DE745062C

DE745062C - Process for converting gaseous hydrocarbons in periodically heatable chambers with heat-storing installation

Info

Publication number: DE745062C
Application number: DEI49735D
Authority: DE
Inventors: Dr Paul Feiler
Original assignee: IG Farbenindustrie AG
Current assignee: IG Farbenindustrie AG
Priority date: 1934-05-19
Filing date: 1934-05-19
Publication date: 1944-02-25

Description

Verfahren zur Umwandlung gasförmiger Kohlenwasserstoffe in periodisch aufheizbaren Kammern mit wärmespeicherndem Einbau Es ist bekannt, Reaktionen in periodisch aufheizbaren Kammern mit wärmespeicherndem, gegebenenfalls katalytisch wirkendem Einbau anzuführen. In einer solchen diskontinuierlichen Weise werden insbesondere endotherme Reaktionen ausgeführt, die bei hohen Temperaturen verlaufen, z. B. Umwandlungen gasförmiger Kohlenwasserstoffe. Die periodische Beheizung erfolgt hierbei meist mit heißen Verbrennungsgasen und, falls die ausgeführte Reaktion zur Bildung von Kohlenstoff Veranlassung gibt, zum Teil durch Abbrennen des abgeschiedenen Kohlenstoffs.Process for converting gaseous hydrocarbons into periodic heatable chambers with heat-storing installation It is known to react in Periodically heatable chambers with heat-storing, possibly catalytic effective installation. In such a discontinuous manner, in particular run endothermic reactions that occur at high temperatures, e.g. B. Conversions gaseous hydrocarbons. The periodic heating usually takes place here with hot combustion gases and, if the reaction carried out, to the formation of Carbon gives rise, in part, to burning off the deposited carbon.

Es wurde gefunden, daß sich die Umwandlung gasförmiger Kohlenwasserstoffe in periodisch aufheizbaren Kammern mit wärmespeicherndem, gegebenenfalls katalytisch wirkendem Einbau sehr einfach gestaltet, wenn man vor der Heizperiode, zweckmäßig während der . vorausgehenden Reaktionsperiode, im Wärmespeicher durch thermische Zersetzung von Ölrückständen Kohlenstoff erzeugt und durch dessen Verbrennung in der Heizperiode den. Reaktionsraum aufheizt. Die Zersetzung der Ülrückstände wird dabei unter solchen Bedingungen vorgenommen, daß die Hauptreaktion dadurch nicht nachteilig beeinflußt, nach Möglichkeit sogar unterstützt wird.It has been found that the conversion of gaseous hydrocarbons in periodically heatable chambers with heat-storing, possibly catalytic Acting installation made very simple, if one expediently before the heating season during the . previous reaction period, in the heat storage by thermal Decomposition of oil residues creates carbon and burns it in the heating season. Reaction chamber heats up. The decomposition of the oil residues will made under such conditions that the main reaction is not thereby adversely affected, if possible even supported.

Die kohlenstoffabscheidenden Ölrückstände, welche Asphalt, Pech oder freien Kohlenstoff enthalten können, werden z. B. durch Zerstäubung durch die Reaktionsgase selbst oder durch Zerstäubung mit anderen Gasen oder Dämpfen, z. B. mit Wasserdampf, :dem Reaktionsraum zugeführt. Sie können dem Reaktionsraum auch in verschiedenen Stufen zugeführt werden.The carbon-separating oil residues, which are asphalt, pitch or may contain free carbon, e.g. B. by atomization by the reaction gases by itself or by atomization with other gases or vapors, e.g. B. with steam, : fed to the reaction chamber. You can also use the reaction space in different Stages are fed.

Das neue Verfahren schließt eine Reihe von Vorteilen in sich: z. Es wird Heizgas oder Heizöl ganz oder zum größten Teil gespart.The new method includes a number of advantages: It heating gas or heating oil is saved entirely or for the most part.

2. Die Beheizung der Wärmespeicher erfolgt in wesentlich kürzerer Zeit als nach bekannten Verfahren, .da .der wärmespeichernde Einbau von fein verteiltem, äußerst reaktionsfähigem heißem Kohlenstoff umhüllt und in den meisten Fällen durchsetzt ist, so daß der Einbau beim Durchblasen von sauerstoffhaltigen Gasen sehr rasch und bis auf den Kern aufgeheizt wird. Auf diese Weise «erden wesentlich höhere Durchsätze erzielt als narb bekannten Verfahren.2. The heating of the heat storage takes place in a much shorter time Time than using known methods, as the heat-storing installation of finely divided, extremely reactive hot carbon enveloped and in most cases permeated is so that the installation when blowing oxygen-containing Gases is heated up to the core very quickly. In this way, “ground essential higher throughputs are achieved than known methods.

3. Es werden in vielen Fällen wertvolle. gasförmige und flüssige Zersetzungsprodukte oder kohlenstoffhaltige Zusatzstoffe als Nebenprodukte erhalten.3. It will be valuable in many cases. gaseous and liquid decomposition products or carbonaceous additives are obtained as by-products.

4. Die aus den Ölrückständen abgeschieden: Kohle ist, falls sie während der Hauptreaktian gebildet wird, z. B. als Ruß, Graphit oder Glanzkohle katalytisch wirksam.4. The deposited from the oil residues: coal is in case it is during the main reactian is formed, e.g. B. catalytically as carbon black, graphite or charcoal effective.

Die Verbrennung des abgeschiedenen Kohlenstoffs erfolgt in vielen Fällen besonders günstig durch stufenweise Zugabe sauerstoffhaltiger Gase oder durch Zuführung sauerstoffhaltiger Gase unmittelbar in die Zone der stärksten Kohlenstofiabscheidung, wobei die Verbrennungsgase nach kühleren Teilen der Kampier geführt werden und diese aufheizen, oder durch tungewälztes Gas unter fortwährender Zugabe frischer sauerstoffhaltiger Gase.The combustion of the deposited carbon takes place in many Cases particularly favorable through the gradual addition of oxygen-containing gases or through Feeding oxygen-containing gases directly into the zone of the strongest carbon separation, whereby the combustion gases are led to cooler parts of the campers and these heat, or by circulating gas with continuous addition of fresh oxygen-containing Gases.

Das Verfahren eignet sich in hervorragendem Maße für die thermische Umwandlung von iN-Iethan und seinen gasförmigen Honiologen oder solche enthaltenden Gasen, z. B. Erdgasen. Destillations- und Spaltgasen aus ülraffinerien, Abgasen der Hydrierung von Kohlen, Teeren und Ölen, Kokereigaseri, Schwelgasen oder Olgas, in Olefine und flüssige, insbesondere ar olnatiscbe Kohlenwasserstoffeoder mit oder ohne Wasserdampf in wasserstoffreiche Gase oder für die thermische Umwandlung von Olefinen oder Acetylen in flüssige, insbesondere aromatische Kohlenwasserstofffe. Der Baustoff des Wärmespeichers sowie die Art, Zuführung. :Menge und Strömungsgeschwüldigl:eit der ÜIrückstände werden zweckmäßig so gewählt, daß Kohlenstoff in solcher Form entsteht, daß die Hauptreaktion günstig beeinflußt wird. So bevorzugt man rußartige Kohlenstoffabscheiduii- bei den thermischen Zersetzungsreaktionen voll gasförmigen Kohlenwasserstoffen in wasserstoffreiche Gase und graphitartige, glanzkohleartige Kohlenstoffabscheidungbei thermischen Spaltungsreaktionen voll gasförmigen gesättigten Kohlenwasserstoffen in olefinreiche Gase oder bei Polvmerisations- oder Xondensationsreaktionell voll gasförmigen gesättigten oder ungesättigten Kohlenwasserstoffen zu flüssigen, insbesondere aromatischen Kohlenwasserstoffen..The process is extremely suitable for thermal Conversion of iN-ethane and its gaseous honiologists or containing them Gases, e.g. B. natural gases. Distillation and fission gases from oil refineries, exhaust gases the hydrogenation of coals, tars and oils, coke oven gas, smoldering gases or oil gas, in olefins and liquid, especially arolnate hydrocarbons or with or without water vapor into hydrogen-rich gases or for the thermal conversion of Olefins or acetylene in liquid, especially aromatic hydrocarbons. The building material of the heat storage and the type of supply. : Amount and flow velocity the residues are expediently chosen so that carbon is produced in such a way that that the main reaction is favorably influenced. Soot-like carbon deposits are preferred in the thermal decomposition reactions fully gaseous hydrocarbons in hydrogen-rich gases and graphite-like, charcoal-like carbon deposits thermal fission reactions of fully gaseous saturated hydrocarbons in olefin-rich gases or in the case of polymerisation or xondensation reactions gaseous saturated or unsaturated hydrocarbons to liquid, in particular aromatic hydrocarbons.

Der Wärmespeicher kann je nach der Reaktion aus feuerfesten oder hochfeuerfesten Stoffen bestellen: er kann beispielsweise aus Stoffen, wie Silicaten, Schamotte, Magnesiumoxvd, Cliroinox@-d, _@luminiunioxcd, Zinkoxyd, Chromiten, Ferriten, Manganiten, Aluininaten, Siliciden, Karbiden, Boriden, Titaniden oder Nitriden bestellen oder diese Stoffe enthalten. Diese Store köiineli auch mit Otv den oder Salzen d: Eis.ns, \ ickels, Kobalt:, Mangans, Chroms, Magnesituns, Cadmiums, Wolframs, Molybdäns, Vanadiums, Kupfers, Berylliums oder Thoriums versclien sein. Der Wärmespeicher kann auch ganz oder teilweise aus Metallen, wie Eisen, Kupfer, Spezialstählen oder anderen Legierungen, bestellen.The heat accumulator can be refractory or highly refractory, depending on the reaction Order fabrics: he can, for example, from fabrics such as silicates, fireclay, Magnesiumoxvd, Cliroinox @ -d, _ @ luminiunioxcd, zinc oxide, chromites, ferrites, manganites, Aluininates, silicides, carbides, borides, titanides or nitrides order or contain these substances. This store köiineli also with Otv den or salts d: Eis.ns, \ ickels, cobalt :, manganese, chromium, magnesite, cadmium, tungsten, molybdenum, Vanadium, copper, beryllium or thorium may be mixed. The heat storage can also completely or partially made of metals such as iron, copper, special steels or others Alloys, order.

Mit dem Zusatz der Ülrückstünde kann zugleich eine Zuführung von fein verteilten Katalysatoren, z. B. von Eisenoz_";1 oder immIttelbar von Ruß, erfolgen. Beispiel Durch einen auf Zoo bis 85o' erhitzten Gowper (L. W. 230 mm, Hölle 6 in, Heizfläche 15 qin), der zur Hälfte mit silicitunkarbidhaltigen Steinen, zur anderen Hälfte mit tonerdereiclien Hochfeuerfesten Steinen gefüllt ist, schickt man ein Gasgemisch von folgender Zusammensetzung: 1,Q010 C,H4 1,8% C3Ho. C,Hs d.5,o% C H4 6, 1 °Jo C.Ho 29,2 0 / 0 C31-1s 11,8010 C4H10 5,1 'l o -N= Man erhält bei einer Volunizunahnie von 35°/o ein Gasgemisch von iolgenrler 7_u,;ini- mensetzung: 22, 8 0 1 0 C2H4 5=01o C3H°, C@-Is 13,601o H., 53,8°/o C,#Hzn -12 (t1 ---- 1,I@ 46 0l0 NT #. und je ebin Gas roo g flüssige I`ob@enivass@r- stofte mit 70°/o Benzolgehalt. Bei eilicill Durehsatz von g ebne in 1o 'Minuten 1>etr:iät die Anheizzeit 2o Minuten. Führt man jedoch gemäß vorliegender Er- findung mit dem Gas etwas vernebelten 01- rückstand in den Co-,vper ein (rund 1 kg je Periode), so wird bei einer Ausbeutevermeli- rung von rund io°ji, an Gas und von lo°io an niedrigsiedenden Isolileiiwasserstoffen die Anlieizzeit auf rund die Hälfte vei-niinrlert. Dabei wird infolge der Verbrennung der ab- geschiedenen Kohle während der Heizl>erio,lc erheblich an Heizgas gespart. Unter den Reaktionsbedingungen erfolgt noch keine Aufspaltung der gasförmigen Methankohlenwasserstoffe zu h<ililensto@fl, aber eine kräftige --1,bscheidunä von graphit- artiger hohle ans deu zilgesetzteii (@ilrücl,-- tä n.-ien. With the addition of the Ülrückstünde a supply of finely divided catalysts such. B. von Eisenoz _ "; 1 or immiscible from soot. Example By means of a Gowper heated to zoo to 85o '(LW 230 mm, hell 6 in, heating surface 15 qin), half of which is made with stones containing siliconic carbide, the other half with alumina Refractory bricks are filled with a gas mixture of the following composition: 1, Q010 C, H4 1.8% C3Ho. C, Hs d.5, o% C H4 6, 1 ° Jo C. Ho 29.2 0/0 C3 1-1 s 11.8010 C4H10 5.1 'lo -N = One receives with a Volunizunahnie of 35 ° / o a gas mixture of iolgenrler 7_u,; ini- composition: 22, 8 0 1 0 C2H4 5 = 01o C3H °, C @ -Is 13.601o H., 53.8 ° / o C , # Hzn -12 (t1 ---- 1, I @ 46 0l0 NT #. and each ebin gas roo g liquid I`ob @ enivass @ r- substance with 70% benzene content. At eilicill Throughout the course of 10 minutes, 1> etr: iät the heating-up time is 20 minutes. However, if one leads according to the present finding with the gas slightly nebulized 01- residue in the co-, vper (around 1 kg each Period), in the event of a yield reduction tion of around io ° ji, of gas and lo ° io of low-boiling isolating hydrogen Lying time reduced to around half. As a result of the combustion, the divorced coal during the Heizl> erio, lc Significant savings in heating gas. Takes place under the reaction conditions no splitting of the gaseous Methane hydrocarbons to h <ililensto @ fl, but a strong --1, separation of graphite- like hollow ans deu ziletztii (@ ilrücl, - ta n.-ien.

Claims

PATENT CLAIM: Process for converting gaseous hydrocarbons in periodically heatable chambers with heat-storing, possibly catalytic effective installation, characterized in that one expediently before the heating season during the previous reaction period, in the reaction space by thermal decomposition carbon is generated from specially added oil residues and through its combustion heats the reaction chamber during the heating season.