DE1046589B

DE1046589B - Verfahren und Einrichtung zur thermischen und/oder katalytischen Spaltung von Kohlenwasserstoffen

Info

Publication number: DE1046589B
Application number: DEK28512A
Authority: DE
Inventors: Hermann Staege
Original assignee: Heinrich Koppers GmbH
Current assignee: Heinrich Koppers GmbH
Priority date: 1956-03-31
Filing date: 1956-03-31
Publication date: 1958-12-18

Description

Verfahren und Einrichtung zur thermischen und/oder katalytischen Spaltung von Kohlenwasserstoffen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur thermischen und/oder katalytischen Spaltung von Kohlenwasserstoffen unter Zusatz von Wasserdampf, wobei die für die Spaltung benötigte Wärme im wesentlichen durch die fühlbare Wärme bewegter fester Wärmeträger auf das zu spaltende Ausgangsgut übertragen wird. Für die Spaltung kommen in erster Linie Methan oder ähnliche Kohlenwasserstoffe in Frage, die bei Normaltemperatur dampfförmig oder bei mäßig erhöhter Temperatur verdampfbar sind.
Derartige Verfahren sind bisher immer so durchgeführt worden, daß man den festen Wärmeträgern von vornherein die ganze Wärmemenge einverleibt, die sie bei einem Durchgang durch die Spaltzone für die Deckung der endothermen Spaltreaktionen an sich einbringen müssen. Da man die einem bestimmten Wärmeträgervolumen aufgedrückte Temperatur mit Rücksicht auf die optimale Spalttemperatur, jedoch nicht beliebig steigern kann, mußte man, um die benötigte Wärmemenge trotzdem zur Verfügung zu haben, mit verhältnismäßig großen relativen Wärmeträgermengen arbeiten. Die Folge der relativ großen Menge an Wärmeträgern war ein großer Strömungsquerschnitt innerhalb des Spaltraumes, der eine entsprechende Vergrößerung der gesamten Apparateabmessungen nach sich zog.
Die Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, die Nachteile der bekannten Verfahren dadurch zu vermeiden, daß die für die endothermen Spaltungsreaktionen erforderliche Wärme dem festen Wärmeträger in mehreren Raten zugeführt wird. Man kann dadurch erreichen, daß man mit verhältnismäßig kleinen Mengen an Wärmeträgern auskommt und mit geringeren Temperaturschwankungen innerhalb des Spaltraumes arbeiten kann, wodurch die Gleichmäßigkeit der Erzeugnisse verbessert wird.
Die Erfindung besteht darin, daß der Strom der Wärmeträger im wesentlichen quer zur Strömungsrichtung des zu spaltenden Kohlenwasserstoffes in mehrfachem Hin- und Hergang durch einen Spaltschacht geführt und zwischen je zwei Hin- und Hergängen der Wärmeträger Heizperioden eingeschaltet werden, in denen den bewegten Wärmeträgern durch im Gegenstrom zum Kohlenwasserstoff geführte heiße Rauchgase innerhalb eines Heizschachtes weitere Wärme zugeführt wird.
In der Zeichnung ist eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in schematischer Form dargestellt. Die Einrichtung besteht aus zwei senkrecht nebeneinander, aber getrennt an-£geordneten Schächten, nämlich dem Heizschacht 1 und dem Spaltschacht 2. Der Heizschacht 1 ist an seinem oberen Ende mit einer Brennkammer 3 versehen, in der durch Verbrennen eines an sich beliebigen Brenn- stoffes mit Luft oder gegebenenfalls auch Sauerstoff die zur Spaltung des Kohlenwasserstoffes notwendige Wärme erzeugt wird. Das in der Brennkammer 3 erzeugte Rauchgas strömt nach unten durch den Heizschacht 1 zu dem Schornstein 4. Beim Durchströmen des Heizschachtes 1 gibt das erzeugte Rauchgas seine fühlbare Wärme an Wärmeträger 5 ab, die sich auf Schrägrosten 6 im wesentlichen quer zur Strömungsrichtung des Rauchgases zunächst durch den Heizschacht 1 und dann durch den danebenstehenden Spaltschacht 2 unter dem Einfluß der Schwerkraft bewegen.
Falls die festen Wärmeträger im wesentlichen kugelige Form haben, erfolgt die Bewegung gleichmäßig und ohne zusätzliche Fördereinrichtung.
Das zu spaltende Kohlenwasserstoffgas tritt zusammen mit dem notwendigen Reaktionswasserdampf von unten in den Spaltschacht 2 ein und strömt durch die auf den Schrägrosten sich abwärts bewegenden aufgeheizten Wärmeträger 5. Das Spaltgas nimmt dabei aus den Wärmeträgern die zur Spaltung notwendige Wärme auf. Die Schrägroste 6 sind so angeordnet, daß sie mehrmals den Heizschacht 1 und den Spaltschacht 2 in jeweils entgegengesetzter Richtung durchlaufen, so daß die fühlbare Wärme des Rauchgases weitgehend ausgenutzt wird.
Im unteren Teil des Spaltschachtes 2 werden die Wärmeträger5 in einem Behälter7 gesammelt und von dort mit einer geeigneten Fördereinrichtung in den Aufgabetrichter 8 gebracht, von dem aus sie wieder auf den obersten Schrägrost 6 des Heizschachtes 1 gelangen. An den Übergangsstellen der Schrägroste 6 vom Heizschacht 1 zum Spaltschacht 2 wird durch geeignet Düsen 9 Wasserdampf eingeblasen, der ein ÜTbertreten des Spaltgases in den Heizschacht 1 bzw. ein Überschreiten von Rauchgas in den Spaltschacht 2 verhindert.
Die Einrichtung ist auch geeignet zum Erhitzen von Wasserdampf oder sonstigen gasförmigen Medien auf hohe Temperaturen für andere physikalisch-chemische Prozesse als vorstehend beschrieben.
PATENTANSPROCHE: 1. Verfahren zur thermischen und/oder katalytischen Spaltung von Kohlenwasserstoffen unter Zusatz von Wasserdampf, wobei die für die Spaltung benötigte Wärme im wesentlichen durch die fühlbare Wärme bewegter fester Wärmeträger auf das zu spaltende Ausgangsgut übertragen wird, dadurchgekennzeichnet, daß der Strom der Wärmeträger im wesentlichen quer zur Strömungsrich tung des zu spaltenden Kohlenwasserstoffes in mehrfachem Hin- und Hergang durch einen Spaltschacht geführt und zwischen je zwei Hin- und Hergängen der Wärmeträger Heizperioden eingeschaltet werden, in denen den bewegten Wärme- trägern durch im Gegenstrom zum Kohlenwasserstoff geführte heiße Rauchgase innerhalb eines Heizschachtes weitere Wärme zugeführt wird.
2. Einrichtung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruchs, gekennzeichnet durch einen senkrechten Heizschacht (1), einen dazu parallelen Spaltschacht (2) und schräg durch Heizschacht und Spaltschacht verlaufende Roste (6), die als Führungen für die festen Wärmeträger vom Heizschacht (1) in den Spaltschacht (2) und von dort wieder in den Heizschacht (1) dienen.

Claims

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Übergangsstelle der Schrägroste (6) vom Heizschacht in den Spaltschacht bzw. umgekehrt Dampfsperren vorgesehen sind. ~~~~~~~ In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 2 432 873, 2 436 254, 2 441 170, 2 448 922, 2 576 058; »Petroleum Processing«, 1948, S. 839.