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PYROLYSE D'HYDROCARBURES,
La présente invention se rapporte à un procédé de pyrolyse ou de décomposition thermique d'hydrocarbures en vue de la préparation d'acétylène et/ou d'éthylène, par injection de l'hydrocarbure à pyrolyser dans des gaz chauds, obtenus par combustion d'un gaz ou vapeur combustible et d'un gaz com- burant, introduits sous forme de courants séparés, qui se ren- contrent dans la zone de réaction sous un angle déterminé.
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il est connu de préparer des hydrocarbures gazeux in- saturés, tels que l'acétylène ou des mélanges d'acétylène et d'éthylène, par pyrolyse d'hydrocarbures comme le naphta de pétrole.
Cette pyrolyse peut être effectuée par injection de l'hydrocarbure à pyrolyser dans des gaz chauds provenant de flammes à température élevée, obtenues par combustion d'un gaz combustible avec de l'air ou de l'oxygène.
Cependant, pour obtenir une température de pyrolyse très élevée dans la chambre de pyrolyse et un rendement maximum, il faut tenir compte de certaines dispositions et conditions spéciales, du point de vue mélange, introduction et combustion du gaz combustible et comburant. En effet, à une température de pyrolyse suffisamment élevée, on obtient instantanément de l'acétylène par décomposition thermique de naphta de pétrole.
Néanmoins, cette décomposition peut continuer jusqu'à la for- mation de noir de carbone et de produits goudronneux, à moins que la flamme bien que très intense ne soit très localisée.
D'autre part, pour obtenir une efficacité optimum, il faut que le front des flammes, dans le réacteur de pyrolyse, soit d'une stabilité relativement constante, pour n'importe quel type de brûleur ou dispositif de mélange et qu'on refroi- disse brusquement le gaz de pyrolyse après une courte durée de réaction, à l'endroit où la concentration du produit désiré est maximum.
On peut également constater que la garniture réfrac- taire ou les parois de la chambre de combustion sont parfois rapidement détruites par la chaleur ou par l'intensité des flam- mes, plus particulièrement lorsque la flamme est en contact avec les parois.
Lors de l'injection de deux courants indépendants de comburant et de combustible pour la génération de chaleur dans la chambre de réaction, on ne peut obtenir un rendement thermi- que maximum sans contrôle et réglage précis des débits des deux courants en fonction de leur quantité de mouvement et de leur rapport stceciométrique.
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1'-j=µ# la présente ir. ;
e:. ti o¯^., on remédie ? ces ine;n- vénients en effectuant la pyrolyse d'hydrocarbures plus satires en hydrocarbures moins saturés, tels que l'acétylène et/ou l'é- thylène, par injection de l'hydrocarbure à pyrolyser dans des gaz chauds provenant de la combustion, d'un gaz combustible avec un gaz comburant en maintenant des flammes courtes et stables, de température élevée, sans pertes thermiques excessives, et non en contact avec les parois de la chambre de combustion, malgré des fluctuations possibles des volumes ou des quantités de mou- vement des gaz introduits et/ou même malgré des variations de la composition des gaz.
L'objet de la présente invention sera expliqué ci-après à l'aide des dessins ci-annexés, qui montrent un mode préféré d'exécution de la présente invention, sans toutefois la limiter.
Dans ces schémas :
La figure 1 est une coupe verticale ou axiale d'un four de pyrolyse suivant la présente invention.
La figure 2 est une coupe transversale suivant la ligne
II - II de la figure 1.
La figure 3 est une vue partielle en coupe verticale ou axiale d'un autre four de pyrolyse.
La figure 4 est une coupe transversale de la figure 3 suivant la ligne IV - IV.
Dans les dessins, les mêmes références se rapportent aux mêmes éléments dans les différentes coupes et montrent un four de pyrolyse conformément à la présente description.
Dans ce four, la flamme est produite dans une chambre de réaction par injection par jets séparés des gaz combustible et de comburant, l'un des gaz étant injecté suivant l'axe de l'appareil, tandis que l'autre gaz est injecté de manière à rencontrer le premier dans la chambre de combustion sous un angle de 10 à 60 afin de former une flamme courte et de stabilité voulue. Cette flamme est formée en un point déterminé ou en des points ou emplacements convenablement éloignés des parois ré- fractai res de la chambre de combustion et du distributeur par
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où les gaz sont injectés.
D'après les figures 1 et 2, la chambre de combustion 10 est pourvue d'une garniture réfractaire il, et est délimitée à sa partie sup4rieure par un distributeur 12 refroidi par circula- tion d'un fluide refroidisseur entrant par 14 et sortant par la conduite 15.
Une tuyère d'infection 20 est prévue pour l'injection de l'oxygène (ou de l'air ou autre gaz comburant) dans la chambre de combustion 10 au travers du distributeur 12.
A distance égale de la tuyère d'injection 20, aboutis- sant plusieurs tuyères ou tubes d'admission 21 passant au travers du corps 12, la partie inférieure 22 de ces tuyères étant incli- née radialement vers l'intérieur, de sorte que les jets de gaz combustible venant de la partie inférieure 22 des tuyères 21 se rencontrent et se mélangent aux jets de gaz comburant entrant dans la chambre de combustion 10 par la tuyère 20 sous un angle de # 10 à 60 , de manière à produire une flamme prenant naissance approximativement au point 25 et espacée du distributeur 12 et des parois 11 de la chambre de combustion 10.
Cependant, une fente annulaire continue convenablement , inclinée à l'angle désiré peut remplacer avantageusement la pluralité de passages de gaz individuels aux tuyères 21 - 22 et : donne des résultats satisfaisants.
De plus, il est prévu plusieurs tuyères d'injection ou une fente annulaire 26 pour l'injection dans la chambre de combustion 10 d'un écran continu de vapeur de gaz inerte, sépa- rant entièrement la flamme 25 des parois réfractaires intérieures 11 de la chambre de combustion 10.
Ensuite, les gaz de combustion chauds provenant de la flamme 25 et la vapeur d'eau venant de la fente 26 se réunissent et pénètrent dans l'étranglement constituant la chambre de mélange 27 pour y être mélangé avec l'hydrocarbure à pyrolyser.
L'hydrocarbure à pyrolyser est introduit par 30 dans un collecteur annulaire 31 d'où il est injecté dans la chambre de mélange 27 par plusieurs tuyères d'injection (ou par une fente
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annulaire continue) 32. Le collecteur annulaire 31 et les ori- fices l'injection 32 sont refroidis par circulation d'eau ou au- tre liquide refroidisseur dans une chemise à circulation d'eau 33 pourvue des raccordements d'entrée et de sortie 34 et 35. De même afin d'accroître l'efficacité, on préchauffe de préférence l'hy- drocarbure à pyrolyser avant de l'injecter à vitesse élevée par le collecteur 31 et les orifices 32.
Après avoir été mélangé à la vapeur et aux gaz de com- bustion chauds provenant de la chambre de combustion 10, l'hydro- carbure à pyrolyser arrive dans la chambre de réaction 40, où il est décomposé thermiquement par les gaz de combustion chaude.
La paroi intérieure 49 de la chambre de combustion 40 est refroidie et/ou recouverte d'un écran d'eau formant une paroi d'eau qui évite le dépôt ou l'accumulation de suie eu de goudrons.
Ainsi qu'il apparait sur le dessin, cette paroi liquide en mouve- ment est produite par introduction d'eau par la conduite 42 dans le réservoir annulaire 43 d'où elle s'écoule par débordement par la fente annulaire 44 et coule le long de la paroi de la chambre de réaction 40.
L'hydrocarbure à pyrolyser en mélange avec les gaz de combustion chauds et avec la vapeur produite dans la chambre de combustion 10 est décomposé en passant au travers de la chambre de réaction 40 et on arrête la décomposition à la base de la chambre de réaction 40 en refroidissant brusquement par de l'eau du dispositif de trempe 47. Cette eau est injectée par des ori- fices disposés annulairement ou par une fente 48 reliant le collecteur 49, avec l'entrée d'eau 50. Le produit réaotionnel refroidi et gazeux est évacué de l'appareil par la sortie 51 se trouvant à la base, sous -les ajutages du dispositif de trempe 47.
Les figures 3 et 4 illustrent des dispositifs d'une capacité plus grande, pour la mise en pratique. suivant la pré- sente invention.
Ce dispositif comporte une chambre de combustion 55 entourée d'une paroi réfractaire 56 et est pourvu d'un distri- buteur 57 à sa partie supérieure.
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Le distributeur 57 est équipé de plusieurs injecteurs
60 ppur l'injection j'un gaz comburant dans la chambre de com- bustion 55.
Ces injecteurs 60 sont disposés à distance égale sur un cercle dont le centre se trouve sur l'axe longitudinal de la cham- bre de combustion 55 pour l'injection d'un jet de gaz comburant parallèlement à l'axe de la chambre de combustion 55.
Entourant chacun des injecteurs 60 (qui peuvent être remplacés avantageusement par une fente annulaire), on trouve une pluralité de passages d'admission de combustible 61, dont la partie inférieure 62 est inclinée radialement vers l'intérieur par rapport aux différents injecteurs 60, de sorte que les jets de gaz combustible entrant dans la chambre de combustion 55 par les différents injecteurs de combutible 61, se rencontrent et se mélangent avec les jets de gaz comburant entrant par les injec- teurs 60 sous un angle d'environ 10 à 60 pour donner des flammes individuelles 65, formant une couronne de flammes à une distance déterminée du distributeur 57.
On refroidit le distributeur 57 par circulation d'un agent de refroidissement dans le canal annulaire 66, ce fluide entrant par 67 et sortant par 68. Dans le dispositif représenté, on introduit de la vapeur par les orifices d'entrée de vapeur 70 dans la canalisation annulaire 71 et on ¯'¯'injecte le long de la face intérieure de la paroi 56 de la chambre de combustion 55, cette injection se faisant par la fente 72. Dans la chambre de combustion 55, cette vapeur se mélange aux gaz de combustion chauds.
L'hydrocarbure à pyrolyser et préchauffé est introduit à vitesse élevée par la conduite 75 dans une canalisation annu- laire 76. De là, il passe dans la zone de mélange par une série d'orifices d'injection 77 pour être mélangé avec les gaz de com- bustion chauds et à la vapeur venant de la chambre de combustion 55.
Comme dans le dispositif décrit précédemment, une che- mise à circulation de fluide refroidisseur 78 est prévue pour la canalisation annulaire 76, le liquide refroidisseur entrant en 79
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etsortanten 80. Apres avoir été mélangé aux gaz de combustion chauds et à la vapeur, l'hydrocarbure à pyrolyser passe au tra- vers de la chambre de réaction 85, dont les parois 86 sont pour- vues d'un écran d'eau obtenu par injection d'eau dans la chambre de combustion par l'intermédiaire de la conduite 88, la canali- sation 87 et des fentes 89.
Ces gaz refroidis brusquement après achèvement de la réaction dans la partie inférieure de la chambre de réaction 85 (non représentée) par un jet transversal d'eau froide et les pro- duits gazeux sont recueillis suivant un procédé connu.
A titre d'exemple complémentaire, des résultats satis- faisants ont été plus spécialement obtenus en utilisant le dispo- sitif des figures 1 et 2 par injection de 10,2 Nm3 d'oxygène par heure (pureté + 97,5 %) et avec une vitesse d'environ 39,7 m/sec. par l'injecteur 20, d'un diamètre d'environ 10 mm. tandis qu'on injecte 12,C Nm3/h. de gaz de fours à coke à une vitesse de 84.5 m/sec. par les injecteurs de combustible 21, d'un diamètre inté- rieur de 2. 6 mm. placés à intervalles réguliers autour de l'in- jecteur 20.
Le gaz de fours à coke est injecté par les injecteurs de gaz combustible 21 et la partie inclinée 22, disposés de ma- nière à ce que le jet de gaz combustible rencontre le jet d'oxy- gène sortant de l'injecteur 20 sousun angle d'environ 25 . On obtient de cette manière une flamme verticale relativement courte à une température d'environ 3000 C dont l'axe longitudinal coin- cide avec l'axe de la chambre de combustion 10.
Par le dispositif d'injection 26, on injecte
10,5 kg/h. de vapeur d'eau surchauffée à environ 800 C.
On injecte un naphta, distillant entre 43 et 138 C, dans les gaz de combustion chauds qui ont été formés au cours de l'opération précédente. Le naphta est préchauffé à environ
600 C avant l'injection dans l'entrée 30 avec une vitesse (cal- culé aux orifices 32) d'environ 58 m. /sec., puis on le mélange à de la vapeur d'eau, dans la proportion de 24,0 kg/h, de naphta pour 7,2 kg/h. de vapeur d'eau.
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La. pyrolyse lu naphta j'effectue dans la :.a.' re de réaction 40 avec une durée de contact de 0,0018 sec. comptée à partir de la sortie des orifices 30 jusqu'au refroidissement brusqua par pulvérisation d'eau en 47, ce qui permet d'obtenir 47,1 Nm3/h. de gaz (contenant 8,7 d'acétylène et 15,2 Nm3/h. d'éthylène).
Sur base de ces données, la production calculée sur le naphta est respectivement de 19,8 % et 39,7 % poids pour l'acétylène et l'éthylène, soit une production totale de 59,5 de matière utilisable. On n'a observé aucune détérioration ap- préciable du revêtement réfractaire 11 au carbure de silicium de la chambre de combustion 10 et de la chambre de mélange 27, même après un temps de fonctionnement en continu considérablement long. De plus, on n'a constaté aucun dépôt ou accumulation de suie ou de matière goudronneuse sur les parois intérieures de la chambre de réaction 40.
Ainsi qu'on le constate par ce qui précède, le gaz de combustion comme le gaz comburant peut être injecté suivant la présente invention par les injecteurs axiaux ou par les injec- teurs inclinés, en donnant les résultats mentionnés ci-dessus, notamment une flamme stable, courte et dirigée axialement en dépit de la vitesse d'injection élevée des gaz.
On a obtenu des résultats satisfaisants en maintenant la vitesse des deux jets de gaz à la sortie des injecteurs entre 10 et 200 m./sec.
De même, avec le dispositif donnant une multitude de jets de gaz séparés et inclinés entourant un jet de .gaz primaire (qu'il s'agisse de la disposition 20 - 22 des figures 1 et 2 ou de la disposition 60 - 62 des figures 3 et 4), on maintient une flamme stable et courte sans aucune perturbation ou inclinaison de la flamme, même avec une différence sensible entre les quan- tités de mouvement de ces gaz.
En conséquence, parmi les avantages pouvant être obtenus par la présente invention, on notera que la modification ou le remplacement des distributeurs 12 ou 57 (ou la modification ou remplacement des injecteurs et leur emplacement) n'est pas
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nécessaire, même si le rapport entre le gaz de combustion et le gaz carburant, ou entre le volume des gaz de combustion et com- burant ou leur nature changent de temps à sutre, de sorte que, avec un dispositif conçu suivant la présente invention, des modi- fications d'ordre commercial de ce genre peuvent être effectuées semé dans un appareil semblable et tout en continuant d'obtenir une efficacité optimum et convenable en comparaison par exemple,
avec d'autres dispositifs connus dort la dimension des orifices et les débits doivent être modifiés fondamentalement pour diffé- rents combustibles ou différentes conditions de fonctionnement.
De plus, d'après la présente invention, on maintient les flammes quelque peu espacées de la face des distributeurs 12 ou 57, ainsi que de la paroi intérieure des chambres de combustion 10 ou 55, assurant une longévité accrue.
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HYDROCARBON PYROLYSIS,
The present invention relates to a process for the pyrolysis or thermal decomposition of hydrocarbons for the preparation of acetylene and / or ethylene, by injection of the hydrocarbon to be pyrolyzed into hot gases, obtained by combustion of a combustible gas or vapor and a combustible gas, introduced as separate streams, which meet in the reaction zone at a determined angle.
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it is known to prepare gaseous unsaturated hydrocarbons, such as acetylene or mixtures of acetylene and ethylene, by pyrolysis of hydrocarbons such as petroleum naphtha.
This pyrolysis can be carried out by injecting the hydrocarbon to be pyrolyzed into hot gases originating from flames at high temperature, obtained by combustion of a combustible gas with air or oxygen.
However, in order to obtain a very high pyrolysis temperature in the pyrolysis chamber and maximum efficiency, certain special arrangements and conditions must be taken into account, from the point of view of mixing, introduction and combustion of the fuel and oxidizer gas. Indeed, at a sufficiently high pyrolysis temperature, acetylene is instantly obtained by thermal decomposition of petroleum naphtha.
However, this decomposition can continue until the formation of carbon black and tarry products, unless the flame, although very intense, is very localized.
On the other hand, to obtain optimum efficiency, it is necessary that the flame front, in the pyrolysis reactor, be of a relatively constant stability, for any type of burner or mixing device and that it is cooled. - abruptly dissolves the pyrolysis gas after a short reaction time, at the place where the concentration of the desired product is maximum.
It can also be seen that the refractory lining or the walls of the combustion chamber are sometimes quickly destroyed by heat or by the intensity of the flames, more particularly when the flame is in contact with the walls.
When injecting two independent streams of oxidizer and fuel for the generation of heat in the reaction chamber, maximum thermal efficiency cannot be obtained without control and precise adjustment of the flow rates of the two streams as a function of their quantity. of movement and their stceciometric ratio.
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e :. ti ō ^., we remedy? these ine; n- come by carrying out the pyrolysis of hydrocarbons more saturated with less saturated hydrocarbons, such as acetylene and / or ethylene, by injecting the hydrocarbon to be pyrolyzed into hot gases coming from combustion , of a combustible gas with an oxidizing gas while maintaining short and stable flames, at high temperature, without excessive heat losses, and not in contact with the walls of the combustion chamber, despite possible fluctuations in the volumes or quantities of movement of the gases introduced and / or even despite variations in the composition of the gases.
The object of the present invention will be explained below with the aid of the accompanying drawings, which show a preferred embodiment of the present invention, without however limiting it.
In these diagrams:
Figure 1 is a vertical or axial section of a pyrolysis furnace according to the present invention.
Figure 2 is a cross section along the line
II - II of figure 1.
FIG. 3 is a partial view in vertical or axial section of another pyrolysis oven.
Figure 4 is a cross section of Figure 3 taken along the line IV - IV.
In the drawings, the same references relate to the same elements in the different sections and show a pyrolysis oven in accordance with the present description.
In this furnace, the flame is produced in a reaction chamber by injection by separate jets of the fuel and oxidant gases, one of the gases being injected along the axis of the apparatus, while the other gas is injected with so as to meet the first in the combustion chamber at an angle of 10 to 60 to form a short flame and the desired stability. This flame is formed at a determined point or at points or locations suitably remote from the refractory walls of the combustion chamber and the distributor by
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where the gases are injected.
According to Figures 1 and 2, the combustion chamber 10 is provided with a refractory lining 11, and is delimited at its upper part by a distributor 12 cooled by the circulation of a cooling fluid entering through 14 and exiting through driving 15.
An infection nozzle 20 is provided for injecting oxygen (or air or other oxidizing gas) into the combustion chamber 10 through the distributor 12.
At an equal distance from the injection nozzle 20, terminating several nozzles or intake tubes 21 passing through the body 12, the lower part 22 of these nozzles being inclined radially inwards, so that the jets of combustible gas coming from the lower part 22 of the nozzles 21 meet and mix with the jets of oxidizing gas entering the combustion chamber 10 through the nozzle 20 at an angle of # 10 to 60, so as to produce a flame taking birth approximately at point 25 and spaced from distributor 12 and walls 11 of combustion chamber 10.
However, a suitably continuous annular slot inclined at the desired angle can advantageously replace the plurality of individual gas passages at nozzles 21 - 22 and give satisfactory results.
In addition, several injection nozzles or an annular slot 26 are provided for the injection into the combustion chamber 10 of a continuous screen of inert gas vapor, completely separating the flame 25 from the inner refractory walls 11 of the chamber. the combustion chamber 10.
Then, the hot combustion gases from the flame 25 and the water vapor from the slit 26 meet and enter the throttle constituting the mixing chamber 27 to be mixed with the hydrocarbon to be pyrolyzed.
The hydrocarbon to be pyrolyzed is introduced through 30 into an annular manifold 31 from where it is injected into the mixing chamber 27 through several injection nozzles (or through a slit
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annular continuous) 32. The annular manifold 31 and the injection ports 32 are cooled by circulating water or other cooling liquid in a circulating water jacket 33 provided with inlet and outlet connections 34 and 35. Similarly, in order to increase efficiency, the hydrocarbon to be pyrolyzed is preferably preheated before it is injected at high speed through the manifold 31 and the orifices 32.
After being mixed with the steam and hot combustion gases from the combustion chamber 10, the hydrocarbon to be pyrolyzed arrives in the reaction chamber 40, where it is thermally decomposed by the hot combustion gases.
The inner wall 49 of the combustion chamber 40 is cooled and / or covered with a water screen forming a water wall which prevents the deposition or accumulation of soot or tar.
As shown in the drawing, this moving liquid wall is produced by introducing water through line 42 into annular reservoir 43 from where it overflows through annular slot 44 and flows along of the wall of the reaction chamber 40.
The hydrocarbon to be pyrolyzed mixed with the hot combustion gases and with the vapor produced in the combustion chamber 10 is decomposed by passing through the reaction chamber 40 and the decomposition at the base of the reaction chamber 40 is stopped. by abruptly cooling with water from the quenching device 47. This water is injected through orifices arranged annularly or through a slot 48 connecting the collector 49 with the water inlet 50. The cooled and gaseous reaction product is evacuated from the apparatus through the outlet 51 located at the base, under the nozzles of the quenching device 47.
Figures 3 and 4 illustrate devices of greater capacity, for practice. according to the present invention.
This device comprises a combustion chamber 55 surrounded by a refractory wall 56 and is provided with a distributor 57 at its upper part.
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The distributor 57 is equipped with several injectors
60 for the injection of an oxidizing gas into the combustion chamber 55.
These injectors 60 are arranged at an equal distance on a circle, the center of which is on the longitudinal axis of the combustion chamber 55 for the injection of a jet of oxidizing gas parallel to the axis of the combustion chamber. 55.
Surrounding each of the injectors 60 (which can be advantageously replaced by an annular slot), there is a plurality of fuel inlet passages 61, the lower part 62 of which is inclined radially inwards with respect to the different injectors 60, of so that the jets of fuel gas entering the combustion chamber 55 through the various fuel injectors 61, meet and mix with the jets of oxidizing gas entering through the injectors 60 at an angle of about 10 to 60 to give individual flames 65, forming a crown of flames at a determined distance from the distributor 57.
The distributor 57 is cooled by circulating a cooling agent in the annular channel 66, this fluid entering through 67 and exiting through 68. In the device shown, steam is introduced through the steam inlet orifices 70 into the annular pipe 71 and one ¯ '¯ is injected along the inner face of the wall 56 of the combustion chamber 55, this injection being made through the slot 72. In the combustion chamber 55, this vapor is mixed with the gases of hot combustion.
The hydrocarbon to be pyrolyzed and preheated is introduced at high speed through line 75 into an annular line 76. From there, it passes into the mixing zone through a series of injection ports 77 to be mixed with the gases. hot and steam combustion from combustion chamber 55.
As in the device described above, a cooling fluid circulation duct 78 is provided for the annular pipe 76, the cooling liquid entering at 79.
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and leaving 80. After having been mixed with the hot combustion gases and with steam, the hydrocarbon to be pyrolyzed passes through the reaction chamber 85, the walls 86 of which are provided with a water screen obtained. by injecting water into the combustion chamber via line 88, line 87 and slots 89.
These gases are suddenly cooled after completion of the reaction in the lower part of the reaction chamber 85 (not shown) by a transverse jet of cold water and the gaseous products are collected according to a known method.
By way of additional example, satisfactory results were more especially obtained using the device of FIGS. 1 and 2 by injection of 10.2 Nm 3 of oxygen per hour (purity + 97.5%) and with a speed of about 39.7 m / sec. by the injector 20, with a diameter of about 10 mm. while 12, C Nm3 / h are injected. of coke oven gas at a speed of 84.5 m / sec. by the fuel injectors 21, with an internal diameter of 2. 6 mm. placed at regular intervals around the injector 20.
The gas from the coke ovens is injected by the fuel gas injectors 21 and the inclined part 22, arranged so that the jet of fuel gas meets the jet of oxygen exiting the injector 20 at an angle. about 25. In this way a relatively short vertical flame is obtained at a temperature of about 3000 ° C., the longitudinal axis of which coincides with the axis of the combustion chamber 10.
By the injection device 26, one injects
10.5 kg / h. of superheated water vapor to about 800 C.
A naphtha, distilling between 43 and 138 C, is injected into the hot combustion gases which were formed during the previous operation. The naphtha is preheated to approximately
600 C before injection into inlet 30 with a speed (calculated at ports 32) of about 58 m. / sec., then mixed with steam, in the proportion of 24.0 kg / h, naphtha for 7.2 kg / h. of water vapor.
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The. Pyrolysis of naphtha I carry out in the: .a. ' re reaction 40 with a contact time of 0.0018 sec. counted from the outlet of the orifices 30 until the abrupt cooling by spraying water at 47, which makes it possible to obtain 47.1 Nm3 / h. gas (containing 8.7 acetylene and 15.2 Nm3 / h. of ethylene).
On the basis of these data, the production calculated on naphtha is respectively 19.8% and 39.7% by weight for acetylene and ethylene, ie a total production of 59.5 of usable material. No appreciable deterioration of the silicon carbide refractory lining 11 of the combustion chamber 10 and of the mixing chamber 27 was observed, even after a considerably long continuous operation time. In addition, no deposit or build-up of soot or tarry material was observed on the interior walls of reaction chamber 40.
As can be seen from the foregoing, the combustion gas such as the oxidizing gas can be injected according to the present invention by the axial injectors or by the inclined injectors, giving the results mentioned above, in particular a flame. stable, short and axially directed despite the high gas injection speed.
Satisfactory results have been obtained by maintaining the speed of the two gas jets at the outlet of the injectors between 10 and 200 m./sec.
Likewise, with the device giving a multitude of separate and inclined gas jets surrounding a primary gas jet (whether it is the arrangement 20 - 22 of Figures 1 and 2 or the arrangement 60 - 62 of the figures 3 and 4), a stable and short flame is maintained without any disturbance or inclination of the flame, even with a substantial difference between the amounts of movement of these gases.
Accordingly, among the advantages obtainable by the present invention, it will be noted that the modification or replacement of the distributors 12 or 57 (or the modification or replacement of the injectors and their location) is not
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necessary, even if the ratio between the combustion gas and the fuel gas, or between the volume of the combustion and fuel gases or their nature changes from time to time, so that, with a device designed according to the present invention, such commercial modifications can be made sown in a similar apparatus and still obtain optimum and suitable efficiency in comparison, for example,
with other known devices the size of the orifices and the flow rates must be changed fundamentally for different fuels or different operating conditions.
In addition, according to the present invention, the flames are kept somewhat spaced from the face of the distributors 12 or 57, as well as from the interior wall of the combustion chambers 10 or 55, ensuring increased longevity.