CH374646A

CH374646A - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Acetylen durch partielle Oxydation von Kohlenwasserstoffen

Info

Publication number: CH374646A
Application number: CH6364258A
Authority: CH
Inventors: Werner Dipl Ing Altstaedt; Erwin Dr Lehrer; Wilhelm Dr Schierwat Friedrich
Original assignee: Basf Ag
Priority date: 1957-11-22
Filing date: 1958-09-05
Publication date: 1964-01-31
Also published as: DE1057094B

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Acetylen durch partielle Oxydation von Kohlenwasserstoffen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Acetylen durch partielle Oxydation gasförmiger oder verdampfter Kohlenwasserstoffe und rasche Abkühlung der Reaktionsgase durch Einführung von Wasser in den Gasstrom.

Es ist bekannt, Acetylen durch partielle Oxydation gasförmiger oder verdampfter Kohlenwasserstoffe mit Sauerstoff herzustellen, indem die Reaktionsteilnehmer gemeinsam oder vorzugsweise 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 Reaktionsverlaufes 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-Sauerstoff-Gemisch 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 gegenüberliegende 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 Gasstrom befindliche Wand des Reaktionsraumes prallt. Bei zu tiefer Anordnung der Düse ist kein wirksamer seitlicher Abschluss mit Wasser gewährleistet. Aber auch bei genauester Einstellung der Düsen lässt es sich mit dieser Anordnung 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 Schwierigkeiten dadurch behoben werden können, dass man erfindungsgemäss das Wasser in Strahlen am Ende des Reaktionsraumes mindestens angenähert parallel zu einer im Reaktionsraum senkrecht zum Gasstrom angeordneten ebenen Wand einführt, wobei der Abstand zwischen den der Wand zunächst liegenden Mantellinien der vom Wasser gebildeten Strahlkegel 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 des erfindungsgemässen Verfahrens. Das Gas strömt, wie in der bekannten Vorrichtung gemäss Fig. 1, von oben her durch die Kanäle des Brennerblockes A in den Reaktionsraum B. An dem unteren Ende des Mantels C des Reaktionsraumes B ist eine ebene ringförmige Platte E befestigt, zu der parallel das Abschreckwasser aus einem Ring von Düsen D eingespritzt wird.

Es het sich gezeigt, dass sich ein wirksamer seitlicher Abschluss auch dann erzielen lässt, wenn die Wasserstrahlen nicht genau parallel zu der Wand geführt werden, sondern unter einem kleinen Winkel auf die Wand auftreffen. Eine geringfügige Dejustierung der zum Einspritzen benutzten Düsen, die leicht auftreten kann, ist also bei dieser Anordnung unerheblich. In Fig. 3 ist diese Anordnung dargestellt.

Als günstigste Dimensionierung der Wand hat sich eine radiale Ausdehnung zwischen 80 und 200mm, vorzugsweise 100 und 150mm, vom Öffnungsrand nach aussen gerechnet, 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 640" C und in einem zweiten Vorwärmer 450Nm3/h Sauerstoff ebenfalls auf eine Temperatur von 6400 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 Brennerblockes 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 Austritts öffnung des Reaktionsraumes durch einen Kranz von Düsen D Wasser in feinverteiIter Form eingespritzt wird. Man erhält ein Gasgemisch, das 8,3 Vol.O/o 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. Acetylen enthält und pro m3 1,77 g Russ mit sich führt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zur Herstellung von Acetylen durch partielle Oxydation gasförmiger oder verdampfter Kohlenwasserstoffe und rasche Abkühlung der Reak tionsgase durch Einführung von Wasser in den Gas strom, dadurch gekennnzeichnet, dass man das Was ser in Strahlen am Ende des Reaktionsraumes min destens angenähert parallel zu einer im Reaktions raum senkrecht zum Gas strom angeordneten ebenen Wand einführt, wobei der Abstand zwischen den der Wand zunächst liegenden Mantellinien der vom Was ser gebildeten Strahlkegel und der Wand so klein ge halten wird, dass das in diesem Zwischenraum befind liche Gas in Richtung des Wassers mitgerissen wird.

II. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass senkrecht zum Gasstrom eine ebene Platte mit einer Öffnung, welche zugleich die Austrittsöffnung des Reaktionsraumes ist, angeordnet ist, und dass zum Einführen des Abschreckwassers ein Kranz von Düsen um den Gas strom derart angeordnet ist, dass die der Wand zunächst liegenden Mantellinien der vom Was ser gebildeten Strahlkegel parallel zu der Platte ge führt werden.

UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass die einzuspritzenden Wasserstrah len unter einem kleinen Winkel auf die Wand auf treffen.

2. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die senkrecht zum Gas strom an geordnete ebene Platte in radialer Richtung eine Ausdehnung zwischen 80 und 200 mm, vorzugsweise zwischen 100 und 150 mm, vom Öffnungsrand nach aussen gerechnet, aufweist.