NO173133B - Fremgangsmaate ved oksydasjon av et oksyderbart utgangsmateriale i gassfase, reaktor for utfoerelse av fremgangsmaaten, og anvendelse av reaktoren - Google Patents

Abstract

Oppfinnelsen tilveiebringer en fremgangsmåte for oksydering av et oksyderbart utgangsmateriale i gassfasen, og en reaktor for gjennomføring av denne fremgangsmåten, som innbefatter følgende trinn: a) det oksyderbare utgangsmaterialet og den oksyderende gassen feres inn i en dispergeringssone som er fylt fullstendig med partikkelformede elementer fremstilt av et keramisk materiale som har slike dimensjoner at hulrommene eller de frie passasjene mellom de nevnte elementene i det minste i en retning, har en dimensjon som maksimalt er lik avstanden for demping av den flamme som måtte stamme fra oksydasjonen av nevnte utgangsmateriale ved hjelp av nevnte oksyderende gass, og hvor nevnte utgangsmateriale og nevnte gass føres inn i nevnte dispergeringssone gjennom minst en gassakselerasjonsanordning innleiret eller plassert inne i nevnte partikkelformede elementer, noe som gjør det mulig å oppnå en gasshastighet ved utløpet av nevnte akselerasjonsanordninger på minst 10 m pr. sekund, og. b) får gassblandingen fra trinn (a) til å reagere i en reaksjonssone inneholdende keramisk materiale, og hvor sonen. består av en rekke hulromspassasjer som i det minste i en retning har en dimensjon som maksimalt er lik nevnte flamrae-dempende avstand, og hvor avstanden mellom sonene maksimalt er lik nevnte flammedempende avstand.

Description

Fremgangsmåte for oksydasjon av et oksyderbart utgangsmateriale i gassfase, samt en reaktor for utførelse av fremgangsmåten, og anvendelse av reaktoren.

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for oksydering av et oksyderbart utgangsmateriale i gassfasen ved hjelp av en gass eller en blanding av gasser, som inneholder minst én oksyderende gass, nemlig en gass som muliggjør en oksydering av nevnte utgangsmateriale.

Foreliggende oppfinnelse angår også et apparat som er nødvendig for å gjennomføre nevnte fremgangsmåte i praksis.

Foreliggende oppfinnelse angår mer spesielt en fremgangsmåte for oksydering, fortrinnsvis langsomt og vanligvis delvis, av et oksyderbart utgangsmateriale f.eks. et som inneholder hydrokarbonforbindelser, da spesielt for fremstilling av en syntesegass som inneholder karbonmonoksyd og hydrogen for videre syntese, f.eks. av metanol og høyere homologe alkoholer.

Denne fremgangsmåten kan f.eks. anvendes for oksydasjon av reformeringsdamper fra benzen- eller ammoniakkoksydasjons-reaksjoner.

Skjønt man som de oksyderende gasser kan bruke oksygen, ozon eller halogener, så vil man i den etterfølgende beskrivelse utelukkende beskrive reaksjoner i forbindelse med oksygen.

Ifølge patent FR 2.304.601 som angår en ammoniakkoksyda-sjon, så blir oksygenet fordelt i et fast katalytisk lag på en rekke nivåer for å redusere den eksoterme reaksjonen.

US-patent A-2.621.117 beskriver en delvis oksydasjon av metan. Reaksjonen finner sted i en flamme hvor blandingen av gasser aldri er fullstendig, og man oppnår meget høye temperaturer i de oksygenrike sonene.

Disse gasser som er fremstilt ved høye temperaturer blir så blandet med hoveddelen av utgangsmaterialet som skal oksy-deres, og man får en krakking av molekylene med dannelse av karbon som høyst sannsynligvis forurenser katalysatorene i resten av prosessen, hvorved man får redusert reaksjons-effektivitet.

I forbindelse med metan kan man observere produksjon av karbon, og syntesegassene må deretter renses for støv før de kan brukes, f.eks. for syntese av alkoholer fra karbonmonoksyd og hydrogen.

Ifølge dette patentet blir oksygenet injisert gjennom en enkelt kanal som må ha tilstrekkelig tverrsnittsareal til å kunne slippe gjennom hele gass-strømmen, og skjønt gassen blir injisert ved høy hastighet, er dispergeringen av molekylene langsom sammenlignet med den reaksjonshastighet man oppnår i gassfasen, og i tillegg til dannelse av sot opptrer det over-opphetning i sonen hvor det skjer en kontakt mellom reaksjonsgassene, og dette er skadelig for en korrekt gjennomføring av prosessen.

På det sted hvor oksygenstrålen forlater sin innløps-åpning er den vanligvis i nærheten av den gass som skal oksy-deres og som strømmer med relativ langsom hastighet gjennom reaktoren, og dette er ikke gunstig for en rask dispergering av oksygenmolekylene.

Europeisk patentsøknad EP-A-231706 som er innsendt av foreliggende søker, beskriver en fremgangsmåte for oksydering av et oksyderbart utgangsmateriale i gassfasen, og hvor man bruker en blanding av gasser som inneholder minst én oksyderende gass, og hvor reaksjonsgassene blir fordelt gjennom en rekke parallelle separate ledninger som fører inn til en blandesone, og dette sikrer en rask blanding av gassene. Nevnte blanding føres så inn i en reaksjonssone som innbefatter flammestoppende og flammedempende anordninger, noe som gjør at reaksjonen kan finne sted uten eksplosjon, skjønt den ofte finner sted innenfor eksplosjonsgrensene (spesielt i forbindelse med en delvis oksydasjon av metan).

I denne fremgangsmåten vil de gasser som kommer ut av fordeleren eller som kommer ut av blandesonen vanligvis ha en lav målt hastighet, dette da på bakgrunn av gjennomstrømnings-hastighetene for gassene i en gitt reaktor korrigert for trykk- og temperatureffekter, og dette bidrar til en heterogen blanding av gassene ved utløpet av blandesonen ettersom den statiske blanding som brukes under disse betingelser vanligvis ikke har høy effektivitet. Resultatet er en dannelse av sot som er skadelig for korrekt gjennomføring av prosessen.

Videre har det vist seg at fremgangsmåten beskrevet i dette patentet ikke gir gode resultater for de oksydasjons-reaksjoner som utføres ved høyt trykk, noe som er spesielt ønskelig i de forbindelser hvor den oksyderte gassblandingen skal brukes for syntese av alkoholer.

Ett av formålene med foreliggende oppfinnelse er å unngå de ovennevnte ulemper.

Man har nå oppdaget en fremgangsmåte for oksydering av et oksyderbart utgangsmateriale i gassfasen, ved hjelp av en gass eller en blanding av oksyderende gasser som gjør det mulig å oppnå i alt vesentlig bedre resultater enn det som er kjent med tidligere kjente fremgangsmåter, og spesielt sammenlignet med den fremgangsmåte som er beskrevet av foreliggende søker i patentsøknad EP-A-231706.

Foreliggende oppfinnelse angår mer spesielt en fremgangsmåte for oksydering av et oksyderbart utgangsmateriale i gassfasen ved hjelp av en gass eller en blanding av gasser som innbefatter minst én oksyderende gass, karakterisert ved følgende trinn: a) det oksyderbare utgangsmaterialet og den oksyderende gassen føres til en dispergeringssone som er fullstendig fylt av partikkelformede elementer fremstilt av et keramisk materiale og med dimensjoner, slik at hulrommet eller de frie passasjene mellom nevnte elementer eller passasjene eller hulrommene mellom veggene i nevnte elementer, i det minste i en retning, har en dimensjon som maksimalt er lik den flamme-drepende eller flammedempende avstanden som oppstår som et resultat av oksydasjonen av nevnte utgangsmateriale ved hjelp av nevnte oksyderende gass, og hvor nevnte gasser føres inn i nevnte dispergeringssone gjennom minst én gassakselererende anordning plassert i nevnte partikkelformede elementer, som gjør det mulig å oppnå en gasshastighet ved utløpet av nevnte akselerasjonsanordninger på minst 10 m pr. sekund, og b) får gassblandingen fra trinn (a) til å reagere i en keramisk materialreaksjonssone som består av en rekke rom som gi passasjer i det minste i en retning, langs en dimensjon som maksimalt er lik nevnte flammedempende avstand, og hvor intersoneavstanden på sitt lengste er lik nevnte f lammedempende avstand.

Fremgangsmåten ifølge foreligggende oppfinnelse har følgende fordeler: den gjør det mulig å oppnå ved innløpet til reaksjonssonen et meget homogent oksyderbart utgangsmateriale og en oksyderende gassblanding på grunn av den energimengde som utveksles mellom gassene, og dette bidrar til en øket effektivitet i blandesonen, fordelingen av gassblandingen over hele tverrsnittsarealet på reaktoren er spesielt god, noe som spesielt betyr at reaksjonen kan finne sted i hele reaksjonssonens volum hvorved man i alt vesentlig unngår lokalt overopphetede soner; - ved hjelp av anordninger for å stoppe eller å dempe flammene som oppstår ved en oksydasjon av utgangsmaterialet ved hjelp av de oksyderende gasser, unngår man eksplosjoner samtidig som man muliggjør drift ved høye temperaturer, som kan overstige 1000°C, samtidig som man beskytter reaktoren og andre forskjellige anordninger fra de store varmemengder som frigjøres under den vanligvis partielle oksyderingen av utgangsmaterialet ; - videre vil bruken av akselerasjonsanordninger gjennom hvilke det oksyderbare utgangsmaterialet og den oksyderende gassen tilføres, gi en bedre kontroll av temperaturene på de forskjellige sonene i reaktoren, spesielt i nærheten av gass-innløpet i reaksjonssonen, noe som skjer ved at man ganske enkelt varierer gasshastigheten ved utløpet av nevnte akselerasj onsanordning.

Foreliggende fremgangsmåte gjør det mulig å operere med høye trykk uten at man får for sterk dannelse av sot. Trykket ligger vanligvis fra 1,5 MPa til 25 MPa, fortrinnsvis 2 MPa til 20 MPa, og ofte mellom 2 MPa og 10 MPa.

Ved hjelp av foreliggende fremgangsmåte er det også mulig å bruke luft eller oksygenanriket luft uten spesielle ulemper, da spesielt uten at man får sterk sotdannelse, noe som ikke er mulig i den fremgangsmåte som er beskrevet i patentsøknad EP-A-231706, hvor dannelsen av sot bare unngås hvis man bruker rent oksygen og har et lavt driftstrykk, dvs. ca. 1 MPa.

Den oksyderende gassen og det oksyderbare utgangsmaterialet kan føres sammen inn i akselerasjonssonen i dispergeringssonen, eller fortrinnsvis separat. I sistnevnte tilfelle kan gassen føres inn i en akselerasjonsanordning, mens utgangsmaterialet føres inn i en annen, spesielt når antallet akseleratorer er stort. De sistnevnte vil fortrinnsvis være plassert i samme plan loddrett på strømningsretningen fra dispergeringssonen og i et symmetrisk arrangement med hensyn til reaktorens langsgående akse.

Antall akseleratorer for å få opp hastigheten på disse gassene vil være avhengig av reaktorens størrelse og den væskemengde som skal føres inn pr. tidsenhet. Man vil fortrinnsvis bruke et større antall akseleratorer for det oksyderbare utgangsmaterialet enn for den oksyderende gassen, f.eks. kan man bruke et forhold på 4:1.

Driftsbetingelsene og akselerasjonsanordningene velges vanligvis slik at gasshastigheten ved utløpet av nevnte anordninger ligger i området fra 10 til 330 m pr. sekund eller endog høyere, fordelaktig fra 20 til 200 m pr. sekund og fortrinnsvis fra 50 til 150 m pr. sekund.

De partikkelformede elementer som fyller dispergeringssonen kan ha enhver form. Elementene kan f.eks. være kuler og/eller staver av keramisk materiale. Vanligvis vil de partikkelformede elementene som fyller dispergeringssonen ha dimensjoner fra IO"<5> til 3,5 x 10"<3> m, fortrinnsvis fra IO"<5> til 2 x 10"<3> m og mest fordelaktig fra 5. IO"5 til 10"<3> m.

I en foretrukken utførelse av foreliggende oppfinnelse blir gassblandingen fra trinn (a) først ført inn i en blandesone som inneholder et keramisk materiale som definerer en rekke hulrom som gir passasjer mellom veggene i minst én retning, og i en lengde som maksimalt er lik den f lammedempende avstand, hvoretter gassblandingen fra denne blandesonen føres inn i reaksjonssonen, og hvor intersoneavstanden mellom dispergeringssonen og blandesonen på den ene side og mellom blandesonen og reaksjonssonen på den annen er lik nevnte flammedempende avstand.

Dimensjonene på passasjene mellom veggene på de partikkelformede elementene i dispergerings-, blande- og reaksjonssonen, tilsvarer den flammedempende avstanden, og vil vanligvis være lik IO"<2> m, fordelaktig 5 x IO"<5> til 5 x IO"<3> m, mest foretrukket fra IO"<4> til 2 x IO"<3> m.

Det er foretrukket at dimensjonene på passasjene mellom veggene på de partikkelformede elementer i dispergeringssonen og i blandesonen er mindre enn de tilsvarende avstander i reaksjonssonen. Dette gjør at man i alt vesentlig unngår en oksyderende reaksjon i dispergerings- og blandesonene, mens man i alt vesentlig får utviklet reaksjonen i reaksjonssonen, idet den oksyderende reaksjonen selvsagt reguleres ved det faktum at dimensjonene på passasjene i reaksjonssonen er mindre enn den flammedempende avstanden.

Det er foretrukket av samme årsaker at avstanden mellom dispergerings- og blandesonene er mindre enn mellom blande- og reaksjonssonene og mindre enn dimensjonene mellom gass-passasjene i reaksjonssonen.

De oksyderende gassakselerasjonsanordninger som er innsatt i de partikkelformede elementer som fyller dispergeringssonen, er vanligvis av den type gassakselerasjonsanordninger som er velkjente i industrien. Som eksempler på gassakselerasjonsanordninger kan nevnes: konvergens-divergensanordninger, f.eks. av venturi-typen, ejektorer og dyser. Avhengig av driftsbetingelsene, og da spesielt temperaturen på de gasser som føres inn i nevnte akselerasjonsanordning, så kan sistnevnte innbefatte en fylling av partikkelformede elementer som derved nedsetter eksplosjonsrisikoen og demper de flammer som måtte oppstå ved en oksydasjon av utgangsmaterialet på grunn av den oksyderende gassen. Denne driftsmåte er spesielt fordelaktig når de to gasser føres sammen inn i disse akselerasj onsanordninger.

Når på den annen side gassene føres separat inn i de akselererende anordninger, så er det vanligvis ikke fordelaktig å fylle disse med partikkelformede elementer. Akselera-torene kan da drives ved maksimal effekt.

Gassakselerasjonsanordninger brukt i foreliggende oppfinnelse er vanligvis plassert i dispergeringssonen i en slik avstand at utløpsåpningen for gassene fra nevnte akselerasjonsanordninger er plassert i en avstand fra den sone som ligger inntil dispergeringssonen (eller interfasen av sonene) som tilsvarer fra 0,1 til 99,9% av verdien av den største dimensjonen på nevnte dispergeringssone.

I en foretrukken utførelse av fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse blir hastigheten på gassene regulert kontinuerlig ved utløpet av akselerasjonsanordningene ved at man f.eks. justerer gjennomstrømningshastigheten og/eller trykket på de gasser som føres inn i anordningene, slik at temperaturen på gassblandingen ved innløpet til reaksjonssonen maksimalt er 800°C, fortrinnsvis mellom 450 og 700°C.

Ved oksydasjon av et oksyderbart utgangsmateriale er det foretrukket at reaksjonen ikke starter før blandingen av utgangsmaterialet og oksyderende gass er blitt riktig dannet, dvs. før man oppnår en meget homogen blanding. I foreliggende fremgangsmåte vil man således fortrinnsvis velge betingelser slik at oksydasjonsreaksjonen ikke starter før reaksjonssonen. Dette kan f.eks. oppnås ved at man velger tilstrekkelig lav temperatur på gassene ved innløpet til akselerasjonssonen og/eller oppnår en tilstrekkelig høy hastighet på gassblandingen ved utløpet av disse anordninger. Det kan være fordelaktig å starte reaksjonen i reaksjonssonen, fortrinnsvis i den del av sonen som ligger inntil dispergeringssonen eller blandesonen. En slik start kan f.eks. utføres ved at man opp-varmer i det minste en del av reaksjonssonen på måter som er velkjente i industrien, til en minimumstemperatur på 600°C, fortrinnsvis til temperaturer mellom 700 og 1200°C. En slik oppvarming kan utføres før man tilfører det oksyderbare utgangsmaterialet og den oksyderende gassen eller på det tids-punkt når man starter en slik tilførsel. Det er hverken nød-vendig eller ønskelig å fortsette en slik oppvarming etter at den oksyderende reaksjonen har startet, ettersom denne er tilstrekkelig eksoterm til at den kan fortsette uten ytre varme-tilførsel.

Oppvarmingen kan f.eks. skje ved at man injiserer varme gasser fra en brenner, ved oksydasjon av minst et hydrokarbon (f.eks. heksan og/eller heptan) ved hjelp av en gass som inneholder oksygen eller ved hjelp av i alt vesentlig rent oksygen, hvoretter dette hydrokarbonet og oksygenet føres inn i nevnte del av reaksjonssonen.

Startingen kan også skje på andre kjente måter, f.eks. ved hjelp av en gnist som fremstilles ved hjelp av en tenn-plugg av den type som brukes i eksplosjonsmotorer, eller ved hjelp av en elektrisk lysbue som fremstilles f.eks. mellom to elektroder.

De partikkelformede elementer som brukes i blandesonen og i reaksjonssonen er fortrinnsvis fremstilt av et ildfast keramisk materiale, f.eks. mullitt, cordieritt, silisiumnitrid så som Si3N4, jordalkalimetalloksyder, overgangsmetalloksyder og karbider.

Foreliggende oppfinnelse angår også en reaktor for oksydering av et oksyderbart materiale i en gassfase, ved hjelp av en gass eller en blanding av gasser som innbefatter minst én oksyderende gass.

Reaktoren består av tilførselsanordninger for oksyderende gass og et oksyderbart utgangsmateriale, foruten anordninger for å ta ut reaksjonsprodukter. Videre består reaktoren i kombinasjon i det minste over en del av sitt tverrsnitt, av dispergeringsanordninger eller anordninger fremstilt av et keramisk materiale som innbefatter en første pakking av partikkelformede elementer fremstilt av keramisk materiale med dimensjoner som er slik at hulrommene eller de frie passasjene mellom nevnte elementer har en dimensjon i minst én retning som maksimalt er lik IO"<2> m, og hvor nevnte elementer vanligvis har dimensjoner fra IO"<5> til 3,5 x IO"<3> m, og hvori det er innleiret minst én gassakselerasjonsanordning forbundet til nevnte tilførselsanordninger for det oksyderbare utgangsmaterialet og den oksyderende gassen, og i det minste over en del av sitt tverrsnitt, minst én reaksjonsanordning fremstilt av et keramisk materiale som består av en keramisk pakking som definerer i det minste en del av nevnte anordninger og fortrinnsvis i hele anordningen, en rekke hulrom som gir passasjer som i det minste i en retning maksimalt har en dimensjon på IO"<2> m, og ved hjelp av hvilke anordninger reaksjonsproduktene føres mot utløpsanordningene, og hvor avstanden mellom dispergerings- og reaksjonsanordningene maksimalt tilsvarer IO"<2> m.

I de tilfeller hvor man har separat akselerasjon av hver gass, vil dispergeringssonen bestå av minst to anordninger for å akselerere hastigheten på disse gasser, og hvor hver er forbundet til enkle tilførselsanordninger, og hvor minst én av nevnte anordninger er forbundet til tilførselsanordningene for det oksyderbare utgangsmaterialet, og hvor minst én av de nevnte akselerasjonsanordninger er forbundet til tilførsels-anordninger for den oksyderende gassen.

I en foretrukken utførelse av reaktoren inneholder den i det minste over en del av sitt tverrsnitt minst én blandeanordning plassert mellom dispergeringsanordningen og reaksjonsanordningen, som definerer en rekke hulrom som gir passasje som i minst én retning har en dimensjon som maksimalt tilsvarer IO"<2> m, og hvor avstanden mellom dispergeringsanordningen og blandeanordningen på den ene side og blandeanordningen og reaksjons-anordningen på den annen side, maksimalt er IO"<2> m.

Med uttrykket "i det minste en del" av reaksjonsanordningen, forståes at i det minste en del av reaksjonssonen ligger umiddelbart inntil tilstøtende anordning, dvs. dispergeringsanordningen eller blandeanordningen.

I en første utførelse kan blandeanordningen bestå av en rekke trinn som er plassert i en viss avstand i forhold til hverandre.

I en annen utførelse kan blandeanordningen bestå av en rekke plater, i alt vesentlig vertikale, som på hver side har en rekke projeksjoner eller kanaler som er skråttstilt i motsatt retning på hver side av platen, og hvor platene er plassert slik at projeksjonene og kanalene krysses.

Fordelaktig vil avstanden mellom de enkelte deler maksimalt tilsvare 5 x IO"<3> m, fortrinnsvis fra IO"<4> til 2 x IO"<3> m.

I en første foretrukken utførelse vil hulrommene i reaksjonssonen være definert av keramiske elementer som kan bestå av minst et stykke med en rekke nær plasserte kanaler som i alt vesentlig er parallelle. Fordelaktig vil hver av disse enkeltkanaler ha et tverrsnitt på 25 x IO"10 til IO"<4> m<2>, fortrinnsvis fra IO"<8> til 25 x IO"<6> m<2.>

Dette tverrsnitt kan ha enhver form, kan f.eks. være polygonalt, sirkulært eller elliptisk, men er fortrinnsvis polygonalt f.eks. trekantet, firkantet, rektangulært eller heksagonalt.

Når blandeanordningen består av en rekke trinn med hull som står i en viss avstand fra hverandre, så kan kanalene på de enkelte stykker som er plassert i hvert enkelt lag ha et tverrsnitt på fortrinnsvis IO"<8> til 25 x IO"<6> m<2>. På lignende måte vil tverrsnittet på kanalene i de tilfeller hvor man har plater plassert i alt vesentlig i gassens strømningsretning, målt når platene er plassert inntil hverandre, som er forenelig med den flammedempende avstanden, slik at den er fra 25 x IO"<10> til IO"<4>m<2>, fortrinnsvis IO"<8> til 25 x IO"<6>m<2>. Dette tverrsnittsareal på kanalene kan ha enhver form, kan f.eks. være polygonalt, fortrinnsvis firkantet eller rektangulært.

Kanalene vil vanligvis være variabelt skråttstilte og graden av skråstilling kan variere fra et par grader med hensyn til den vertikale retningen til et par grader med hensyn til horisontal retning. Den er fortrinnsvis mellom 30 og 50°.

Platene har vanligvis en liten tykkelse for å bedre blandingen. De vil vanligvis være plassert inntil hverandre, men kan også ha en viss avstand slik at innersiden av de tverrsatte kanalene blir forenelige med den flammedempende avstanden.

I en annen foretrukken utførelse vil hulrommene i reaksjonssonen være definert ved en pakning som består av partikkelformede elementer, hvis dimensjoner fordelaktig er, i det tilfelle at det ikke er noe blandeanordning, i alt vesentlig større enn det man finner på de partikkelformede elementer som fyller dispergeringsdelen.

I de tilfeller hvor det er innsatt en blandeanordning mellom dispergeringsanordningen og reaksjonskammeret, så vil de partikkelformede elementer som brukes i reaksjonskammeret ha dimensjoner som er fortrinnsvis større enn det man finner for de partikkelformede elementer som fyller dispergeringsanordningen, og for de partikkelformede elementer man finner i blandeanordningen.

Nevnte partikkelformede elementer i reaksjonssonen har vanligvis dimensjoner fra IO"<5> til 4 x IO"<3> m, fortrinnsvis fra 1,5 x IO"5 til 2,5 x IO"<3> m og ofte fra 5 x IO"<5> til 1,5 x IO"<3> m.

I en spesielt fordelaktig utførelse vil reaktoren bestå av en av dispergeringsanordning, en blandeanordning og en reaksjonsanordning, og hvor nevnte blandeanordning er som definert ovenfor, men dessuten over en del av anordningen være fylt med en fylling av partikkelformede elementer hvis dimensjoner er vesentlig mindre enn de man finner i en kanal i monolitten eller i kanalene (i nær plasserte plater), og nevnte reaksjonsanordning består av minst én monolitt i det minste delvis fylt med partikkelformede elementer hvis dimensjoner er vesentlig mindre enn de man har i en enhetskanal, og hvor nevnte partikkelformede elementer vanligvis holdes på nivået for de enkelte elementer ved hjelp av keramiske hull-plater.

Hvis dimensjonen på hver enkelt enhetskanal i blandeanordningen og/eller i reaksjonsanordningen er forenelig med den flammedempende avstanden, så er det mulig å fylle bare en del av nevnte anordninger eller bare en del av en av anordningene med partikkelformede elementer.

Således kan monolitten i reaksjonskammeret eller anordningen eller bare monolitten i blandeanordningen eller kammeret eller begge av dem være fylt, delvis eller fullstendig med partikkelformede elementer.

Pakningen i reaksjonssonen eller reaksjonsanordningen kan videre i en annen utførelse bestå av minst ett katalytisk ele-ment og/eller minst én katalysator, alene eller kombinert med ovennevnte partikkelformede elementer. Nevnte katalysator kan være plassert eller båret av enten veggene i monolitten eller av de partikkelformede elementene. Katalysatoren kan bestå av et underlag, f.eks. aluminiumoksyd eller silisiumdioksyd hvor-på det er avsatt f.eks. kobberklorid og kaliumklorid, vana-diumoksyd eventuelt forbundet med kaliumsulfat, cerium, lanthan eller en cerium- eller lanthanforbindelse, vismutfos-fomolybdat eller koboltmolybdat. Katalysatoren kan dessuten bestå av metalloksyder såsom sølv og/eller kobberoksyder eller sølvbelagt porøst silisiumkarbid.

De ovennevnte partikkelformede elementer reduserer den flammedempende dimensjonen til en verdi som det ellers er vanskelig å nå teknologisk uten risiko for at det oppstår defekter som igjen gjør det vanskelig å utføre en oksyda-sjonsreaksjon i nærvær av i alt vesentlig rent oksygen.

Blandeanordningen kan bestå av et antall N blandetrinn som f.eks. kan være antall N skiver, vanligvis av liten tykkelse, og som ofte har mange huller for å bedre blandingen av gassen ved avledning og oppdeling av gass-strømmen.

Antall skiver er vanligvis fra 3 til 50, fortrinnsvis fra 6 til 20. Tykkelsen på enkeltskivene er vanligvis fra 10"<3> til IO"<2> m, fortrinnsvis ca. 5.10"<3> m. Skivene er vanligvis plassert i et plan som i alt vesentlig står loddrett på gass-strømmen, men de kan også være plassert annerledes. Skivene er vanligvis plassert etter hverandre, men kan også være plassert slik at det rom som blir definert forblir forenelig med den flammedempende avstanden.

Selve reaksjonssonen muliggjør oksydasjonsreaksjonen og gjør at denne kan reguleres idet man tar hensyn til de varmemengder som utvikles og utløpet av reaksjonsprodukter.

På grunn av de små dimensjonene på hulrommene i dispergeringsanordningen og i reaksjonsanordningen, på grunn av det lille tverrsnittet på kanalene eller hullene i blandeanordningen, fordi det er et lite tverrsnitt på kanalene i reaksjonsanordningen i de tilfelle hvor denne består av minst én monolitt, og dessuten fordi det er en kort avstand mellom de forskjellige delene i reaktoren, så er det tilveiebragt en oksydasjonsmetode og en reaktor som kan brukes uten at det er tilbakeblanding eller eksplosjon eller tilbakeoppflamming.

Lengden på de forskjellige delene som utgjør reaktoren er vanligvis fra IO"<2> til 3 meter.

Lengden av reaksjonssonen vil vanligvis utgjøre fra 50 til 90% av reaktorens totale lengde, og blandesonen kan f.eks. utgjøre ca. 50 til 70% av den tilgjengelige lengde for dispergerings- og blandesonen.

Sammensetningen av ildfaste keramiske materialelementer er lett å bruke, fordi den er nøytral med hensyn til utgangsmaterialet, den oksyderende gassen og reaksjonsproduktene, og man kan derfor i reaktoren ha veggtemperaturer som når 12 00 eller 1500°C eller endog høyere.

Man oppnår spesielt interessante resultater uten avset-ning av koks og med utmerket omdannelse av metan og fremstilling av relativt små mengder karbondioksyd i reaksjonsproduktene, når tverrsnittsarealene i de forskjellige til-støtende deler av reaktoren i alt vesentlig er like. Det er meget fordelaktig at den pakning som føres inn i reaktoren opptar hele tverrsnittsarealet på denne, f.eks. når reaktoren er rørformet og tverrsnittsarealet følgelig sirkulært. Man kan også bruke en monolitt som har et polygonalt tverrsnitt, f.eks. firkantet eller rektangulært eller enhver annen form, og dette går også for tverrsnittet på dispergeringsanordningen.

Det faktum at man oppnår en spesielt homogen blanding ved innløpet til reaksjonssonen, gjør det mulig å oppnå utmerkede resultater. Hovedfaktorene som gjør det mulig å oppnå en meget homogen blanding er følgende: 1. Hastigheten på gassene ved utløpet av akselerasjoris-anordningene, og 2. Plasseringen av akselerasjonsanordningene inne i dispergeringsanordningen.

I de tilfeller hvor reaktoren bare består av en dispergeringsanordning og en reaksjonsanordning, er det foretrukket å anvende relativt høye gasshastigheter ved utløpet av akselerasjonsanordningene, dvs. høye verdier som samtidig ligger innenfor de ovenfor definerte hastighetsområder.

På lignende måte vil i dette tilfelle akselerasjonsanordningene være plassert slik at utløpet av gassene fra disse anordninger er plassert i en relativt stor avstand fra reaksjonsanordningen eller kammeret, idet denne avstand for eksempel er lik 2 0 til 99,9%, fortrinnsvis fra 40 til 99,9% av verdien på den lengste dimensjonen i dispergeringskammeret eller anordningen.

I den foretrukne utførelsen av foreliggende oppfinnelse hvor reaktoren består av en dispergeringsanordning, en blandeanordning og en reaksjonsanordning, er det mulig å anvende gasshastigheter som ved utløpet av akselerasjonsanordningene har relativt moderate verdier samtidig som man ligger innenfor de ovenfor definerte hastighetsområder. På lignende måte når akselerasjonsanordningene er plassert slik at gassutløpet på nevnte anordninger er plassert i en relativt liten avstand fra blandeanordningen, bør nevnte avstand variere fra 0,1 til 80%, fortrinnsvis fra 0,1 til 50%, av verdien på den største dimensjonen i nevnte dispergeringsanordning. I dette tilfellet, avhengig av gasshastigheten og plasseringen på akselerasjonsanordningene, kan antall trinn i blandeanordningen være relativt stort. Som et eksempel kan man nevne at antallet også kan være relativt lite, f.eks. fra 3 til 15, når hastigheten er relativt høy, f.eks. fra 50 til 150 m pr. sekund, og/eller når gassutløpet i nevnte akselerasjonsanordning er relativt fjernt fra blandeanordningen, f.eks. i en avstand som tilsvarer fra 3 0 til 50% av verdien på den største dimensjonen i dispergeringsanordningen.

I en fordelaktig utførelse består reaktoren av minst én anordning for måling og regulering av temperaturen, og hvor denne anordning er plassert meget nær enden av reaksjonsanordningen, på inntakssiden av gassblandingen, og hvor nevnte anordninger står i forbindelse med anordninger for tilførsel av gassene, f.eks. det. oksyderbare utgangsmaterialet og den oksyderende gassen, slik at man regulerer hastigheten på gassene ved utløpet av akselerasjonsanordningene og holder temperaturen ved innløpet av reaksjonskammeret eller anordningen under de forutbestemte verdier.

Reaktoren kan fordelaktig også innbefatte en reaksjons-startanordning plassert i reaksjonsanordningen eller kammeret, og fortrinnsvis nær enden av dette på gassblandingsinntaks-siden og foran temperaturmåleanordningene. Nevnte anordninger for å starte reaksjonen er valgt fra en av de som er beskrevet ovenfor. Slike anordninger kan f.eks. være anordninger for oppvarming av i det minste en del av reaksjonssonen eller kammeret.

Det oksyderbare utgangsmaterialet som brukes i foreliggende oppfinnelse kan f.eks. bestå av mettede alifatiske hydrokarboner såsom metan, samt produktgasser fra dampom-formingsprosesser, ortoxylen, naftalen, benzen, metanol, metan-toluenblandinger og etylen-saltsyreblandinger.

Oppfinnelsen vil bli bedre forstått fra den følgende beskrivelse hvor enkelte utførelser er kun angitt for å illustrere oppfinnelsen og ikke begrense denne på noen som helst måte, og hvor det refereres til de vedlagte figurer hvor: Figurene IA og IB viser skjematisk to fremgangsmåter hor-ved man kan gjennomføre foreliggende fremgangsmåter, i langsgående snitt, Figurene 2A og 2B viser skjematisk to foretrukne ut-førelser av foreliggende fremgangsmåte, Figurene 3A, 3B, 3C og 3D er skjematiske tegninger som viser toppen av skivene i blandeanordningen i tre forskjellige utførelser, Figur 3E viser hvorledes gassene beveger seg gjennom dispersjonsanordningen og gjennom blandeanordningen, Figur 4 viser de platene som brukes i blandeanordningen, og Figur 5 viser et skjematisk snitt av monolitten i reaksjonsanordningen. Figurene IA og IB viser én utførelse av en vertikal sylindrisk oksydasjonsreaktor 1 med langstrakt form, som i dispergeringssonen 2 inneholder en første pakning av partikkelformede elementer som beskrevet ovenfor, et nett 2 0

som holder på de partikkelformede elementene og en monolitt fremstilt av mullitt, og av sylindrisk form, men hvor kanalene 9 kan være av rektangulær eller kvadratisk form, og hvor nevnte kanaler i alt vesentlig er parallelle med hverandre og med reaktorens akse, og hvor nevnte monolitt utgjør reaksjonssonen 4 (Figur IA og 5). På Figur IB består reaksjonssonen 4 av en annen pakning av partikkelformede elementer 19. I den utførelse som er vist på Figur IA, representerer mullitt-monolitten reaksjonssonen (Figur 5) og er av sylindrisk form, men tverrsnittet kan være det samme som i den første pakningen av partikkelformede elementer i dispergeringssone 2. Den består av en rekke nær plasserte kanaler 9 som i alt vesentlig er parallelle med hverandre og med reaktorens akse. Det indi-viduelle tverrsnittet av hver kanal 9 som f.eks. kan være kvadratisk, er ca. 1 x IO"<6> m<2> og lengden kan være ca. 0,5 m.

Kanalene 9 skal både føre reaksjonsproduktene så langt som til utløpet 22 og på grunn av de små dimensjonene og vegg-effekten, gi en flammedemping som gjør at reaksjonen skjer uten eksplosjon.

I den utførelse som er vist på Figur IB, består reaksjonssonen 4 av nevnte andre pakning av partikkelformede elementer, f.eks. kulene 19 med en dimensjon valgt som en funk-sjon av den flammedempende avstanden, og som holdes tilbake ved hjelp av et nett 20 eller en katalysator. Denne ut-førelsen er foretrukket når oksydasjonsreaksjonene utføres under trykk eller under nær støkiometriske betingelser, og/eller når man anvender en meget oksygenrik gass som krever en meget liten flammedempende avstand, noe som er vanskelig å oppnå teknologisk med den utførelse som er vist på Figur IA.

I den utførelse som er vist på Figur IA vil det oksyderbare utgangsmaterialet som på forhånd er oppvarmet til temperaturer mellom 600 og 800°C, komme gjennom ledning eller kanal 6 til en akselerasjonsanordning 7a som er innsatt i den første pakningen, og den oksyderende gassen, forvarmet f.eks. til en temperatur på mellom 50 og 250°C, vil føres gjennom en kanal 5 til en annen akselerasjonsanordning 7a som er innsatt i samme fylling, og hvor disse anordningene 7a og 7b er plassert i alt vesentlig symmetrisk med hensyn til reaktor-aksen.

Gassutløpet fra disse akselerasjonsanordningene 7a og 7b er plassert i en viss avstand fra nærmeste ende av reaksjonssonen som tilsvarer ca. 50% av den totale lengde på dispergeringssonen .

På Figur lb er det vist en annen utførelse av oppfinnelsen hvor det oksyderbare utgangsmaterialet og den oksyderende gassen hver føres til akselerasjonsanordninger 7 hen-holdsvis gjennom ledningene 6 og 5.

Oksydasjonsreaksjonen startes ved å forvarme reaksjonssonen før og/eller under begynnelsen av gasstilførselen gjennom ledningene 5 og 6, og ved å føre oksygen gjennom kanal 14 og heptan gjennom kanal 13 slik at man bringer den øvre del av reaksjonssonen til en temperatur som gjør at reaksjonen starter, f.eks. fra 600 til 700°C. En temperaturmåler 21 er plassert på grensen mellom dispergeringssonen og reaksjonssonen. Denne anordningen står i kontakt via ledning 21a med en anordning 23 for å regulere strømningshastighetene på det oksyderbare utgangsmaterialet og den oksyderende gassen, og forbundet til tilførselsanordningene 5 og 6 med ledningene 23a og 23b, slik at temperaturen som måles blir mellom 600 og 800°C, og heri inngår terminalene, under hele driftstiden av reaktoren.

Reaktoren består i sin hele lengde av en mullitthylse, en ildfast betonghylse 12 og en ytre stålvegg 11, og dette gjør det mulig å utføre reaksjoner ved høye trykk og meget høye temperaturer.

Figurene 2A og 2B viser en foretrukken utførelse av foreliggende oppfinnelse hvor oksydasjonsreaktoren 1 omfatter en blandesone 3, f.eks. fremstilt av mullitt og dannet ved hjelp av en rekke skiver 8a, 8b, 8c av sylindrisk form, og med liten tykkelse og skillende nett (Figurene 3A og 3B).

De andre elementene i reaktoren er identisk med de som er beskrevet i forbindelse med Figurene IA og IB og har samme referansetall. På Figur 2B består blanderen og reaksjonssonen av en fylling av partikkelformede elementer, f.eks. kuler 19. Det er også mulig å fremstille en reaktor som inneholder en dispergeringsanordning 2 med en første patikkelformet elementpakning, en dispergeringsanordning 3 uten partikkelformet elementfylling, og en reaksjonsanordning 4 som inneholder en annen partikkelformet elementpakning.

Tverrsnittet på hvert monolittnett eller enhetskanal på nivået for hver skive 8 i blanderen 3, er slik at den tilsvarer, i det tilfelle hvor det ikke er noen partikkelformet elementfylling, en avstand som er maksimalt lik den flammedempende avstanden.

Avstanden mellom de forskjellige anordningene er maksimalt lik IO"<2>, fortrinnsvis fra IO"<4> til 2 x IO"<3> m.

Det er en fordel at arealene på de overflater som støter inn mot hverandre i de forskjellige soner i alt vesentlig er like. Disse arealene defineres av et plan som står loddrett på gasstrømmens retning eller på kanalene i monolittene. Det er foretrukket at de i alt vesentlig er lik det brukbare tverrsnittet av reaktoren gjennom et plan loddrett på dens akse slik at man bruker hele reaktorens areal til full kapa-sitet.

Figurene 3A, 3B, 3C og 3D viser forskjellige utførelser av blanderen 3. Den har en rekke sylindriske skiver 8a, 8b, 8c med en diameter som fortrinnsvis er lik den man har i reaktoren og en tykkelse mellom IO"<3> og IO"<2> m. Hver skive 8 er forsynt med et kanalnett (monolitt) hvis tverrsnitt er definert ovenfor og som tilsvarer arealet på et kvadrat som i det minste har dimensjoner som maksimalt er lik den flammedempende avstanden.

Nettverket på hver skive (Figurene 3A a, d 3B) står i to vertikale avstander x og y i forhold til planet, fortrinnsvis med a/2 hvis a er siden på kvadratet.

Skivene er stablet og holdt i stilling f.eks. ved hjelp av en stav som ikke er vist på figuren, og som er plassert på en avsats 15 som er tilveiebragt for dette formål. Man får således en gasstrømningsvei som vist på Figur 3E, som bedrer blandingen av gassene, og som gir en meget homogen blanding ved utløpet av blandeanordningen. I en annen utførelse som er vist på Figur 3C, er skivene 8a, 8b dannet av en monolitt med kanaler f.eks. av et kvadratisk tverrsnitt, og som kan være plassert alternerende slik at en av skivene har sine åpninger eller kanaler orientert langs diagonalen på åpningene eller kanalene på den andre skiven o.s.v.

Det er fordelaktig f.eks. å stable skivene alternerende med 45° med nettstørrelsen "a" for en skive og en nett-størrelse "b = a 72/2" for den andre plassert ved 45°.

Kanalene som er vist på Figur 3D kan også være runde, og kanalene i en skive kan være plassert langs en enkelt akse på planet eller langs to av dens akser (Figur 3D).

Figur 4 viser en utførelse av blandeanordningen. Den består av en rekke plater 16 plassert langsetter strømnings-aksen for gassene og fordelaktig i alt vesentlig vertikalt og i alt vesentlig parallelle med aksen på kanalene 9, i de tilfeller hvor reaksjonssonen består av en monolitt.

Hver plate hvis dimensjoner kan f.eks. være (2.IO"<1>) x (5. IO"3) x 3. IO"3 m, er for hver side utformet med kanaler 17 med en bredde og dybde på IO"<3> m.

Projeksjonene 18 har i alt vesentlig samme dimensjoner. Kanalene 17 er skråttstilt med ca. 45° med hensyn til reaktorens akse eller strømningen på gassene over en av over-flatene og i alt vesentlig med samme vinkel, men i motsatt retning på den annen side. De kan være plassert inntil hverandre slik at kontaktflatene på to tilstøtende plater har kryssede kanaler, noe som effektivt fremmer blandingen av væskene.

I det eksempel som er vist på Figur 4, er de to platene fjernet for bedre å illustrere kryssingen av kanalene 17.

Ved utløpet av blanderen vil oksydasjonsreaksjonen bli startet og fortsette langs hele reaksjonssonen.

Med de arrangementer og de materialer som her er brukt, kan oksydasjonsreaksjonene utføres ved høye temperaturer av størrelsesorden 13 00°C, uten at man får vanskelige karbon-avsetninger og oppholdstider i reaktoren som ikke overstiger f.eks. 1 sekund, samtidig som man beskytter reaktoren fra den varme som frigjøres under reaksjonen.

Ved de forskjellige arrangementer som her er beskrevet er det videre mulig å bruke oksyderende gass ved relativ lav temperatur, f.eks. lavere enn når kontakten mellom den oksyderende gassen og det oksyderbare utgangsmaterialet bare skjer etter en viss forsinkelse, noe som f.eks. er tilfelle i den fremgangsmåten som er beskrevet i patentsøknad EP-A-231706.

Varmevekslingen mellom det oksyderbare utgangsmaterialet og den oksyderende gassen er i virkeligheten mer effektiv i foreliggende fremgangsmåte enn i den fremgangsmåte som er beskrevet i søknad EP-A-213706, og dette gjør det mulig å oppnå en temperatur på gassblandingen med forønsket verdi samtidig som man har lav temperatur på den oksyderende gassen. Dette er spesielt fordelaktig i det tilfelle hvor man bruker i alt vesentlig ren oksygen hvis korroderende effekt ved høye temperaturer gir opphav til en rekke problemer som er vanskelig å løse.

De følgende eksemplene illustrerer oppfinnelsen.

Eksemplene 1 og 2.

Det er tilveiebragt en vertikal rørformet reaktor 1 bestående av: En første pakning 2 av silisiumkarbidkuler med en midlere diameter på 25 x IO"<5> m, som definerer en passasje mellom veggene på disse kulene på 25 x IO"<5> m. Denne pakningen har en høyde på 18 x IO"<2> m og et sirkulært tverrsnitt på 4 x IO"<2> m.

Inne i denne pakningen og i et plan som i alt vesentlig står loddrett på reaktorens akse, er det plassert fem konvergent-divergentanordninger: fire (7b) er plassert langs spissene på et kvadrat som i alt vesentlig har samme symmetri-akse som reaktorens akse og som er tilpasset til mottak av et oksyderbart utgangsmateriale gjennom ledning 6, mens den femte (7a) i sentrum av kvadratet mottar via ledning 5 en oksygen-tilførsel slik at gassutløpene mellom disse anordningene er plassert ca. 3 x IO"<2> m fra blanderen 3.

Kulene holdes på plass ved hjelp av et mullittnett.

En blander 3 hvis tverrsnitt har samme areal som pakning 2, er fremstilt av mullitt-monolitter på 5 x IO"<3> m i tykkelse og hvor nettverkets tverrsnitt har et areal på 64 x IO"<8> m<2>. Den første av disse monolittene er plassert mot det nett som holder kulene i den første pakningen. Som beskrevet ovenfor er syv monolitter med en total høyde på 3,5 x IO"<2> m, og hvis senter tilsvarer kryssingen av to kanalvegger i monolitten 4 og utgjør reaksjonssonen, alternert med syv monolitter av samme totale høyde hvis senter tilsvarer senteret av en kanal i monolitten i reaksjonssonen. Monolitten er fylt med silisiumkarbidkuler med en midlere diameter på 25 x IO"<5> m.

Kulene holdes på plass, ved hjelp av et mullittnett.

En mullitt-monolitt 4 hvor tverrsnittet på hver kanal er 64 x IO"<8> m<2>, en lengde på 45 x IO"<2> m og hvor tverrsnittet har samme areal som i blanderen 3. Denne monolitten står i kontakt med blanderen.

Sammensetningen i reaktor 2, 3 og 4 holdes på plass ved hjelp av en mulitthylse med en lengde på 0,7 m.

Det oksyderbare utgangsmaterialet føres ved en temperatur på 757°C inn i akselerasjonsanordningene 7b. Materialet har følgende molare fordeling:

I alt vesentlig rent oksygen føres inn ved 150°C ved hjelp av anordning 7 i en mengde på 0,52 mol oksygen pr. mol metan.

Eksempel 1 ( sammenlignende).

Gassene føres inn via ledningene 5 og 6 i slike mengder at deres trykk ved utløpet av nevnte konvergent-divergent-anordninger tilsvarer 4 MPa og temperaturen er 680°C.

Summen av strømningshastighetene for det oksyderbare utgangsmaterialet og oksygenet er 0,887 x 10"<3> m<3> pr. sekund. Gasshastigheten målt ved utløpet av akselerasjonsanordningen 7 er 5 m pr. sekund.

Ved utløpet av reaktoren er temperaturen 972,5°C, og reaksjonsproduktet har den molare sammensetning som er angitt i tabell 1.

Eksempel 2.

Eksempel 1 ble gjentatt, men trykket ved utløpet av konvergent-divergentanordningene ble fastlåst ved 4 MPa og summen av strømningshastighetene var 4,435 m3 pr. sekund. Gasshastigheten målt ved utløpet av akselerasjonsanordningene 7 er 25 m pr. sekund. Ved utløpet av reaktoren er temperaturen 971,7"C, og reaksjonsproduktet har den molare sammensetning som er angitt i tabell 1.

Eksempel 3.

Det var tilveiebragt en vertikal rørformet reaktor bestående av: En første pakning 2 med en lengde på 25 x IO"<2> m bestående av kuler med samme egenskaper som angitt i eksemplene 1 og 2. Inne i pakningen var det plassert fem konvergent-divergentan-ordninger i det arrangement som beskrevet i eksemplene 1 og 2. Gassutløpene på disse anordningene var plassert i en avstand på 12 x IO"<2> m fra enden på en fylling inntil monolitt 4 hvor reaksjonen finner sted. Kulene ble holdt på plass ved hjelp av et mullittnett,

En mullitt-monolitt 4 tilsvarende det som er beskrevet i eksemplene 1 og 2 på 45 x IO"<2> m i lengde og med samme areal som pakningen 2. Denne monolitten er i kontakt med nettet.

Reaktorsammensetningen holdes på plass ved hjelp av en mullitthylse på 70 x IO"<2> m.

Utgangsmaterialet og den oksyderende gassen er identisk til det som er angitt i eksempel 1, og de ble tilført under de følgende betingelser: Et trykk som er lik 4 MPa ved utløpet av konvergent-divergentanordningene, summen av strømningshastighetene er 17,74 m<3> pr. sekund, gasshastigheten målt ved utløpet av nevnte anordninger er 100 m pr. sekund, - temperaturen på gassene ved utløpet av reaktoren er 971,5°C.

Reaksjonsproduktet har den molare sammensetning som er angitt i tabell 1, eksempel 3.

Claims (18)

1. Fremgangsmåte for oksydering av et oksyderbart utgangsmateriale i gassfase ved hjelp av en gass eller en blanding av gasser som innbefatter minst én oksyderende gass, karakterisert ved at man

a) fører det oksyderbare utgangsmaterialet og den oksyderende gassen til en dispergeringssone (2) som er fylt med partikkelformede elementer fremstilt av et keramisk materiale, og med dimensjoner slik at hulrommene eller de frie passasjer mellom nevnte elementer i minst én retning maksimalt er lik avstanden for demping av den flamme som måtte oppstå ved oksydasjonen av nevnte utgangsmateriale ved hjelp av nevnte oksyderende gass, og hvor nevnte utgangsmateriale og nevnte gass føres inn i nevnte dispergeringssone (2) gjennom minst én gassakselereringsanordning (7a, 7b) plassert i nevnte partikkelformede elementer, noe som gjør det mulig å oppnå en gasshastighet ved utløpet av nevnte akselerasjonsanordning (7a, 7b) på minst 10 m pr. sekund, og b) omsetter gassblandingen fra trinn (a) i en keramisk materialreaksjonssone (4) som består av en rekke hulrom som gir passasjer i det minste i en retning, og i dimensjoner som maksimalt tilsvarer nevnte flammedempende avstand, og hvor avstanden mellom sonene maksimalt er lik nevnte flammedempende avstand.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at dimensjonene til passasjene i nevnte reaksjonssone (4) er større enn dimensjonene til passasjene i nevnte dispergeringssone (2).

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at gassblandingen fra trinn (a) føres inn i en blandesone (3) inneholdende et keramisk materiale som definerer en rekke hulrom som gir passasjer og som i minst én retning har en dimensjon som maksimalt er lik den flammedempende avstanden, og hvor gassblandingen fra denne blandesonen (3) føres inn i reaksjonssonen (4), idet avstanden mellom dispergeringssonen (2) og blandesonen (3) på den ene side og mellom blandesonen (3) og reaksjonssonen på den annen side maksimalt er lik nevnte flammedempende avstand.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at dimensjonen til passasjene i nevnte reaksjonssone er større enn både dimensjonen til passasjen i nevnte blandesone (3) og nevnte dispergeringssone (2) og større enn avstanden mellom dispergeringssonen (2) og blandesonen (3).

5. Fremgangsmåte ifølge et hvert av kravene 1 til 4, karakterisert ved at nevnte dispergeringssone (2) er fullstendig fylt med keramiske partikkelformede elementer med dimensjoner på fra IO"<5> til 3,5 x IO"<3> m.

6. Fremgangsmåte ifølge et hvert av kravene 1 til 5, karakterisert ved at gassutløpet på nevnte akselerasjonsanordninger (7a, 7b) er plassert i en avstand fra sonen inntil dispergeringssonen (2) med fra 0,1 til 99,9% av verdien på lengste dimensjon i nevnte dispergeringssone (2).

7. Fremgangsmåte ifølge et hvert av kravene 1 til 6, karakterisert ved at gasshastigheten ved utløpet av nevnte akselerasjonsanordning (7a, 7b) kontinuerlig reguleres slik at temperaturen på gassblandingen ved innløpet til reaksjonssonen maksimalt er 800°C.

8. Fremgangsmåte ifølge et hvert av kravene 1 til 6, karakterisert ved at oksydasjonsreaksjonen startes ved at i det minste en del av reaksjonssonen inntil dispergeringssonen (2) eller blandesonen (3) oppvarmes til en temperatur mellom 700 og 1200°C.

9. Oksydasjonsreaktor for gjennomføring av fremgangsmåten ifølge krav 1, karakterisert ved at den inneholder tilfør-selsanordninger (5) for en oksyderende gass og tilførsels-anordninger (6) for oksyderbart utgangsmateriale, samt anordninger for å ta ut reaksjonsprodukter, og inneholder i det minste over en del av tverrsnittet i nevnte reaktor, i det minste én reaksjonsanordning (4) fremstilt fra keramisk materiale og forbundet med nevnte uttaksanordninger, og inneholdende et keramisk pakningsmateriale definert slik at i det minste en del av nevnte anordninger gir en rekke hulrom med passasjer som i minst én retning har en dimensjon som maksimalt er lik 10"<2> m, og hvor nevnte reaktor i det minste over en del av sitt tverrsnitt inneholder dispergeringsanordninger (2) bestående av keramisk materiale, og heri inngår en første pakning av partikkelformede elementer med dimensjoner slik at de frie passasjer mellom nevnte elementer i det minste i én retning, maksimalt er IO"<2> m, og hvor nevnte elementer har dimensjoner fra IO"<5> til 3,5 x 10"<3> m, og hvori: det enten er plassert minst én akselerasjonsanordning (7) forbundet med tilførselsanordningene (5, 6) for den oksyderende gassen og det oksyderbare utgangsmaterialet, eller det er innleiret minst to akselerasjonsanordninger (7a, 7b) som hver er forbundet med enkle tilførsels-anordninger, og hvor minst én av akselerasjonsanordningene (7a, 7b) er forbundet med tilførselsanordningen (6) for det oksyderbare utgangsmaterialet, og minst én av nevnte akselerasjonsanordninger (7a, 7b) er forbundet med tilførsels-anordningene (5) for den oksyderende gassen, og hvor avstanden mellom nevnte dispergeringsanordninger (2) og nevnte reaksjonsanordninger (4) maksimalt er lik IO"<2> m.

10. Reaktor ifølge krav 9, karakterisert ved at den inneholder minst én blandeanordning (3) inneholdende keramisk materiale plassert mellom nevnte dispergeringsanordning (2) og nevnte reaksjonsanordning (4), og med en rekke trinn som i alt vesentlig er holdt i en viss avstand av hverandre ved hjelp av nett, og som over hele lengden av nevnte blandeanordning av-grenser en rekke hulrom med passasjer som i det minste i én retning har en avstand eller dimensjon som maksimalt er IO"<2> m, og hvor avstanden mellom nevnte dispergeringsanordning (2) og nevnte blandeanordning (3) på den ene side, og mellom nevnte blandeanordning (3) og nevnte reaksjonsanordning (4) på den annen, maksimalt er lik IO"<2> m.

11. Reaktor ifølge krav 9, bestående av en blandeanordning (3) av keramisk materiale, karakterisert ved at blandeanordning (3) er plassert mellom nevnte dispergeringsanordning (2) og nevnte reaksjonsanordning (4), og med en rekke i alt vesentlig vertikale plater (16) som på hver side av platene har en rekke fremspring og kanaler som er skråttstilt på motsatt måte på hver side av hver plate, og hvor platene er plassert slik at fremspringene og kanalene krysses, og hvor de tallrike hulrom som er avgrenset av nevnte plater har passasjer som i det minste i en retning er maksimalt IO"<2> m, og hvor avstanden mellom nevnte dispergeringsanordninger (2) og nevnte blande-anordninger (3) på den ene side, og mellom nevnte blandean-ordninger (3) og nevnte reaksjonsanordninger (4) på den annen, maksimalt er IO"<2> m.

12. Reaktor ifølge et hvert av kravene 9 til 11, karakterisert ved at pakningen i nevnte reaksjonsanordning (4) består av minst én keramisk monolitt med en rekke nær plasserte kanaler.

13. Reaktor ifølge krav 12, karakterisert ved at monolitten er fylt i det minste delvis med keramiske partikkelformede elementer.

14. Reaktor ifølge et hvert av kravene 9 til 11, karakterisert ved at pakningen i nevnte reaksjonsanordning (4) består av keramiske partikkelformede elementer med dimensjoner fra IO"<5> til 4 x IO"<3> m, og ved at dimensjonene på nevnte partikkelformede elementer i nevnte reaksjonsanordning er større enn de man finner på de partikkelformede elementer som fyller nevnte dispergeringsanordning.

15. Reaktor ifølge et hvert av kravene 9 til 14, karakterisert ved at i det minste en del av pakningen i nevnte reaksjonsanordning (4) inneholder minst én katalysator.

16. Reaktor ifølge et hvert av kravene 9 til 15, karakterisert ved at den innbefatter temperaturmålingsanordninger (21) plassert umiddelbart i nærheten av enden av nevnte reaksjonsanordninger (4) på gass-blandingsinntakssiden, foruten strømningsregulerende anordninger (23) forbundet med nevnte tilførselsanordninger (5, 6) , og hvor nevnte måleanordninger er forbundet med nevnte gasstilførselsreguleringsanordninger, slik at man kan regulere hastigheten på gassene ved utløpet av nevnte akselerasjonsanordninger (7a, 7b), for derved å holde temperaturen ved inn-løpet av reaksjonsanordningene (4) under en forutbestemt verdi.

17. Reaktor ifølge et hvert av kravene 9 til 16, karakterisert ved at den innbefatter anordninger for å oppvarme i det minste en del av nevnte reaksjonsanordninger (4) .

18. Anvendelse av reaktor ifølge et hvert av kravene 9 til 17, for syntese av metanol og homologe høyere alkoholer fra karbonoksyder og hydrogen.