DE738764C

DE738764C - Verfahren zur Dehydrierung oder Spaltung von gas- oder dampffoermigen Kohlenwasserstoffen oder solche enthaltenden Gasgemischen bei hohen Temperaturen und beliebigen Drucken in Rohrschlangen

Info

Publication number: DE738764C
Application number: DEI64643D
Authority: DE
Inventors: Dr Hans Haeuber; Dr Josef Hirschbeck
Original assignee: IG Farbenindustrie AG
Current assignee: IG Farbenindustrie AG
Priority date: 1939-05-20
Filing date: 1939-05-20
Publication date: 1943-09-14

Description

Verfahren zur Dehydrierung oder Spaltung von. gas- oder dampfförmigen Kohlenwasserstoffen oder solche enthaltenden Gasgemischen bei hohen Temperaturen und beliebigen Drucken in Rohrschlangen Bei der Spaltung oder Dehydrierung von gas- oder dampfförmigen Kohlenwasserstoffen oder solche enthaltenden Gasgemischen bei .hohen Temperaturen und beliebigen Drukken, wobei. gleichzeitig auch eine Isomerisation oder Aromatisierung stattfinden kann, verwendet man häufig als Behandlungsgefäß Rohre, die in schlangenförmigen Windungen im Beheizungsraum angeordnet sind. Zur Erreichung einer kurzen Verweilzeit, wie sc.e bei Umwandlungen der genannten Art, beispielsweise bei der Spaltung von höhersiedenden Köhlenwasserstoffen in niedrigsiedende, zur Vermeidung eines unerwünschten Reaktionsverlaufs nötig ist, sind große Strömungsgeschwindigkeiten der zu behandelnden Kohlenwasserstoffe erforderlich. Hierbei treten aber leicht Kohleabscheidungen auf, die zu unerwünschten Betriebsstörungen führen. -Derartige Abscheidungen sind aus deti schlangenförmigen Rohren auch nur sehr schwer und unvollständig zu entfernen und verursachen bei ihrem Verbleiben im Rohr erneute Kohleabscheidung. Abgesehen von diesen Betriebsstörungen, bedeutet die unerwünschte Zersetzung der zu behandelnden Kohlenwasserstoffe unter Kohleabscheidung eine erhebliche Ausbeuteverminderung.
Es wurde nun gefunden, däß sich diese Nachteile vermeiden lassen, wenn man die Spaltung oder Dehydrierung von gas- oder dampfförmigen Kohlenwasserstoffen oder solche enthaltenden Gasgemischen bei hohen Temperaturen und beliebigen Drucken in solchen Rohrschlangen vornimmt, bei denen der hrümmungshalbmesser der Rohrwindungen mindestens das zöfache des Rohrhalbmessers beträgt. Vorteilhaft beträgt der Krümmungshalbmesser etwa- das 3o- bis 5ofache des Rohrhalbmessers: -Derartige Rohrschlangen können in beliebiger Weise im Heizraum untergebracht werden, z. B. derartig, daß das zu behandelnde Gut im Gleichstrom mit dem Wärmieüberträger oder im Gegenstrom zu diesem ge= führt wird, oder auch so, daß es in einem Teil der Rohrwindungen im Gleichstrom und in einem anderen Teil im Gegenstrom beheizt wird.
Die Rohrwindungen werden zweckmäßig kreisförmig mit gleichbleibendem Krümmungshalbmesser angeordnet, da hierdurch die gleichmäßigste Strömung der zu behandelnden Gase und Dämpfe erreicht wird. Man kann aber auch andere Ausführungsformen. wählen, beispielsweise elliptische Windungen oder Kombinationen von kreisförmigen oder elliptischen Windungen mit geraden Rohrstrecken. Die Rohre können einzeln oder zu Bündeln von mehreren Rohren zusammen im Heizraum untergebracht werden. Wesentlich ist stets, daß alle Rohrkrümmungen so gewählt werden; daß der Krümmungshalbmesser mindestens das 2ofache des Rohrhalbmessers beträgt.
Vorteilhaft werden die Reaktionsrohre aus Werkstoffen hergestellt, welche die Abscheidung elementaren Kohlenstoffs nicht begünstigen, beispielsweise aus Chromstählen; man kann auch Rohre mit Überzügen aus metallischem Silicium verwenden.
Beispiel I Durch ein 30m langes Rohr mit I6 mm lichter Weite aus Chromstahl mit etwa 300/'o Chrom, das schlangenförmig mit einem Krümmungsdurchmesser von 7 5o mm in einem gasbeheizten Ofen angeordnet ist, werden bei einer Temperatur von 8¢0° stündlich io bis I I cbm Propangas geleitet. Das die Schlange verlassende Gas enthält 36 bis 38 Volumprozent Äthylen und Propylen. Selbst nach Zoo und mehr Betriebsstunden war im Reaktionsrohr keine Kohleabscheidung festzustellen.
Wird dagegen ein Schlangenrohr von der gleichen Län-e und lichten Weite, jedoch finit einem hriimmungsdurchmesser von i 5o mm verwendet, so erhält man unter sonst gleichen Bedingungen ein Cas mit etwa 3 i Volumprozent Äthylen und Propylen; hierbei tritt eine derartige l#,ohleabscheidun- auf, daß bereits nach einigen Stunden das Rohr verstopft ist.
Beispiel Durch eine Rohrschlange aus Chromstahl mit etwa 28()'o Chrom von 12m Länge und I 6 mm lichter Weite, die mit einem Krümmungsdurchmesser von 75o mm in einem gasbeheizten Ofen eingebaut ist, werden bei 750 bis 82o° (im Heizraum gemessen) stündlich etwa 2,5m3 n-Butan geleitet. Man erhält stündlich etwa 4,4m3 Spaltgas mit etwa 4.o Volumprozent Äthylen, Propylen und Butylen und je. Kubikmeter Butan eriva 40 9 flÜssige, hauptsächlich niedrigsiedende aromatische Kohlenwasserstoffe enthaltende Produkte. Nach, wochenlangem Betrieb war im Reaktionsrohr keine Kohlenstoffabscheidung festzustellen.
Wählt man jedoch für das gleiche Chromstahlrohr einen Krümmungsdurchmesser von 15o mm bei sonst gleichen Reaktionsbedingungen, so tritt bereits nach einigen Stunden starke Kohlenstoffabscheidung auf.
Beispiel 3 In einem Chromstahlrohr von 29m Länge und I 6 mm lichte? Weite, das sich als Rohrschlange mit einem Krümmungshalbmesser von etwa 35o mm in einem gasbeheizten Ofenraum befindet, werden fortlaufend je Stunde etwa 2 kg eines bei der Kohlehydrierung erhaltenen Mittelöls nach Zumischung von etwa 13,71,-g eines bei dem Verfahren selbst erhaltenen sog. Kreislauföles nach vorhergehender Überführung in den Dampfzustand auf eine Spalttemperatur von 6oo bis 6I5° erMtzt.' Es werden stündlich etwa I kg siedegerechtes Benzin, etwa 0,3 kg bitumenähnliche Stoffe und etwa 0,7 kg gasförmige Produkte mit etwa 56 Gewichtsprozent gasförmigen Olefinen erhalten. Die bei derartigen Umsetzungen in der Regel auftretenden Verkokungs:erscheinungen konnten nach mehr als iotägigem Betrieb nicht festgestellt werden.
Wird eine Rohrschlange :von der gleichen Länge und lichten Weite mit einem Krümmungshalbmesser von nur etwa 75 mm angewandt, so verläuft bei sonst gleichen Reaktionsbedingungen die Spaltung unter so starker Kohlenstofabscheidung, daß bereits nach wenigen Stunden die Rohrschlange verstopft ist.

Claims

PATEVTANSI'RUCII: Verfahren' zur Dehydrierung oder Spaltung von gas- oder dampfförmigen Kohlen«-asserstotten oder solche enthaltenden Gasgemischen bei hohen Temperaturen und beliebigen Drucken in Rohrschlangen. dadurch gekennzeichnet, daß der Krüm-1nungslialbmesser der Rohrwindungen mindestens das aofache des Rohrhalbmessers beträgt.