DE1266915B

DE1266915B - Method and device for producing a fuel gas by cracking hydrocarbons

Info

Publication number: DE1266915B
Application number: DES95908A
Authority: DE
Inventors: Gordon Michael Bitterlich; Moses Robert Lipkin; Alex Leopold Primas; James William Stoops
Original assignee: Thermal Research and Engineering Corp; Sun Oil Co
Current assignee: Sunoco Inc; Thermal Research and Engineering Corp
Priority date: 1964-03-12
Filing date: 1965-03-11
Publication date: 1968-04-25
Also published as: ES313787A1; IL23108A; ES310614A1; SE324202B; FI44660B; FR1468683A; NO118714B; LU48174A1; BE660905A; GB1069002A; DK125430B; FI44660C; CH439240A; NL6503206A; AT286485B; GB1104077A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. Cl.:Int. Cl .:

ClOgClog

Deutsche Kl.: 26 a -11German class: 26 a -11

Nummer: 1 266 915Number: 1 266 915

Aktenzeichen: S 95908IV d/26 aFile number: S 95908IV d / 26 a

Anmeldetag: 11. März 1965 Filing date: March 11, 1965

Auslegetag: 25. April 1968Opening day: April 25, 1968

Es ist bekannt, Kohlenwasserstoffe dadurch zu kracken, daß man Kohlenwasserstoffe mit einer erhitzten feuerfesten Oberfläche wie Ziegelmauerwerk oder keramischen Teilchen in Berührung bringt. Derartige Oberflächen werden jedoch durch die endotherme Krackreaktion rasch gekühlt, so daß das Überleiten des Ausgangsmaterials unterbrochen werden muß, während eine Flamme über die Oberfläche streicht, um sie erneut zu erhitzen. Ein solches zyklisches Abwechseln zwischen Erhitzen und Kühlen führt zu einer geringen Wirksamkeit des Verfahrens.It is known to crack hydrocarbons by using a heated hydrocarbon brings into contact with a refractory surface such as brickwork or ceramic particles. Such However, surfaces are rapidly cooled by the endothermic cracking reaction, so that the Passing the starting material must be interrupted while a flame passes over the surface strokes to reheat them. Such a cyclical alternation between heating and cooling leads to a low effectiveness of the procedure.

Kontinuierliche Verfahren sind bekannt, bei denen eine Kammer aus feuerfestem Material kontinuierlich von einer äußeren Wärmequelle erhitzt wird, während der Kohlenwasserstoff durch die Kammer geleitet wird. Das feuerfeste Material ist jedoch ein schlechter Wärmeleiter, so daß solche Verfahren ebenfalls nicht besonders wirksam sind und die Vorrichtung kostspielig arbeitet.Continuous processes are known in which a chamber of refractory material is continuous is heated by an external heat source while the hydrocarbon is passed through the chamber will. However, the refractory material is a poor conductor of heat, so such methods are also not are particularly effective and the device is costly.

Sowohl bei dem zyklischen wie bei dem kontinuierliehen Verfahren erfolgt ferner eine beträchtliche Ablagerung von Kohle an den erhitzten Oberflächen, so daß die Ablagerungen periodisch entfernt werden müssen und die feuerfesten Oberflächen durch die Flamme rasch erodiert werden und daher häufig ersetzt werden müssen. Ferner besitzen die erzeugten Gase wechselnde Qualität und enthalten beträchtliche Mengen an Verunreinigungen, wie Tropföl, Teere und Rauch, die durch eine kostspielige Nachbehandlung entfernt werden müssen.Both the cyclical and the continuous Process also results in a significant build-up of carbon on the heated surfaces, so that the deposits must be removed periodically and the refractory surfaces by the Flame can be eroded quickly and must therefore be replaced frequently. Furthermore, the generated Gases of varying quality and contain considerable amounts of impurities such as drip oil, Tars and smoke that have to be removed by an expensive post-treatment.

Die bekannten Verfahren zum Kracken wurden bisher hauptsächlich nur während des Spitzenbedarfs bzw. zur Erzielung von besonders hohen Leistungen z. B. während kurzer Winterperioden durchgeführt. Es ist daher besonders erwünscht, daß die Betriebs- !rosten für solche Verfahren und die dazugehörigen Vorrichtungen so niedrig wie möglich gehalten werden.The known methods for cracking have hitherto mainly only been used during peak demand or to achieve particularly high performance z. B. carried out during short winter periods. It is therefore particularly desirable that the operating costs for such processes and the associated Devices are kept as low as possible.

Demgegenüber ist das Verfahren zum Herstellen eines Brenngases durch Kracken von Kohlenwasser-Stoffen, indem man die Kohlenwasserstoffe in feinverteilter Form auf die Flamme eines Brenners treffen läßt, die in das eine Ende einer Krackzone brennt, erfindungsgemäß dadurch charakterisiert, daß man aus einer langgestreckten Verbrennungskammer die Flammenspitze in die Krackkammer ausdehnt und die gegebenenfalls durch indirekten Wärmeaustausch verdampften und/oder thermisch partiell gekrackten Kohlenwasserstoffe auf die Flamme, deren Temperatur zwischen 425 und 870° liegt, auftreffen läßt und daß man die Kohlenwasserstoffe in die Krackzone an mehreren Stellen rund um deren Umfang einleitet.In contrast, the process for producing a fuel gas by cracking hydrocarbons, by meeting the hydrocarbons in finely divided form on the flame of a burner leaves, which burns in one end of a cracking zone, characterized according to the invention in that from an elongated combustion chamber the flame tip expands into the cracking chamber and those possibly evaporated by indirect heat exchange and / or partially thermally cracked Hydrocarbons hit the flame, the temperature of which is between 425 and 870 °, and that the hydrocarbons are introduced into the cracking zone at several points around its periphery.

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Brenngases durch Kracken von
KohlenwasserstoffenMethod and device for producing a fuel gas by cracking
Hydrocarbons

Anmelder:Applicant:

Sun Oil Company, Philadelphia, Pa.;
Thermal Research & Engineering Corporation,
Ccnshohocken, Pa. (V. St. A.)Sun Oil Company, Philadelphia, Pa .;
Thermal Research & Engineering Corporation,
Ccnshohocken, Pa. (V. St. A.)

Vertreter:Representative:

Dr. O. Dittmann, Patentanwalt,Dr. O. Dittmann, patent attorney,

8000 München 9, Bereiteranger 158000 Munich 9, Bereiteranger 15

Als Erfinder benannt:
James William Stoops, Thorabury, Pa.;
Gordon Michael Bitterlich, Wayne, Pa.;
Moses Robert Lipkin, Chatham Village, Pa.;
Alex Leopold Primas, Norristown, Pa. (V. St. A.)Named as inventor:
James William Stoops, Thorabury, Pa .;
Gordon Michael Bitterlich, Wayne, Pa .;
Moses Robert Lipkin, Chatham Village, Pa .;
Alex Leopold Primate, Norristown, Pa. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

V. St. v. Amerika vom 12. März 1964 (351 412),
vom 21. Januar 1965 (426 785)V. St. v. America March 12, 1964 (351 412),
of January 21, 1965 (426 785)

Man kann annehmen, daß das eingespritzte Ausgangsmaterial (das sich bei einer Temperatur z. B. von 370° C befinden kann) die Oberfläche der Flammenspitze von etwa 1650 auf 425 bis 870° C abkühlt.It can be assumed that the injected starting material (which is at a temperature e.g. of 370 ° C) the surface of the flame tip cools from around 1650 to 425 to 870 ° C.

Das Ausgangsmaterial sollte auf die Flamme an einen Punkt treffen, an dem die Verbrennung innerhalb der Flamme im wesentlichen vollständig ist und die Flamme im wesentlichen nur aus den heißen Verbrennungsprodukten besteht. Um dies zu gewährleisten, sollte ein Brenner verwendet werden, der eine gleichmäßig langgezogene Flamme erzeugt, so daß die Lage der Flammenspitze konstant bleibt. Dies wird durch die enge, langgestreckte Verbrennungskammer um die Brennerbasis erreicht, wobei sich die Flammenspitze in die Krackkammer ausdehnt.The source material should hit the flame at a point where the combustion is within the flame is essentially complete and the flame consists essentially only of the hot products of combustion consists. To ensure this, a burner should be used that has a uniformly elongated flame is generated so that the position of the flame tip remains constant. this is reached through the narrow, elongated combustion chamber around the burner base, the Flame tip expands into the cracking chamber.

Den als Ausgangsmaterial dienenden Kohlenwasserstoff bzw. die Mischung von Kohlenwasserstoffen läßt man in feinverteilter Form auf die Flamme des Brenners treffen.The hydrocarbon used as the starting material or the mixture of hydrocarbons is allowed to hit the flame of the burner in finely divided form.

Das Ausgangsmaterial kann als Dampf, Gas oder atomisierte Flüssigkeit eingespritzt werden. Der Aus-The feedstock can be injected as a vapor, gas, or atomized liquid. The Aus

809 540/166809 540/166

3 43 4

druck »in feinverteilter Form« umfaßt alle diese Mög- im Verhältnis zu der Menge des krackenden Kohlen-pressure "in finely divided form" encompasses all of these possibilities - in relation to the amount of cracking coal -

lichkeiten. Wasserstoffs zu verringern, so daß es hierdurch mög-opportunities. To reduce hydrogen, so that it

Das Ausgangsmaterial wird von mehreren Stellen lieh ist, einen höheren Wärmewert und ein geringeres eingespritzt, z. B. von drei Düsen rings um den Bren- spezifisches Gewicht bei dem Gas zai erzielen. Bei ner. Es ist vorteilhaft, das Ausgangsmaterial in einen 5 manchen handelsüblichen Anlagen können die letztespitzen Winkel zu der Achse der Flamme und gegen ren Eigenschaften wichtig sein. Das erfindungsgemäß die Flamme zu richten, um die Berührungszeit des hergestellte Gas kann ein spezifisches Gewicht beiKohlenwasserstoffs mit der Flamme zu erhöhen. Die spielsweise zwischen 0,75 und 1,10 besitzen sowie Krackkammer ist vorzugsweise ein Rohr, das vom einen Wärmewert zwischen 88,2 und 252,1 kcal/ Brenner weg einen langgestreckten Strömungsweg für io 28,3 1.The starting material is borrowed from several places, one higher calorific value and one lower injected, e.g. B. from three nozzles around the burner achieve specific weight in the gas zai. at ner. It is advantageous to use the starting material in one of the 5 most commercially available plants Angles to the axis of the flame and against ren properties may be important. That according to the invention the flame to be directed to the contact time of the gas produced can have a specific gravity in the case of hydrocarbon to increase with the flame. For example, they have between 0.75 and 1.10 as well The cracking chamber is preferably a tube that has a calorific value between 88.2 and 252.1 kcal / Burner away an elongated flow path for io 28.3 1.

die Verbrennungsprodukte und die gekrackten Gas- Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch dreiprodukte ergibt. Die Krackkammer kann ferner einen stufig durchgeführt werden. Hierbei wird das Ausverengten Ausgang besitzen, um das Mischen der gangsmaterial zunächst durch indirekten Wärmeaus-Krackgase zu verbessern. tausch mit als Ausgangsmaterial erhaltenem Gas ver-the combustion products and the cracked gas The process according to the invention can also have three products results. The cracking chamber can also be carried out in stages. This is where the constricted Have output to the mixing of the raw material first by indirect heat from cracking gases to improve. exchange with gas obtained as starting material

Vorteilhaft befindet sich im Weg der heißen Gase 15 dampft, und zwar in der oben beschriebenen Weise,Advantageously, there is 15 steaming in the path of the hot gases, in the manner described above,

aus der Krackzone ein Wärmeaustauscher, mit dem worauf man das verdampfte Ausgangsmaterial beifrom the cracking zone a heat exchanger, with which the vaporized starting material is added

das Ausgangsmaterial vorgewärmt und gegebenenfalls einer Temperatur beispielsweise von 371° C in einenthe starting material preheated and optionally a temperature of, for example, 371 ° C in a

verdampft werden kann. gesonderten, befeuerten Erhitzer einleitet, wo es aufcan be vaporized. separate, fired heater is initiated where it is on

Es ist besonders vorteilhaft, den gleichen Kohlen- die Temperatur einer partiellen, thermischen Krakwasserstoff als Ausgangsmaterial für das Kracken so kung gebracht wird, wie dies oben bei dem zweistufi- und als Brennstoff für den Brenner zu verwenden. gen Verfahren beschrieben ist. Das bei der partiellen Zahlreiche Kohlenwasserstoffe eignen sich als Aus- Krackung erhaltene Gemisch wird dann in die Krakgangsmaterial, insbesondere können Erdölfraktionen kungsstufe eingeleitet, um, wie oben erwähnt, eine gekrackt werden. weitere Krackung durchzumachen. Dieses dreistufigeIt is particularly advantageous to use the same carbon - the temperature of a partial, thermal hydrocarbon as the starting material for cracking is brought about as described above in the case of the two-stage and to use as fuel for the burner. gen procedure is described. That with the partial Numerous hydrocarbons are suitable as a mixture obtained from cracking which is then added to the cracking material, in particular, petroleum fractions can be initiated to, as mentioned above, a be cracked. to go through further cracking. This three-stage

Die Temperatur in der Auftreffzone sollte Vorzugs- 25 Verfahren unterscheidet sich von dem zweistufigen weise 790° C nicht überschreiten, um die Bildung Verfahren darin, daß die Wärme für die Anfangseines gleichmäßigen Produkts, das verhältnismäßig verdampfung des Ausgangsmaterials durch Wärmefrei von Nebenprodukten ist, zu gewährleisten. Die austausch mit dem als Endprodukt erhaltenen Gases Krackzone muß im wesentlichen frei von Luft und bereitgestellt wird und nicht durch Erwärmen in dem frei von Sauerstoff sein, um die Bildung eines explosi- 30 gesonderten, befeuerten Erhitzer. In beiden Verfahven Gasgemisches zu verhindern. ren wird jedoch die Wärme für die partielle, ther-The temperature in the impact zone should be preferential 25 procedure differs from the two-stage wisely do not exceed 790 ° C in order to make the formation process in that the heat for the beginning of its to ensure uniform product, which is relative evaporation of the starting material due to heat-free by-products. The exchange with the gas obtained as the end product The cracking zone must be essentially free of air and provided and not by heating in the be free of oxygen to the formation of an explosive 30 separate, fired heater. In both procedures To prevent gas mixture. however, the heat for the partial, thermal

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich auch mische Krackung in dem gesonderten, befeuertenThe inventive method can also be mixed cracking in the separate, fired

zweistufig durchführen. In diesem Fall erfolgt das Erhitzer erzeugt.perform in two stages. In this case the heater is generated.

Kracken als partielles, thermisches Kracken in einem Eine für das erfindungsgemäße Verfahren geeignete Erhitzer, in dem das Ausgangsmaterial durch indirek- 35 Vorrichtung wird durch die Zeichnungen erläutert, ten Wärmeaustausch mit heißen Gasen, wie Verbren- Nach F i g. 1 enthält die Vorrichtung ein längnungsgasen, erhitzt wird. Bei diesem zweistufigen liches Krackrohr. Es besteht aus einer Krack- und Verfahren wird in der ersten Stufe das Ausgangs- Mischkammer 20, in die drei Injektionsleitungen 6 material in einen befeuerten Erhitzer eingeleitet, der münden, einem Zwischenrohrabschnitt 4' (in F i g. 1 gesondert von der Flammkrackungsvorrichtung vor- 40 abgebrochen gezeigt) und einem Wärmeaustauschergesehen sein kann. In diesem Erhitzer wird das Aus- teil 3. An der linken Seite des Rohrs befindet sich gangsmaterial verdampft und thermisch teilweise ge- ein Brenner 5, der mit der Kammer 20 über eine Verkrackt. Die Temperatur dieser Krackung liegt brennungskammer 18 in Verbindung steht, wobei das gewöhnlich zwischen 399 und 677° C, doch können rechte Ende des Rohrs mit dem Boden eines Abin manchen Fällen auch andere Temperaturen ange- 45 streifturms 2 in Verbindung steht, wendet werden. Das Gemisch von gekracktem und Ein Vorratstank 7 dient für die Zufuhr von flüssinicht gekracktem Material wird dann in die zweite gern Kohlenwasserstoff über eine Pumpe 9, einerseits Stufe eingeführt, die in einer Flammkrackung der über ein Ventil 17, eine Leitung 8 und eine Rohrveroben beschriebenen Art besteht. Bei dieser zweiten bindung 14 zu dem Brenner 5 und andererseits über Krackung erfolgt eine weitere thermische Krackung 50 ein Ventil 59 und eine Leitung 60 zu einem Wärmedes Kohlenwasserstoffgemisches, in deren Verlauf . austauscher 57 innerhalb des Rohrs 4' und von hier auch die thermisch beständigeren Komponenten im über ein Rohr 61, eine Sammelleitung 29, Ventile 30 Ausgangsmaterial in Krackprodukte übergeführt wer- und Zufuhrrohre 25 zu den Injektionsleitungen 6. Die den. Die Bedingungen bei der partiellen, thermischen Leitungen 25 sind mit der Sammelleitung 29 durch Krackung sind so, daß eine minimale Kohlenstoff- 55 Flansche verbunden, ablagerung erfolgt. In F i g. 2 ist die Krackkammer im einzelnen dar-Cracking as partial, thermal cracking in a one suitable for the method according to the invention Heater, in which the starting material through indirect 35 device is explained by the drawings, th heat exchange with hot gases, such as combustion. 1 the device contains an elongation gas, is heated. With this two-stage cracking pipe. It consists of a crack and In the first stage, the output mixing chamber 20 is placed in the three injection lines 6 material introduced into a fired heater, which open to an intermediate pipe section 4 '(in F i g. 1 separately from the flame cracking device shown broken off) and a heat exchanger can be. In this heater the part 3 is located on the left side of the pipe raw material is evaporated and partially thermally generated by a burner 5, which cracks with the chamber 20 via a. The temperature of this cracking is in communication with combustion chamber 18, the usually between 399 and 677 ° C, but right end of the tube can be tied to the bottom of an abin In some cases other temperatures are also connected to the 45 brush tower 2, be turned. The mixture of cracked and a storage tank 7 is not used for the supply of liquid Cracked material is then in the second like hydrocarbon via a pump 9, on the one hand Stage introduced, which in a flame cracking via a valve 17, a line 8 and a pipe veroben described type exists. In this second bond 14 to the burner 5 and on the other hand over Cracking takes place in a further thermal cracking 50 a valve 59 and a conduit 60 to a thermal des Hydrocarbon mixture, in the course of which. exchanger 57 within the pipe 4 'and from here also the thermally more resistant components in the via a pipe 61, a collecting line 29, valves 30 Starting material are converted into cracked products and feed pipes 25 to the injection lines 6. The the. The conditions for the partial, thermal lines 25 are with the collecting line 29 through Cracking are such that a minimal carbon 55 flanges are connected, Deposition takes place. In Fig. 2 the cracking chamber is shown in detail.

Das zweistufige Verfahren ist manchmal vorteil- gestellt. Der Brenner 5 ist nicht in allen Einzelheiten haft, weil sich so ein Gas mit höherem Wärmewert gezeigt, da er für die Erfindung nicht wesentlich ist. und geringerem spezifischem Gewicht herstellen läßt, Es kann sich z. B. um einen mit hoher Geschwindigals es bei der einfachen Flammkrackung oder bei der 60 keit betriebenen Ölbrenner handeln, in dem das oben beschriebenen Flammkrackung mit vorher- flüssige Brennöl verdampft wird, bevor es verbrennt, gehender Verdampfung unter im wesentlichen nicht wobei die Verdampfungswärme der Verbrennungskrackenden Bedingungen erhalten wird. Die Eigen- kammer des Brenners entnommen wird. Das Verschaften des Gases können durch Ändern des Krack- brennen des Dampfes ist im Vergleich zum Verbrenumfangs in der ersten Stufe abgewandelt werden. Ein 65 nen einer Flüssigkeit ein viel Wärme in Freiheit verhältnismäßig hoher Krackungsgrad in der ersten setzender Vorgang, der vorzugsweise wenigstens Stufe läßt es zu, die Menge an sauerstoffhaltigem 252 100 bis 2 521 000 kcal pro Stunde pro 28,3 1 Gas, die bei der Flammkrackung angewendet wird, Verbrennungsraum ergeben sollte. Der Brenner hatThe two-step process is sometimes advantageous. The burner 5 is not in great detail adhesive, because such a gas with a higher calorific value has been shown, since it is not essential for the invention. and lower specific weight can be produced, It can be, for. B. a high speed one be it with the simple flame cracking or with the 60 speed operated oil burner in which the Flame cracking described above with previously liquid fuel oil is evaporated before it burns, going to evaporation with essentially not being the heat of evaporation of the combustion cracking ends Conditions is obtained. The burner's own chamber is removed. The transfer the gas can be burned by changing the cracking of the steam compared to the amount of combustion can be modified in the first stage. A 65 nen of a liquid a lot of warmth in freedom relatively high degree of cracking in the first setting process, which is preferably at least Level allows the amount of oxygenated 252 100 to 2,521,000 kcal per hour per 28.3 l Gas used in flame cracking should result in combustion space. The burner has

eine Zufuhrleitung 15 für Druckluft (von einem nicht gezeigten Gebläse) und ist mit einem Einlaß 16 sowie mit einem Einlaß 14 für Brennstoff verbunden.a supply line 15 for compressed air (one of which is not fan shown) and is connected to an inlet 16 and an inlet 14 for fuel.

Ein Metallrohr 11 (F i g. 2 und 3) dient als Träger für das Brennerende des Krackrohrs und trägt eine kreisförmige Abschlußplatte 10, an der eine Montageplatte 12 des Brenners 5 mit Bolzen 13 befestigt ist.A metal tube 11 (Figs. 2 and 3) serves as a support for and supports the burner end of the cracking tube circular end plate 10 to which a mounting plate 12 of the burner 5 is fastened with bolts 13.

Eine aus feuerfestem Material bestehende Verbrennungskammer 18 (F i g. 2) erstreckt sich von der Abschlußplatte 12 nach außen; sie enthält einen weiteren Abschnitt 31 neben dem Brenner 33; die beiden Abschnitte sind durch einen Absatz miteinander verbunden. A combustion chamber 18 (Fig. 2) made of refractory material extends from the end plate 12 to the outside; it contains a further section 31 in addition to the burner 33; the two sections are connected by a paragraph.

Die Krackkammer enthält eine feuerfeste Auskleidung 20 und ein kragenförmiges Teil 21, welches eine Verengung an dem Ausströmende bildet. Drei öffnungen 24 erstrecken sich radial durch die Wand des Krackrohrs, um die Leitungen 6 aufzunehmen. Diese öffnungen befinden sich in gleichem Abstand voneinander rund um den Rohrdurchmesser (vgl. F i g. 3) und münden an einem Punkt nahe der Spitze der Flamme 19 des Brenners (vgl. F i g. 2). Durch jede Leitung 6 führt ein koaxiales Injektionsrohr 25, das an seinem Ende in einem Winkel von 45° so abgeschnitten ist, daß die schrägen Endflächen zum Brenner weisen. An jeder schrägen Endfläche ist eine Platte 26 mit einer kleinen, durch die Platte reichenden öffnung 27 befestigt (am besten in F i g. 3 zu erkennen).The cracking chamber contains a refractory lining 20 and a collar-shaped part 21 which forms a constriction at the outlet end. Three openings 24 extend radially through the wall of the cracking pipe to accommodate the lines 6. These openings are equidistant from each other around the tube diameter (see Fig. 3) and open at a point near the tip the flame 19 of the burner (see FIG. 2). A coaxial injection tube 25 leads through each line 6, which is cut off at its end at an angle of 45 ° so that the inclined end faces to Brenner show. On each inclined end face is a plate 26 with a small one that extends through the plate Opening 27 attached (best seen in FIG. 3).

Ein Rohrzwischenstück 3' (F i g. 2) ist an dem Rohr 11 mit Hilfe von Bolzen 37 befestigt, die durch die Flansche 35, 36 reichen. Der Abschnitt 3' ist andererseits über die Flansche 54, 55 (F i g. 1) mit dem Wärmeaustauscherabschnitt 3 verbunden. Die Rohre 11, 3' und 3 stehen zueinander in einer Linie und ergeben einen geraden Gasströmungsweg. Die Rohre sind zwar mit kreisförmigem Querschnitt dargestellt, doch können auch andere Querschnitte verwendet werden.A pipe adapter 3 '(Fig. 2) is attached to the pipe 11 by means of bolts 37 which pass through the flanges 35, 36 are sufficient. The section 3 'is on the other hand via the flanges 54, 55 (Fig. 1) with the heat exchanger section 3 connected. The tubes 11, 3 'and 3 are in a line with one another and give a straight gas flow path. Although the tubes are shown with a circular cross-section, however, other cross-sections can also be used.

Ein wärmeisolierendes Material umgibt den Strömungsweg, nämlich ein Körper aus feuerfestem Material 22 innerhalb des Rohrs 11, umgebend die Kammern 18 und 20, ferner ein Doppelmantel 23 aus isolierendem Material rund um das Rohr 11, ein Mantel 4' um das Rohr 3' und ein Mantel 4 um das Rohr 3.A heat insulating material surrounds the flow path, namely a body made of refractory material 22 within the tube 11, surrounding the chambers 18 and 20, furthermore a double jacket 23 insulating material around the pipe 11, a jacket 4 'around the pipe 3' and a jacket 4 around the Pipe 3.

Ein rohrförmiger Wärmeaustauscher 57 (Fig. 1) befindet sich im Rohr 3. Eine längliche, hohle Leitfläche 58, deren nach oben gerichtetes Ende geschlossen ist, ist innerhalb der Spirale angeordnet. Zwei oder mehrere Austauscherspiralen können abwechselnd verwendet werden, wenn sie in Reihe miteinander verbunden sind. Der Austauscher 57 ist mit dem Injektionsrohrstutzen 39 verbunden, wie dies bereits beschrieben ist.A tubular heat exchanger 57 (Fig. 1) is located in the tube 3. An elongated, hollow baffle 58, the upward end of which is closed, is located within the spiral. Two or several exchanger coils can be used alternately when in series with one another are connected. The exchanger 57 is connected to the injection pipe socket 39, as has already been done is described.

Die folgenden Angaben stellen Beispiele für die Abmessungen (in Zentimeter) einer besonders zweckmäßigen Vorrichtung für das erfindungsgemäße Verfahren dar:The following information provides examples of the dimensions (in centimeters) of a particularly useful one Device for the method according to the invention is:

60 Rohr 11 60 tube 11

Außendurchmesser 61Outside diameter 61

Verbrennungskammer 18Combustion Chamber 18

Gesamtlänge 28Overall length 28

Großer AbschnittBig section

Innendurchmesser 13,4Inner diameter 13.4

Kleiner AbschnittSmall section

Innendurchmesser Inside diameter

Krackkammer 20Cracking chamber 20

Innendurchmesser Inside diameter

Außendurchmesser , Outer diameter ,

Innendurchmesser am Absatz 21
Gesamtlänge Inside diameter at paragraph 21
overall length

Mündung 27Mouth 27

Durchmesser diameter

Entfernung vom Brennerende der Kammer 20 Distance from the burner end of the chamber 20

Rohr 3'Pipe 3 '

Durchmesser diameter

Länge ., etwaLength., Approximately

Rohr 3Pipe 3

Länge etwaLength about

LeitflächeGuide surface

Durchmesser diameter

* Diese Länge kann erheblich kürzer sein.* This length can be considerably shorter.

35,5 255*35.5 255 *

150
19,8150
19.8

Eine solche Vorrichtung hat eine Kapazität von 8400 bis 28 000 m³ gekracktes Produkt pro Tag.Such an apparatus has a capacity of 8,400 to 28,000 m ^{3 of} cracked product per day.

Der Abstreifturm 40 ist für die Erfindung nicht wesentlich; seine Konstruktion und Betriebsweise werden später beschrieben. Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geschieht jedoch wie folgt.The stripping tower 40 is not essential to the invention; its construction and mode of operation will be described later. However, the method according to the invention is carried out as follows follows.

Der zu krackende Kohlenwasserstoff wird im Tank 7 gelagert und von hier dem Brenner 5 zugeführt, dem ebenfalls über die Leitung 15 ein sauerstoffhaltiges Gas unter Druck zugeleitet wird. Im allgemeinen wird Luft hierfür verwendet, doch können auch Sauerstoff oder mit Sauerstoff angereicherte Luft verwendet werden; man erhält dann einen höheren Wärmewert bei dem Endprodukt, das wenig oder keinen Stickstoff enthält. Das Luft-Kohlenwasserstoff-Verhältnis ist 60 bis 100% des stöchiometrischen Werts. Die Flamme füllt die Verbrennungskammer 18 und reicht noch ein kurzes Stück (gewöhnlich weniger als 10 cm) axial in die Krackkammer 20. Die Flamme hat vorzugsweise eine konische Form, wie dies bei 19 in den F i g. 2 und 4 angedeutet ist. Der enge Abschnitt 33 der Kammer 18 wirkt als Mündung für die Flamme und verhindert, daß das zugeführte Material in die Flamme zurückgezogen wird. Die Kammer 18 stabilisiert die Flamme so, daß die Verbrennung innerhalb des Brenners im wesentlichen vollständig ist und keine Kohlenstoffablagerung an den Wänden der Verbrennungskammer oder des Krackrohrs gebildet wird.The hydrocarbon to be cracked is stored in the tank 7 and fed from here to the burner 5, to which an oxygen-containing gas is also fed under pressure via line 15. In general air is used for this, but oxygen or enriched with oxygen can also be used Air used; you then get a higher calorific value in the end product that has little or does not contain nitrogen. The air / hydrocarbon ratio is 60 to 100% of the stoichiometric Worth. The flame fills the combustion chamber 18 and lasts a short distance (usually less than 10 cm) axially into cracking chamber 20. The flame is preferably conical in shape, such as this at 19 in FIGS. 2 and 4 is indicated. The narrow section 33 of the chamber 18 acts as a mouth for the flame and prevents the fed material from being drawn back into the flame. The chamber 18 stabilizes the flame so that the combustion within the burner is substantial is complete and has no carbon build-up on the walls of the combustion chamber or the Crack pipe is formed.

Nach dieser Durchführungsform werden etwa 3 bis 15^e/o des Kohlenwasserstoffs als Brennöl und der Rest als Ausgangsmaterial verwendet, das von dem Tank 7 durch die Wärmeaustauscherspirale 57 gepumpt und dort durch die heißen Gase erhitzt wird, die nach unten durch das Rohr 1 streichen. Diese Gase werden durch die Fläche 58 aufgeteilt. Wenn der Wärmeaustauscher nicht vorhanden ist oder im Nebenstrom geschaltet ist, kann das zugeführte Material direkt ohne Vorwärmen verwendet werden, doch muß dann mehr Brennmaterial verwendet werden, um die gewünschten Kracktemperaturen zu erzielen. Auch ist ein größerer Anteil an Brennerverbrennungsgasen in den gemischten gasförmigen Reaktionsprodukten enthalten, die das Krackrohr verlassen, undAccording to this embodiment, about 3 to 15 ^e / o of the hydrocarbon is used as fuel oil and the remainder as starting material, which is pumped from the tank 7 through the heat exchanger coil 57 and heated there by the hot gases which sweep down through the pipe 1. These gases are divided by area 58. If the heat exchanger is not present or is bypassed, the feed material can be used directly without preheating, but more fuel must then be used to achieve the desired cracking temperatures. Also, a greater proportion of burner combustion gases is contained in the mixed gaseous reaction products exiting the cracking tube, and

infolgedessen wird der Wärmewert des erzeugten zur Entfernung des Sprühmediums und des Konden-Gases niedriger sein. Bei einem typischen Beispiel ist sats vorgesehen, das sich bei 46 am Boden des der Wärmewert des erhaltenen Gases 151,3 kcal beim Gehäuses sammelt. Diese Flüssigkeit bildet eineDich-Vorwärmen des Ausgangsmaterials auf 370° C, je- tung, die das Entweichen von Gasen durch die Abdoch nur 118 kcal ohne Vorwärmung. Wenn das 5 zugsleitung 47 verhindert. Um in dieser Dichtung Ausgangsmaterial normalerweise flüssig ist, wird es einen genügend hohen Flüssigkeitsspiegel aufrechtbeim Durchgang durch den Wärmeaustauscher ver- zuerhalten, der sich zwar oberhalb der Abzugsleitung dampft werden. 47, aber unterhalb des Eingangs 39 des Krackrohrs 1as a result, the calorific value of the generated is used to remove the spray medium and the condensation gas be lower. In a typical example, sats is provided which is located at 46 at the bottom of the the calorific value of the gas obtained collects 151.3 kcal in the case. This liquid forms a you preheat of the starting material to 370 ° C, which prevents the escape of gases through the Abdoch only 118 kcal without preheating. When the 5 train line 47 prevents. To in this poetry If the starting material is normally liquid, it will maintain a sufficiently high liquid level To maintain passage through the heat exchanger, which is located above the exhaust pipe be steamed. 47, but below the entrance 39 of the cracking pipe 1

Das Ausgangsmaterial wird als Flüssigkeit, Dampf in dem Gehäuse 38 befindet, ist eine Flüssigkeitsspieoder Gas von den Mündungen 27 in die Krackkam- io gel-Steuerungsvorrichtung 49 vorgesehen. Sie steht mer 20 in Form von Strömen eingespritzt bzw. einge- bei 50 mit einem Ventil 48 in Verbindung und betäführt, die vorzugsweise in einen spitzen Winkel (etwa tigt dieses Ventil in an sich bekannter Weise und 45°) gegen die Flamme 19 gerichtet sind und auf die steuert den Flüssigkeitsstrom aus dem Gehäuse 38. Flamme auftreffen. Jeder Strom wird dann in seiner Ein Abzugrohr 51 ist oberhalb der Sprühköpfe 40The starting material is located as liquid, vapor in the housing 38 is a liquid pie or Gas from the mouths 27 into the cracking chamber gel control device 49 is provided. she stands mer 20 injected or injected in the form of streams at 50 with a valve 48 in connection and operated, which is preferably at an acute angle (about this valve takes in a known manner and 45 °) are directed against the flame 19 and to which controls the flow of liquid from the housing 38. Hit the flame. Each stream is then in its A flue 51 is above the spray heads 40

Richtung umgekehrt und aus dem Krackrohr durch 15 befestigt und enthält eine Entnebelungsvorrichtung die Verbrennungsgase aus der Flamme herausgespült. 52 im Rohr 51, um aus den Gasen jegliche Spuren an Der Strömungsweg des Ausgangsmaterials ist in Flüssigkeit zu entfernen, die in Nebelform zuriick-F i g. 4 mit 53 gezeigt. Diese Richtungsumkehr erhöht geblieben sein könnten.Reverse direction and attached to the cracking tube by 15 and includes a defogger the combustion gases are flushed out of the flame. 52 in pipe 51 to detect any traces of the gases The flow path of the starting material is to be removed in liquid, which returns in the form of a mist i g. 4 shown at 53. This reversal of direction could have remained elevated.

infolge des Auftreffwinkels die Berührungszeit des Die gasförmigen Produkte gelangen von demDue to the angle of incidence, the contact time of the The gaseous products pass from the

Ausgangsmaterials mit der Flamme. Die Flammen- 20 Krackrohr 1 in den unteren Teil des Turms 2, worin oberfläche oder Auftreffzone wird dabei von etwa das Kühlwasser oder -öl, das aus den perforierten 1650° C auf etwa 425 bis 870°.C und vorzugsweise Böden 45 im Gegenstrom zum Gasstrom sprüht, die auf unterhalb von 790° C gekühlt. Die Flamme kann Gase kühlt und eine Kondensation der zu kondensiehierdurch ihre Leuchtkraft verlieren und ein graues renden Bestandteile auf den Kühloberflächen der Gas werden. 25 Böden 45 verursacht. Die gasförmigen Produkte ge-Starting material with the flame. The flame 20 cracking tube 1 in the lower part of the tower 2, in which surface or impingement zone is thereby of about the cooling water or oil, which from the perforated 1650 ° C to about 425 to 870 ° C and preferably floors 45 in countercurrent to Sprayed gas stream that cooled to below 790 ° C. The flame can cool gases and condensation of the gases to be condensed by losing their luminosity and becoming a gray-colored component on the cooling surfaces of the gas. 25 floors 45 caused. The gaseous products

Das Ausgangsmaterial wird in der Kammer 20 langen dann aufwärts durch die Entnebelungsvorrichrasch gekrackt. Man kann annehmen, daß die Krak- tung 52 und das Rohr 51 zu Lagerungs- und Verteikung im wesentlichen an der Grenze der Flamme 19 lungsvorrichtungen. Das Wasser- oder Ölsprüherfolgt, die hier aus den gasförmigen Verbrennungs- medium und das Kondensat sammeln sich am Boden produkten besteht, die sich bei der Verbrennung in 30 des Gehäuses 38, worin die Flüssigkeitsspiegel-Steuerder Kammer 18 gebildet haben. Es ergibt sich eine vorrichtung 49 einen Flüssigkeitsspiegel aufrechtkurze Verweilzeit des Ausgangsmaterials in der erhält, der eine Flüssigkeitsdichtung darstellt und so-Krackzone. mit das Entweichen der gasförmigen Produkte ver-The feedstock is then swept up in chamber 20 through the defogger cracked. It can be assumed that the crack 52 and the pipe 51 are used for storage and reinforcement essentially at the limit of the flame 19 treatment devices. The water or oil spray takes place, the gaseous combustion medium and the condensate collect on the bottom products, which are contained in the combustion in 30 of the housing 38, in which the liquid level controller Chamber 18 have formed. A device 49 results in a liquid level which maintains a short residence time of the starting material in the, which constitutes a liquid seal and so-cracking zone. with the escape of the gaseous products

Die gekrackten Produkte und Verbrennungsgase hindert. Die gesammelte Flüssigkeit wird dann durch streichen von der Flamme nach unten zur Kammer 35 die Abzugsleitung 47 entfernt.Prevents the cracked products and combustion gases. The collected liquid is then through stroke from the flame down to the chamber 35, the exhaust line 47 removed.

20 und werden durch den kragenförmigen Vorsprung Der einzige erforderliche Aufbereitungsschritt ist20 and are through the collar-shaped projection The only preparation step required is

21 eingeengt, wodurch die Gase weiter zusammen die Behandlung der gasförmigen Produkte in einem vermischt werden und die Krackwirksamkeit verbes- -Öl- oder Wasserabstreifturm. Das Gas, aus dem die sert wird. Dieser kragenförmige Vorsprung stellt so- Kondensate entfernt sind, besitzt eine Qualität, die mit eine verengte Mündung aus der Krackkammer 40 sich für die direkte kommerzielle Verwertung eignet, dar. Der Mischungsgrad kann ferner durch Ändern Die Brennqualität des in einem jeweils angewendeten der Anzahl der Injektionsleitungen und deren Entfer- Krackverfahrens erzeugten Gases ist abhängig von nung von der Flamme gesteuert werden. der Zusammensetzung des Ausgangsmaterials.21 concentrated, whereby the gases further together treating the gaseous products in one are mixed and the cracking effectiveness improves -Oil or water stripping tower. The gas from which the sert. This collar-shaped projection represents so- condensates are removed, possesses a quality that with a narrowed mouth from the cracking chamber 40 is suitable for direct commercial use, The degree of mixing can also be changed by changing the burning quality of the one used in each case the number of injection lines and their removal cracking process of generated gas depends on can be controlled by the flame. the composition of the starting material.

Die Gase strömen dann im wesentlichen mit unver- Zahlreiche Betriebsbedingungen können variiertThe gases then flow essentially at a low speed. Numerous operating conditions can vary

änderter Zusammensetzung in das Zwischenrohr 3' 45 werden, um optimale Ergebnisse zu erzielen. Hierzu ab und haben am nach außen gerichteten Ende dieses gehören der Typ und die Kapazität des Brenners, des Rohrs eine Temperatur von etwa 675° C. Die Gase Brennöls und der Luftzufuhrgeschwindigkeiten, der gelangen in den Wärmeaustauscher 57, wo sie Wärme Geschwindigkeit der Zufuhr des Ausgangsmaterials an das Ausgangsmaterial abgeben. Sie sind auf etwa sowie der Typ und die Kapazität der Einspritzmün-480° C gekühlt, wenn sie den Wärmeaustauscher 50 düngen. Diese Variablen können von einem Fachverlassen und in den Abstreifturm 2 eintreten. mann ohne weiteres ausgewählt werden, um die gün-changed composition in the intermediate pipe 3 '45 in order to achieve optimal results. For this and have at the outward end this includes the type and capacity of the burner, des Rohrs a temperature of about 675 ° C. The gases of fuel oil and the air supply speeds that enter the heat exchanger 57, where it heats the feed rate of the raw material to the starting material. They are about as well as the type and capacity of the injection nozzle-480 ° C cooled when they fertilize the heat exchanger 50. These variables can be left by a subject and enter the stripping tower 2. man can easily be selected in order to

In der F i g. 1 ist der Abstreifturm 2 als üblicher stigste Wirksamkeit bei jeder Vorrichtung zu erzielen. Sprühturm gezeigt. Er ist ein senkrechtes zylindri- Die Anzahl der Mündungen hängt von der Größe sches Gehäuse 38 mit einem Kopfteil, in dem sich und dem Durchsatz der Vorrichtung ab, jedoch hat Sprühdosen 40 befinden, die über Leitungen 41 mit 55 sich gezeigt, daß drei Mündungen beste Ergebnisse einer Sammelleitung 42 in Verbindung stehen, die mit sich bringen.In FIG. 1, the stripping tower 2 is usually the most effective to achieve with any device. Spray tower shown. He is a vertical cylindri- The number of mouths depends on the size cal housing 38 with a head part in which and the throughput of the device from, however, has Aerosol cans 40 are located on lines 41 with 55 shown to have three mouths best results a manifold 42 are in communication, which bring with it.

ihrerseits über ein Steuerventil 44 und einer Leitung Die Vorrichtung kann für den Betrieb unter Druckin turn via a control valve 44 and a line The device can be operated under pressure

mit einem Vorrat für Kühlöl oder -wasser verbun- mit Hilfe bekannter Maßnahmen wie Rückstauvorden ist. Mehrere senkrecht übereinander angeord- richtung modifiziert werden. In der Krackzone kann nete, perforierte Einsätze bzw. Kolonnenboden 45, 60 ein Überdruck vorzugsweise im Bereich von etwa die horizontal quer zum Gehäuse 38 befestigt sind, 0,0035 bis 7,03 kg/cm² angewendet werden, ergeben einen labyrinthartigen Durchgang für den Falls erwünscht, kann jede Anzahl von Krackein-is connected to a reservoir for cooling oil or water with the help of known measures such as backflow preventer. Several vertically arranged one above the other can be modified. In the cracking zone, perforated inserts or column trays 45, 60, preferably in the range of approximately 0.0035 to 7.03 kg / cm ^2, which are fixed horizontally across the housing 38, result in a labyrinth-like passage for the Any number of cracking units can be used if desired.

Gasstrom vom Krackrohr 1 im Gegenstrom zum heiten von einer einzigen Quelle für das Ausgangskondensierenden Öl oder Wasser aus den Sprüh- material durch Zweigleitungen beschickt werden. Die köpfen 40. 65 Einheiten können parallel betrieben werden.Gas flow from the cracking tube 1 countercurrently from a single source for the exit condenser Oil or water from the spray material can be fed through branch lines. the heads 40. 65 units can be operated in parallel.

Das Sprühmedium und das Kondensat sammeln Das Ausgangsmaterial für das erfindungsgemäßeThe spray medium and the condensate collect the starting material for the inventive

sich am Boden des Gehäuses 38 bei 46. Eine Abzugs- Verfahren ist vorzugsweise eine normalerweise flüsleitung 47, die durch ein Ventil 48 gesteuert wird, ist sige Erdöl-Kohlenwasserstoff-Fraktion, doch könnenlocated at the bottom of housing 38 at 46. A venting method is preferably a normally flow line 47, which is controlled by a valve 48, is sige petroleum-hydrocarbon fraction, but can

auch andere Materialien, wie rohes Erdöl, Erdölgas oder ein reiner Kohlenwasserstoff, wie Hexan, Heptan oder Diisobutylen, verwendet werden. Wenn eine Kohlenwasserstofffraktion verwendet wird, ist es vorzuziehen, eine Fraktion mit einem Endsiedepunkt bis zu etwa 400° C und mit einem 95 %-Siedepunkt von bis zu etwa 370° C zu verwenden. Beispiele hierfür sind Kerosen bzw. Leuchtöl, Brennöl Nr. 1, Brennöl Nr. 2, Autobenzin, Schwerbenzin bzw. Ligroin und Mischungen dieser Fraktionen.also other materials such as crude oil, petroleum gas or a pure hydrocarbon such as hexane, heptane or diisobutylene can be used. If a hydrocarbon fraction is used, it is preferable to a fraction with a final boiling point up to about 400 ° C and with a 95% boiling point of to be used up to about 370 ° C. Examples of this are kerosene or luminous oil, fuel oil no. 1, fuel oil No. 2, car gasoline, heavy gasoline or ligroin and mixtures of these fractions.

Es ist vorzuziehen, daß das Ausgangsmaterial einen größeren Anteil, z. B. 70 bis 100% an gesättigten Kohlenwasserstoffen mit 4 bis 10 Kohlenstoffatomen pro Molekül enthält. Hierunter fallen geradkettige und verzweigte Paraffine sowie alkylsubstitu-It is preferable that the starting material contains a larger proportion, e.g. B. 70 to 100% saturated Contains hydrocarbons with 4 to 10 carbon atoms per molecule. This includes straight-chain and branched paraffins as well as alkyl-substituted

1010

ierte Naphthene. Es ist erwünscht, Ausgangsmaterial mit einem ziemlich niedrigen Gehalt an Olefinen und Aromaten zu verwenden.ated naphthenes. It is desirable to have feedstock with a fairly low content of olefins and Use aromatics.

Erdöl-Kohlenwasserstoff-Fraktionen mit einem Siedebereich zwischen 27 und 400° C und einem Gehalt von 70 bis 100 Volumprozent an gesättigten Kohlenwasserstoffen und weniger als 30%, vorzugsweise weniger als 15% aromatischen Kohlenwasserstoffen und Olefinen werden bevorzugt als Ausgangsmaterial zum Kracken verwendet. Die Fraktion kann kleine Mengen an Schwefelverbindungen und andere Verunreinigungen enthalten, die gewöhnlich in Kohlenwasserstofffraktionen gefunden werden.Petroleum-hydrocarbon fractions with a boiling range between 27 and 400 ° C and a content from 70 to 100 volume percent of saturated hydrocarbons and less than 30%, preferably less than 15% aromatic hydrocarbons and olefins are preferred as the feedstock used for cracking. The fraction can contain small amounts of sulfur compounds and others Contain impurities commonly found in hydrocarbon fractions.

Kohlenwasserstoffmischungen der folgenden Zusammensetzungen geben gute Ergebnisse:Hydrocarbon mixtures of the following compositions give good results:

VolumprozentVolume percentage

Paraffinische Kohlenwasserstoffe 75 bis 100Paraffinic hydrocarbons 75 to 100

Verzweigte paraffinische Kohlenwasserstoffe 25 bis 40Branched paraffinic hydrocarbons 25 to 40

Naphthenkohlenwasserstoffe < 15, vorzugsweise < 12Naphthenic hydrocarbons <15, preferably < 12th

Aromatische Kohlenwasserstoffe < 15, vorzugsweise < 10Aromatic hydrocarbons <15, preferably <10

Ungesättigte Kohlenwasserstoffe < 25, vorzugsweise < 10Unsaturated hydrocarbons <25, preferably < 10

Olefinische Kohlenwasserstoffe <C 10, vorzugsweise <C 5Olefinic hydrocarbons <C 10, preferably <C 5

Eine bevorzugte paraffinische Leichterdöl-Kohlenwasserstoff-Fraktion hat die folgenden Eigenschaften:A preferred paraffinic light petroleum hydrocarbon fraction has the following characteristics:

Spezifisches Gewicht 0,7022Specific gravity 0.7022

Anfangssiedepunkt, ⁰C 37,8Initial boiling point, ⁰ C 37.8

Endsiedepunkt, ⁰C 149Final boiling point, ⁰ C 149

Gesamte gesättigte Kohlenwasserstoffe,Total saturated hydrocarbons,

Volumprozent 91,4Volume percent 91.4

Gesamte aromatische Kohlenwasserstoffe,
Volumprozent 5,6Total aromatic hydrocarbons,
Volume percent 5.6

Olefine, Volumprozent 3,0Olefins, volume percent 3.0

4040

Ein besonders erwünschtes Krackausgangsmaterial ist Erdölschwerbenzin, d. h. raffinierte, teilweise raffinierte oder unraffinierte Erdölprodukte und Gasflüssigkeiten, von denen nicht weniger als 95% unterhalb von 240° C destillieren. Ein bevorzugtes Material ist dasjenige, welches als »Bajo Grande Ligroin« bekannt ist und ein unbearbeitetes, einmal destilliertes Benzin mit einem spezifischen Gewicht von 0,6988, einem Reid-Dampfdruck von 5,44 kg und einem Endsiedepunkt von 149° C ist.A particularly desirable cracking feedstock is petroleum spirit; H. refined, partly refined or unrefined petroleum products and gas liquids, of which not less than 95% below distill from 240 ° C. A preferred material is what is known as "Bajo Grande Ligroin" and an unprocessed, once distilled gasoline with a specific gravity of 0.6988, a Reid vapor pressure of 5.44 kg and a final boiling point of 149 ° C.

Der Gehalt an Naphthenen im Ausgangsmaterial kann sogar von etwa 10 bis 40 Volumprozent betragen. The content of naphthenes in the starting material can even be from about 10 to 40 percent by volume.

Das folgende Beispiel erläutert das erfindungsgemäße Verfahren.The following example explains the method according to the invention.

example

Eine Vorrichtung ähnlich derjenigen, die in den Zeichnungen dargestellt ist, wurde zum Flammkrakken der bevorzugten paraffinischen Leichterdöl-Kohlenwasserstoff-Fraktionen mit den oben angegebenen Eigenschaften verwendet. Das Brennstoff-Luft-Verhältnis, das im Brenner eingehalten worden ist, betrug 93% des stöchiometrischen Werts. Die Temperatur bei einem Punkt ungefähr 2,44 m unterhalb der Dampfeinlässe für die dampfförmigen Materialien war gleichmäßig etwa 704° C. Dem Brenner wurden 42,31 Heizöl pro Stunde zugeführt, während die Menge des zu krackenden Ausgangsmaterials 4121 pro Stunde betrug. Die Temperatur des verdampften, zu krackenden Ausgangsmaterials war beim Einleiten in das Krackrohr 369° C.A device similar to that shown in the drawings became the Flammkrakken of the preferred paraffinic light petroleum hydrocarbon fractions used with the properties given above. The fuel-air ratio, that has been complied with in the burner was 93% of the stoichiometric value. The temperature at a point approximately eight feet below the steam inlets for the vaporous materials was uniformly about 704 ° C. The burner was fed 42.31 heating oil per hour, while the Amount of raw material to be cracked was 4121 per hour. The temperature of the evaporated, The starting material to be cracked was 369 ° C when it was introduced into the cracking tube.

Eine Durchschnittsprobe des erzeugten Brenngases hatte ein spezifisches Gewicht von 0,97, und sein Bruttoheizwert, gemessen in einem Kalorimeter, betrug ungefähr 151,3 kcal pro 28,3 1. Die kcal-Umwandlungswirksamkeit, berechnet auf das zu krakkende Ausgangsmaterial, war 89,9%. Berechnet auf das gesamte Ausgangsmaterial (einschließlich des als Brennmaterial verwendeten Teils) war sie 81,9%. Die Gaszusammensetzung war folgende:An average sample of the generated fuel gas had a specific gravity of 0.97, and its gross calorific value, measured in a calorimeter, was approximately 151.3 kcal per 28.3 1. The kcal conversion efficiency, calculated on the starting material to be cracked, was 89.9%. Calculated on the total starting material (including the part used as fuel) was 81.9%. The gas composition was as follows:

Es war kennzeichnend, daß die gesamte Menge an Tropföl, Teer und Kohlenablagerung, die in der Vorrichtung zurückblieben, trotz der Betriebsdauer sehr klein war. Es war ebenfalls bemerkenswert, daß der Wasserstoffgehalt des entstandenen Gases verhältnismäßig niedrig war. Ein niedriger Wasserstoffgehalt, ζ. B. weniger als 30%, ist nämlich notwendig, damit die Kohlenstoffablagerungen minimal gehalten werden konnten. Es war fernerhin bemerkenswert, daß im wesentlichen alle (^-Kohlenwasserstoffe im erzeugten Gas Äthylen war; es wurde keine nennenswerte Menge an unerwünschtem Acetylen während der Krackreaktion gebildet im Gegensatz zu bekannten Krackverfahren.It was indicative that the total amount of dripping oil, tar, and coal deposit contained in the Device remained behind, despite the operating time was very small. It was also noteworthy that the hydrogen content of the resulting gas was relatively low. A low hydrogen content, ζ. B. less than 30% is necessary to keep the carbon deposits to a minimum could become. It was also noteworthy that essentially all (^ hydrocarbons in the generated gas was ethylene; there was no appreciable amount of undesirable acetylene during the cracking reaction formed in contrast to known cracking processes.

809 540/1Ϊ6809 540 / 1-6

Das erfindungsgemäße Verfahren führt zu einem Brenngas mit einem Heizwert von 50,4 -bis 201,7 kcal pro 28,31. Viele industrielle Verbraucher verbrennen Brenngase mit einem Wärmewert von 75,6 bis 176,5 kcal. Diese Verbraucher können das erfindungsgemäß hergestellte Gas direkt verbrennen. Andererseits kann das Gas auch als Hilfsgas mit Propan, Erdgas oder einem anderen Gas mit höherem Heizwert vermischt werden. Die Kapazität einer Propan-Luft-Anlage kann somit bei niedrigen Kosten stark erhöht werden, wenn man die oben beschriebene Vorrichtung installiert, wobei das gemischte Gasgemisch höheren Heizwert, nämlich über 252,1 kcal pro 28,3 1 besitzt The method according to the invention leads to a fuel gas with a calorific value of 50.4 to 201.7 kcal per 28.31. Many industrial consumers burn to death Fuel gases with a calorific value of 75.6 to 176.5 kcal. These consumers can do that according to the invention Burn produced gas directly. On the other hand, the gas can also be used as an auxiliary gas with propane, Natural gas or another gas with a higher calorific value are mixed. The capacity of a propane-air system can thus be greatly increased at low cost by using the above Device installed, with the mixed gas mixture having a higher calorific value, namely over 252.1 kcal per 28.3 1 owns

Das erfindungsgemäß hergestellte Gas ist auch eine ausgezeichnete Quelle für Äthylen, das in hoher Konzentration anwesend ist und nahezu kein beigemischtes Acetylen enthält.The gas produced according to the invention is also an excellent source of ethylene, which is in high concentration is present and contains almost no added acetylene.

Claims

Patent claims:

1. Process for producing a fuel gas by cracking hydrocarbons by the hydrocarbons are allowed to hit the flame of a burner in finely divided form, which in one end of a cracking zone burns through characterized in that from an elongated combustion chamber the Flame tip in the. Cracking chamber expands and possibly through indirect heat exchange evaporated and / or thermally partially cracked hydrocarbons on the Flame, the temperature of which is between 425 and 870 ° C, can strike, and that the Introduces hydrocarbons into the cracking zone at several points around its perimeter.

2. The method according to claim 1, characterized in that the hydrocarbons in can impinge on the flame at an acute angle to the flame axis.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the starting material is used a vaporized light petroleum hydrocarbon fraction or a petroleum fraction used by which boil 95% below 371 ° C.

4. Apparatus for performing the method according to claim 1 to 3, containing a Cracking chamber and a combustion chamber with a burner, characterized in that nozzles (24, 26) for introducing the hydrocarbons are provided around the cracking chamber (20).

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that that at the end of the elongated cracking chamber (20) a constriction (21) is provided which opens into a tubular chamber (3, 3 ').

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that in the chamber (3, 3 ') a Heat exchanger (57) for preheating Starting material is provided before entering the cracking chamber (20).

For this! Sheet of drawings