DE7029479U - Vorrichtung zum erhitzen von stroemungsmitteln. - Google Patents
Vorrichtung zum erhitzen von stroemungsmitteln.Info
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Description
Abs.: Palentanwalt Dipl.-Ing. SCHUBERT, 59 Sieaen, Eiserner Straft·
Postfach 325
Köln 10*931, Euen 203·2
(neu)
70 086 Pü/h.
United Kingdom Atomic Unergy Authority, 11, Charles II Street, London, S.W.1/England
Pur diese Gebrauchsmuster-Anmeldung wird die Priorität
aus der britischen Patentanmeldung Nr. 39483/69 vom 6. August 1969 in Anspruch genommen.
Vorrichtung zum Erhitzen von Strömungsmitteln
Die Neuerung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erhitzen von Strömungsmitteln, insbesondere für die fraktionierende
Destillation, die Pyrolyse und die Katalyse von Strömungsmitteln.
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Wenn es gewünscht wird, von Strömungsmitteln durch eine
Destillation einen oder mehrere Bestandteile abzutrennen,
ist dies oft schwierig, wenn die Siedepunkt-Temperaturen der Bestandteile nur wenige Grade voneinander abweichen.
Darüber hinaus kann die Pyrolyse oder Katalyse nicht nur ein sehr schnelles Erhitzen und schnelle Abkühlung erfordern,
um die Bildung unerwünschter Reaktionsprodukte zu unterdrücken oder auf fin Minimum zu beschränken, sondern auch einen sehr
kurzen Zeitraum, während welchem sie hohen Temperaturen ausgesetzt sind.
Ein Beispiel eines Pyrolysen-Prozesses, welcher schnelles Erhitzen und Kühlen erfordert, liegt in der Herstellung von
Parfümerie-Chemikalien auf dem Herstellungsweg, der mit alpha-Pinen beginnt bzw. seinen Anfang nimmt.
Parfüme werden in einem breiten Anwendungsbereich Haushaltsprodukten zugesetzt, entweder um einen unangenehmen
Geruch zu neutralisieren oder um ein attraktiveres Produkt zu erhalten. Terpentin wird als Rohmaterial für die
Herstellung von synthetischen Geruchsstoffen angesehen; gegenwärtig wird es entweder aus dem von Nadelbäumen
gesammelten Harz oder als Nebenprodukt des Papier-Herstellungsprozesses nach Kraft ernalten.
Die Zusammensetzung des Terpentins schwankt je nach seiner Provenienz und besteht hauptsächlich aus alpha-Pinen,
beta-Pinen und delta-3-Caren zu verschieden hohen Anteilen
(siehe Tafel I).
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TafelI
| Provenienz | alpha-Pinen in.% |
beta-Pinen | delta-3-Caren |
| U.S.A. | 75 | 20 | |
| Australien | - | 60 | _ |
| China | 92 | 4 | _ |
| Ost-Indien | 77 | - | 20 |
| Finnland | 75 | 15 | |
| Frankreich | 60 | 27 | — |
| Griechenland | 95 | 2 | - |
| Indien | 85 | vji | — |
| Japan | 85 | 10 | 5 |
| Mauritius | 45 | 46 | - |
| Neuseeland | 35 | 65 | — |
| Portugal | 80 | 17 | - |
| Russland | 75 | - | 15 |
| Schweden | 80 | 5 | 15 |
Die einfache Pyrolyse von beta-Pinen bei 600° C ergibt
eine hohe Ausbeute an Myrcen, das in die gewünschten
Terpenalkohole umgewandelt werden kann.
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beta-Pinen Myreen
/beta pinene/ /Myrcene/
Pyrolyse /pyrolyse/
Wie aus Tafel I ersichtlich ist, let beta-Pinen ein
kleinerer Bestandteil der meisten, aber nicht aller Terpentine.
.·' Darüber hinaus ist es in beschränkten Mengen erhältlich, und es
ist teurer als alpha-Pinen. Daher besteht ein starker Anreiz, alpha-Pinen als Ausgangspunkt in der Herstellung τοη Geruchsatoffen
zu verwenden. Leider liegt in der Pyrolyse τοη alpha-Pinen
eine größere Schwierigkeit, um eine hohe Ausbeute an Ocimen zu erhalten, als darin, Myrcen aus beta-Pinen zu erhalten,
(Ocimen entspricht dem Myrcen auf dem beta-Pinen-Weg eur
Herstellung von Terpenalkoholen und kann gleich Myrcen in Terpenalkohole umgewandelt werden).
Wenn alpha-Pinen pyrolysiert wird, wird ein Gemisch τοη Produkten erhalten, welches in der Hauptsache aus Ocimen,
ν Dipenten und alle Allo-Ocimen besteht:
Ocimen Allo-Oclmen
/ocimene/ /allo-ocimene/
konjugiert in
/conjugates/
alpha-Pinen
/Alpha Pinene /
Dipenten /dipentene/
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_ 5 - (neu)
Dipenten ist ein sehr sta"bil-er Kohlenwasserstoff, welcher
iiicht weiter isomerisiert: Ocjr-'ü v,j.rd leicht konjugiert und
ergibt Allo-Ücimen. Das Problem liegt daher darin, die Ausbeute
an Ocimen bestens zu gestalten, solange als die Bildung vi..'
Ailo-Ocimen unterdrückt wird, weil Ocimen das Produkt der Pyrolyse
ist, welches wichtig für die Herstellung von Terpenalkoholen ist. Die Hauptfaktoren für den Erfolg bei der optimalen Herstellung
von Ocimen aus alpha-Pinen durch Pyrolyse sind:
(a) Hohe Temperaturen (annähernd 500°C bis 60O0O)
(b) schnellste Erhitzung (Millisekunden),
(c) kurze Aufenthaltezeit bei hoher Temperatur
(Millisekunden),
(d) schnellste Kühlung bzw. Abschreckung (Millisekunden),
(e) gleiclunäßige Erhitzung des Pinens bei seinem
Durchfluß durch den Erhitzer.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Behandlung von Strömungsmitteln vorzusehen oder zu schaffen,
welche Behandlung sehr kurze Auferthaltszeiten bei erhöhten Temperaturen und rapide Abschreckung erfordert, um die
Produktion an einem bevorzugten Produkt möglichst hoch zu gestalten.
Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung für die Hitzebehandlung eines Strömungsmittels, welche aus einem porösen
Erhitzerelement, aus einer Fördervorrichtung, z.B. einer Pumps, zur Förderung des ätrömungsmittels durch das Erhitzerelement
und aus Kühlmitteln zur Kühlung des das Erhitzerelement verlassenden Produktes besteht.
Das poröse ürhitzerelement besteht vorzugsweise aus einem
porösen elektrischen Widerstandserhitzer. Alternativ kann das Erhitzerelement durch Wärmeübertragung erhitzt werden, beispielsweise
durch Hindurchleiten eines heißen Strömungsmittels durch den Erhitzer vor dem Durchleiten des Einsatzmittels,
das durch den Erhitzer behandelt werden soll.
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— ο ■ (neu)
Beispielsweise kann aas Erhitzerelement die Form e^ner porösen
S"crom von Erhitsungsmit^ein liegt, während ei:a .isdere^
■Teiistück in einem otrom des zu erhitzenden M^.g«-. ,als liegt.
In diesem Falle sind Mittel vorgesehen, die Scheibe ic ieren
zu lassen, so daß der Teil der Scheibe, der durch das Erhitzungsmittel erhitzt wird, in den otrom des zu erhitzenden
Materials hinein bewegt wird, um so dem zu erhitzenden Material die Wärme zu übermitteln.
Der poröse Erhitzer kann aus Kohle oder aus einem anderen geeigneten Material, z«.B. einem Keramik- oder feuerfesten
Stoff, wie Siliziumnitrid, hergestellt werden. Im Falle eines elektrisch erhitzen porösen Erhiterelementes muß das
Material natürlich elektrisch leitfähig sein. Ein geeignetes feuerfestes iuaterial kann elektrisch leitendes Siliziumnitrid
sein, welches auf dem \/ege hergestellt wird, der in der
britischen Patentanmeldung Nr. 32201/69 vom 25. Juli 1969 offenbart ist.
Die Kühlmittel können Mittel sein, um einen Kühlmittelstrom, der vorzugsweise mit dem zu behandelnden Materialstrom
nicht mischbar ist, auf das den Erhitzer verlassende Produkt zu richten. Die Mittel zum Richten des Kühlmittels auf das
den Erhitzer verlassende Produkt können eine Kühlmittelentleerungs-
oder -Ausstou-Düsenöffnung sein. Wahlweise können die Mittel, um das Kühlmedium auf das den Erhitzer verlassende
Produkt zu richten, aus einem porösen ./erkstück bestehen,
welches dazu dient, das Kühlmittel i'einzuverteilen bzw. zu vernebeln. Zusätzlich oder wahlweise können die Kühlmittel
eine Ausdehnungskammer einschließen. Darüber hinaus können die Kühlmittel Ausdehnungsronre in einer Muffe einschließen,
welche mit dem Erhitzerelement entweder einstückig oder von
diesem getrennt ausgebildet ist.
Die Ausdehnung des den Erhitzer verlassenden Produktes kann in einer evakuierten Kammer durchgeführt werden.
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Γ.,- katalysator kann innerhalb der -."onstrustion des
Erhit" - e:.tes dispergiert sein, so daß Katalyse und
Pl gleichzeitig stattfinden.
Gemäß einem weiteren merkmal der neuerungsgemaßen Vorrichtung
ist dieselbe zur Durchführung eines Verfahrens : ur Pyrolyse eines chemischen Fluiiums oder Strömungsmittels verwendbar,
das darin bestehend, daß das Strömungsmittel im Erhitzerelement während einer vorausbestimmten Zeit gehalten und
daß ein rapides Abschrecken des das Erhitzerelement verlassenden Produktes erreicht wird. Ein oder mehrere der Bestandteile des
den Erhitzer verlassenden Produktes können nachfolgend fraktioniert
getrennt werden.
Ein weiteres Beispiel für die Verwendung der neuerungsgemaßen
Vorrichtung liegt in der Durchführung eines Verfahrens zur Trennung der Bestandteile eines Strömungsmittels, bei dem ein
Strömungsmittel aurch ein poröses Erhitzerelement der Vorrichtung
hindurchgeschickt und das das airhitzerelement verlassende
Produkt gekühlt wird.
Ein weiterer Anwendungsberäcn der neuerungsgemaßen Vorrichtung
erschließt sich mit der Durchführung eines Verfahrens zum Pyrolysieren von alpha-Pinen zur Umwandlung in Ocimen daraus,
alpha-Pinen durch ein poröses Erhitzerelement auf eine Temperatur zu erhitzen, bei welcher ein Gemisch von Dipenten und Ocimen hergestellt
wird, ferner aus dem Kühlen des besagten Gemisches zur Kondensation des Dipentens und des Ocimens, aas der Ausschaltung
der Konjugation des Ocimens zu Allo-Ocimen, und aus der fraktionierten
Destillation des Gemisches, um Ocimen zu gewinnen.
Im Falle, daß das Produkt pyrolysiert werden soll, kann das Erhitzerelement auf eine Temperatur von etwa 500 bis 600 C
erhitzt werden. Das Ocimen kann aus dem Gemisch von Dipenten und Ocimen durch Erhitzen auf eine Temperatur von 176 bis 178 C und
einem Druck von 760 Torr zwecks Verdampfung des Ocimens abgetrennt werden.
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Die vorliegende Neuerung wird nunmehr unter Bezugnahme
auf die sie beispielsweise wiedergebende Zeichnung "beschrieben,
und zwar zeigt:
Fig. 1 ein Fließdiagramm für die Pyrolyse eines dträmungsm" ttels unter Verwendung einer Ausführungsiorm
der neuerungsgemäßen Vorrichtung,
Pig. 2 ein weiteres Fließdiagramm für die Pyrolyse eines Strömungsmittels unter Verwendung einer neuerungsgemäßen
Vorrichtung, während
Fign. 3 his 8 schematisch verschiedene Formen von Pyrolyse-Vorrichtungen
nach der Erfindung, welche sich für die Verwendung in den Durchfluß-Diagrammen der Fign.
1 und 2 eignen, wiedergeben.
Unter Bezugnahme auf Pig. 1 ist das zu pyrolysierende
Strömungsmittel im Tank 1 enthalten und w;.rd durch die
Rohrleitung 2 gepumpt und durch ein poröses elektrisches Widerstandsheizelement 3 durch eine Pumpe 4 gepumpt.
Geeignete elektrische poröse Heizelemente bzw. Erhitzerelemente werden auch in der britischen Patentschrift Nr.
1 182 241 (der gleichen Anmelderin) offenbart. Ein Ventil 5 ist vorgesehen, um die Durchflußgeschwindigkeit des
Strömungsmittels von der Pumpe 4 her zu regeln. Das poröse Erhitzerelement 3 ist aus einem porösen elektrischen Widerstandsmaterial
konstruiert und wird erhitzt durch Hindurchleiten eines elektrischen Stromes durch das Element von einer
elektrischen i.raftquelle 6 her mittels der Leitungen 7 und
und ist beispielsweise ein hohlzylindrisches Bauelement. Das Strömungsmittel wird auf eine Temperatur erhitzt, welche
hoch genug ist, es zu pyrolysieren, durch Hindurchleiten durch das Erhitzerelement von der Aussenseite her, und das
das Erhitzerelement verlassende Produkt, durch die Bohrung des Elementes, wird sodann abgeschreckt. Die Kühlung kann
durchgeführt werden durch Verwendung eines Kühlmittels, wie
zum Beispiel Wasser, Dampf oder ein anderes unmischbares
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Fluid-um aus einer Kühlmittelquelle 9, wobei das Kühlmittel pui"
das den Erhitzer verlassende Produkt gerichtet ist. Das Gemisch
aus Kühlmittelstrom und das die Bohrung des Erhitzers verlassende
Produkt wird dann einem oammelgefäß 10 zugeführt, dessen Hohlraum v/ahlweise partiell evakuiert werden kann, um
einen weiteren Kühleffekt zu erzielen. Falls gewünscht, kann ein weiteres otrömungsmittel mit dem Strömungsmittel aus dem
Tank 1 gemischt werden, um die Verbrennung im Falle der Pyrolyse eines brennbaren ütrömungsnuttels zu unterdrücken, oder ein
Strömungsmittel zu pyrolysieren, welches ein brennbares Produkt gibt. Das Strömungsmittel für die Unterdrückung der Verbrennung
kann aus einer Einüpeisungsquelle 11 entnommen werden durch die
Leitung 12 und das Ventil 13 zu dom Erhitzerelement 3. Das das Srhitzerelement 3 verlassende Produkt kann durch Entspannung
gekühlt werden, anstatt ein Kühlmittel zu verwenden.
Bezüglich Fi,--. 2 wird ein Fließdiagra.ojn gezeigt, welches
dem der Fig. 1 gleicht. Falls gleiche Komponenten in Fig. 2 und in Fig. 1 verwendet werden, ist das gleiche .rSezugszeichen
für diese Komponente ang geben.
Der einzige Unterschied zwischen Fig. 1 und Fig. 2 besteht in der Vorsehung eines porösen elektrischen Widerstandserhitzerelementes
14 als Vorerhitzer in der Rohrleitung zwischen der Pumpe 4 und './iderstandsheizelement 3. Das Erhitzerelement 14
dient zur erhitzung des Strömungsmittels aus Tank 1, bevor es
das ^rhibzerelement 3 erreicht, welches als Überhitzer funktioniert,
ύ±η zweites Ventil 15 ist in der Rohrleitung zwischen dem Erhitzerelement
14 und dem Erhitzerelement 3 vorgesehen, um die
Durchflußrate des otrömun^siaittels aus dem Erhitzerelement 14
zu dem Erhitzerelement ;. zu regeln. Die Erhitzerelemente 14 und 3 sind in Reihe verbunden oder parallel zur Kraftquelle 6 durch
die leitungen 7 und 3 verbunden. Wahlweise kann jedes Erhitzerelement
separat mit einer -Kraftquelle verbunden sein.
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„11 _ (neu)
ist ein Ausdehnungsrohr 22 vorgesehen, und das den Körper verlassende
Strömungsmittel wird durch adiabatische Ausdehnung gekühlt, sowie es den Körper 16 verläßt. Das Ausehnungsrohr
22 kann abgedichOet mix einer evakuierten Kammer ( ηίοητ dargestellt)
verbunden sein, um das Produkt noch weiter zu kühlen. Die Expansion des den Erhitzer verlassenden Produktes
kann Unter- oder Überschallgeschwindigkeiten aufweisen.
Fig. 5 zeigt eine moai-fizierte Ausführungsform der
Pyrolyse-Vorrichtung der Pig. 4, in welcher eine Vielzahl von Expansionsrohren 23 in einer Büchse 24 vereinigt sind, welche
in die Bohrung des körpers 16 eingesetzt ist. Die Büchse 24
kann ein einstückiger Teil des Körpers 16 sein, oder,falls
dies gewünscht wird, kann die Buchse von dem Körper 16 im räumlichen Abstand angeordnet sein. Der so gebildete Hohl-»
raum zwischen dem Körper 16 und der Buchse 24 kann einen Verteilungskopf
für die Rohre 23 bilden.
Pig. 6 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform des
Pyrolyseurs, welche einen zylindrischen porösen Körper 16 umfaßt, der zwischen den -JleKtroden 17 und 18 angeordnet ist,
wie in dem Fall mit den Erhitzerelementen der Pign. 3 bis 59
aber in dem Fall ist die äußere Oberfläche des ilörpers
wenigstens teilweise in ein Bad 25 von bzw. aus Kühlflüssigkeit 26 eingetaucht. Das zu erhitzende Strömungsmittel wird
der Bohrung des Körpers 16 uncer Druck zugeführt und tritt durch den Körper 16 hindurch, wo es erhitzt wird, und verläßt
die äußere Oberfläche des Körpers 16 und wird durch das Kühlmittel 26 gekühlt.
Pig. 7 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform des Pyrolyseurs, welche aus einem zylindrischen porösen
elektrischen ilrhitzerkörper 16 besteht, der zwischen den Elektroden 17 und 18 angeordnet ist, wie dies der Fall ist
mit den Erhitzerelementen der Pign. 3 bis 6. Das Kühlmittel ist in Form eines geschlossenen Zylinders aus porösem
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Material 27 vorhanden, welcher als Verteiler funktioniert,
um sicher zu gehen, daß pine innige Mischung des den
Erhitzer verlassenden Produktes und des iliihlmittels stattriüdci,.
KÜlilüi otcl WxJi'u. Iu ueL· Biiiltüo 28 ciiigeriihrtif und dää
zu pyrolierende Produkt wird durch den Einlaß 21 in die Kammer 19 eingebracht und dringt durch den Erhitzer 16.
Das gekühlte Produkt verläßt den Pyrolyseur durch das Expansionsrohr 22.
Pig. 8 erläutert eine weitere Form eines Pyrolyseurs, in welchem der Erhitzer in Form einer rotierenden porösen
Scheibe 16 aus einem geeigneten iuetall oder feuerfesten
Stoff in magern 16a und 16b angeordnet ist.
Ein Teilstück 29 der Scheibe ist so angeordnet, daß sie wenigstens zum Teil eine Zuführung 30. in welcher
heißes Strömungsmittel der Erhitzerscheibe 16 zugeführt wird, verstopft. Ein weiterer Teil 31 ist so angeordnet, daß sie
wenigstens teilweise eine Zuführung 32, in welcher das zu pyrolysierende Strömungsmittel einfließt, verstopft.
Ein Moxor, allgemein gezeigt bei 33» untergebracht in einer
Umkleidung 34, ist vorgesehen, ua die Drehscheibe um die
Mittelachse 35 der Scheibe in Umdrehung zu versetzen. Im Betrieb wird die Scheibe durch das fließende Durchflußmittel
durch die Leitung 30 erhitzt und die Scheibe 16 gibt die Hitze ab an das zu pyrolysierende Durchflußmittel
und erhitzt dadurch das Durchflußmittel auf eine Temperatur, bei welcher die gewünschte Pyrolyse eintritt.
Das die erhitzte Scheibe 16 verlassende Produkt wird dann schnell gekühlt, und zwar dadurch, daß auf dasselbe Düsenstrahien
von Kühl-Strömungsmittel aus Düsenöffnungen 36 gerichtet
werden, welche von einem geeigneten Yerteilungskopf 37 her beliefert werden.
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- 13 - (neu)
Es sei darauf hingewiesen, äuli die ocheioe auch elektrisch
erhitzt werden kann, in welchem Falle die scheibe aus
elektrisch leitfähigem Material hergestellt wird.
Der Außenmantel sowie die Umkleidung 34 der Pyrolyse-Vorrichtung
nach Fig. 8 können aus zwei entsprechend ma.chinenbearbeiteten
Gehäusen bestehen, welche in dor Jbene der Zeichnung
verbunden werden.
Ein Katalysator kann durch die ötruktur oder das Innere
von zumindest einem ieil des Körpers 16 hindurch niedergeschlagen
sein, derart, daß Katalyse und Pyrolyse zusammen bewirkt werden oder vor sich gehen können.
Eine dünne Hülse aus einem Material, welches eine geringe oder abgestufte WärmeleitfähigKeit aufweist, kann an den Zwischenflächen
zwischen dem porösen --rhitzerlement und den berührenden Strömungsmitteln vorgesehen werden, um dem Strömungsmittel
einen graduellen Erwärmungsübergang, das an die
Oberflächen des ^rhitzerelementes angrenzt zu geben, verglichen
mit demjenigen durch den Rest des Erhitzers hindurch, um so kristallkernbildendes /nucleated/ Sieden oder Kochen
der flüssigen otröraungsmittel zu verhindern.
Einige wesentliche Vorteile, die durch ein poröses :Jrhitzerelement,
gefolgt von schnellem Kühlen, bei der Pyrolyse und Katalyse erreicht werden können, sind
(a) sehnelies Erhitzen, einschließlich Verdampfen und Überhitzen des pyrolysierten ütrömungsmittels,
wobei es möglich wird, die Flüssigkeitsaen^e auf
einer Temperatur zu halten, die genügend niedrig ist um Polymerisation oder sonstige Degradierung zu vermeiden;
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(neu)
oder Nachteil für das Brhitzerelement, und daß die rasche
Ansprecherw-iderung auf Anderu ;·.·.■. en in der elektrischen Leistung,
die dem erhitzer übermitceit wird, vorteilhaft dazu verwendet
werden Kann, die Temperatur des Erhitzerelementes r.nau
zu kontrollieren oder einzuregeln.
Die An- oder Verwendung der neuerungsgemäßen Vorrichtung
wird nunmehr beispielsweise für die Pyrolyse von alpha-Pinen
zur Erreichung von Ocimen erläutert.
Alpha=Pinen wird durch den porösen Körper 16 hindurch
( bei einem Druck von etwa 1 Bar geleitet; der poröse Körper
wird auf eine Temperatur von etwa 6000G elektrisch erhitzt.
Das alpha-Pinen pyrolysiert bei dieser Temperatur, wodurch Dipenten und Ocimen gewonnen wird. Da Ocimen zur Gewinnung
von Allo-Ocimen mit einer Rate konjugiert, welche von seiner Temperatur abhängig ist, ist es erforderlich, den Ocimen-Gehalt
schnell zu kühlen, und deshalb ist es erwünscht, die Zeit, bei welcher das Ocimen sich auf einer Temperatur von
6uO°G befindet, auf Zeitspannen in der Größenordnung von
0,1 bis 10 Millisekunden zu begrenzen. Um die Länge der Zeit, bei welcher sich das durch den Erhitzer hindurchströmende
Pinen auf der Temperatur von etwa 6000G befindet, zu kontrollieren,
wird das Gemisch aus Dipenten und (Jcimen, welches den porösen Körper 16 verläßt, schnell gekühlt, indem es durch
eine Strömung aus Kühlwasser oder -dampf hindurchgeleitet wird. Das Gemisch aus Dipenten, Ocimen und Kühlmittel kann dann
aurch Destillation getrennt werden, derart, daß zunächst der Wassergehalt entfernt und dann das Dipenten entfernt wird.
Jedoch ist bei einem Druck von 760 Torr der Siedepunkt von ucimen in der Größenordnung von 1760G bis 178 G, und der
Siedepunkt von Dipenten ist in der Größenordnung von 178 G bis 180 C; daher muß sorgfältig verfahren v/erden, wenn das
Ocimen vom Dipenten separiert wird, und eine akkurate Kontrolle der Temperatur des Erhitzers ist sehr wichtig. Ein
poröses Jrhitzerelement hat den Vorteil, daß eine genaue (enge)
7O294792i.io.7i
Temperaturkontrol_e erreicht werden kann, und daher kann --s
vorteilhaft dazu verwendet werden, das Dipent^" - und "ciEsn-Geaioch
zu erhitzen, um so eine Trennung riss o- i.ineno unü
Dipentes zu bewirken. In diesem -e'all wir"1 das ^eiaisci: aus
Dipenten und Ocimen auf eine Temperatur erhiist, hex weicher
nur das Jcimen verdampft bz.v. fortgekocht wird, indem es durch einen porösen Erhitzer hindurchgeleitet und der Dampf gesammelt
und nachfolgend kondensiert wird, während gleichzeitig das ~f*~\ ίΐ π ο "i /ve* Τΐ-ί r\o.v\-(-ovi iTöPfttnmiil +· v«j-i mA
J.J.UWWAgjW AS^JJ UiI U *—XX £^ W W CV1*' ■"*-- -t W nxJ.U«
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Das poröse Erhitzerelement Kann in Form einer Scheibe
oder Platte o.dgl., welche im Strömungsweg des zu erhitzenden Strömungsmittels vorgesehen wird, ausgebildet sein,statt
zylindisch zu sein. Die Kühlmittelströmung kann dazu gebracht werden, über eine Oberfläche des Clements zu strömen, falls
dies gewünscht wird.
Es sei darauf hingewiesen, daß die Vorrichtung dazu benutzt werden kann, Bestandteile aus irgendeinem geeigneten
Strömungsmittel fraktioniert zu trennen, oder auch für das Pyrolysieren oder Katalysieren eines beliebigen geeigneten
chemischen Produktes.
Wenn auch die Neuerung unter Bezugnahme auf die Pyrolyse von alpha-Pinen beschrieben worden ist, so kann die Neuerung
auch für die Pyrolyse von anderen Chemikalien verwendet werden, besonders, aber nicht ausschließlich, wenn es erwünscht ist,
die Pyrolyse bei sehr hohen Temperaturen aus- bzw. durchzuführen und es außerdem erwünscht ist, den chemischen Stoff
sehr rasch auf eine hohe Temperatur zu erhitzen und das Produkt für sehr kurze Zeitspannen (typischerweise in der Größenordnung
von 0,1 bis 10 Millisekunden) zu halten.
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(neu)
jJln Beispiel zur Verwendung der neuerungsgemäßen Vorrichtr
· ix Durchführung von alternativen Verfahren zu denjenigen,
Jerpfc öxspielsweise alpha-Pinen, zu pyrolysieren, ist die
Herst«--· ing von Äthylen mittels der neuerungsgemäßen Vorrichtung
aus Einsatzmaterialien, beispielsweise Äthan, Propan, Butan, Naphtha, "bei welchen die Pyrolyse durch Erhitzen auf
Temperaturen der Größenordnung von 6öO°C bis 900 G erreicht wird.
Ein weiteres Beispiel der Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt in der Herstellung vin Azetylen aus Einsatzmaterialien,
beispielsweise Methan, Propan, Butan, wobei vorgeschlagen wurde, daß Temperaturen der Größenordnung von 18000C
bis 20000G erforderlich sind. Durch Verwenden eines porösen
Erhitzers und Abschrecken des den Erhitzer verlassenden Produktes kann die Ausbeute des gewünschten Produktes optimal werden.
Weitere Beispiele für die Anwendung der vorliegenden
Neuerung sind die Gewinnung von Styrol, Vinylclorid, Phenol und sonstigen Zusaramensetzünden oder Verbindungen aus verschiedenen
geeigneten Kohlenwasserstoffmaterialen.
Die Bezeichnung "poröses Erhitzerelement" schließt Erhitzerelemente
ein, welche eine Merhsahl von Kanälen aufweisen, die durch ihre Struktur hindurch fein verteilt sind. Diese
Kanäle können durch die Lücken einer Gitterstruktur, beispielsweise einer Waben-Struktur, gebildet werden.
Die Neuerung betrifft auch Abänderungen der im beiliegenden Anspruch 1 umrissenen Ausführungsform und bezieht sich vor
allem auch auf sämtliche Neuerungsmerkmale, die im einzelnen — oder in Kombination — in der gesamten Beschreibung und
Zeichnung offenbart sind.
Schutzansprüche
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Claims (1)
1. Vorrichtung für die Wärmebehandlung eines Sxrömungsmittels,
dadurch gekennzeichnet, daß dieselbe ein poröses Erhitzerelement (3, 14, 16) Fördermittel (Pumpe 4) zur
Förderung des Strömungsmitteis durch das Erhitzerelement
(3) und Kühlmittel (9, 22, 23, 24, 26, 27, 28, 37) zur Kühlung des das Erhitzerelement (3) verlassenden Produktes aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzervorrichtung (3, 14) ein elektrischer Widerstandserhitzer
ist.
3. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3j daß das Erhitzerelement in Form einer porösen
Scheibe (16) ausgebildet ist, wobei ein Teilstück (29) derselben (16) in einer Strömung aus erhitzenden Strömungsmitteln
angeordnet ist und ein Teilstück (31) derselben in einer Strömung des zu erhitzenden Strömungsmittels angeordnet
ist, und daß eine Antriebsvorrichtung (33) zum Drehantrieb der Scheibe (16) vorgesehen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Erhitzer (16) aus Kohle besteht.
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlvorrichtung Mittel (27, 37) aufweist, um ein Kühl-Strömungsmittel, welches mit
dem zu behandelnden Strömungsmittel nicht mischbar ist, auf das den Erhitzer (16) verlassende Produkt zu richten.
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6. Vorrichtung nach Ansprucn 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittc-1, um aas Kühlmittel auf das den Erhitzer (16)
verlassende Produkt zu ..ichten, Ausstoß-Düsenöffnungen (36)
aufweisen.
7. Vorrichtung nach --nspruch -j, dadurch gekennzeichnet,
daß die Mittel, die das Kühl-Strlmungsmittel auf das den Erhitzer
(16) verlassende Produkt richten, einen porösen Bauteil (27) aufweisen, welcher dazu dient, das Ilühl-Strömungsmittel
fein zu verteilen bzw. zu vernebeln.
8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die ι-ililVorrichtung eine
Expansionskammer (22, 23, 24) aufweist.
9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die kühlmittel eine mit
dem Erhitzer (16) einstückig ausgebildete Hül;3e (24) aufweisen, wobei die Hülse (24) mit Expansionsdüseη bzw. -Zerstäubern (23)
versehen ist, durch welche das den Erhitzer (16) verlassende Produkt hindurchströmt.
10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittel eine
evakuierte Kammer (10) aufweisen.
11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Erhitzer (16) einen
Katalysator enthält.
702947921.10.71
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