DE980132C

DE980132C - Process for carrying out pyrogenic chemical reactions

Info

Publication number: DE980132C
Application number: DET4392A
Authority: DE
Inventors: John Bennett Fenn; James Whedbee Mullen
Original assignee: Chemical Construction Corp
Current assignee: Chemical Construction Corp
Priority date: 1950-06-02
Filing date: 1951-06-02
Publication date: 1969-12-04

Description

Verfahren zur Durchführung pyrogener chemischer Reaktionen Die Erfindung bezieht sich auf ein neues «#,-erfahren zur Durchführung pyrogener chemischer ZD ZD Reaktionen. Im besonderen ermöglicht sie die wirtschaftliche Durchführun 'g von in der Gasphase verlaufenden chemischen Umsetzungen, bei denen hohe Temperaturen und sehr kurze, geregelte Reaktionszeiten erforderlich sind. Das Verfahren eignet sich hervorragend zur Gewinnun- von wertb vollen Produkten aus wohlfeilen und reichlich vorhandenen Rohstoffen, wie Erdgas und anderen Kohlenwasserstoffgemischen. Ihre Anwendung ist jedoch nicht auf solche Stoffe beschränkt.Method for Carrying Out Pyrogenic Chemical Reactions The invention relates to a new experience for carrying out pyrogenic chemical ZD ZD reactions. In particular, it allows the economic Accomplishment 'g from running in the gas phase chemical reactions in which high temperatures and very short, controlled reaction times are required. The process is ideal for extracting valuable products from cheap and abundant raw materials such as natural gas and other hydrocarbon mixtures. However, their use is not restricted to such substances.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Durchführung pyrogener chemischer Reaktionen durch kontinuierliche Verbrennung eines Gemisches aus Brennstoff und einem gasförmigen Oxydationsmittel unter Druck in einer rohrförmigen #Verbrennungskammer, wobei die entstandenen Verbrennungsgase mit hoher Temperatur mit den Reältionsteilnehmern gemischt und die gebildeten Reaktionsprodukte sehr schnell abgekühlt werden, besteht darin, daß man die N'erbrennungsgase unter E, ntspannung auf einen statischen Druck, der höchstens halb so groß ist wie der Druck in der Verbrennungskammer, aus dieser Verbrenntiiigskainmer austreten läßt und dadurch einen heißen Gasstrom mit mindestens Schallgeschwindigkeit erzeugt, wobei man die umzusetzenden Stoffe in die Verbrennungsgase vor oder nach dem Austreten derselben aus der Verbrennungskammer eindüst.The inventive method for performing pyrogenic chemical Reactions by continuous combustion of a mixture of fuel and a gaseous oxidant under pressure in a tubular combustion chamber, the resulting combustion gases at high temperature with the participants in the reaction mixed and the reaction products formed are cooled very quickly, consists in that the combustion gases are brought under tension to a static pressure, which is at most half the pressure in the combustion chamber from this Combustion chamber can escape and thereby a hot gas stream with at least The speed of sound is generated, with the substances to be converted into the combustion gases before or after exiting the same from the combustion chamber.

Viele bekannte chemische Reaktionen bedürfen der Wärmezufuhr zur Erzeugung verhältnismäßig hoher Temperaturen. Das trifft z.B. zu für die Pyrolyse von Methan unter Bildung von Azetylen, die Pyrolyse von Erdgas und anderen leichten Kohlenwasserstoffen zur Herstellung von Benzol und die Pyrolyse von Benzol selbst unter Bildung von Diplienyl. Die teilweise Oxydation von Kohlenwasserstoffen unter Ge%viniiiin,(,Y von sauerstoffhaltigen Verbindungen, wie Aldehvden, Ketonen, Säuren und Hv(Iroxyl#-erl)iii(Itiii-t-#ii, bietet vicle Verwertungsmöglichkeiten, wenn die betreffenden Reaktionen gesteuert werden können.Many known chemical reactions require the supply of heat for generation relatively high temperatures. This applies, for example, to the pyrolysis of methane with the formation of acetylene, the pyrolysis of natural gas and others light hydrocarbons for the production of benzene and the pyrolysis of benzene even with the formation of Diplienyl. The partial oxidation of hydrocarbons under Ge% viniiiin, (, Y of oxygen-containing compounds, such as aldehydes, ketones, Acids and Hv (Iroxyl # -erl) iii (Itiii-t- # ii, offers vicle utilization possibilities, if the reactions in question can be controlled.

Das Haupthindernis für die technische Durchführung solcher Reaktionen besteht darin, daß man mit den zur Verfügung stelielidenMitteln und Vorrichtungen keine in gere"elter Wuize schnelle und wirtschaftliche Erhitzung der Reaktionsteilnehmer auf die für die Reaktion erforderlicheii Temperaturen errvichen .1#aiiii. So w:rd z. 113. bei einem weit verbreiteten '#,-erfahren zurn Erh;tzen von Gasen ein Wärnieaustauscher verwendet. Die auf diese Weise vorgenommene #Värrr#e;db#--.-tragung geht verhältnismäßig langsam vor sich. so t> t> '3 ZD daß man mit hohen Wärmegefällen und großen Flächen arbeiten muß. Vor allem ist ein gleichföri-niges Erhitzen des Reaktionsgases nicht möglich. Zudem können bei der geringen Geschwindigkeit, mit der das Reaktionsgas erhitzt und später abgekühlt wird, viele i\Tebenre.i1,tioneii auftreten, oder die erwartete Reaktion kann in unerwünschter Weise weiterlaufen, so daß eine geringere Ausbeute erzielt wird. Die Bedeutung kurzer und geregelter Kontakt- und Reaktionszeiten geht daraus hervor, daß z. B. bei der Pyrolyse von Methan bei i-loo' C und #o min Druck die Ausbeute von Äthylen sich fast verdoppelt, wenn die Reaktionszeit von o,oi4 Sekunden auf 0,0023 Sekunden verringert wird. Offensichtlich ist also ein Verfahren, bei dem unter geregelten Bedingungen die Reaktionspartner schnell und gleichmäßig 'erhitzt werden und das Reaktionsgemisch schnell und gleichmäßig abgekühlt wird, äußerst wünschenswert.The main obstacle to the technical implementation of such reactions is that the means and devices available cannot be used to heat the reactants quickly and economically to the temperatures required for the reaction ... 113 in a widespread '#, - learn ZURN Erh Hats by gases a Wärnieaustauscher used The distinction made in this way # # Värrr e db # --.- transmission is relatively slow so t>t> 3 ZD that one has to work with high heat gradients and large areas. Above all, uniform heating of the reaction gas is not possible. In addition, at the slow speed at which the reaction gas is heated and later cooled, many problems can occur The importance of short and controlled contact and reaction times shows that z. B. in the pyrolysis of methane at i-loo ' C and #o min pressure, the yield of ethylene is almost doubled if the reaction time is reduced from 0.04 seconds to 0.0023 seconds. Obviously, a process in which the reactants are heated quickly and uniformly under controlled conditions and the reaction mixture is cooled rapidly and uniformly is extremely desirable.

Seit mehreren Jahrzehnten verwendet man bei der Durchführung pyrogener Reaktionen, insbesondere zur Gewinnung von Azetylen, als Wärmequelle den elektrischen Lichtbogen. Damit hierbei eine sehr kurze Reaktionszeit gewährleistet ist, müssen die Gase mit sehr hoher Geschwindigkeit durch den Flammenbogen geführt werden, unter Umständen sogar mit Schallgeschwindigkeit.For several decades one has used pyrogenic in the implementation Reactions, especially for the production of acetylene, as a heat source the electrical Electric arc. So that a very short response time is guaranteed here, must the gases are led through the flame arc at a very high speed, under Sometimes even at the speed of sound.

Gegenüber diesem Lichtbogen-Verfahren hat das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung den .Vorteil der besseren Steuerungsmöglichkeit, weil durch Regelung des Druckes in der Verbrennun-skammer sowohl die Reaktionsdauer als auch durch Beeinflussung der Verbrennungsreaktion der Verbrennungsgase die Reaktionsternperatur gesteuert werden kann. Der Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist außerdem stabiler, und die Verbrennungskammer ist kleiner als beim Lichtbogenverfahren.Compared to this arc process, the process according to FIG present invention the .Vorteil of better control, because through Regulation of the pressure in the combustion chamber as well as the reaction time the reaction temperature by influencing the combustion reaction of the combustion gases can be controlled. The operation of the device according to the invention is also more stable, and the combustion chamber is smaller than that of the arc process.

Ein anderes, etwas jüngeres Verfahren bedient sich der bei der Verbrennung eines Teils der umzusetzenden Stoffe mit Sauerstoff gebildeten Reaktionswärme als Wärmequelle für die erwünschte Umsetzung. Dieses auch unter der Bezeichnung »Sauerstoff-'%,-erfahren« bekanntgewordene Verfahren ist z. B. in »Chernie-Ingenieur-Technik«, Ed. 21.. ig-;9. S. 129 bis 135. und in C. 1. 0. S.-Report S. 9.. beschrieben. Damit ein ruhiger und stab-l'er Be-rieb in solchen »Brennerne: gewährle-Stet ist. riuz;zeil Gas- und Flammengeschwindig ,zeit aufeinander abgestimmt und zum Te;l Unterdruck an-ewendet werden. Die Gas-71 # be-rp-zDt #? in einem t -,pischen Fall S b; 5 9 in S t k-. Another, somewhat more recent process uses the heat of reaction formed during the combustion of some of the substances to be converted with oxygen as a heat source for the desired conversion. This process, also known under the name "oxygen - '%, - experienced" is z. B. in "Chernie-Ingenieur-Technik", Ed. 21 .. ig-; 9. P. 129 to 135. and in C. 1. 0. S. report p. 9 .. described. So that a quiet and stable operation in such »distilleries: is guaranteed. riuz; zeil gas and flame speed, time coordinated and sometimes negative pressure can be used. The Gas-71 # be-rp-zDt #? in a t -, pischen case S b; 5 9 in S t k-.

Bei diesen geringen Gasgeschwindigkeiten des »Sa--"2r-ctc,ff-'%'erfahreiis« können weder die erw:; r-;c.,1-en, extrem kurzen Reaktionsgeschwindigk-e-ten erzielt noch kann eine wirkungsvolle Abzc#reckung des Reaktionsgeinisches erreicht werden.At these low gas velocities of the "Sa -" 2r-ctc, ff - '%' experience " can neither the Erw :; r-; c., 1-en, extremely short reaction speeds achieved an effective stretching of the reaction mixture can still be achieved.

Da#, Z;el (er Erilndun- bestellt dal'in, die Vermi-z;ch,in- hel-Ger Verbren nun-a-ze mit den umzutzeilden -, 'ztoffen zu verbessern, das t' -asförmige Gei-,i-,zch aus ReaktionSteilnehniern und '\,-erbrennun-.zprod"i'tl-teii Sehr schnell und gleichförmig abzukühlen und große Mengen von Material in verhä!tni--zr.i:,#ß;,- kleinen Vorrichtungen zu behandeln.Da #, Z; el (he Erilndund ordered dal'in, the Vermi-z; ch, in- hel-Ger Burn now-a-ze with the to be converted, 'ztoffen to improve, the t' -as-shaped Gei-, i-, zch from reactionSteilnehniern and '\, - vomitingun-.zprod "i'tl-teii Very quickly and to cool uniformly and large amounts of material in proportion! tni - zr.i:, # ß;, - to handle small devices.

Der die heiSen Verbrennungs-ase liefernde Bren-I ZD ner wird mit höherem als atmosphärischem Druck betriebt:ii. Durch Betreiben des Brenners mit hohein Druck ki')"i."vti kritische F ließgüschwindigkeitun von der Größe der Schallgeschwindigl-zeit erreicht werden. Es werden z. B. bei der Verbrennung von Beilzin und Luft in ehier Kanliner '. in der ein höherer Druck als eine Atmosphäre herrscht, Geschwindig keiten von über goo in/Sek. erreicht. Bei '#,-erweiidung von höherem Druck- und geeigneten Expansioli-14,-lüsen kann die Ge-;cliwiiid;,-k-eit des aus dviii Brenner auStretunden Stroines noch höher sein als goo in,',-,ek. Wird in einen so schnellen heißen Gas--,troni der Strom clcr urnzui;etz(!iiduii Stoffe geführt, .so bildet sich sofort ein gleichförtniges Gemisch t' z2# der beiden Strönie, wodurch ein schnelles und gleichförmiges Erhitzen der Reaktionsteilnelii-ner erfol--t. Bei. zweckeiltsprechender Ausbildung von hiertur geeigneten Vorrichtungen behält der aus t> ti einem Gemisch von Verbrennungs-aseli und den el b Reaktionsteilnehmern bestehend - Strom eine sehr hohe Geschwindigkeit, so daß durch entsprechende Einstellung der Län-e des Reaktionsrolires eine sehr genaue Regelun- der 1'\.ealztioiiszeit erreicht wird.The burner supplying the hot combustion nose is operated at a pressure higher than atmospheric: ii. By operating the burner with high pressure ki ') "i." Vti critical flow speed of the magnitude of the sound speed can be achieved. There are z. B. when burning fuel and air in ehier Kanliner '. in which there is a higher pressure than an atmosphere, speeds of over goo in / sec. achieved. In the case of '#, - expansion of higher pressure and suitable expansions, the gel; cliwiiid;, - k-eit of the stroine emerging from the burner can be even higher than goo in,', -, ek. If the flow of substances is circulated in such a rapid hot gas flow, a uniform mixture of the two streams is immediately formed, which results in rapid and uniform heating of the reaction components .. --T For purpose approaches speaking training hiertur suitable devices consisting of t> ti a mixture of combustion Aseli and el b reactants consisting reserves - stream has a very high speed, so that by appropriate adjustment of County-e of Reaktionsrolires a very exact rule is reached.

Ein weiterer Vorteil, der durch Aufrechterhaltun- einer kritischen Ausflußgeschwindigkeit an der Brenliermündung erzielt wird, besteht darin, daß etwaigeDruckschwankungen, die stromabwärts auftreten können, sich nicht auf den Brenner selbst ausdehnen können. Dies ist von großer praktischer Bedeutung, da die -'.\-,eigutig des Brenners zum Flat-ZD el t# tern. Zurückschlagen, K-nallen und Ausblasen eine der größten Schwierigkeiten ist, die bei der Ver-Z> wendung von Verbrennungsgasen als direktes Heiz-ZD t) mittel auftreten. Zudem kann die mit Schallgeschwindigkeiten aus dem Brenner strömende Menge an Verbrennungsprodukten sehr genau geregelt werden, so daß die Temperatur des erzielten el Gemisches aus Verbrennungsprodukteil und Reaktionsteilnehrnern durch einfaches Regeln der Strommenge der Reaktionsteilnehmer sehr genau auf der gewünschten Höhe gehalten werden kann. Dies ist besonders wünschenswert, weil die Temperaturkoeffizienten vieler Reaktionen ziemlich groß sind.Another benefit of maintaining a critical Outflow velocity is achieved at the Brenlier mouth, is that any pressure fluctuations, that can occur downstream cannot extend to the burner itself. This is of great practical importance since the - '. \ -, self-sufficient of the burner to the Flat-ZD el tern. Knocking back, slamming and blowing out one of the greatest difficulties is that when using combustion gases as direct heating ZD t) medium appear. In addition, the gas flowing out of the burner at the speed of sound can Amount of combustion products can be regulated very precisely, so that the temperature of the obtained mixture of combustion product part and reactants by simply regulating the amount of electricity the respondent very much can be kept exactly at the desired height. This is particularly desirable because the temperature coefficients of many reactions are quite large.

Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß bei Betrieb unter hohem Druck ein verhältnismäßg kleiner Brenner ein sehr großes Stromvolumen von Verbrennungsprodukten liefern und damit eine außerordentlich gute Wärrnequelle sein kann, z. B. kann ein Rohrbrenner von nur 51 mm Durchmesser und 61o mm Länge bei einem Betriebsdruck von etwa 3 atü bei Verbrennung eines Kohlenwasserstoffes, wie Benzin, bis zu 570 g Luft/Sek. verbrauchen und Wärme in einer 'Menge von 375 k-cal.!Sek. oder 1350 ooo kcal/Std. liefern. Brenner, die mit einem Druck arbeiten, der hoch genug ist, um kritische Strömungsbedingungen am Auslaß auf rechtzuerhalten, haben noch weitere Vorzüge. Solche Brenner werden gewöhnlich als »gedrosselte« oder »unter Drosselun- arbeitende« bezeichnet, womit ausgedrückt werden soll, daß die Auslaßgeschwindigkeit der ausströmenden Gase durch weitere Erhöhung des Druckes in der Verbrennungskammer nicht mehr gesteigert werden kann. Zu bemerken ist hierbei, daß ein Brenner auch gedrosselt werden kann durch Verringerung des Druckes in der Reaktionskammer, statt durch Erhöhung des Drtickes in der Verbrennuli'gszoiie. Vorbedingung für das Erreichen von Schallgeschwindigkeit ist ein Verhältnis voll mindestens :2 : i zwischen dem GeSamtdruck in der Verbrennungskamilier und dem statischen Druck in der Bohrung des Auslaßrohrs bzw. der Düse. Es ist jedoch "e"völi,ll;cli einfacher und vorteilhafter, die Gase durch Erhöhung des Drucks in der Verbrennuligskammer zu dros-seln.Another advantage is that when operated under high pressure, a relatively small burner can deliver a very large volume of flow of combustion products and can therefore be an extremely good source of heat, e.g. B. a tube burner with a diameter of only 51 mm and 61o mm length at an operating pressure of about 3 atü when burning a hydrocarbon such as gasoline, up to 570 g air / sec. consume and heat in an 'amount of 375 k-cal.! sec. or 1 350 thousand kcal / hr. deliver. Burners operating at a pressure high enough to maintain critical outlet flow conditions have other advantages as well. Such burners are usually referred to as "throttled" or "under throttling inoperative", which is to say that the outlet speed of the gases flowing out cannot be increased by further increasing the pressure in the combustion chamber. It should be noted here that a burner can also be throttled by reducing the pressure in the reaction chamber instead of increasing the pressure in the combustion zone. Prerequisite for the achievement of sound velocity ratio is a fully least: 2: i between the total pressure in the Verbrennungskamilier and the static pressure in the bore of the outlet pipe and the nozzle. However, it is easier and more advantageous to throttle the gases by increasing the pressure in the combustion chamber.

Die Abbildungen zeigen schematisch verschiedene Ausf ührungsarten der Vorrichtung, die für die ZD Erfindung verwendbar sind: Abb. i zeigt eine Vorrichtun- in welcher der Reaktionsteilnehmer in die heißen Verbrennungsgase ein-eführt wird, nachdem diese Schallgeschwindikeit b erreicht haben; Abb. 2 zei-t eine Vorrichtung, bei welcher der Reaktionsteilnehmer in die Verbrennungsgase eingeführt wird, ehe diese SchallgeschNvindigkeit erreicht ]laben; 3 zeigt eine Vorrichtung' in welcher der Reaktionsteilnehmer mit den heißen Gasen bei Schall-- ge schwindigkeit t' gemischt wird; Abb. 4 zeigt eine Vorrichtung, in welcher der Re-T ZD aktionsteilnehmer und das Kühlmittel nacheinander vor der Entspannung der Gase auf Schallgeschwilidigkeit eingeführt werden; Abb- 5 zei-t eine Ausführun-sform, bei welcher der Reaktionsteilnehmer an der Stelle eingeführt wird, wo die'\"erbrennungsgase Schall-eschwindi-- ;D 13 keit erreichen.The figures show schematically different embodiments of the device that can be used for the ZD invention: Fig. I shows a device in which the reactants are introduced into the hot combustion gases after they have reached sound speed b; Fig. 2 shows a device in which the reactant is introduced into the combustion gases before this speed of sound is reached; 3 shows a device 'in which the reactants with the hot gases at sonic - t ge speed' is mixed; Fig. 4 shows a device in which the Re-T ZD action participant and the coolant are introduced one after the other before the gases are expanded to sonic speed; Fig. 5 shows an embodiment in which the reaction participant is introduced at the point where the combustion gases reach the speed of sound.

Abb. 6 zeigt eine Ausführungsform, bei der ein zweiter Strom voll Reaktionsteilnehmern als Kühlmittel dient.Fig. 6 shows an embodiment in which a second stream full of reactants serves as a coolant.

In Abb. i werden Brennstoff und Oxydationsmittel unter Druck an einem Ende des Rohrs i eingeführt, das eine Prallplatte 2 enthält, auf der eine Flamme unterhalten wird. Die Verbrennung des Brennstoffs mit dem Oxydationsmittel wird im übrigen Teil des Rohrs i beendet, das in der Düse 3 endet. Solange der statische Druck im Rohr i etwa doppelt so hoch als der in der Kammer 4 ist, bleibt die Schallgeschwindigkeit der Verbrennungsprodukte im Hals der Düse 3 erhalten. E, in Strom von Reaktionsteilnehmern wird durch das Rohr 5 eingespritzt und mischt sich mit dem sehr schnellen Strom heißer Verbrennungsprodukte, wobei das Massenverhältnis der Verbrennungsprodukte zum Reaktionsteilnehmer so geregelt wird, daß die entstandene 'Mischung die erforderliche Temperatur hat. Nach einer bestimmten Reaktionszeit, die durch die Geschwindigkeit und die Länge der in der Kammer 4 zurück-gelegten Strecke bestimmt wird, trifft der Strom auf einen Kühlstrahl, z. D. Wasser, das *durch Rohr 6 und Spritzdüse 7 eingeführt wird. Hierauf wird das Gemisch aus Verbrennungsgasen, Reaktionsteilnehmern, Reaktionsprodukten und Kühlmittel in eine geeignete Trennvorrichtung abgeführt, die nicht gezeigt ist. Die ganze Vorrichtun- kann mit einem Wassermantel umgeben sein, so daß gewöhnliches Bauniaterial, wie Stahl, verwendet werden kann.In Fig. I, fuel and oxidizer are introduced under pressure at one end of the tube i which contains a baffle 2 on which a flame is maintained. The combustion of the fuel with the oxidizing agent is terminated in the remaining part of the pipe i which ends in the nozzle 3 . As long as the static pressure in the pipe i is about twice as high as that in the chamber 4, the speed of sound of the combustion products in the throat of the nozzle 3 is maintained. E, in stream of reactants is injected through tube 5 and mixes with the very rapid flow of hot combustion products, the mass ratio of the combustion products to the reactants being controlled so that the resulting mixture has the required temperature. After a certain reaction time, which is determined by the speed and the length of the distance covered in the chamber 4, the stream meets a cooling jet, e.g. D. Water introduced through tube 6 and spray nozzle 7. The mixture of combustion gases, reactants, reaction products and coolant is then discharged into a suitable separating device, which is not shown. The whole device can be surrounded by a water jacket, so that common building material such as steel can be used.

In Abb. 2, werden wie in Abb. i Breiiii.stoff und Oxvdationsinittel unter Druck in das Rohr i ein-'gefuhrt, das eine Prallplatte:2 enthält, auf der eine Flamme unterhalten wird. In diesem Falle wird je- doch der Reaktionsteihiehnier durch (1.-s Rohr 8 iv die heißen Verbrennun '--sprodukte eingeführt, ehe diese Schall-eschwindi-keit am Ende des Rohrs erreicht haben. Die Ze-t für das Mischen und die Reaktion werden daher durch die Länge des Teils des Rohrs i bestimmt. der sich stroniab voli der Einspritzstelle des Reaktionsteilnehniers bis zum Ausgangsende 9 des Rohrs erstrevlt. Solange der Druck in der'#Terbreiiiiiiiigskaiiiiiier etwa doppelt so groß ist wie der in der Abschreckkaminer jo, wird (las entstandene Gemirch voll Verbrenntingsprodlikteil, Reaktionsteilnehinern und den erzielten tionsprodukten das Rohr i init Schallgeseliwin(lig keit verlassen. Da ' iedoch die Teinpuratur des Ge- misches wegen der Anwesenheit voll ]<älteren Reaktion, steilnehmerii niedriger seili wird, so wird die Geschwindigkeit, obgleich sie noch iii-imer SchallgeschWindigkeit hat, doch etwas niedriger sein als bei dem in Abh. i gezeigten Falle. Diese niedrigere Geschwindigkeit ist darauf zurückzuführen, (laß die Schallgeschwiiidigkeit eines Gasstromes ziiiii Teil durch -eine Teinperattir bestimmt wird. Der ",troiii aus Verhrennungsgaseii, ReaktionsteiliiAinern iiii(1 Reaktionsprodukten trifft null auf einen Sprühstrahl aus Düse ii, wodurch weitere Reaktionen durch --#£bschrecken unterbunden werden. Das Reaktionsgemisch wird in eine nicht gezeigte Trennt' vorrichtung geführt.In Fig. 2, as in Fig. I, pulp and oxidizing agent are introduced under pressure into the pipe i-'which contains a baffle plate: 2, on which a flame is maintained. In this case, the Reaktionsteihiehnier is JE but 'iv introduced by (1-s pipe 8, the hot burning of --sprodukte before they have sound-eschwindi-ness reached at the end of the tube. The Ze-t for the mixing and Reactions are therefore determined by the length of the part of the tube which extends from the point of injection of the reaction component to the outlet end 9 of the tube.As long as the pressure in the 'Terbreiiiiiigskaiiiiiier is about twice that in the quenching chamber (las resulting Gemirch fully Verbrenntingsprodlikteil, Reaktionsteilnehinern and tion products to achieved the pipe i init Schallgeseliwin (left lig ness. Da 'iedoch the Teinpuratur the overall premix due to the presence full] <older reaction steilnehmerii low Seili is, the velocity is, Although it is still at a lower speed of sound, it should be somewhat lower than in the case shown in Fig. I. This lower speed is due to this, (let the sonic velocity of a gas flow be determined in part by a Teinperattir. The ", troiii aus Verhrnunggaseii, reaction partiiAinern iiii (1 reaction products hits zero on a spray jet from nozzle ii, whereby further reactions are prevented by quenching. The reaction mixture is fed into a separating device, not shown.

Abb. 3 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, , bei der ein flüssiger Brennstoff verwendet werden kann, der durch eine Düse 12 in den ankommenden Strom des Oxydationsmittels in der Verbrennungskammer 13 gespritzt wird. Nach der Verbrennung unter Druck in der Kammer 13 strömen die Verbrennungsgase mit Schallgeschwindigkeit durch Düse 14. Die Reaktionsteilnehmer werden in diesem Falle durch Gegenstronieinspritzung durch das Rohr 15 eingeführt. Das Aufeinandertreffen von zwei äußerst schnellen Strömen führt in diesein Falle zu einem sehr schnellen und gründlichen Mischen Die gewünschte Reaktionszeit wird durch die Größe der Renktionskammer 16 bestiinmt. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung wird eine andere Art von Kühlung verwendet. Da das Gemisch aus Verbrennungsgasen, Reaktionsteilnehrnern und Reaktionsprodukten unter hohem Druck stehen kann, ist es möglich, einen großen Teil der Kühlung derselben durch Entspannung in einer Wärmekraftmaschine, z. B. einer Turbine 17, durchzuführen und so die Reaktion zu beenden. Dieses Kühlverfahren wirkt sehr schnell und -leichförmig, da die Abkühlung sich gleichmäßig auf die ganze Gasmischung erstreckt und nicht auf Flächenkontakt, Wasserstrahl oder einen Wärmeaustauscher angewiesen ist. Außerdem wird noch nutzbrin.-ende In Kraft erzeugt. Obgleich durch die Entspannung in der Turbine genügend Kühlung erreicht wird. kann noch zusätzliche Kühlun- durch einen Kühlstrahl aus einer hinter der Turbine liegenden Düse 18 er-folgen, um die Abtrennun- der Reaktionsprodtikte zu erleichtern.Fig. 3 shows an embodiment of the invention, can be used in a liquid fuel, which is injected through a nozzle 12 into the incoming stream of the oxidant in the combustion chamber 13. After the combustion under pressure in the chamber 13, the combustion gases flow through the nozzle 14 at the speed of sound. In this case, the reactants are introduced through the pipe 15 by countercurrent injection. The meeting of two extremely fast streams results in a very fast and thorough mixing in this case. In this embodiment of the invention, a different type of cooling is used. Since the mixture of combustion gases, reactants and reaction products can be under high pressure, it is possible to carry out a large part of the cooling of the same by expansion in a heat engine, e.g. B. a turbine 1 7 to perform and thus to terminate the reaction. This cooling method works very quickly and uniformly, since the cooling extends evenly over the entire gas mixture and does not depend on surface contact, water jets or a heat exchanger. Moreover, even nutzbrin.-end is generated in power. Although sufficient cooling is achieved through the expansion in the turbine. can still additional Kühlun- by a cooling jet from a lying downstream of the turbine nozzle followed ER- 18, in order to facilitate the Abtrennun- Reaktionsprodtikte.

Abb. 4 zeigt eine Ausführungsform, bei der zuerst der Reaktionsteilnehmer und dann das Kühlmittel durch die Düse'-, 33 bzw. 34 in die heißen Verbrennungsgase eingespritzt -,verden. ehe diese Schallgeschwindgkeit irn Halse der Düse,2 i erreicht haben. Hier wird also das Fallen der zstatischenzz Temperatur bei der Entspannung durch die DüSe ausgenutzt, mit dem weiteren Vorteil. daß dar Kühlmittel bereits im Strom verteilt ist. So daß gute Mischung und weitere -,Ukühlung sehr schnell nach der Entspannung eintreten.FIG. 4 shows an embodiment in which first the reactant and then the coolant are injected into the hot combustion gases through the nozzle 33 and 34, respectively. before this speed of sound in the throat of the nozzle, 2 i have been reached. The drop in the static temperature during the expansion through the nozzle is used here, with the further advantage. that the coolant is already distributed in the stream. So that a good mixture and further cooling occur very quickly after relaxation.

Abb. 5 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der die Verbrennun-s-ase nach Ert' ZD reichen der Schallgeschwindigkeit in der Dü#ze 22 entspannt werden. Der dadurch entstehende, mit größerer als Schallgeschwindigkeit fließende Strom saugt den Reaktionsteilnehnier durch die bekannte Injektorwirkung aus dem Rohr 23 an -Lind mischt sich gründlich mit ihm in der Reaktionszone 24. Bei der hier gezeigten Kühlvorrichtung wird das Reaktionszemisch unterhalb der Oberfläche einer Kühlflüssigkeit, z. B. W, asser, in einen Behälter 25 eingeführt. Infolge der hohen Geschwindigkeit des Gas-emisches verteilt es sich schnell im Wasser und kühlt sich dabei sofort ab.Fig. 5 shows an embodiment of the invention in which the combustion un-s-ase according to Ert 'ZD reaching the speed of sound in the nozzle 22 are relaxed. The resulting current, flowing at a speed greater than the speed of sound, sucks the reaction part out of the pipe 23 through the known injector effect - Lind mixes thoroughly with it in the reaction zone 24. In the cooling device shown here, the reaction mixture is below the surface of a cooling liquid, e.g. B. water, introduced into a container 25 . As a result of the high speed of the gas mixture, it is quickly distributed in the water and cools down immediately.

Abb. 6 zeige eine weitere Ausführungsform der b Erfindung, bei der das Reak-tionscyemisch durch 2D b Verdünnen mit zusätzlichem Reaktionsteilnehmer abgeschreckt wird. Brennstoff und Oxvdationsmittel werden unter Druck- in den Brenner i einge-Z" führt und die Verbrennungsgase nach dem Verbrennen durch die Düse 27 mit Überschallgeschwindigkeit entspannt. Der sehr schnelle Strom heißer Verbrennungsgase reißt die durch das Rohr:28 zugeführten Reaktionsteilnehmer mit, und das entstandene Gemisch kann nun während einer von der Länge des als 'Mischraurn dienenden Rohrs:29 ab- hängigen Zeitspanne reagieren. Der Druck im Bren- e ZD ner i muß in rlierem Falle genügend hoch sein, da- mit selbst nach der Entspannung durch die Düse 27 el L und -Mitnahnie der Ruaktionsteilnehrner der Druck in der 29 immer noch genügend hölher ist 21-z der Druck in der Abschreckzune 30, s0 daß Schallgeschwindigkreit auch in der Düsc 31 er- reicht wird. Weitere zur Kühluilg ausreichende Reaktionsteilnehmer werden durch das Rohr 3:2 zu- geführt, von dem die Düse 3 1 verlassenden Gemisch mitgenommen und kühlen das in der Abschreckzone 3o befindliche Reaktionsgeinisch. Das Gemisch wird dann einer passenden (nicht gezeigten) Trennungs- vorrichtung zugeführt. Diese Ausführungsart eig- net sich besonders für Kreislaufbetrieb. bei dem ein Teil des überschüssigen Reaktionsteilnehmers abge- el ZD trennt und als Brennstoff zum Brenner zurück-e- führt wird. Verhältnismäßig reiner Sauerstoff ist in diesem Falle das beste Oxydationsi-nittel, um die sonst mitzuführenden großen Stickstoffinengen aus- zuschal' ten. Die ang geführten Verfahrensweisen zeigen, wie verschieden die verwendbaren Vorrichtungen ge- mäß der Erfindung sein können. Andere Vorrich- tungen sind zudem noch ini#glich, bei denen das Prinzip der Erfindung angewendet werden kann. Das wichtigste und neuartige Merkmal der Erfin- dung ist die Verwendung von kritischen Geschwin- d-gkeiten am Auslaß, des Brenners, durch welclien die für die gewünschte Reaktion notwendi-c Wärme zugeführt wird. Durch diese krtische Strömungsgeschwindigkeit (Drosselung) wird ein gleichmäßiges Verbrennen der Brennstoffe und des ZD Ox#,-datioiismitteli; erreicht, da der Breriner iiiieiiil-)- findlich gegen Druck-sch#,vaiikuii-eil stromabwärts b ZD vom Auslaß, gemacht wird, so daß eine elastische Regelung des Durchflusses durch den Brenner durch einfaches Einstellen des Druckes in der Verbren- nungskammer erreicht werden kann und ein sehr schnelles, gleichmäßiges, neu geregeltes Erhitzen b tD t. b lind Abkühlen in#glich ist. Wenn zudem noch ein Teil der Kühlung durch Entspannung in einer b Wärmekraftmaschine erfolgt, so kann ein erlieb- b licher Teil der Betriebsenergi e wiedergewonnen werden, was eine Ersparnis gegenüber anderen Ver- fahren bedeutet, die Verbrennungsgasc als direkte Heizmittel verwenden. Nur beim Arbeiten mit ver- hältnismäßi(Y hohem Druck kann dort die Verbren- nungs- und Reaktions-wärme auf einfache und di- rekte Weise zurückgewonnen werden. Besonders wichtig ist auch die Art und Weise der Re-cliiii- der Reaktionszeit, die nur auf Grund der hohen Strömungsgeschwindigkeit durchgeführt werden kann. Da z. B. bei Oxvdationsreaktionen von K-oh- lenwasserstoffen die Reaktion innerhalb eiiies Bruchteils einer Tausendstelsekunde vor sich geht, sind Strömungsgeschwindigkeiten von Hunderten von Metern/Sekunde erforderlich, wenn man die Reaktionszone in solchen Abmessungen halten will, daß die Reaktionsprodukte abgeschreckt werden können. Bei der Erfindung -%-"erden solche Strö- mungsgeschwindigkeiten eingehalten. Did Notwen- digkeit sehr schnell wirkender Kühlung ist auch offensichtlich, und der verhältnismäßig hohe Druck und die -roßen Strömungsgeschwindigkeiten beim Verfahren nach der Erfindun- machen sie mö-lich. Ähnliche Verhältnisse herrschen bei vielen bei hohen Temperaturen verlaufenden Reaktionen, da die Reaktionszeiten im allgemeinen eine exponentielle Funktion der Temperaturen sind.Fig. 6 show a further embodiment of the invention, b, wherein the reac-tionscyemisch is quenched by 2D b dilution with additional reactants. Fuel and oxidizing agent are introduced into the burner under pressure and the combustion gases are expanded at supersonic speed after combustion through the nozzle 27. The very rapid flow of hot combustion gases entrains the reactants fed in through the pipe: 28, and the resultant Mixture can now during one of the Length of the pipe serving as a mixing room: 29 depending on the time span. The pressure in the e ZD In this case, ner i must be sufficiently high that with even after relaxation through the nozzle 27 el L and -Marty of the ruaction participants the pressure in the 29 still enough higher is 21-z the pressure in the deterrent fence 30, s0 that the speed of sound also occurs in the nozzle 31 is enough. More sufficient for cooling Reactants are added 3: 2 through the pipe. out of the mixture leaving the nozzle 3 1 and cool it in the quenching zone 3o located reaction mixture. The mixture will then a suitable (not shown) separation device fed. This type of design is particularly suitable for closed-circuit operation. at the one Part of the excess reaction participant el ZD separates and returns to the burner as fuel will lead. Relatively pure oxygen is in this case the best oxidizing agent to remove the large amounts of nitrogen that would otherwise have to be carried switch on. The procedures outlined show how different overall usable devices can be according to the invention. Other device In addition, there are still few options in which the Principle of the invention can be applied. The most important and novel feature of the invention is the use of critical speeds d-possibilities at the outlet, of the burner, through welclien the necessary for the desired reaction c Heat is supplied. Through this critical Flow velocity (throttling) is a even burning of the fuels and the ZD Ox #, - datioiismitteli; reached as the Breriner iiiieiiil -) - sensitive to pressure-sch #, vaiikuii-eil downstream b ZD from the outlet, is made so that an elastic Regulation of the flow through the burner easy adjustment of the pressure in the combustion tion chamber can be achieved and a very fast, even, newly regulated heating b tD t. b lind cooling is in # equal. If also a Part of the cooling through relaxation in one b Heat engine takes place, so a b part of the operating energy recovered which is a saving compared to other driving means the combustion gas as direct Use heating medium. Only when working with proportional (Y high pressure can cause the combustion heat of reaction and reaction in simple and di- right way to be recovered. Particularly also important is the manner of the re-cliiii- the response time, which is only due to the high Flow rate can be carried out can. Since z. B. in oxidation reactions of K-oh- Hydrogen the reaction within a egg In a fraction of a thousandth of a second are flow velocities of hundreds of meters / second required when using the Wants to keep the reaction zone in such dimensions, that the reaction products are quenched can. With the invention -% - "ground such currents ming speeds observed. Did necessary The ability of very fast-acting cooling is also evident, and the relatively high pressure and the high flow velocities in the method according to the invention make them possible. Similar conditions prevail in many reactions proceeding at high temperatures, since the reaction times are generally an exponential function of the temperatures.

Die Erfindung ist für bestimmte Verfahren ganz besonders geeignet. jedes System aus Brennstoff und gasförmigem Oxydationsmittel, das gasförmige Produkte liefert, kann als Wärmequelle für chemische Umsetzungen benutzt werden, aber nur wenige Stoffe sind von raktischer Bedeutung im p b Hinblick auf ihre Verfügbarkeit und Billigkeit. Luft ist natürlich das wohlfeilste Oxvdationsmittel und eignet sich gut für das Verfahren nach der Erfindung. Notwendig ist nur eine Pumpanlage, welche die notwendigen 'Mengen Luft unter dem erforderlichen Druck in die Verbrennungskammer zur Erreichung gedrosselter Strömungsbedingungen am Auslaß fördert. Der Hauptnachteil bei der Verwendung von Luft ist die in ihr vorhandene große 'Menge verdünnend wirkenden Stickstoffs, durch den die Trennungsvorgänge nach der Reaktion erschwert werden. Diese Schwieri.-keit kann durch Verwendung von verhältnismäßig reinem Sauerstoff als Oxydationsmittel behoben werden, weil hierbei als Verbrennungsprodukte Wasser und Kohlendioxyd auftreten, die verhältnismäßig leicht aus demReaktionsgemisch entfernt werden können.The invention is particularly suitable for certain processes. be delivered each system of fuel and gaseous oxidizer, the gaseous products can be used as the heat source used for chemical reactions, but only a few substances are of importance in raktischer p b with respect to their availability and cheapness. Air is of course the cheapest oxidizing agent and is well suited for the process of the invention. All that is required is a pumping system which delivers the necessary quantities of air under the required pressure into the combustion chamber to achieve throttled flow conditions at the outlet. The main disadvantage of using air is the large amount of nitrogen which has a diluting effect and which makes the separation processes after the reaction more difficult. This difficulty can be remedied by using relatively pure oxygen as the oxidizing agent, because water and carbon dioxide occur as combustion products, which can be removed relatively easily from the reaction mixture.

Voraussetzung für die Verwendbarkeit eines Brennstoffs ist grundsäzlich nur, daß seine Verbrennungsproduke im wesentlichen gasförmig sind. Wirtschaftlichkeit ist aber auch hier der entscheidencle Faktor bei der Auswahl. Ist Erdgas leicht verfügbar, so ist dies wegen seines Preises vorzuziehen; es können aber auch flüssige Kohlenwasserstoffe, Wassergas, Generatorgas, Flochofengichtgase oder sogar Kohle verwendet werden. Die Hauptschwierigkeit bei der Verwendung von Kohle oder anderen festen Brennstoffen ist ihr Einbringen in die Verbrennun-skaminer b unter Druck. Flüssigkeiten oder Gase können gegen den Druck der Kammer leicht eingepumpt werden, während es erheblich schwieriger ist, das feste Material gegen Druck einzubringen. Statt Kohlenwasserstoffen können z. B. auch Schwefelkohlenstoff und Phosphor als Brennstoff verwendet werden. Sind Wasserstoff und billiger Sauerstoff verfügbar, so ist dies für das Verfahren sehr vorteilhaft, da das Verbrennungsprodukt nur aus Wasser besteht, das leicht aus dem Reaktionsgemisch entfernt werden kann.A basic requirement for the usability of a fuel is only that its products of combustion are essentially gaseous. economics But here, too, is the decisive factor in the selection. Is natural gas easy available, this is preferable because of its price; but it can also be liquid Hydrocarbons, water gas, generator gas, flue furnace top gases or even coal be used. The main difficulty with using coal or other solid fuel is their introduction into the combustion chamber b under pressure. Liquids or gases can easily be pumped in against the pressure of the chamber, while it is considerably more difficult to introduce the solid material against pressure. Instead of hydrocarbons, z. B. also carbon disulfide and phosphorus as Fuel can be used. Are hydrogen and cheaper oxygen available, so this is very beneficial for the process as the combustion product is only made up Water, which can be easily removed from the reaction mixture.

Wenn eine Oxydatioll der Reaktionsteilnehrner vermieden werden soll, dann müssen zum mindesten stöchiometrische Mengen an Brennstoff und Sauerstoff anwesend sein, damit der ganze Sauerstoff durch Reaktion mit dem Brennstoff verbraucht wird. Wird dagegen eine oxydierende Atmosphäre gewünscht, so müssen geringere als stöchiometrische Mengen Brennstoff eingeführt werden. Reduzierende Atmosphäre kann durch überschüssige Mengen Brennstoff erreicht werden. Die Temperatur kann auch bis zu einem gewissen Grad geregelt werden durch Einstellen des Verhältn4sses des Oxydationsmittels zum Brennstoff. Hkhsttemperatureii können erreicht werden durch Verwendung von stöchiornetrischen oder schwach brennstoffreicheren Mischungen. Niedrigere Ternperaturen werden erzielt durch Verwendung reicherer oder niagerer 'Mischungen. Ist aber die reduzierende oder die oxydierende Eigenschaft der Verbrennungsprodukte von Wichtigkeit, so muß die Regelung der Temperatur in der Hauptsache durch die Durchflußmenge der Verbrennuirgsprodukte und Reaktionsteilnehmer und durch Rel.'elung der Vorerhitzung des Luft-Brennstoff-Ge-nisches oder des Reaktionsteilnehmers oder durch beide 'Maßnahmen erfolgen. Es besteht auch die Möglichkeit (in den Abbildungen nicht gezeigt), ein Kühlinittel, wie etwa Wasser, einzuspritzen, bevor die Verbrennungsprodukte mit dem Strom des Reaktionsteilnehniers gemischt werden. Diese 'Maßnahme ist be- sonders dann vorteilhaft, wenn ein neutraler Strom von Verbrennungsproduken mit einer niedrigeren Temperatur als die der Flamme gewiiii5elit wird.If oxidation of the reactants is to be avoided, at least stoichiometric amounts of fuel and oxygen must be present so that all of the oxygen is consumed by reaction with the fuel. If, on the other hand, an oxidizing atmosphere is desired, then less than stoichiometric amounts of fuel must be introduced. Reducing atmosphere can be achieved by using excess amounts of fuel. The temperature can also be controlled to some extent by adjusting the ratio of oxidizer to fuel. Highesttemperatureii can be achieved by using stoichiometric or low fuel richer mixtures. Lower temperatures are achieved by using richer or richer mixtures. However, if the reducing or oxidizing property of the combustion products is important, the temperature must be regulated mainly by the flow rate of the combustion products and reactants and by the preheating of the air-fuel mixture or of the reactants or by both 'measures take place. It is also possible (not shown in the figures) to inject a coolant such as water before the combustion products are mixed with the reactant stream. This' action is sawn Sonders advantageous when a neutral request product stream of combustion at a lower temperature than the flame is gewiiii5elit.

Die zu behandelnden Reakt;onsteilnehmer können auf eine Temperatur vorgewärmt werden, die unter derjenigen liegt, bei der schnelle Reaktion eintritt, so daß die Verbrermungsgase nur zur Lieferung der erforderlichen Restwärme dienen. Dadurch werden die weiteren Verfahrensstufen vereinfacht, weil der in dein Reaktionsgernisch vorhandene Anteil der Verbrennungsprodukte herabgesetzt ist. Weiter können durch Erhitzen des Oxydationsmittels und des Brennstoffes vor ihrem Eintritt in die Verbrennungskammer erheblich h#)here Temperaturen und Geschwindigkeiten des Auslaßstrorns erreicht werden.The reaction participants to be treated can be at a temperature preheated below that at which rapid reaction occurs, so that the combustion gases only serve to supply the required residual heat. This simplifies the further process steps because the in your reaction mixture existing proportion of combustion products is reduced. Can continue through Heating the oxidizer and fuel prior to their entry into the combustion chamber Significantly higher temperatures and speeds of the outlet stream reached will.

Brenner, wie sie in Strahltriebwerken verwendet werden, eignen sich für besondere Ausführungsforinen der Erfindung. Bei einem Breiiiier clieser Art wird ein Teil der Verbrennungsenergie züm FUnpumpen von Luft in den Brenner verwendet, damit die erforderliche Druckhöhe erreicht wird.Burners such as those used in jet engines are suitable for particular embodiments of the invention. With a porridge of this kind some of the combustion energy is used to pump air into the burner, so that the required pressure level is achieved.

Katalvsatoren können bei der Reaktion venvendet werden, wenn man sie in feinverteilteni 7ustand zusammen mit dem Brennstoff oder dem Oxydationsmittel oder mit dem Reaktionsteilnehmer einführt oder indem man sie in einem festen Bett in den Weg der Gase einbaut.Catalysts can be used in the reaction if you have them in finely divided state together with the fuel or the oxidizing agent or with the reactant or by keeping them in a fixed bed built into the path of the gases.

Die Erfindung wird mit Vorteil bei allen gasförmigen pyrogenen chemischen Reaktionen angewendet, d. h. Reaktionen, bei denen Wärme erforderlich ist. Die Pyrolyse von Erdgas zu Azetylen, Äthylen oder Benzol die Pyrolyse von Benzol zu Diphenyl, das Kracken von verschiedenen Kohlenwasserstoffen, die Herstellung von teilweise oxydierten Kohlenwasserstoffen, wie Phenol aus Benzol und Formaldehyd aus Erdgas, seien nur als Beispiele angeführt.The invention is applied advantageously in all gaseous pyrogenic reactions, i. H. Reactions that require heat. The pyrolysis of natural gas to acetylene, ethylene or benzene, the pyrolysis of benzene to diphenyl, the cracking of various hydrocarbons, the production of partially oxidized hydrocarbons, such as phenol from benzene and formaldehyde from natural gas, are only mentioned as examples.

Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung: Beispiel I In einer Vorrichtung, ähnlich der in Abb. i gezeigten, wird in das Rohr i mit einem Durchmesser von etwa 5 1 mm und einer Länge von etwa 61 o mm, gemessen von der Prallplatte 2 zum Ausgang 3, ein Strom von 454 g/Sek. Luft und :29,94 g/Sek. Erdgas eingeführt und kontinuierlich verbrannt, wodurch ein statischer Druck zwischen 3 und 5 atü in der Verbrennungskainmer entsteht. In der Auslaßöffilung 3, die etWa 38 mm DurchmesSer hat, wird Schal igeschwindigkeit der Auslaßgase erreicht, wobei die Temperatur im Strom etwa 1830' C beträgt. Ein Kohleilwasserstoffgas, das im wesentlichen aus Äthan bestellt, wird mit 113 g/Sek, durch das Rohr 5 eingvführt, wo es sieh sofort mit den aus der Öffnung 3 strÖnienden Auslaßgasen mischt. Die Temperatur des entstandenen Gemisches liegt bei etwa 830' C, bis es schließlich durch einen Wasserstrahl aus der Düse 7 abgeschreckt wird. Das ganze Gemisch wird dann einer passenden Trennvorrichtung zugeführt, worin Äthylen in 2Jengen von mehr als 5o')/o gewonnen wird.The following examples serve to illustrate the invention: EXAMPLE I In an apparatus similar to the mm in Fig i shown, is i in the pipe with a diameter of about 5 1 and a length of about 61 o mm, measured from the baffle plate. 2 to output 3, a flow of 454 g / sec. Air and: 29.94 g / sec. Natural gas is introduced and continuously burned, which creates a static pressure between 3 and 5 atmospheres in the combustion chamber. In the outlet opening 3, which has a diameter of about 38 mm, the exhaust gas speed is reached, the temperature in the flow being about 1830 ° C. A carbonic hydrogen gas, consisting essentially of ethane, is introduced at 113 g / sec through the pipe 5 , where it immediately mixes with the outlet gases flowing out of the opening 3. The temperature of the mixture formed is around 830 ° C. until it is finally quenched from the nozzle 7 by a jet of water. The whole mixture is then fed to a suitable separator, in which ethylene is recovered in amounts greater than 50%.

Beispiel 2 Ein Gemisch aus Erdgas und Luft wird mit 27 g/Sek. bzw. 454 g/Sek. in eine Vorrichtung, ähnlich der in Abb. i gezeigten, eingeführt, die je- doch mit einem das Rohr i umgebenden Wassermantel versehen ist. Das Verbrennungsrohr hat einen Durchmesser von 51 mm und eine Länge voll etwa 76o mm, gemessen von der Prallplatte 2 bis zum Ausgang g. Erdgas wird durch Rohr 8, das 152 mm stromauf vom Ausgang 9 liegt, mit 32 g/Sek. eingeführt. Es vermischt sich mit den Verbrennungsprodukten zu einem Strom mit einer Temperatur von etwa 1330' C. Der statische Druck im Rohr beträgt etwa 2 bis 4 atü. Das aus dem Rohr strömende Gas erreicht Schallgeschwindigkeit beim Ausgang 9 und trifft dann sofort auf einen abschreckenden Wasserstrahl aus Düse ii. Das abgekühlte Gemisch wird dann zu einer Trennvorrichtung geführt, wobei Wasserstoff in einer Ausbeute von mehr als 5o11/o und Gasruß gewonnen werden. Beispiel 3 Luft wird mit 454 g/Sek. in eine mit einem Wassermantel versehene Kammer 13, ähnlich der in Abb. 3 gezeigten, eingeführt, 27 g/Sek. Kerosin werden durch Düse 12 gegen die einströmende Luft gespritzt, und die entstandene Mischung wird in der Verbrennungszone verbrannt, wobei ein Druck von 2 bis 3 atÜ entsteht. Die heißen Verbrennungsgase bestellen hauptsächlich aus Kohlendioxyd, Stickstoff und Wasserdarnpf und verlassen mit einer Temperatur voll rund 18300 C und mit Schallgeschwindigkeit die Verbrennungskammer durch Auslaßrohr 14, das einen Durchmesser von 51 mm hat, und treffen auf einen Gegenstrom von Gas, das im wesentlichen aus niedrig' molekularen Paraffinkohlenwasserstoffen bestellt und mit iSi g/Sek. aus Rohr 15 strörnt. Die entstandene Mischung mit einer Temperatur von etwa 730' C wird in einer Turbine 17 entspannt, wobei sie sich sofort abkühlt. Weitere Abkühlung wird erzielt durch Berührung mit dem Wasserstrahl 18. Schließlich werden erhebliche 'Mengen aromatischer Kohlenwasserstoffe einschließlich Benzol gewonnen.Example 2 A mixture of natural gas and air is with 27 g / sec. or 454 g / sec. introduced into a device similar to that shown in Fig. i, but which is provided with a water jacket surrounding the pipe i. The combustion tube has a diameter of 51 mm and a full length of about 76o mm, measured from the baffle plate 2 to the outlet g. Natural gas is through pipe 8, which is 152 mm upstream from outlet 9 , at 32 g / sec. introduced. It mixes with the combustion products to form a stream with a temperature of about 1330 ° C. The static pressure in the pipe is about 2 to 4 atmospheres. The gas flowing out of the pipe reaches the speed of sound at exit 9 and then immediately hits a deterrent water jet from nozzle ii. The cooled mixture is then passed to a separation device, hydrogen in a yield of more than 5011 / o and carbon black being obtained. Example 3 Air is at 454 g / sec. introduced into a water jacketed chamber 13 similar to that shown in Figure 3 , 27 g / sec. Kerosene is sprayed through nozzle 12 against the incoming air, and the resulting mixture is burned in the combustion zone, with a pressure of 2 to 3 atmospheres. The hot combustion gases mainly consist of carbon dioxide, nitrogen and water vapor and leave the combustion chamber at a temperature of around 18300 C and at the speed of sound through outlet pipe 14, which has a diameter of 51 mm, and meet a counterflow of gas, which is essentially low 'Molecular paraffin hydrocarbons ordered and with iSi g / sec. from pipe 15 flows. The resulting mixture with a temperature of about 730 ° C. is expanded in a turbine 17, where it cools down immediately. Further cooling is achieved by contact with the water jet 18. Finally, substantial amounts of aromatic hydrocarbons, including benzene, are recovered.

Beispiel 4 Erdgas Z> und Sauerstoff im Gewichtsverhältnis 1 :4 werden in ein mit Wassermantel versehenes 5 i-mm-Rohr i wie in Abb. 4 eingef ührt. Eine Deschickungs-,-Tescliwi,ndi-keit von 5.44 g/Sek. wird aufrechterhal-2 tD ten, und die Verbrennung erfolgt stromab von der Prallplatte 2, an der sie durch Funken ge7ündet wurde, In einer Entfernung von 254 mm stromab von Platte 2 wird Erdgas bei 33 Init iSi g/Sek. zugeiührt; es mischt sich mit den Verbrennungsprodukten. in einer Entfernung von 381 min stromab von der Einführungsstelle d es Erdgases wird durch Düse 34 ein Wasserstrahl in den Strom gespritzt. Unmittelbar stromab vorn Wasserstralil befindet sich eine Auslaßdüse --i mit einem Innendurchmesser von 38 mm, in der die Gase Schallgeschwindigkeit erreichen, die sich stromabwärts bis zu Überschallgeschwindigkeit steigert. Das entstandene Gemisch wird zu passenden Trennvorrichtungen geführt, wo Azetylen in guter Ausbeute gewonnen wird.Example 4 Natural gas Z> and oxygen in a weight ratio of 1: 4 are introduced into a 5 mm pipe provided with a water jacket as shown in Fig. 4. A Deschickungs -, - Tescliwi, ndi-keit of 5.44 g / sec. is maintained 2 tD th, and the combustion takes place downstream of the baffle plate 2, on which it was ignited by sparks. At a distance of 254 mm downstream of plate 2, natural gas is at 33 Init iSi g / sec. supplied; it mixes with the products of combustion. At a distance of 381 min downstream from the point of introduction of the natural gas, a jet of water is injected into the stream through nozzle 34. Immediately downstream of the water jet there is an outlet nozzle --i with an inner diameter of 38 mm, in which the gases reach the speed of sound, which increases to supersonic speed downstream. The resulting mixture is fed to suitable separation devices, where acetylene is recovered in good yield.

Beispiel 5 Erdgas und Luft werden mit 544 g/Sek. im Verhältnis 1 :15 in ein wassergekühltes 5i-mm-Rohr, ähnlich dem Rohr i in Abb. 5, eingeführt und verbrannt. Die Verbrennungszone hat eine Länge von 457 mm zwischen der die Flamme unterhaltenden Prallplatte 2 und der Ausgangsdüse:22 (39 mm Innendurchmesser). Die Verbrennungsprodukte erreichen Schallgeschwindigkeit in der Düse und entspannen sich dann stromab zu Überschallgeschwindigkeit. Der so entstandene sehr schnelle Strahl saugt weiteres Erdgas mit go g/Sek. aus dem Rohr 23. Die entstandene Mischung wird durch ein ebenfalls 457 mm langes Rohr 24 schließlich in die mit Wasser gefüllte Kammer 25 geführt, in der sie abgekühlt wird. Die Gase werden oben aus der Kühlkammer in Trennvorrichtungen geleitet, wo beträchtliche Mengen Azetylen gewonnen werden. Beispiel 6 Eine Mischung aus 587g/Sek. und 36g/Sek. Erdgas wird in eine 51 mm starke wassergekühlte Verbrennungskainmer, ähnlich dem in Abb, 6 gezeigten Rohri, eingeführt und verbrannt. Eine AuslaßdÜSC27 mit 38rnm Innendurchmesser liegt 457nim stromab von der Prallplatte. Die Gase erreichen Schallgeschwindigkeit in der Düse und entspannen sich zu Überschallgeschwindigkeit im stromabwärts liegenden Teil der Düse. Der entstandene sehr schnelle Strahl saugt Denzol mit 227g/Sek. aus dem Rohr28, und die entstandene .\lischiiii- Ihußt durch (1011 457 nim langen Teil des 2 5 i-mm-RohreS 29 in eine andere Düse 3 1, ähnlich der DÜSe 27. Der aus der zweiten Düse kommende Strom nimmt Denzol mit, das aus dem Rohr 32 mit 227 g/Sek. kommt, wodurch die entstandene Mischung erheblich unter die Reaktionstemperatur abgekühlt wird. Das Gemisch wird dann in eine Trennvorrichtung geführt, wo eine erhebliche Ausbeute von Diphenyl und Triphenylen erzielt wird. Das nicht um-esetzte Benzol wird im Kreislauf in ZD das Verfahren zurückgeführt:Example 5 Natural gas and air are at 544 g / sec. in the ratio 1: 15 in a water-cooled 5i mm tube, similar to the pipe i in Figure 5, is introduced and burned.. The combustion zone has a length of 457 mm between the flame maintaining baffle 2 and the exit nozzle: 22 (39 mm inside diameter). The products of combustion reach the speed of sound in the nozzle and then relax downstream to supersonic speed. The resulting very fast jet sucks in more natural gas at g / sec. from the pipe 23. The resulting mixture is finally fed through a pipe 24, likewise 457 mm long, into the water-filled chamber 25 , in which it is cooled. The gases are directed from the top of the cooling chamber into separators where substantial amounts of acetylene are recovered. Example 6 A mixture of 587g / sec. and 36g / sec. Natural gas is introduced into a 51 mm thick water-cooled combustion chamber, similar to the Rohri shown in Fig. 6 , and burned. An outlet nozzle 27 with an internal diameter of 38 mm is located 457 nm downstream of the baffle plate. The gases reach the speed of sound in the nozzle and relax to supersonic speed in the downstream part of the nozzle. The resulting very fast jet sucks Denzol at 227g / sec. from the Rohr28, the resultant. and \ lischiiii- Ihußt by (1011 457 nim long part of the 2 5 i-mm tube 29 in another nozzle 3 1, similar to nozzle 27. The coming from the second nozzle flow increases with Denzol , which comes out of tube 32 at 227 g / sec., whereby the resulting mixture is cooled well below the reaction temperature. The mixture is then passed into a separator, where a substantial yield of diphenyl and triphenylene is obtained Benzene is returned to the ZD cycle:

Claims

Claim: Process for carrying out pyrogenic chemical reactions by continuous combustion of a mixture of fuel and a gaseous oxidizing agent under pressure in a tubular combustion chamber, the resulting combustion gases being mixed with the reactants at high temperature and the reaction products formed being cooled very quickly, characterized that the combustion is allowed to escape from this combustion chamber with relaxation to a static pressure which is at most half the pressure in the combustion chamber, thereby generating a hot gas flow with at least the speed of sound Substances are injected into the combustion gases before or after they exit the combustion chamber. Considered publications: German Patent Specifications Nos. 595 463, 598 140, 63o 825, 701713, 721479; British Patent No. 332,731. . USA. Patent Nos 2179378, 2195227) 2 213: 267; Angewandte Chemie, Vol. 2o (1948), Issue B, pp . 237-259; BIOS report 877; CIOS report XXX-I03; FIAT, Final Report, 988 (1947); Chernie-Ingenieur-Technik, Vol. 21 (1949), pp. 1:29 to 135; Kirk-Othmer: Encyclopedia. of Chemical Technology, i. edition, Vol. I (1047), pp. 107 to 112.