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: "PROCEDE POUR LA PRODUCTION D4ACETYLENE
PAR COMBUSTION INCOMPLETE D'HYDROCARBURES
AU MOYEN D'OXYGENE ".
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La présente invention se rapporte à un procédé pour la production d'acétylène à partir d'hydrocar- bures et d'oxygène.
Il est connu de fabriquer de l'acétylène ou de l'acétylène et de l'éthylène à partir d'hydrocarbures gazeux ou à l'état de vapeur, par oxydation partielle avec de l'oxygène, en préchauffant, de préférence sépa- rément, l'hydroarbureet l'oxygène, en les réunissant dans un mélangeur, en les mélangeant convenablement et en les faisant réagir au sein d'une flamme, dans une chambre de réaction. Il est important,dans ce cas, que la réac- tion ait lieu uniquement dans la chambre de réaction et qu'elle ne soit pas transmise à la chambre de mélange qui précède, ni qu'elle ne s'amorce aéjà dans cette chambre. Etant donné que les participants à la réaction, par suite des températures élevées, sont déjà suscepti- bles de réagir à l'endroit où s'effectue le mélange, un mélange parfait doit avoir lieu en très peu de temps.
Comme mélangeur répondant, dans une large me- sure, à ces exigences, on peut utiliser, avec de bons résultats, un dispositif de forme allongée, présentant de préférence une section circulaire, tel qu'il est dé- crit dans le brevet français ne 1.022.878 du 15 mai 1950.
L'hydrocarbure et l'oxygène sont introduits à une grande vitesse dans la direction du courant. Après avoir traversé un tube cylindrique, le mélange arrive dans un tube s'é- largissant de façon conique, dans lequel la vitesse d'é- # où Ecoulement est diminuée et le mélange est parachevé. Le mélange fini quitte le mélangeur à son extrémité élargie et pénètre, en passant par un bloc distributeur, dans la
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chambre de réaction.
On sait qu'avec ce mélangeur, on peut obtenir des résultats particulièrement bons, lorsque la vitesse de l'hydrocarbure, à l'endroit où a lieu le mélange, est plus grande que celle de l'oxygène (cf brevet français n 1.120.315 du 4 mars 1955). Or, des essais effectués avec .des hydrocarbures gazeux ou à l'état de vapeur, dont le poids moléculaire est supérieur à celui de l'oxygène, ont montré que, dans les conditions décrites plus haut, les résultats obtenus sont nettement moins bons. Le mé- lange d'hydrocac'bure et d'oxygène a très facilement ten- dance à réagir prématurément dans la chambre de mélange, ce qui entraîne des arrêts de service, ainsi qu'un endom- magement des pièces du mélangeur, surtout au point de rencontre de l'oxygène, et de l'hydrocarbure, point qui est tout particulièrement atteint.
Un des buts de la présente invention est la fabrication d'acétylène , sans inflammation prématurée des gaz mélangés.
Un autre but vise la production d'acétylène suivant un procédé en régime continu, qui ne doit pas être fréquemment interrompu.
Ces buts et d'autres buts de la présente inven- tion peuvent être atteints lorsque, lors de l'utilisa- tion d'un hydrocarbure gazeux ou à l'état de vapeur, ou d'un mélange d'hydrocarbures, dont le poids moléculaire ou le poids moléculaire moyen est Supérieur à celui de l'oxygène, on choisit à l'endroit,où s'effectue le mélange, pour l'hydrocarbure ou le mélange d'hydrocarbu- res, une vitesse d'écoulement moins élevée que celle de l'oxygène, la vitesse minimale de l'hydrocarbure ou du mélange d'hydrocarbures devant être de 100 m/s. La con- tinuité de service du brûleur est ainsi assurée, de sorte que la production d'acétylène augmente.
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Le poids moléculaire de l'oxygène est de 32.
Les poids moléculaires des hydrocarbures purs sont les suivants : méthane 16, éthane 30, propane 44, butane
58. Les mélanges renfermant du propane et de l'éthane présentent donc un poids moléculaire compris entre 30 et 44, qui peut être supérieur à celui de l'oxygène et qui peut encore être augmenté par addition d'hydrocarbures renfermant plus de 3 atomes de carbone.
On obtient des résultats particulièrement fa- vorables lorsque le rapport entre la vitesse de l'hydro- carbure, ou du mélange d'hydrocarbures, et celle de l'oxygène est égal à la racine carrée du rapport entre la densité de l'oxygène et celle de l'hydrocarbure ou du mélange d'hydrocarbures. Par densité, on entend le que- tient masse/volume, par exemple kilo par mètre cube.
EXEMPLE
Pans un préchauffeur, on chauffe 600 kg/h d'es- sence légère à 360 C et, dans un autre préchauffeur, 450 m3N d'oxygène, également à 360 C. La vapeur d'essen- ce chaude et l'oxygène chaud sont amenés à un mélangeur, objet du brevet français n 1.022.874 du 15 mai 1950, où ils sont mélangés à fond, puis soumis à une réaction avec flammes dans la chambre de réaction. Le gaz de cra- quage refroidi à 80 C renferme 10% d'acétylène.
Les sections du mélangeur sont choisies de façon telle que la vitesse de l'oxygène s'élève à 250 m/s et celle de la vapeur d'essence à 150 m/s (vitesses mesurées à 360 C et sous l atm. abs. ). Le rapport entre la vitesse de l'hydrocarbure et celle de l'oxygène est -de 0,60, ce qui correspond environ à la racine carrée du rapport entre la densité de l'oxygène et celle de la va- peur d'essence.
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Avec un tel rapport des vitesses, le brûleur peut fonctionner pendant un temps assez long sans qu'une réaction prématurée se produise dans la chambre de mé- lange. Dans ce cas, il importe que la vitesse de la va- peur d'essence ne soit pas inférieure à 100 m/s, sinon des inflammations prématurées dans la chambre de mélange provoqueraient un arrêt de service et des endommagements du mélangeur.
REVENDICATIONS.-
1.- Procédé pour la production d'acétylène, à partir d'hydrocarbures et d'oxygène, par mélange des gaz préchauffés, combustion incomplète du mélange par une réaction avec flammes et refroidissement brusque du gaz de craquage chaud, caractérisé en ce que, lors de l'utilisation d'un hydrocarbure, gazeux ou à l'état de vapeur, ou d'un mélange d'hydrocarbures dont le poids moléculaire, ou le poids moléculaire moyen, est supé- rieur à celui de l'oxygène, on choisit, à l'endroit où a lieu le mélange, pour l'hydrocarbure ou le mélange @ d'hydrocarbures, une vitesse d'écoulement moins élevée que celle de l'oxygène, la vitesse minimale de l'hydrocar- bure ou du mélange d'hydrocarbures étant de 100 m/s.
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: "PROCESS FOR THE PRODUCTION OF ACETYLENE
BY INCOMPLETE COMBUSTION OF HYDROCARBONS
BY MEANS OF OXYGEN ".
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The present invention relates to a process for the production of acetylene from hydrocarbons and oxygen.
It is known to manufacture acetylene or acetylene and ethylene from gaseous or vapor hydrocarbons, by partial oxidation with oxygen, by preheating, preferably separately. , hydroarbide and oxygen, by bringing them together in a mixer, by mixing them suitably and by making them react within a flame, in a reaction chamber. It is important, in this case, that the reaction takes place only in the reaction chamber and that it is not transmitted to the preceding mixing chamber, nor that it already starts in this chamber. Since the participants in the reaction, owing to the high temperatures, are already likely to react in the place where the mixing takes place, perfect mixing must take place in a very short time.
As a mixer meeting, to a large extent, these requirements, it is possible to use, with good results, a device of elongated shape, preferably having a circular section, as described in the French patent no. 1,022,878 of May 15, 1950.
The hydrocarbon and oxygen are introduced at a high speed in the direction of the flow. After passing through a cylindrical tube, the mixture arrives in a conically expanding tube, in which the flow rate is decreased and the mixture is completed. The finished mixture leaves the mixer at its enlarged end and enters, through a distributor block, into the
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reaction chamber.
It is known that with this mixer, one can obtain particularly good results, when the speed of the hydrocarbon, at the place where the mixing takes place, is greater than that of the oxygen (cf. French patent no.1.120. 315 of March 4, 1955). However, tests carried out with gaseous hydrocarbons or in the vapor state, the molecular weight of which is greater than that of oxygen, have shown that, under the conditions described above, the results obtained are markedly poorer. The mixture of hydrocac'bide and oxygen has a very easy tendency to react prematurely in the mixing chamber, resulting in downtime and damage to parts of the mixer, especially in the mixing chamber. meeting point of oxygen and hydrocarbon, a point which is particularly reached.
One of the aims of the present invention is the manufacture of acetylene without premature ignition of the mixed gases.
Another object is the production of acetylene in a continuous process, which must not be frequently interrupted.
These and other objects of the present invention can be achieved when, when using a gaseous or vapor hydrocarbon, or a mixture of hydrocarbons, the weight of which is molecular weight or the average molecular weight is greater than that of oxygen, at the location where the mixing takes place, for the hydrocarbon or the mixture of hydrocarbons, a flow speed is chosen which is slower than that of oxygen, the minimum speed of the hydrocarbon or of the mixture of hydrocarbons having to be 100 m / s. The continuity of service of the burner is thus ensured, so that the production of acetylene increases.
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The molecular weight of oxygen is 32.
The molecular weights of pure hydrocarbons are as follows: methane 16, ethane 30, propane 44, butane
58. Mixtures containing propane and ethane therefore have a molecular weight of between 30 and 44, which may be greater than that of oxygen and which may be further increased by the addition of hydrocarbons containing more than 3 carbon atoms. carbon.
Particularly favorable results are obtained when the ratio between the speed of the hydrocarbon, or of the mixture of hydrocarbons, and that of oxygen is equal to the square root of the ratio between the density of oxygen and that of the hydrocarbon or mixture of hydrocarbons. The term density is understood to mean the mass / volume ratio, for example kilograms per cubic meter.
EXAMPLE
In a preheater, 600 kg / h of light gasoline are heated to 360 C and, in another preheater, 450 m3N of oxygen, also to 360 C. The hot gasoline vapor and hot oxygen are brought to a mixer, the subject of French patent No. 1,022,874 of May 15, 1950, where they are thoroughly mixed, then subjected to a reaction with flames in the reaction chamber. The cracking gas cooled to 80 ° C. contains 10% acetylene.
The sections of the mixer are chosen such that the speed of the oxygen is 250 m / s and that of the gasoline vapor is 150 m / s (speeds measured at 360 ° C. and under 1 atm. Abs. ). The ratio of the velocity of the hydrocarbon to that of the oxygen is 0.60, which is approximately the square root of the ratio of the density of oxygen to that of gasoline vapor.
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With such a ratio of speeds, the burner can operate for a fairly long time without a premature reaction occurring in the mixing chamber. In this case, it is important that the speed of the gasoline vapor is not less than 100 m / s, otherwise premature ignition in the mixing chamber will cause a stop of service and damage to the mixer.
CLAIMS.-
1.- Process for the production of acetylene, from hydrocarbons and oxygen, by mixing preheated gases, incomplete combustion of the mixture by a reaction with flames and sudden cooling of the hot cracked gas, characterized in that, when using a hydrocarbon, gaseous or in the vapor state, or a mixture of hydrocarbons whose molecular weight, or average molecular weight, is greater than that of oxygen, chooses, at the place where the mixing takes place, for the hydrocarbon or the mixture of hydrocarbons, a flow speed lower than that of oxygen, the minimum speed of the hydrocarbon or of the mixture of hydrocarbons being 100 m / s.