DE1470701A1 - Dampfphasenhydrierung von Kohlenwasserstoffoelen - Google Patents

Description

Patentanwälte .

Dr.-Ing. von Kreisler Dr.-lng. Schönwcild Ofcw

Dr.-lng.Th.Meyer Dr.Fues Dipl.-Q.c-fP.' !-!,vonKreisler ~ — Dipl.-Cnem. Carola Kdier Dr.-lr.y. Klöpsch

Köln, Deichmannhaus A 470701

35. Oktober 1968

Kl/fcr.

(O 37 250 IV<l/g6a)

The Gns Counnil, f-?urdoch House, 1 Orosvcnor PIp.co, London, S.',·:. 1 (En^lfind) .

Danpfphasonliydrierunc von Kohlenwiiasorotoffolen

Die Erfindung bezieht sich auf dio Daripfphasenhydrierung von Kohlenwasseretoffdestillatölen, die aliphatische Ecstf.r-dteile enthalten, ina"besondere auf deren hydrierende Spaltung.

Bein Verfahren ßeir,S3 der Erfindung werden die öld&npfe exotherm mit V.'a3serstoff bei Temperaturen im Bereich- von 600 bis 8C0° und Drucken von wenigstens 5 atü umgesetzt. Das Verfahren führt zur Unwandlung praktisch aller aliphatischen Bestandteile des Öls in Methan oder ein Gemisch von Kethan und Jtthan (Methan und Gemische von Methan und Kthan werden nachstehend generell als gesättigtes Kohlenwasserstoff sa3 bezeichnet). Bei der zur Durchführung dieser Ifewandlung erforderlichen Wssserstoffmenge ist die Gesamtreaktion exotherm.

Unter ^MKohlenwasserstoffdestillatölen, dio aliphatisohe Bestandteile enthalten" sind in diesem Zusammenhang öle zu verstehen, die Destillate sind und ganz oder Überwiegend aus Kohlenwasserstoffen bestehen, und deren aliphatische Bestandteile aliphntischo Kohlenwasserstoffe und/oder die aliphatischen Anteile, wie Seitenketten, von Molekülen alkylierter arorratischer Kohlenvmsserstoffe sind. Die

/Meue Unterlagen m. ι sia^n,, sau 3 ^ Änderung νλιμ« ^{BAD OWQINAL} 9Ü982Ü/Ü46 1

DeatillatUlo enthalten praktisch leoine nicht vcrdnrrpfbaren Anteile· Der Ausdruck ^M Kohlenwasserstoffe" ur.fssst in diesem Zusammenhang oov:ohl unsubstituierte Kohlenv.'csserstoffo als auch Hydroxylgruppen enthaltende Substitutionsprodukte von Kohlenwasserstoffen, von denen die Hydroxylgruppen während der Reaktion abgespalten werden.

Ale Kohlenwasserstoffdestillntöle können Erdöldestillate, vorteilhaft leichte Destillate mit Siedeenden im Bereich von 70 bis 200°, beispielsweise leichte Destillate mit einem Siedebereich von 32 bis 170°, eingesetst werden. Infrage kommen Jedoch auch schwerere Destillate, z.B. Leuchtpetroleum mit einem Siedeboreich von 16O - 2S5⁰ oder G.isöle mit einem Siedebereich von 18O - 36O⁰, oder verflüssigte Qa.se, dio hauptsächlich aus Butan und/oder Propan bestehen und bei der Erdöldestillation rnfallen. Auch Kohlenv/asseretoffdestlllate, dio nicht von Erdöl stammen, können verwendet werden, z.B. Kohlentoerdestillste, die unsubstituierte Kohlenwasserstoffe und /oder Hydroxylgruppen enthaltende Substitutionsprodukto von Kohlenwasserstoffen enthalten, z.B. Creosotb'le.

Gegenstand der Erfindung ist ein kontinuierliches Verfahren zur Dampfphasonhydrierung von Kohlenv/asserstoffdestillatölen, die aliphatische Bestandteile enthalten, wobei dio üldärspfe und ein wasserstoffhaitiges Gas kontinuierlich in Form eines Strahls oder von Strahlen durch Dücen in eine thermisch isolierte Roaktionskammer eingeführt werden, in der öle öldämpfe exotherm mit Wasserstoff bei einer Temperatur im Bereich von 600 bis 800° und einem Druck von wenigstens 5 atU reagieren, gasförmige Reaktionsprodukte kontinuierlich aus der Reaktionskammer abgezogen und die Rcaktionsteilnoh-Dor mit hoher Geschwindigkeit durch die Düsen eingeführt werden, wobei dl« Reaktionckammer so ausgebildet 1st, da£ olne wesentliche Gasmasse, die sowohl Realctionstoilnehmcr als auch Reaktionsprodukte enthält, kontinuierlich in der Xaraner unlfiuft, und die Reaktionsteilnehmer so weit vor-

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fcjewiirnt werden, daß dio in genannten Bereich liegende ReaktIonstemperatur in ganzen Innern der Realctionskair-r.er· r.it Ausnahme des Bereichs in der ITUhe der Düsen aufrecht erhalten wird.

Das hydrierende Gas, d.h. das Wasserstoff enthaltende Gas, besteht vorteilhaft praktisch ganz aus Wasserstoff, Jedoch sind auch Gasgemische geeignet, die hauptsächlich aus Wasserstoff bestehen (auf das Volumen bezogen). Infrage komr.en beispielsweise Gasgemische, die Wasserstoff und Kohlenoxyd und gegebenenfalls Kchlendioxyd enthalten und durch Umsetzung von kohlenstoffhaltigen Materiallon, wie Kohle, Koks oder Kohlenwasssrstoffen, mit Wasserdampf erhalten v/erden. Zur Erhöhung dos Wassorstoffgehalts in den so erhaltenen Gemischen kann das darin enthaltene Kohlenoxyd teilweise oder Gtuiz geniiiß der bekannten Vassergas-Konvertierungsreaktion mit Wasserdampf umgesetzt werden, wobei Wasserstoff und Kohlendioxyd gebildet werden. Gasgemische, aua denen die Kaupttnenge des Kohlenoxyds auf diese Weise entfernt wurde, können durch anschließende Herausnehme der Hauptmenge des Kohlondioxyds in Gase umgewandelt werden, dio im wesentlichen Cera aus Wasserstoff bestehen. Aus den oben genannten Gründen setzt die Tatsache, daß die Geoantreaktion exotherm ist, voraus, daß dio t'cnge des mit den hydrierenden Gas eingeführten Wasserstoffs iia Verhältnis zu den öld&npfen zumindest ausreicht, un praktisch alle aliphatischen Bestandteile des öle in gesättigtes Kohlenwasserstoffgas umzuwandeln.Die !•'enge des eingeführten Wasserstoffs liegt im allgemeinen über dieser Mindostr.enge.

Gewöhnlich besteht die Neigung zu Kohlenstoffablagerung an der Wand der Recktionskan-T.er, so daß die Gasuinwälzung schließlich beeinträchtigt wird. Die Wasserstoffeenge ist ein wichtiger Fcktor, der die Geschwindigkeit bestimmt, mit OCT dicce Ablagerung stattfindet. Diese Geschwindigkeit steigt mit r.biichL-.cnöcr Y.'asccrGtoffcengc bis zum genannten KirAirnuin, vorausgesetzt, daß die anderen wichtigen Faktoren,

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auf die nachstehend eingegangen wird, unverändert bleiben. Demgemäß ist es allgemein erwünscht, mit einem erheblichen WasserstoffÜberschuß zu arbeiten.

Da etwaiger nicht umgesetzter Vfnsserstoff die Konzentration an gesättigtem Kohlenv;asserstoffgas ira Produktgas erniedrigt, kann die Einführung eines WasserstoffüberGchusses auch ?iugcenutzt werden, um den Heizwert des Produktgaces in einem gewünschten umfang zu senken. Bei leichten Erdöldestillaten liegt die Menge an DestillatdSmpfen, die pro nr Wasserstoff (gerechnet bei Standardtemperatur und -druck) ira hydrierenden Gas eingeführt wird, vorteilhaft im Bereich von 0,32 bis 1,28 1 (gerechnet als flüssiges Destillat).

Die Geschwindigkeit der Ablageruns von Kohlenstoff kann wesentlich gesenkt werden, wenn man ein Hydriergas verwendet, das einen geeigneten Anteil an Uasserdampf enthUlt. Baispielsweise erwies sich bei der Behandlung von leichten Erdöldestillaten die Anwesenheit von 10 Vol.-Jd Wasserdampf ira Hydriergas als sehr vorteilhaft für diesen Zweck.

Die Reaktion wird vorzugsweise im Temperaturbereich von 700 bis 800° durchgeführt, um eine annehmbar hohe Reaktionsgeschwindigkeit zu erzielen, abor die Geschwindigkeit der Kohlenstoffablagerung nimmt mit steigender Temperatur zu.

Zur Aufrechterhaltung einer gewünschten Reaktionsteinperatur werden die ÖldSmpfe und das Hydriergas gewöhnlich beide vorgewärmt und in Mischung miteinander durch die Düse eingeführt, aber in einigen Füllen kann es notwendig oder erwünscht sein, sie getrennt auf verschiedene Temperaturen vorzuwKrraen und vor oder nach der Einführung zu mischen. In jedem Fall werden die ÖldSmpfe und das Kydriergas so Vorgewärmt, daß die Vorwürratempcratur des Gemisches (d.h. dio Temperatur des vorgewErmton Gemisches bzw. die Temperatur, die die Reaktionsteilnehnernach ihrer Vermischung haben) unter der Reaktionstemperatur liegt, ober so hoch 1st, daß die gewünschte Reaktionstemperatur aufrecht erhalten v/ird.

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Je nach der Reaktionswärme, der Reaktionsgeschwindigkeit, der Wirksamkeit der V/iirneisolierung der Heaktionskaraner und den Innenabmessungen der Kammer kann die VorwSrrctainporatur des Gemisches beispielsv;eise im Bereich von 400 bis 550° odor auch unter 400°, z.B. bei 250°, liegen. Bei Verwendung einer großen Reaktionskaranor mit gut isolierten Wänden, so daß der t.'ilrcioverlust durch die Wände pro Einheit des Innenvolunen3 der Reaktionskamner gering ist, ist es bei Durchführung der Hydrierung eines leichten Erdöldestillats mit .einea Siegend© von 170° und bei Vorx;endung eines Hydriergases, das wenigstens etwa 90 - 95 Vol.-% Wasserstoff enthSlt, möglich, eine Reaktionstemperatur von 750° einzuhalten, wenn die Reaktionstellnehnier bei einer Temperatur von nur 350·° in die RoaktionskannBer eingeführt worden.

Der Druck in,der Realctionskanraer liegt vorzugsweise im Bereich von 20.bis 50 atü. Die Geschwindigkeit der Kohlenstoffablagerung nirnnt mit steigenden Druck ab. Die gasförmigen Reaktionsprodukte v/erden vorteilhaft aus der Renktionskacurxsr durch ein Ventil abgezogen, das so ausgebildet ist, daß die gasförmigen Reaktionsprodukte in einer solchen Menge abgezogen werden, daß der Druck in der Reaktionskainraer praktisch konstant gehalten wird.

Der Gaskreislauf in der Reaktionskamroör wird dadurch zustand© gobracht, daß von dem Gasstrom bzw. den Gas3trÖmen, die mit hoher Geschwindigkeit in die Reaktionskaraaior eintreten, Bewegungsenergie auf das bereits in der Reaktlonskaniraer vorhandene Gas übertragen wird. Die Größe der Umwälzwirkung IHsst sich als Kreislaufverhältnis angeben, d.h. das Verhältnis dos Volumens des in der Reaktionskaramer in Kreislauf befindlichen Gases zum Volumen de3 Gases, 'das während einer vollstilndigen Periode der Kreislaufbevregung au3 der Realetionskamnier abgezogen wird.

Das Kreislaufverhältnis betrügt wenigstens J : 1, vorteilhaft wenigstens 10 : 1 und vorzugsweise wenigstens 20 ί 1. In allgoßoinon iet ein hohes Kroislaufverhältnis ervünscht,

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weil ca - besonders bei niedriger Vorwiirntcr.iperatur - die Zeit vorkürzt, dio vergeht, bis die Rcaktionstcilnehnar nach ihrer Einführung auf eine Temperatur von beicpiolcv/cisc etwa 65O⁰ gebracht sind, bei der dlo genannte Reaktion schnell von3tatton seht, wodurch die Geschwindigkeit der Kohlenstoffablagerung v;ecentlich vei'ringort wird. Andererseits können die zur Erzielung eine3 hohen KreislaufverhSltnisses notwendigen Bedingungen in anderer Hinsicht nachteilig sein. Hierauf wird nachstehend nliher eingegangen.

In Fällen, in denen eine gewisse Kohlenstoffablsssruns i;elnen ernsten Nachteil darstellt, kann nan einen Anhaltspunkt dafür beko.TJsen, ob das Kreislauf verhältnis hoch genug ist, indem man Tenperaturraessungen, beispielsweise mit Hilfe von Therooolonenten, an verschiedenen Stellen in Innern der ReaktionskanKior vornimmt. Die hierbei gemessenen Temperaturen müssen - abgesehen von der unmittelbaren Nachbarschaft der Düsen - sämtlich mit einer Abweichung von £ 10°, vorzugsweise von +5° oder sogar £2,5°, gleich sein. Dieses Kriteriuni genügt Jedoch nicht ir;j:;er, um sicherzustellen, daß dio Kohlenstoff ablagerung genügend niedrig ist, und wenn dieser Paktor von großer Bedeutung ist (z.B. wenn kontinuierlich über einen Zeitraum von etwa einen Jahr gearbeitet werden coil), raus dio Geschwindigkeit der Kohlenstoffablagerung selbst geraessen worden.

Der Hauptfaktor, der die Größe des Kreislaufverhültnisses bostinsat, ist das Verhältnis der Querschnitt3fleiche des Bereichs der Reaktionskamrcer, in den die Reaktionsteilnehmer eingeführt werden, zur Querschnittsflächo der Düse (gerechnet jeweils als Ebene senkrecht zur Strörcungsrlchtung der Gase. Unter der Annahrce, dafl - wie es erwünscht ist - dio Reaktionskacaor so ausgebildet ist, daß die Reaktionskamraer dem kreisenden Gasstrom möglichst wenig Widerstand bietet, zeigt sich gewöhnlich, daß das Xreislaufverhältnis ganz grob der halben Quadratwurzel dos oben genannten Verhältnisses der Quersehnittsflachen gleich ist. Dlesor Wert kann bei w

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stcns IOD : 1 lichen und bctrKßt vorzugsweise vreniestens 400 : 1. Wird eine Genauere Ermittlung des Kreislaufvcrhült*· r.icses cevrilnscht, so kann diese vorgenommen werden, indem dan ein Modell der Reaktionckair.r.icr erstellt, ein Gas (cewöhn lich Luft) durch die Düse einführt und die umgewälzte Luftmence in der Kanter und die austretende Luftmcnso mißt (die nach Erreichen Ues stationären Zustandos gleich der !!enge sein nuß, dio der Düse zugeführt \>rird). Ein weitorer Faktor, der die Größe des KreislaufVerhältnisses beeinflusst, ist das VerhSltnis der Temperatur, mit der die Recktionstoilnehcor eingeführt werden, zur Temperatur des Gases in der Reaktionslcar^or (wobei die unrnlttelbare NUho der Düsen ausgenommen ist), und zwar ist dos Krcislaufverhältnis proportional der Quadratwurzel dieses Verhliltnisser_#>;enn mit absoluten Temperaturen Gerechnet wird. Der letzte Faktor ist gev/Uhnlich nicht bedeutsam, es sei denn, der Grad der Vorwärmung dor Reactions teilnehmer ist sehr niedrig in Verhliltnis zur Temperatur in aor Reaktionskamer. In 3olchen FUllen ist er wichtig, tvoil der Effekt dann das Kreislauf ve rhUltnis erheblich senkt und, v:ie bereits erläutert v/urdo, unter solchen Bedingungen die Anwendung eines übenrKißic niedrigen Kreislauf vorhin tnisses su vercxjiden ist. Er ist ferner wichtig und nuß berUcksichtict werden bei der Bestinsnung dec Kreislaufverhältnisses durch ITcssunsen an eincra Modell unter Verwendung von Luft ohne einen wesentlichen Temperaturunterschied zv;ischen der in die Karxier eintretenden und der bereits in der Kammer vorhandenen Luft.

Ist aus den vorstehend genannten Gründen die Erhöhung dos Kreislaufverhültnissos für eine Gegebene Heaktionskansner erforderlich, nru3 man (wenn eine erhebliche Steigerung erreicht v/erden soll) die Quorschnittsflüche der Düse verringern und, v:cnn der Durchsatz nicht entsprechend sinken soll, die Geschwindigkeit der Einführuns der Reaktionsteilnehr.3r in dio Hc£lctioncloir-~or erhöhen, v.'omit eine entsprechende Erhöhung des Druclcabfalls in der Düse und des 2narßievcrbrauclis verbunden ict. Niniv.t τζζη cn, daß - wie es in der

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Praxis allgerrtc-in üblich ist - der Druck, unter den die Rcaktionsteilnehrrer verfügbar sind, fest steht, kann eine Erhöhung des Druckabfalls in dor Düse nur durch Senkung des Druclcß in der Kanner erreicht v;erden. Dies ist jedoch unerwünscht, v/eil hierdurch die Neigung zur Ablagerung von Kohlenstoff verstärkt und dio Renktlonsgecchv/indiskeit gesenkt wird. Die mit einem verringerten Druck verbundenen Nachteile sind in alicemeinen Jedoch weniger ernst ds die Nachteile eines zu niedrigen KreislaufVerhältnisses.

Bei gegebener Reaktionskairjner und gegebenen Düsen hat eine Änderung der Geschwindigkeit, dt der die Reaktionsteilnehner eingeführt v/erden, koinen sehr deutlichen Einfluß auf das Kreislaufverhältnis, aber eine Erhöhung der Geschwindlglceit pflegt aufgrund des erhöhten Durchsatzes zu einer Erhöhung der Reibungsverluste in der Kancnor und damit zu einer geringen Senkung des Kroislaufverhliltnisses zu führen. Die Geschwindigkeit* mit der die Reactionsteilnehmer eingefülirt worden, kann ira Bereich von JO bis 600 πν/eec liegen.

DIo Reaktionskarnraer besteht vorteilhaft aus einem aUgeir-ein zylindrischen, wärmeicolierten Delimiter, in den koaxial ein hohler zylindrischer Einsatz angeordnet ist, der kürzer ist als die Innenllingo des BchElters, und der den Innenraun des Behälters in einen inneren Bereich von runden:' Querschnitt und einen Kußeron Boreich von ringförmigem Querschnitt unterteilt, wobei die beiden Bereiche jenseits der Enden des hohlen zylindrischen Einsatzes miteinander in Verbindung stehen. Zur Einführung der RoaktIonsteilnehmer an einen Endo des Behälters oder dicht an einem Ende in axialer Richtung zum anderen Endo des Behälters sind Düsen vorcccehon. Bei dieser Ausbildungsform der nealcticnclcanrner ninu^t der Bit hoher Geschwindigkeit in die Reaktionslrarnracr eintretende Gasstrom seinen V.'eg in Längsrichtung des inneren Bereichs der Kamnor_# reißt das bereits in der Rcakticnskarrroar vorhandene Gas nit eich, und die sich bewegende Gasniasce kehrt dann über den Uußeren Bereich der Kariaer bis in die

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!IUhe der Düsen zurück, wo sie einen nouen Bcwcgungslnpuls von dom aus der Düse austretenden Strom der Reaktionsteilnehiner empfiLngt und einpn neuen Zyklus der Kreislaufbewegung beginnt. Um den v/idorotcnd, den die RoaktionskaznniQr der KreislaufbetvOtTunf; der Gnoe bietet, r.b*glich3t klein au halten, wühlt man vorteilhaft die CuerschnittsflUchen (senkrecht zur Achse der Reaktlonskar.'jscr) der beiden Bereiche der Hcaktionskansner ia wesentlichen gleich oder die Quer-schnittsflücho des äußeren Boreichs etwas größer als die des inneren Bereiche.

Die Düse kann in der V.'and der Reaktionskararccr angeordnet sein, Jedoch bildet nan sie vorteilhaft am Ende eines Rohres oder von Rohren aus, die sich in dio Reaktionckansmer parallel zu deren Achse erstrecken.

Die gasförmigen Produkte werden vorteilhaft aus dem Reaktionsraun an einer Stelle abgezogen, die, in Strömungörichtung gesehen, von der Büso entfernt liegt. V.'enn also die Reaktionskamiser als allgemein zylindrischer Behälter mit koaxialen hohlen zylindrischen» Einsatz ausgebildet ist, können dio gasförmigen Produkte au3 der ?4eaktionskan3r.ier durch einen Ausla3 abgezogen v;erden, der in den der Düse eo nüehsten gelegenen Ende der Realctionskacner oder dicht bei diesem Endo angeordnet ist. Gegebenenfalls kann/ein Leitblech (boispielsiioise ein ringförmiges Leitblech) zwischen den Austritt und das benachbart© Ende des Süßeren Bereichs der Reaktionslcarnmer einschieben, um oino etwaige Neigung des Cases, in den Austritt zu strb'cjen, bevor es eino einzelne Kreislaufbowcgung vollbracht hat, zu verringern. Da3 gleiche Ergebnis kann erreicht werden, v/cnn man die Austrittsüffnung in den liuUeren Boreich der Reaktionskacuacr logt, co daß das Gas in sie hincinstrSnit. Wenn die Einführungsdüse in inneren Bereich der Roaktionskamiier, d.lu zwischen den Enden do3 zylindrischen Einsatzes angeordnet ist, kann der Auslaß ebenfalls „in inneren Bereich dor Reaktlonskaimnor an einer Stelle kurz oberhalb der Düse (in Strbmungsrichtuns

also entfornt von der Düse) angeordnet celn. '· 90982 5/0461

Ein Reaktor, der sich zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung eignet, x/ird nachstehend als Beispiel anhand der Abbildung boschrieben, die den Reaktor schocjatl3ch im axialen Querschnitt darstellt.

Der Reaktor besteht aus einem senkrechten zylindrischen Druckgefäß, das aus einem an beiden Snden offenen zylindricchen Stahlnantel 1 besteht, dor durch die Endteile 2 und 3 geschlossen ist, und in den koaxial nit den Mantel 1 ein hitscbestllndiger hohler Stahlzylindor 4 angeordnet ist. Koaxial la Zylinder 4 ist ein hitsebestEndiger Stahlzylinder 5, angeordnet¹.

Der Zylinder 4 bildet die Auskleidung fUr die Kenktionskam- Dor. Dor Raum zwischen dein Zylinder 4 und den I'antel I ist durch ein wllrneisolierendes !-!aterial 6 ausgefüllt. An die Untorsolte dos oberen Endstücks 2 ist ein Verschlußstück 7 aus feuerfester Material angesetzt, dessen Durchmesser etwas kleiner 1st als der Innendurchmesser des Γ-antels 1, und das eis V/Urmeisolierung an der Oberseite des Reaktors dient. An der Unterseite des Verschlußstücks 7 1st in der Kitto eine runde Ausnehmung vorhanden, doren Durchmesser etwas gro3or iat als der AuSendurchinesser des Zylinders 4. Der Außenteil des Verschlusstucks 7 ragt ein kurzes Stück in den oberen Teil des Raums zwischen dem Zylinder und dem Hantel und bildet den Abschluß des Zylinders 4. In der Mitte auf der Oberseite dC3 unteren Bodens 3 1st ein zylindrisches Abschlußstück 8 aus feuerfestem Material befestigt, dessen Durchmesser etwas größer ist als der Außendurchnesser des Zylinders 4. Das Abschlusstück 8 dient als Auflage für den Zylinder 4 und als UErmoisolierung ara Eoden das Reaktors.

Das Innenrohr 5 ist ara oberen Endo mit mehreren Streben 9, die mit Abstand ura seinen Umfang angeordnet sind , an Zylinder 4 befestigt. Are unteren Ende wird das Innenrohr 5 durch mehrere Stege 10, die rait Abstand rings ua seinen Umfang angeordnet sind, an Inncnrohr 5 befestigt sind und eich gegen die Innenwand do3 Zylinders 4 legen, in seiner

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Läse ßohalten.

Das Innenrohr 5 ist kürzer eis der Zylinder 4 und zentral im Zylinder 4 co angeordnet, daß die Abstünde von der Oberkante des Innenrohrs 5 £ur Oberkante des Zylinders 4 und von dcx· Unterkantc des Innenrohrs 5 zur Untcrkanto aes Zylindors 4 in axialer Richtung gleich sind.

Der Zylinder 4 und die Verschlußstücke 7 und 8 bilden zusammen den Reale tionsraun;, der durch das Innenrohr 5 in einen inneren und einen I-u^cren Bereich unterteilt ist. Der innere Boreich Eteht mit dem iiußoren Bereich Jenseits der Enden dee Innenrohr3 5 in Verbindung.

Ein Einlaßrohr 11, das koaxial mit dem Iiantol 1 verläuft, ragt durch den oberen Endteil 2 und das Vorschlußstück 7 und endet in einer Düse 12. Ein- Austrittsrohr 13 verläuft senlcrecht durch den oberen Endteil 2 und das Verschlu£stüclc 7 und hört mit offenem Ende unmittelbar über dorn oberen Ende de3 Innenrohrs 5 auf. Das Austrittsrohr 13 ist so angeordnet, daß selno Achse, venn sie verlängert vrtlrdo, sich in den äußoren Bereich der Reaktionskaraner erstrecken würdo.

Als Beispiel für geeignete Abmessungen des in der Abbildung dargestellten Rer-ctorc werden folgende Ilaße angegeben»

Ilantcl 1: L&igo 6,ln, Durchmesser etwa 75 cn* Zylinder 4: Lunge'5,65 in. Durchmesser 3° cm. Innenrohr 5 J Lunge 5*03 n, Durchtnesser 20 cn. DUso 12: Innendurchmesser 4 πη·

Die Erfindung -wird durch das folgende Beispiel voranschaulicht.

Unter Verwendung des in der Abbildung dargestellten Reaktors mit den als geeignet angegebenen Abmessungen vnardo ein heI2cs Ilydricrgos, das durch Ucsetsung von Butan ciit l.'asserdcuT.pf und anschlie2cr.clcn Ersatz des Kohlenoxyds durch V.'asserotoff und Entfernung Cez Kohlcndio:-:yd3 erhalten worden war, und aus 0,5.o Ilohlcndioxyd, 1,4;' Kolilcnoxyd, 97*3/^ V/asccrstoff und 0,C>5 l-Ietlian bestand (jcvroilc VoI.-^), vairde durch die

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* 12 -

Zuführungsleitung 11 und dlo Düse 12 In dio ReaktionckanunGr eingeführt, bis die Temperatur der Reaktionskawrucr (genossen nit einem Thermoelement, das in der Kair.rr.er on einer von der Düse 12 entfernten Stolle angeordnet wnr) 600° erreichte. Der Druck in der Kanner wurde durch ein auf Druck ßnsprechondes Ventil, das mit den Austrittsrohr 13 verbunden uar, "bei 25 atü Gehalten. Eine geringe Menge von Dämpfen eine3 leichten Erdöldestillats (Sicdeberoich j52 - 170°) wurde dann dem der Reaktlonskanraor zugeführten hydrierenden Gas zugegcban. Hierbei stieg die Temperatur ira RcaktionsgefaS stetig, bis sie 750°# die gewünschte Reaktionstemperatur, erreicht hatte. Hierauf wurde ctor Anteil an DEmpfen des leichten Erdöldestillats in dem durch die Düse 12 eingeblasenen Gos allmählich bis auf die erwünschte Zuführungsmenge erh&at, wEhrend die Temperatur des eintretenden Gemisches aus Hydrlergas und öldSnpfen allnühlich cecenlct vairde, ura die Roaktionstemperatur einzuhalten, die durch Therpoelcmento überwacht wurde, die en verschiedenen Stellen in der Realctlonskamoer angeordnet waren.

Die endGÜltise Mense, mit der das Hydrlergas zugeführt xnirde, betrug 212 cr/Std. (geraesson bei einen Druck von 1 ata und einer Temperatur von 15*6°), und die endgültig© Menge, mit der die DEnpfe des leichten Erdöldestillats in Mischung mit den HydrierGas zugeführt wurden, betrug Ij6 l/Std. (gerechnet als flüssiges Erdöldestillat), entsprechend 0,6^ l/m-' Hydrierga3. Die Endtenperatur, bei der die Reaktionsteilnehner ©ingeführt wurden, betrug

Die ReaktIonsteilnehmer traten mit einer Geschwindigkeit von 457 m/sec aus der Düse 12 aus.

Die Thermoelemente waren zur Registrierung der Temperatur an verschiedenen Stellen In Innern des Rohrs 5 (nicht dichter als 90 cm von dor Düse 12) und im Süßeren Eereich der Roaktionckanmer angeordnet. Zu keinem Zeltpunkt vriihrcnd der 100 Stunden ununterbrochenen Eotrleba unterschieden eich dio Anzeigen der verschiedenen Thermoelemente um nehr als 5°.

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Λη einem !-tcdell, in das Luft durch dio Düse elngeblascn •wurde, vurdon I'eccuncen vorconoi.r.xin, vioboi ein Pitotschcs Hohl· verwendet truruo, ua die im iluCorcn rin^föraicen Eereich nach oben ctrüincnde Luftr.enco in verschiedenen Abstunden von der Aclisc der Karger zu rtoscen und auf diese Weise die ins^csaat in liuSeren rin^fÜrniGon Bereich nach oben str8n*>ende Luftr-en^o zu ermitteln. Die Feststellungen ergaben, daß im Durchschnitt die durch die Düse 12 in die Bea'ctionslcaarner einccrtlhrtcn Gase als Itoal-rbionsteilnehoor ungefähr 20 mal in der Hcalctionslairsiier umliefen, bevor sie die Reactions· iZtiiZTttv durch Austritt 13 cJls Produlcto verlieSen, d.h„ das Kroislaufverhältnin (siehe obi-^o Dofiniticn) betrug uncefHhr 20 : 1. Eo ist zu be:=erl:on, daS die halbe Qundratvaii'zel des Verhältnisses der liinoren QucrsclinittsflUcho des, Innenrohrs zur inneren Querschnittsflliche der I>Usq 12 unceftihr 23 betrat· Dies ist eine Bestilti^uni;* da3 diese Ssihl ganz doa in diesen Fall vorliegenden KreißlaufverhHltnis entspricht.

Pio RcrJctionsprocliilcte wurden nach dea Verlassen der Heaktionslcarrxior selaiiLlt und lieferten pro Stunde 2hK nr einer nicht kondenslerbnren sasförmi.^en Pralction und 1,225 Kondensat pro 1000 KubU-rfuS der Gasfrektion (■» 4^ (das Volumen Jeweils auf !iorrnaltemperatur und -druck bozoscn).

Eine Analyse erßnb, da£J die gasförmige pralction ο,4/ί Kohlen« dioxj'd, 1,Zt Kohlenoxid, l,yA unrjosiittiste ICohlenvjrassörstoffei 35,0,- Wasserstoff, *\9,3Ϊ Methan und 12,8;i i:than enthielt (jeweils Vol.-i>).

Eine Analyse dcz Kondensats zeiste, da3 es aus 37 δ Benzol, · 1,5 ο Toluol, 3 c naphthalin und 1,5 3 höheren aromatischen Kohlem/acsorstoffen pro er der canfUmison Fraktion bestand,

Ansätze von Kohlenstoff an den l.'ilnden der Hoaktionckamner konnten nach den Versuch nicht festcestellt werden*

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Claims (8)

1. Patentanspruch o

   Kontinuierliches Verfahren 2ur Dar^f^liascTihydrlerur^ voa Xohlenwascorctoffdestillatülen, die aliphatisch© Eostandtoile enthalten, durch cxptherxa Ifasstzun^ der üld-lTipfo nit Wasserstoff enthaltenden Gasen in einer thercicch iaollertcn Keaktionckanracr bei Temperaturen in Eoroich von 600 bis OCO⁰C, vorzuscvciso 700 bio 8CO⁰C, vntav Drucken von veniesteno 5 atü, vor^u^cv.'oise 20 bis 50 atu, und unter Vorerhitzen dor Jleaktlonsteilnolu^r auf solche Temperaturen, da3 dio Eoaictionstcspcratur durch die oxothorzo Uacetzuns erreicht wird, dadurch ^ekennzelehnet, daß durch kontinuierliches Einleiten der F.e^itionstailr.ohaer in Fora woni£3tens eines Strahles mittels BUccn und kontinuierliches Abziehen von Reaktionsprodukten in dor F.oaktlonckorinjor ein kroicor.der Gasstrom aus nealctionsteilnohrncm u:id Rcalctlonsprodulctcn nlt einen ICrelslaufverhältnis von v;onlgstens 3:1 erzeugt wird und die r.oaktionstellnctxicr so wolt vorce;;ärnt werden, da3 in Innern άο^ IC^^uc-r nit Ausnahmo dea Bereichs in der Nilhe der Dllccn eine im vzcsentllchcn gloichn&aic© Temperatur eincehalten
2. 2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da2 das wasserstoffhaltig© Gas zusätzlich V'a33erd^T.pi* enthält.
3. 3) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ce

   daß dio ReaktioncteilnehEer nit Geschwindigkeiten in Loreich von etwa 5Ö blc 6OO m pro Sekunde eingeführt worden.
4. 4) Verfahren nach einem der Ansprücho 1 bis 2, dadurch cel:crin zeichnot, daß dio caofönnißon Produkte aus dar Hcal:tionc-

   Unterlagen

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   nflsfl.e.^4.9.1967

   an einen von der EintrittcUffnunß, in St gecchen, entfernt liccer.den Pur.lct abcezccon werden·
5. 5) Verfahren nach eine^ dor Ansprüche 1 bic 4, dadurch gekenn zeichnet* dc.3 in dem Boreich der RcaJctionskrjrjcer, in <2ca die ItaalcticnstcilnchrAcr eingeführt worden, das VcrhSltnio der Querschnittsfliiche dO3 kreisenden Co.CGtror.es zur Cuercchnittcflilcho der Ctl3G, jeweils ccnlirccht sur Strl*:.:urc3-richtunß dor Gaco ccrschnot, vreniestono 100 t 1, voiso wenicatona 400 : 1, beträft·
6. 6) Vorriohtunc sur Durchflihrunc; des VcrfcJircna nach einer« dar vorhorecher.ucn Anaprilcho, dexiurch co^ennzeichnat, dai ala I;cakticnc*.:a.-^.er ein in vccGntliahcn sylindrischer, wlii^aisoliertcr EjhSltor vcrcccchon ict_# in dea coaxial ein hohler, zylindrischer Einsatz angeordnet ist, der kürzer ict als dio InnonlLLaca des Echlllters νχΛ den Iionenrauro des Dohlllters in cir.cn inneren Bereich von i:roiaföraiGem C.uarcchnitt und einen üuSeren Eercrieh von rincforroi£ca Cucrschnitt unterteilt, wobei dio beiden Bereiche Jencoitc der Enden des sylindrißehcn Eincatsea nitclnandcr in Verbindung stehen und die D'iao sue 2inloit.cn <Ior Rcoktioncteilnciir.iür in die RecLictionska.'nacr an oder ns.hs einca Ende des Dchliltero ongeordnot und zua anderen B^hUltorende hin gerichtet ist.
7. 7) Vorrichtung nach Anspruch 6, dicLui-eh eekenasoiehnat,'daß die Cucrcchnittsflilche Cos lluHerer., rinr;fc*raicen ]2oreichos ctv:a Gleich oder ot"»xa.s slower als dio Cuorsehnittcflclcha des inneren, lcreisfür.^iccn Boreiches der Iical£tioncl:c=rr.er iot·
8. 8) Vorrichtur.^ nach Anspruch 6 oior· 7, tlculuroh c^-c dzQ die üU^cn für dio ZufwUirun^ dz? r»ccJ:ticn£itoilr.chr.cr ara Ende wenicoteno eines in die r.cc^:ticriClcar-..Dr hineinreichenden und eich entices ocloi' pcrwllcl eier Achco diocer ]Cc>*^ erctrec!:cr.icn .Wehres arccordr.ot ciiid,

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