DE1041010B

DE1041010B - Process for the continuous implementation of chemical reactions with the formation of gaseous or liquid products

Info

Publication number: DE1041010B
Application number: DEB35659A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Walter Bueche; Dr-Ing Leo Unterstenhoefer
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1955-05-07
Filing date: 1955-05-07
Publication date: 1958-10-16

Description

Verfahren zur fortlaufenden Durchführung chemischer Reaktionen unter Bildung gasförmiger oder flüssiger Produkte Die rasche und vollständige Durchführung von chemischen Reaktionen zwischen fließbaren Stoffen zur Gewinnung wertvoller Produkte setzt meist voraus, daß die einzelnen ninzusetzenden Bestandteile miteinander intensiv vermischt werden. Hauptsächlich bei kontinuierlich betriebenen Verfahren, die sich in homogener Phase abspielen, sind deshalb Arbeitsweisen erwünscht, bei denen die Bestandteile unmittelbar in der Reaktionszone schnellstens durchmischt werden und der Mischvorgang während der Umsetzung aufrechterhalten bleibt. Insbesondere gilt das für diejenigen Verfahren, bei denen die miteinander umzusetzenden Bestandteile sich nicht vereinigen dürfen, bevor sie den Reaktionsbedingungen unterworfen werden.Process for continuously performing chemical reactions below Formation of gaseous or liquid products The rapid and complete implementation of chemical reactions between flowable substances to produce valuable products usually presupposes that the individual components to be used together intensively be mixed. Mainly in continuously operated processes, which play in a homogeneous phase, working methods are therefore desirable in which the Components are mixed as quickly as possible directly in the reaction zone and the mixing process is maintained during the implementation. In particular, for those processes in which the components to be reacted with one another must not combine before they are subjected to the reaction conditions.

Als weitere Forderung tritt oft hinzu, daß hierbei die homogene Durchmischung weder durch eine Anderung der je Zeiteinheit dem Verfahren zugeführten Mengen noch durch Unterschiede der Dichte, der Zähigkeit und sonstiger Stoffeigenschaften der einzeiflen am Ablauf des Vorganges beteiligten Medien beeinflußt werden darf. Eine von der Verweilzeit weitgehend unabhängige Stabilität des Mischvorganges ist besonders bei schnell verlaufenden Umsetzungen von Bedeutung, bei dienen eine Regelbarkeit der Geschwindigkeiten der Komponenten notwendig ist. Another requirement is often that homogeneous mixing is achieved neither by changing the quantities fed into the process per unit of time nor due to differences in density, toughness and other material properties of the individual media involved in the process may be influenced. One The stability of the mixing process, which is largely independent of the residence time, is special in the case of rapid implementations of importance, in the case of a controllability the speeds of the components is necessary.

Diese Forderung wird von den bis jetzt bekanntgewordenen Vorrichtungen noch nicht in wunschenswerter Weise erfüllt, so daß sie oft einer zeitraubenden konstruktiven und verfahrenstechnischen Anpassung an die jeweiligen Betriebsbedingungen bedürfen.This requirement is met by the devices known up to now not yet fulfilled in a desirable way, making them often a time-consuming one constructive and procedural adaptation to the respective operating conditions need.

Es ist nun bekannt, daß sich manche dieser Nachteile bei der Gewinnung wertvoller chemischer Produkte durch Reaktionen zwischen gasförmigen oder flüssigen Stoffen vermeiden lassen, wenn diese in der Form einer dreidimensionalen Wfrhelsenke (»Trombe« siehe z. B. Bruno Eck, Technische Strömungslehre, 1954) bewegt und hierbei zur Reaktion gebracht werden. Zur Ausbildung solcher Wirbelsenken werden meistens Vorrichtungen benutzt, in deren hohlem Innern durch eine oder mehrere Komponenten die Wirbelsenke erzeugt wird, während weitere dem Kern der Potentialsbrömung zugeführt werden. Der nutzbringende Erfolg derartiger bekannter Vorrichtungen ist an die Verwendung bestimmter Formen sowie bestimmter Lagen der Zuführungsstellen für die umzusetzenden Komponenten zueinander, wie auch zu der Anordnung der Abfü1Drungsstelle für die entstandenen Gemische gebunden. It is now known that some of these disadvantages in the extraction valuable chemical products through reactions between gaseous and liquid Avoid substances if they are in the form of a three-dimensional spiral sink ("Trombe" see, for example, Bruno Eck, Technische Fluidhrehre, 1954) moves and here be made to react. To form such vertebral sinks are mostly Devices used in their hollow interior by one or more components the vortex sink is created, while more is supplied to the core of the potential flow will. The beneficial success of such known devices is due to their use certain shapes and certain positions of the feed points for those to be implemented Components to each other, as well as to the arrangement of the Abfü1Drungsstelle for the resulting mixtures bound.

Es wurde nun gefunden, daß bei der fortlaufenden Durchführung chemischer Reaktionen unter Bildung gasförmiger oder flüssiger Produkte der Ablauf der chemischen Reaktionen in Wirhelsenken verbessert und weitgehend von der Form der Vorrichtung und von der Lage der Zuführungsstellen im Kern sowie der der Abfühzrungsstellen für die entstandenen Gemische unabhängig wird, wenn man zur Erzeugung derWirbelsenke jenes Medium benutzt, dessen Dichte, bezogen auf seinen Zustand nach dem Eintritt in die Wirbelsenke, höher ist als die Dichte des in der Reaktionszone vorhandenen Gemisches aus Anteilen des die Wirbelsenke erzeugenden Mediums, bereits entstandenen Reaktionsprodukten sowie sonstigen, nicht zur Erzeugung der Wirbelsenke dienenden Reaktionsteilnehmer. Dadurch läßt sich erreichen, daß die Umsetzung in einer die Wirbelachse umschließenden etwa zylinderförmigen Mantelzone geringer Dicke erfolgt, deren Durchmesser nur einen Bruchteil des Wirbeldurchmessers beträgt, und daß die Lage und Form dieser Reaktionszone von der Durchsatzgeschwindigkeit und den Stoffeigenschaften besonders unabhängig ist. Die Intensität der Durchwirbelung in der Reaktionszone kann noch verbessert werden, indem man die miteinander zur Reaktion zu bringenden gasförmigen oder bzw. und flüssigen Bestandteile der Wirbelsenke einzeln oder insgesamt in regelbarer Weise pulsierend zuführt. It has now been found that when carried out continuously, chemical Reactions with the formation of gaseous or liquid products the course of the chemical Improved reactions in vertebral sinks and largely on the shape of the device and the position of the feed points in the core and that of the discharge points becomes independent for the resulting mixtures if one goes to the generation of the vortex sink that medium is used, its density, based on its state after entry in the vertebral depression, is higher than the density of that present in the reaction zone Mixture of parts of the medium producing the vertebral depression, already created Reaction products as well as others not used to generate the vertebral sink Respondents. It can thereby be achieved that the implementation in a die The approximately cylindrical jacket zone of small thickness surrounding the vortex axis takes place, whose diameter is only a fraction of the vortex diameter, and that the The position and shape of this reaction zone depends on the throughput rate and the material properties is particularly independent. The intensity of the vortex in the reaction zone can still be improved by putting those to be reacted with each other gaseous or or and liquid components of the vertebral sink individually or as a whole supplies pulsating in a controllable manner.

Mit dem vorliegenden Verfahren lassen sich außerordentlich kurze Verweilzeiten in der Reaktionszone erzielen. Es ist deshalb besonders geeignet, schnell verlaufende, hauptsächlich exotherme Reaktionen an beliebiger Stelle abzubrechen, indem man nach entsprechend gewählter Verweilzeit die Gemische abschreckt. Hierzu kann man, wie es bekannt ist, inerte Medien oder Reaktionsteilnelinier bzw. Endprodukte in kaltem Zustand einführen. Es hat sich jedoch als vorteilhaft erwiesen, zum Abschrecken der Temperatur exotherm reagierende Gase bzw. Gasgemische oder verdampfbare Flüssigkeiten unmittelbar in den Kern der Wirbelsenke einzuführen. So können z. B. aus gesättigten Kohlenwasserstoffen mit Sauerstoff, je nach den gewählten Atlengenverhältnissen, ungesättigte Kohlenwasserstoffe der OleEn- bzw. Acetylenreihe erhalten werden, wenn man anschließend in die Reaktionszone ein Kühlmittel, z. B. Wasser, einspritzt. With the present method, extremely short Achieve residence times in the reaction zone. It is therefore particularly suitable stop rapid, mainly exothermic reactions at any point, by quenching the mixtures after an appropriately selected residence time. For this one can, as is known, inert media or reaction part liners or end products in introduce cold state. However, it has proven advantageous for quenching The temperature exothermic reacting gases or gas mixtures or vaporizable liquids to be introduced directly into the core of the vertebral cavity. So z. B. from saturated Hydrocarbons with oxygen, depending on the chosen atomic ratio, Unsaturated hydrocarbons of the OleEn or acetylene series are obtained if you then in the reaction zone a coolant, for. B. water, injected.

Es ist zur Durchführung von endothermen Reaktionen vorgeschlagen worden, die umzusetzenden Stoffe insgesamt oder einzeln auf eine über der Reaktionstemperatur liegende Temperatur vorzuwärmen und anschließend der Wirbelsenke zuzuführen. Sollte dies zur Deckung des Wärmebedarfs nicht ausreichen oder sich aus sonstigen Gründen rerbieten, so können der Wirbelsenke heiße inerte Gase bzw. Flüssigkeiten oder kondensierbare Dämpfe zugeführt werden. In vielen Fällen ist es zur Durchführung einer endothermen Hauptreaktion vorteilhaft, mindestens einen Hilfsstoff höherer Dichte, der mit einem Teil der der Reaktionszone zugeführten Komponenten exotherm reagiert, in solcher Menge zuzuführen, daß durch die bei der Nebenreaktion frei werdende Wärme die für die Hauptreaktion erforderliche Temperatur aufrechterhalten wird. So kann z. B. bei der oben angeführten Erzeugung von ungesättigten Kohlenwasserstoffen die gewünschte Reaktionstemperatur dadurch erreicht werden, daß ein Teil der zugeführten gesättigten Kohlenwasserstoffe mit Luft oder Sauerstoff verbrannt wird. It is proposed to carry out endothermic reactions have been, the substances to be converted in total or individually to one above the reaction temperature preheat the lying temperature and then supply it to the vertebral cavity. Should this is not sufficient to cover the heat requirement or is due to other reasons rerbieten, so the vertebral sink can hot inert gases or liquids or condensable Vapors are supplied. In many cases it is used to carry out an endothermic one Main reaction advantageous, at least one auxiliary higher density, which with a Part of the components fed to the reaction zone reacts exothermically in such To add amount that by the heat released in the side reaction for the temperature required for the main reaction is maintained. So z. B. in the above-mentioned production of unsaturated hydrocarbons, the desired Reaction temperature can be achieved in that a portion of the supplied saturated Hydrocarbons are burned with air or oxygen.

Der Ablauf derartig durchgeführter Umsetzungen kann Schwankungen - beispielsweise durch unterschiedlichen Gehalt an reaktionsfähigen Stoffen in den zugefiihrten Medien - unterworfen sein, die durch Regelung des Mengenverhältnisses der sich umsetzenden Stoffe oder Stoffgemische ausgeglichen werden können. Diese Regelung kann durch den Reaktionsablauf, vorzugsweise durch eine sich örtlich einstellende Reaktionstemperatur oder das Maß der erreichten Umsetzung oder durch Druckunterschiede in der Wirbelsenke, gesteuert werden. The sequence of conversions carried out in this way can fluctuate - For example, due to the different content of reactive substances in the supplied media - be subject to the regulation of the quantitative ratio the reacting substances or mixtures of substances can be compensated. These Control can be through the course of the reaction, preferably through a locally established one Reaction temperature or the degree of conversion achieved or pressure differences in the vertebral depression.

Wenn längere Verweilzeiten erforderlich sind, kann die Reaktion auch in mehreren hintereinander durchflossenen Wirbel senken vorgenommen werden, die einzeln durch das dichtere Medium erzeugt werden, wobei die zentral aus einer Senke austretenden Stoffe, in der Durchflußrichtung gesehen, jeweils dem Kern der nächsten zuströmen. If longer residence times are required, the reaction can also in several vertebrae flowed through one behind the other, lowering the can be produced individually by the denser medium, with the central from a sink emerging substances, seen in the direction of flow, each to the core of the next flow in.

Für die Durchführung des beanspruchten Verfahrens kommen alle Vorrichtungen in Frage; die zur Erzeugung der Strömungsform einer Wirbelsenke geeignet sind. Besonders bewährt haben sich rotationssymmetrische Hohlräume, au deren einem Ende das Medium unmittelbar tangential oder mit vorher erzeugter Drallbewegung axial eingeführt wird und bei denen die am gegenüberliegenden Ende angeordnete Austrittsstelle so verengt ist, daß im Kern der Wirbelsenke ein Druckgefälle von der Austrittsstelle zur Eintrittsstelle des die Wirbelbexvegung erzeugenden Stoffes besteht. Das axiale Druckgefälle kann aber auch durch anders geformte Strömungswiderstände, die an der Austrittsstelle oder in deren Nähe angebracht sind, hervorgerufen bzw. vergrößert werden. All devices are used to carry out the claimed method in question; which are suitable for generating the flow shape of a vertebral sink. Particularly Rotationally symmetrical cavities have proven useful, with the medium at one end introduced directly tangentially or axially with a previously generated twist movement and in which the exit point arranged at the opposite end is so is narrowed that in the core of the vertebral depression a pressure drop from the exit point at the point of entry of the material generating the vortex movement. The axial However, pressure gradient can also be caused by differently shaped flow resistances that occur on the Exit point or are attached in the vicinity, caused or enlarged will.

Es kann auch in bestimmten Fällen von Vorteil sein, der Verengung an der Austrittsstelle eine solche Form zu geben, daß die in der Nähe von der Innenseite des Hohlraumes strömenden Stoffteile eine Bewegungs- komponente erhalten, die der Richtung der ausströmenden Gase entgegengesetzt ist.It can also be beneficial in certain cases of narrowing at the exit point to give such a shape that the one near the inside parts of the material flowing through the cavity cause a movement component received by the Direction of the outflowing gases is opposite.

An Hand der Zeichnungen werden die sich bei der Durchführung einer chemischen Reaktion in einer Wirbelsenke abspielenden hydro- bzw. aerodynamischien Vorgänge nachstehend beschrieben. On the basis of the drawings, you will find out when carrying out a chemical reaction in a vertebral depression taking place hydro- or aerodynamic Operations described below.

Abb. 1 zeigt zwei Schnitte durch einen rotationssymmetrischen Hohlraum K, in den das schwerere Medium in der Nähe des Abschlußbodens M bei A tangential eintritt. Die Austrittsstelle F liegt am anderen Ende des Hohlraumes K und wird durch den Konus L gebildet. Das Medium bewegt sich auf einer Schraubenbahn in axialer Richtung, deren Form durch die Kurve B schematisch dargestellt ist. Da bei derartigen Wirbeln die Umfangsgeschwindigkeit der einzelnen Teilchen mit abnehmendem Radius zunimmt, besteht im Innern des Hohlraumes ein Druckgefälle von der Wand nach der Aehse G zu. Ebenso besteht in Achsnähe ein Druckabfall vom Ausgang F zum Eingang bei A hin. Fig. 1 shows two sections through a rotationally symmetrical cavity K, into which the heavier medium is tangential near the bottom M at A entry. The exit point F is at the other end of the cavity K and is formed by the cone L. The medium moves axially on a screw path Direction, the shape of which is shown schematically by curve B. Since with such Whirl the peripheral speed of the individual particles with decreasing radius increases, there is a pressure gradient inside the cavity from the wall to the Aehse G to. There is also a pressure drop from outlet F to the inlet near the axis at A.

Die Abb. 2 zeigt den Verlauf des Druckes P in Abhängigkeit vom Hohlraumradius r an der Stelle, die in Abb. 1 mit N-N bezeichnet ist. Die KurveP schneidet die die Höhe des Druckes außerhalb, des Hohlraumes darstellende Linie 0-0, besitzt jedoch bei den Radius rf der Öffnung F noch einen positiven Wert. Fig. 2 shows the pressure P as a function of the cavity radius r at the point marked N-N in Fig. 1. The curve P intersects the however, the level of the pressure outside, the line representing the cavity, has 0-0 the radius rf of the opening F still has a positive value.

In der öffnung werden deshalb die Randschichten des austretenden Mediums in Richtung der Pfeile E und die inneren entgegengesetzt in Richtung der Pfeile H strömen, da im Kern ein Unterdruck gegenüber dem Außendruck besteht. Die inneren Schichten werden also wieder in den Hohlraum hineingezogen und bewegen sich unter dem von F nach A bestehenden Druckgefälle gegen den Boden M zu, wie durch die Pfeile C angedeutet ist. Einzelne Teile werden auch den gestrichelt gezeichneten Pfeilrichtungen D folgen, so daß sie sich wieder dem Hauptwirbel beimischen und endlich in Richtung E austreten.The edge layers of the emerging medium are therefore in the opening in the direction of the arrows E and the inner opposite in the direction of the arrows H flow because there is a negative pressure in the core compared to the external pressure. The inner ones Layers are drawn back into the cavity and move under the pressure gradient existing from F to A towards the bottom M, as indicated by the arrows C is indicated. Individual parts are also indicated by the dashed arrow directions Follow D so that they mix with the main vortex again and finally head towards E exit.

Der Verlauf der Geschwindigkeit nr in der Austrittsöffnung F ist in Abhängigkeit vom Radius in Abb. 3 aufgefragen und in Abb. 4 näher erläutert. The course of the speed nr in the outlet opening F is depending on the radius in Fig. 3 and explained in more detail in Fig. 4.

In einer dünnen zylindrischen Mantelzone Z, deren Durchmesser dz etwa dem der Öffnung F vergleichbar ist, bestehen somit zwei entgegengesetzt gerichtete Axialkomponenten wl und tU2 der Rotationsströmung, die speziell in dieser Mantelzone eine intensive Verwirbelung zur Folge haben. Diese Strömungsform besteht immer, solange an der Öffnung F nicht die Nähe der Schallgeschwindigkeit erreicht wird, für die eine ähnliche Kurve des Druckverlaufes aber die Null-Linie 0'-0' in Abb. 2 gilt. Sie ändert sich prinzipiell auch nicht, wenn dem Kern, beispielsweise durch ein Rohrs beliebiger Länge, weitere Medien zugeführt werden. Hierdurch tritt zwar eine Verringerung der im Zentrum der Austrittsöffnung rückströmenden Mengen ein; die intensiv durchwfrbelte zylinderförmige Mantelzone Z bleibt jedoch erhalten, solange die Dichte der Stoffe in der Mantelzone geringer ist als diejenige des die Rotation erzeugenden Mediums, bezogen auf den Zustand unmittelbar nach seinem Eintritt in den Wirbel. Diese Aussage ist jedoch nicht gleichbedeutend mit derjenigen, daß die in die Kernmitte eingeleiteten Bestandteile bei gleichem Druck und gleicher Temperatur spezifisch leichter als die den Wirbel erzeugenden sein sollen. In der Mantelzone ist ein Gemisch der reagierenden Komponenten und der entstandenen Produkte vorhanden, das besonder bei der Durchführung von exothermen Gasreaktionen wegen der erhöhten Temperatur in der Mantelzone leichter als die den Wirbel erzeugenden Medien sein kann, obwohl die einzelnen Komponenten im Normalzustand vielleicht eine hohe Dichte aufweisen. Eine Mantelzone höherer Dichte ist nicht stabil, da ihre Teile durch die hohen Zentrifugalkräfte nach der Außenwand des Hohlraumes getrieben werden. In a thin cylindrical jacket zone Z, the diameter of which dz is roughly comparable to that of the opening F, there are thus two oppositely directed Axial components wl and tU2 of the rotational flow that are specific to this mantle zone result in intense turbulence. This form of flow always exists as long as the speed of sound is not reached at opening F, for a similar curve of the pressure profile, however, the zero line 0'-0 'in Fig. 2 applies. In principle, it also does not change if the core, for example through a pipe of any length, further media can be supplied. Although this occurs a reduction in the quantities flowing back in the center of the outlet opening; however, the intensely swirled cylindrical jacket zone Z is retained, as long as the density of the substances in the mantle zone is lower than that of the Rotation-generating medium, based on the state immediately after its entry in the eddy. However, this statement is not synonymous with that the components introduced into the center of the core at the same pressure and the same Temperature should be specifically lighter than that which should generate the vortex. In the Shell zone is a mixture of the reacting components and the resulting products available, especially when carrying out exothermic gas reactions the increased temperature in the Mantle zone lighter than that of the vertebra producing media, although the individual components are in their normal state maybe high density. A mantle zone of higher density is not stable because their parts are pushed against the outer wall of the cavity by the high centrifugal forces to be driven.

Abb. 5 und 6 zeigen besondere Ausführungsformen von Hohlkörpern zur Erzeugung von Wirbelsenken in schematischer Ausführung. In Abb. 5 besitzt der Hohlkörper K an der Austrittsseite F einen nach innen umgebördelten Kragen L, der den in der Nähe der Innenseite strömenden Stoffteilen eine Bewegungskomponente gegen den Mantelboden M zu erteilt. In Abb. 6 ist der Hohlraum in drei Zonen Kt, K2 und K3 unterteilt, ih die durch A1, A2 und 43 Teilströme des dichteren Mediums tangential eingeführt werden. Fig. 5 and 6 show special embodiments of hollow bodies for Generation of vertebral sinks in a schematic design. In Fig. 5 the hollow body has K on the exit side F an inwardly flanged collar L, which is in the Near the inside flowing fabric parts a component of movement against the bottom of the jacket M granted. In Fig. 6 the cavity is divided into three zones Kt, K2 and K3, ih the partial flows of the denser medium through A1, A2 and 43 introduced tangentially will.

Der Hauptvorteil des beschriebenen Verfahrens gegenüber den jetzt bekannten besteht zunächst in der außergewöhnlichen Stabilität der Lage und Form der eigentlichen Reaktionszone und der in ihr herrschenden Turbulenz, die es zuläßt, ohne die Güte der Umsetzung zu verschlechtern, das Mischungsverhältnis der reagierenden Stoffe in einem Bereich von mehr als 3 Zehnerpotenzen zu ändern. Hieraus ergibt sich, daß auch die Verwéilzeiten in der Reaktionszone in gleichem Maße variiert werden können. Weiterhin sind die zu seiner Durchführung erforderlichen Vorrichtungen sehr einfach und wegen der mit ihnen möglichen hohen Durchsatzzah.len von einigen hundert Kubikmetern je Liter Inhalt außerordentlich klein. The main advantage of the method described over the now well-known consists first of all in the extraordinary stability of the position and shape the actual reaction zone and the turbulence prevailing in it, which allows it, without deteriorating the quality of the implementation, the mixing ratio of the reacting Change substances in a range of more than 3 powers of ten. From this it follows that the Verwéilzeiten in the reaction zone also varies to the same extent can be. Furthermore, the devices required for its implementation very simple and because of the high throughput rates possible with them for some one hundred cubic meters per liter of content is extremely small.

Da ihre Wandungen wegen der hohen Geschwindigkeit des den Wirbel erzeugenden Mediums und der dadurch bedingten großen Wärmeübergangszahlen auch bei stark exothermen Umsetzungen praktisch dessen Temperatur beibehalten, ist es möglich, beliebige Werkstoffe zu verwenden, die keine besondere Warmfestirgkeit zu besitzen brauchen. So lassen sich beispielsweise reine Verbrennungen mit einer Wärmeentwicklung von mehreren Millionen Kilokalorien je Liter Inhalt in Reaktionsräumen aus Glas oder Kunststoffen im Dauerbetrieb durchführen, da die Wandtemperatur nur 10 bis 200 C über der zur Wirbelerzeugung dienenden Luft liegt.Because their walls because of the high speed of the vortex generating Medium and the resulting large heat transfer coefficients even with strongly exothermic Reactions practically maintain its temperature, it is possible to use any materials to use that do not need to have any special heat resistance. Let it be For example, pure burns with a heat development of several Millions of kilocalories per liter of content in reaction chambers made of glass or plastics Carry out continuous operation, as the wall temperature is only 10 to 200 C above that of the The air used to generate vortices is located.

Beispiel 1 In den Hohlraum eines zylindrischen Gefäßes nach Abb. 4, das einen Durchmesser von 100 mm und eine Länge von 300 mm hat, werden stündlich 12(EmS Chlor zur Erzeugung der Wirbelsenke tangential durch Zuleitung A eingeführt und 120 m8 Wasserstoff in den Kern durch das Rohr R eingeleitet. Die Vereinigung dieser Gase zu Chlorwasserstoff erfolgt vollständig im Innern des Hohlraumes, so daß kein besonderer Nachbrennraum erforderlich ist und der Gaskühler unmittelbar angeschlossen werden kann. Example 1 In the cavity of a cylindrical vessel according to Fig. 4, which has a diameter of 100 mm and a length of 300 mm, become hourly 12 (EmS chlorine introduced tangentially through supply line A to generate the vertebral sink and 120 m8 of hydrogen are introduced into the core through the pipe R. The Union these gases to hydrogen chloride takes place completely inside the cavity, so that no special afterburning space is required and the gas cooler is immediate can be connected.

Im Gegensatz zu der Durchführung dieser Reaktion nach den bekannten Verfahren ist hier bei einem Überschuß von 0,2 bis 0,5 °/oWasserstoffeine 1000/oige Umsetzung gewährleistet. Während bisher derartige Vorrichtungen aus Quarz oder anderen keramischen Werkstoffen hergestellt werden mußten, kann hier die Wandung des Hohl raumes aus Flußeisen bestehen, weil sie vollkommen kalt bleibt.In contrast to carrying out this reaction according to the known The process here is 1000% with an excess of 0.2 to 0.5% hydrogen Implementation guaranteed. While so far such devices made of quartz or other ceramic materials had to be produced, the wall of the hollow can be used here made of fluoro iron because it stays completely cold.

Beispiel 2 Zur gleichzeitigen Erzeugung von Acetylen und eines für Synthesezwecke geeigneten Kothlenoxyd-Wasserstoff-Gemisches aus Erdgas wird die gleiche Vorrichtung wie im Beispiel 1 benutzt, bei der die Austrittsöffnung im konischen Teil 50 mm Durch messer besitzt. Das Erdgas (Methan mit 1 bis 30/0 Stickstoff) wird tangential in den Hohlraum des zylindrischen Gefäßes bei A eingeführt. Der zur Aufrethterhaltung der hohen Bildungs temperatur notwendige Sauerstoff wird axial durch das RrR eingeleitet. Example 2 For the simultaneous production of acetylene and one for Synthetic purposes suitable Kothlenoxid-hydrogen mixture from natural gas is the the same device used as in Example 1, in which the Outlet opening in the conical Part has a diameter of 50 mm. The natural gas (methane with 1 to 30/0 nitrogen) is introduced tangentially into the cavity of the cylindrical vessel at A. The one for maintenance The oxygen required for the high formation temperature is introduced axially through the RrR.

Durch Einspritzen von Wasser kurz hinter der Austrittsstelle F werden die Reaktionsprodukte abgekühlt.By injecting water just after the exit point F, be the reaction products cooled.

Bei der Umsetzung von 24 Nm5/h Erdgas mit 18 Nm3 Sauerstoff enthält das gebiLdete, vom Wasserdampf befreite Gasgemisch 5,60/0 Kohlendioxyd, 32,4°/o Kohlenmonoxyd, 39,4eo Wasserstoff, 7,2ovo Acetylen, 0,40/o Äthylen und 1,00/o Sauerstoff (Angaben in Volumprozent).When converting 24 Nm5 / h of natural gas containing 18 Nm3 of oxygen the gas mixture formed and freed from water vapor 5.60 / 0 carbon dioxide, 32.4% Carbon monoxide, 39,4eo hydrogen, 7,2ovo acetylene, 0.40 / o ethylene and 1.00 / o oxygen (Figures in percent by volume).

Beispiel 3 In die Vorrichtung gemäß Abb. 5 wird durch den tangentialen Zugang des Hohlkörpers K Chlorgas eingeführt, während durch das zentrale Rohr Propylen zugeleitet wird. Bei der stattfindenden Reaktion entsteht ein Gemisch aus MO¢1O-, Di- und Tricbloriden des Propylens. Durch die Umlenkung L der Hohlraumwand wird erreicht, daß die Umsetzung vollständig im Innern des Hohlraumes verläuft. Example 3 In the device according to Fig. 5 is through the tangential Access to the hollow body K introduced chlorine gas, while propylene through the central tube is forwarded. When the reaction takes place, a mixture of MO [1O-, Di- and tricblorides of propylene. The deflection L of the cavity wall is achieves that the reaction takes place completely inside the cavity.

Beispiel 4 Einer Vorrichtung nach Abb. 4 von 20 mm Durch messer und 70 mm Länge werden stündlich in axialer Richtung 212,2 kg einer Lösung von 42,5 kg Methacrylsäureamid und 10,6 kg N-Vinylpyrrolidon in Wasser, in tangentialer Richtung 468,7 kg einer Lösung von 15,0 kg Formaldehyd und 0,22 kg Natriumhydroxyd in Wasser mit einer Temperatur von 75" C zugepreßt. Die in der Wirbelmitte eingeführte hochviskose Lösung wird unter der Einwirkung der Scherkräfte sofort verteilt, und die Bildung der wasserlöslichen Methylolverbindung des Mischpolymerisates setzt momentan ein. In einem der Vorrichtung nachgeschalteten Gefäß wird bei einer Verweilzeit von 10 Minuten ein Umsatz von 700/0 erreicht. Bei diskontinuierlicher Arbeitsweise ist es erforderlidi, die hochviskose Lösung von Methacrylsäureamid und N-Vinylpyrrolidon durch 1- bis 2stündiges Rühren bzw. Kneten vor der Umsetzung mit Wasser zu verdünnen. Durch die Verwendung der beschriebenen Vorrichtung ist eine kontinuierliche Arbeitsweise möglich. Example 4 A device according to Fig. 4 with a diameter of 20 mm and A length of 70 mm becomes 212.2 kg of a solution of 42.5 per hour in the axial direction kg of methacrylic acid amide and 10.6 kg of N-vinylpyrrolidone in water, in the tangential direction 468.7 kg of a solution of 15.0 kg of formaldehyde and 0.22 kg of sodium hydroxide in water at a temperature of 75 "C. The highly viscous one introduced in the middle of the vortex Solution is immediately distributed under the action of shear forces, and the formation the water-soluble methylol compound of the copolymer sets in momentarily. In a vessel connected downstream of the device, with a dwell time of 10 Minutes a conversion of 700/0 is reached. In the case of discontinuous operation the highly viscous solution of methacrylic acid amide and N-vinylpyrrolidone is required to be diluted by stirring or kneading for 1 to 2 hours with water before the reaction. The use of the device described enables a continuous mode of operation possible.

PATENTANSPRCHE: 1. Verfahren zur fortlaufenden Durchführung chemischer Reaktionen unter Bildung gasförmiger oder flüssiger Produkte, bei dem gasförmige oder flüssige Stoffe in Form einer Wirbelsenke bewegt und in deren Kern andere gasförmige oder flüssige Stoffe an beliebiger Stelle eingeführt und zu,rUmsetzung mit den die Wirbelsenke erzeugenden Stoffen gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelsenke durch jenes Medium oder jene Medien erzeugt wird, deren Dichte, bezogen auf ihren Zustand nach dem Eintritt in die Wirbelsenke, höher ist als die Dichte des in der Reaktionszone vorhandenen Gemisches aus Anteilen des die Wirbelsenke erzeugenden Mediums, bereits entstandenen Reaktionsprodükten sowie den sonstigen, nicht zur Erzeugung der Wirbelsenke dienenden Reaktionsteilnehmer. PATENT CLAIMS: 1. Process for the continuous implementation of chemical Reactions with the formation of gaseous or liquid products, in which gaseous or liquid substances move in the form of a vertebral sink and other gaseous substances in its core or liquid substances introduced at any point and to, rUmsetzung with the Vertebral cavity generating substances are brought, characterized in that the Vertebral sink is created by that medium or those media whose density, related on their state after entering the vertebral depression, is higher than the density of the mixture of parts of the vertebral depression present in the reaction zone generating medium, already created reaction products as well as the other, Reaction participants not used to generate the vertebral depression.

Claims

2. The method according to claim 1, characterized in that the together gaseous or liquid substances to be reacted individually or total of the vertebral depression are supplied in a controllable manner in a pulsating manner.

3. The method according to claim 1, characterized in that for implementation an endothermic main reaction at least one auxiliary higher density, which with a part of the constituents fed to the reaction zone reacts exothermically, in is supplied in such an amount that is released by the side reaction Heat maintains the temperature required for the main reaction.

4. Process according to Claims 1 to 3, characterized in that when carrying out endothermic reactions, at least the substances to be converted higher density as a whole or individually to one above the reaction temperature Temperature preheated and then fed to the vortex chamber.

5. Process according to Claims 1 to 4, characterized in that the reaction carried out in several successively flowed through eddies which are produced individually by the denser medium, the central from being one Sink emerging substances, seen in the direction of flow, in each case the core of the flock next.

6. The method according to claims 1 to 5, wherein by means of one or a plurality of reactants of higher density, preferably fed in under pressure the vertebral sink is generated, characterized in that one or more of the substances to be converted directly tangentially or with a previously generated twisting movement axially inserted into a rotationally symmetrical cavity at one end and such a strong throttling of the flow of the products formed at the other At the end of the cavity, there is a pressure gradient in the vicinity of the axis arises from the exit point to the entry point of the substances to be converted.

Considered publications: German Patent Specifications No. 497 096, 507 917, 879091; U.S. Patent No. 2,536,402; Belgian patent specification No.506697.