementing the method according to the present invention.
The reaction chamber 1 consists of a refractory masonry 2 which is surrounded by a chamise 3 cooled by water. The reaction chamber is substantially in the form of a horizontal cylinder which at the ends tapers slightly into a cone. Through a central nozzle: 1, the constituent which is to be decomposed during the reaction, in particular a hydrocarbon oil, is introduced under a pressure such that a jet of finely pulverized oil is formed . The central nozzle! is surrounded by a number of individual nozzles through which a mixture of oxygen and a fuel (gas or oil) is blown into the reaction chamber substantially in directions parallel to the central jet.
The fuel is brought in through line 6, and oxygen through line 7. Nozzles 4 and 2 are located inside a cooling jacket to which the cooling water is fed. through line 8. The cooling water exits the cooling jacket again through line 9.
To protect the refractory masonry from the influence of the weather
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Very high rature of the sheath which circulates and which is produced by the nozzles is blown into the reaction chamber, through an annular nozzle 10, a shielding gas, for example water vapor heated beforehand. The protective vapor arrives through line 11. The steam nozzle is also cooled. The arrival of cooling water is via line 12, and the exhaust via line 13.
Due to the fact that the sheath animated by a circulating movement, brought to a very high temperature, and produced by the nozzles 5 completely surrounds the central jet, there takes place a rapid transmission of heat and a decomposition of the agent introduced into the air. center, in particular hydrocarbon oil, in such a way that predominantly several times unsaturated hydroarbides, in particular acetylene, are formed.
The very hot mixture of gases and vapors passes through the reaction chamber and enters the water-cooled exhaust or discharge duct 14, into which a series of radially directed nozzles 15 open. Through these nozzles, a cold or moderately warmed cooling agent is injected beforehand, for example water. By this means, a rapid and efficient cooling of the reaction mixture is obtained to a temperature which prevents certain reactions. unwanted to unfold.
As already stated above, the present invention is especially suited for the decomposition of hydrocarbon oils at elevated temperatures to produce unsaturated hydrocarbons, particularly acetylene. However, the process is also suitable for carrying out all other chemical processes, particularly also those which are endothermic, in which very high reaction temperatures are required. For example, it is also possible to blow through the central nozzle 4 a mixture of pulverulent, solid and gaseous constituents which take part in the reaction and which have to be reacted with one another in a heterogeneous reaction.
CLAIMS.
1. Continuous method of carrying out chemical reactions at high temperatures, where the constituents which participate in the reaction are blown into a reaction chamber which is at elevated temperature, is substantially free of elements added inside this chamber. , characterized in that the constituents which participate in the reaction are introduced through a central nozzle and axially into the reaction chamber, and that around the central jet formed by the constituents participating in the reaction, a sheath is maintained substantially closed, animated by a. circulating movement, and formed by a mixture, during combustion, of oxygen and a gaseous or liquid fuel,
from which heat is transmitted by radiation and convection to the central jet formed by the constituents participating in the reaction, and this in an amount sufficient to ensure the desired reaction.