SE190890C1 - - Google Patents

Description

Uppfinnare: W P Hendal och P Visser Prioritet begiird frtin den 20 full 1961 (Nederkinderna) Uppfinningen avser ett satt enligt patentet 178 150 far framstallning av normalt gasformiga olefiner samt en apparat for sattets utforan.de.

I patentet 178 150 beskrives ett salt att framstalla normalt gasformiga olefiner, sasom eten, propen och liknande, genom krackning av kolvaten med hjalp av ett varmeOverfOringsmeditun bestaende av ett smalt salt, enligt vilket sat ett kolvate-utgangsmaterial blandat med medrivet smalt salt med h8g hastighet fores genom en rorformig reaktionskammare, reaktionsprodukterna separ eras frail saltet i en separationszon och reaktionsprodukterna darefter utmatas ur separationszonen, varvid hi. a. saltet Ores frau separationszonen till en regenereringszon, i vilken det regenereras genom inverkan av en oxiderande gas och aven upphettas till erforderlig hog temperatur samt saltet slutligen aterinfares tillsammans med kolvate-utgangsmaterialet.

Enligt uppfinningen sker upphettningen av saltet i regenereringszonen pa. ett effektivt satt genom tillfarande av varme frau forbranning av ett vatske- eller gasformigt bransle i en brannare, varvid den smalta saltmassan medtages av forbranningsgaserna i finfordelat till-stand genom ejektorverkan och darefter separeras fran dessa gaser.

Uppfinningen avser vidare en apparat f8r genomforande ax sattet, vilken apparat kanneteclmas darav, att den innefattar en eller flera brannare f5r att till den smalta saltmassan tillfOra det varme, som erfordras for reaktionen, vilken eller vilka brannare aro forsedda med ledning for tillforsel av syre eller syrehaltig gas samt med ledningar for utmatning Dupl. kl. 10 a: 24/04; 12 g: 1/02; 12 o: 27 av farbranningsgaser, varvid brannaren eller brannarna sta. i oppen forbindelse med en kammare fylld med smalt varmeoverforingsmedium pa sadant satt, att varmeoverforingsmediet i finfOrdelat tillstand medrives av fOrbranningsgaserna genom ejektorverkan da brannaren eller brannarna aro i drift.

Uppfinningen lampar sig sarskilt fOr framstallning av olefiner genom krackning av hog-re kolvaten, t. ex. naturgas, raffinaderigas eller mineraloljedestillat sasom nafta eller restoljor. Ett exempel pa en annan reaktion som kan genomforas med hj alp av forfarandet och apparaten enligt uppfinningen är beredningen av vinylklorid genom pyrolys av dikloretan.

Temperaturen hos varmeaverfaringsmediet maste givetvis anpassas efter den ifragavarande reaktionen. F8r framstallning av etylen och propylen genom krackning av hogre kolvaten anvandas foretradesvis temperaturer av 800— 1000° C beroende pa arten av utgangsmaterial.

Sasom varmeoverforingsmedium anvandes foretradesvis ett metallsalt eller en blandning av metallsalter, som under de betingelser vid vilka reaktionen genomfores ha lag flyktighet sâ att inga salter avga fran apparaten tillsammans med reaktionsprodukterna eller fOrbranningsgaserna. Dâ blandningar av salter anvandas aro eutektiska sadana att foredraga. Sarskilt Lampliga salter aro haliderna, foretra, desvis kloriderna, av alkali- och jordalkalimetallerna, sasom natriumklorid, kaliumklorid och bariumklorid, eller motsvarande fluorider och blandningar av dessa salter. Emellertid kunna aven andra metallsalter anvandas, sasom sulfater, sulfider och cyanater.

Den vid forfarandet och apparaten enligt 2— — uppfinningen anvanda brannaren bestar i sin enklaste form av ett munstycke, f8rsett med tillforselledningar for bransle och for syre eller syrehaltig gas, samt ett stigr6r som vid den till munstycket anslutna anden har Oppningar for insugning av smalt varmeaverforingsmedium och som Or oppet vid den andra anden. F8retradesvis Or tillforselledningen far branslet anbragt i centrum av munstycket, medan syret eller den syrehaltiga gasen instrommar genom en koaxiell ringformig slits runt bransleinloppet. Stigroret är faretradesvis anbragt koaxiellt med brannarmunstycket.

Det Or tydligt att ju langre stigroret fir, des-to Mitre kan varmeoverforingen vara. A andra sidan bar en Overdriven langd hos detta ror undvikas av konstruktiva skal. I allmanhet valjes langden stigroret sa att fOrhallandet mellan langd och diameter ligger mellan 5 och 30.

Stigraret, som faretradesvis placeras i ungefar vertikalt lage med den oppna anden upptill, Or upptill forsett med en anordning far separarering av forbranningsgaserna Iran den medrivna vatskan. Vid en mycket lamplig konstruktion for detta andamal utnyttj as centrifugalkraften av vilken den medrivna vatskan slungas mot en krokt vagg och darigenom separeras Iran forbranningsgaserna. Foretradesvis utmatas forbranningsgaserna i sadan riktning, att de icke passera genom den Atervandande vatskestrommen sa att man undviker att vatskan dispergeras i gasstrommen.

Med den beskrivna konstruktionen av brannaren kan detonerande farbranning eventuellt intraffa i en del fall vid mycket hoga kapaciteter, varvid den smalta massan r8r sig mycket haftigt eller stotvis eller forbranning ager rum utanfor stigraret. En konstruktion vid vilken denna mojlighet undvikes och som dOr- for foredrages far varje brannare bestar av en forkammare med ett eller flera munstycken, vart och ett forsett med tillforselledningar far bransle och syre eller syrehaltig gas, och med ett stigror, som vid ena anden Or anslutet till en appning i namnda kammare och i n5rheten darav har oppningar far insugning av smalt varmeoverforingsmedium samt som Or oppet vid den andra anden. Faretradesvis Oro matarledningarna for branslet anordnade i centrum av munstycket och de for syret eller den syrehaltiga gasen koaxiellt runt bransleledningarna. Brannarmunstyckena Oro foretradevis forsedda med en kylmantel for att forhindra att temperaturen pa materialet blir overdrivet hog. I allmanhet Or diametern hos den oppning i forkammaren, genom vilken forbranningsgaserna kunna avg. till det direkt darmed forbundna stigr8ret, obetydligt mind-re an diametern hos stigroret for att tillfOrsäkra god ejektorverkan och hindra att varmeoverforingsmediet inkommer i f8rkammaren. Stigroret Or foretradesvis koaxiellt med oppningen i f8rkammaren.

Denna konstruktion sakrar inledandet av forbranningen i en zon, i vilken det icke fin- nes nagot varmeaverforingsmedium, och detta leder till stabilitet hos forbranningen. Oppningarna for insugning av vatskeformigt var- meoverforingsmedium befinna sig vid denna konstruktion i stigroret omedelbart ovanfar forkammaren.

Pa grund av den intima blandning som sker I stigr8ret Or en preliminar blandning av branslet och syre eller syrehaltig gas icke nodvandig.

For att reglera temperaturen och strainningshastigheten hos forbranningsgaserna i stigroret kan en. extra gasstr8m inforas antingen i forkammaren eller i stigroret. Denna gas kan utgaras av luft eller av en inert gas.

Ph grund av den hoga hastigheten has forbranningsgaserna i stigroret insuges det smalta saltet genom oppningarna i stigraret, varigenom den kinetiska energien hos forbranningsgaserna delvis overfores till varmeOver- foringsmediet sO. att en avsevard cirkulation av salt ager rum. Det Or foljaktligen mojligt att undvika den separata regenereringen av den smalta massan genom oxidation av de kolhaltiga fororeningarna. Avlagsnandet av dessa fororeningar ernas genom att till brannaren fora ett ringa overskott av syre eller syrehaltig gas, varigenom fOroreningarna i det med- rivna varmeaverf8ringsmediet i stigr6ret oxideras till kolmonoxid och (om fororeningarna Oven innehalla Tate) vatten.

Sasom ett resultat av den hoga cirkulationshastigheten hos det smalta varmeoverforings- mediet genom brannaren Or genomsnittliga tidsperioden mellan varmeoverforingen i reaktorn och regenereringen i brannaren helt kort och foljaktligen oxideras de kolhaltiga Wore- ningarna innan de kunna giva upphov till bildandet av grafit. Det har visat sig, att sh.dan grafit Or mycket svar att avlagsna genom oxidation och dad& kan medfora en permanent fororening av varmeoverforingsmediet.

Uppfinningen fartydligas i det foljande med hanvisning till bifogade ritning. — Fig. 1 visar en. vertikalsektion genom en apparat med rektangular tvarsektion, i vilken det finnes en r8rformig reaktor i centrum och tva brannare placerade p0 var sin sida om reaktorn. — Fig. 2 visar en vertikalsektion genom en rorformig reaktor. — Fig. 3 visar en langdsektion genom en brannare. — Fig. 4 visar i storre skala och i sektion en del av en brannare forsedd med en forkammare.

Apparaten Or uppbyggd av en stalmantel 1, som har ett foder av varmeisolerande tegel 2.

Rummet 3 innehallande varmeoverforingsme- diet omgives av ett skikt av tegel 4 som mot-star bade den hoga temperaturen hos detta medium och dess kemiska inverkan. I detta rum Or anordnad en rorformig reaktor 5 och tva. brannare 6. Dessa kunna besta av ror av exempelvis keramiskt material. Alternativt - - kunna de utgaras av kanaler kvarlamnade i tegelskiktet 4.

Matningen av utgangsmaterial till den Darformiga reaktorn 5 sker genom ett munstycke 7 och materialet strommar uppat med hog hastighet. Varmeoverforingsmediet suges samtidigt in genom oppningar 8 och dispergeras i den uppatstigande materialstrammen. Vid Ovre anden av reaktorn separeras varmeaverf8- ringsmediet fran produkten i en separator 9 och strommar genom en kanal 10 tillbaka till kammaren 3. Produkten utmatas genom ledningar 11.

Bransle och syre eller syrehaltig gas inf5ras genom munstycken 12 i brannarna. Genom Oppningar 13 insuges varmeaverforingsmedium och dispergeras i de genom ett stigror 14 strOmmande forbranningsgaserna. Efter separation frail forbranningsgaserna strommar varmeoverforingsmediet tillbaka till kammaren 3 och farbranningsgaserna avga genom leclningar 15.

Far separering av varmeaverfOringsmediet frdn forbranningsgaserna finnes en. separator 9a ovanf5r stigroret till brannaren. I denna avb5jes gasstrommen av vaggar 18 som dro krata vasentligen i en riktning. Till foljd av den ddrigenom upptradande centrifugalkraften slungas dropparna mot dessa vaggar och matas i form av en vatskefilm i riktning nedlfings dessa vaggar. Farbranningsgaserna avga i en riktning som är parallell med de krokta vaggarnas periferier utan att komma I begging med de separerade dropparna. Separatorn 9 °yangr den rorformiga reaktorn Sr av samma konstruktion som separatorn 9a ovanfor brannarna.

Den i fig. 4 visade brannaren har en forkammare 16, i vilken forbranningen inledes.

Forkammaren är ansluten till stigrOret 14 genom en oppning 17. Oppningarna 13 for varmeoverforingsmediet aro anordnade ovanfOr forkammaren.

Exempel. Foljande exempel är baserat pa ett Virg& utfort i en apparat av den ovan be- skrivna typen. De hada brannarna voro for- sedda med en forkammare med en ldngd av 25 cm och en diameter av 6 cm. Stigroret hade en ldngd av 120 cm och en diameter av 6,5 cm.

Denna apparat anvandes for framstallning av eten och propen med utgang fran propan.

For andamalet satsades i apparaten 690 kg av en blandning av 80 % bariumklorid och 20 % natriumklorid, vilken blandning h5lls vid en temperatur av 900° C genom forbranning av propan i tva. brannare. Vid en matningshastighet av 8 kg propan per tiname till var och en av brannarna erhalls en varmealstring av 5,6 X 7 kcal/ms, varav 63 % averfordes till salterna.

Propan inmatades i reaktorn i en mangd. av 75 kg/h. Den resulterande produkten hade f51- jande sarnmansattning: Vol. % Vikts 0/0 112 16,9 1, CH4 31,4 22,3 C2114 30,4 37,8 C2H 6 4,7 6,3 C3116 6,1 11,3 C31-18 9,6 18,6 C4H6 0,9 2,2 Air utgangsmaterialet omvandlades mindre an 1 % till kolhaltiga fororeningar, vilka avlagsnades ur varmeaverforingsmediet under regenereringen. 49,1 % av utgangsmaterialet omvandlades till eten och propen.

Exempel 2. Samma apparat som i exempel 1 anvandes for krackning av bensin till en gasblandning av innehallande eten och propen. Utgangsmaterialet utgjordes av en bensin med ett kokpunktsomrade av 40-100° C. Ternperaturen hos varmeaverforingsmediet (en blandning av BaC12 och NaC1) halls vid 850° C genom forbranning av propan sasom i foregaende exempel.

Vid en avverkning av 100 kg bensin per timme erh011s en produkt av foljande sammansattning: Vol. % Vikts % 112 14,6 1,1 CH4 29,6 18,3 C2H4 31,0 33, C2116 3,2 3,7 C3116 10,3 16,7 C3H8 2,0 3,4 hogre kolvaten 9,3 23,3 Air utgangsmaterialet omvandlades mindre an 1 % till kolhaltiga fororeningar som avlagsnades ur varmeoverf5ringsmediet under regenereringen. 50,2 % av utgangsmaterialet omvandlades till eten och propen.

Claims (10)

Patentansprak:

1. Satt enligt patentansprAket 3 i patentet 178 150 for framstallning av normalt gasformiga olefiner, kannetecknat darav, att upphettningen av saltet i regenereringszonen sker genom tillforande av varme fran forbranning av ett vatske- eller gasformigt bransle i en brannare, varvid den smalta saltmassan medtages av forbranningsgaserna i finfordelat till-stand genom ejektorverkan och darefter separeras lean dessa gaser.

2. Apparat for utforande av sattet enligt patentanspraket 1, kannetecknad darav, att den innefattar en eller flera brannare (6) for att till den smalta saltmassan tillfora det varme, som erfordras for reaktionen, vilken eller vilka brannare aro farsedda med ledning (12) f Sr tillforsel av syre eller syrehaltig gas saint med ledningar (15) for utmatning av forbranningsgaser, varvid brannaren eller bran.- — — llama sta i oppen forbindelse med en kammare (3) fylld med smalt salt pa sadant satt, att salter i finfordelat tillstand medrives av forbranningsgaserna genom ejektorverkan da brannaren eller brannarna aro i drift.

3. Apparat enligt patentanspraket 2, kannetecknad darav, att brannaren eller brannarna (6) besto. av ett munstycke (12) forsett med tillforselledningar for bransle och for syre eller syrehaltig gas och ett stigror (14), som vid den till munstycket anslutna anden har 6ppningar (13) fOr insugning av smalt salt och som är oppet vid den andra anden.

4. Apparat enligt patentanspraket 3, Milnetecknad darav, att tillforselledningen for branslet ãr anordnad i centrum av munstycket (12) och att tillforselledningen for syre eller syrehaltig gas am anordnad koaxiellt runt tillforselledningen for bransle.

5. Apparat enligt patentanspraket 3 eller 4, kannetecknad darav, att stigroret (14) är anordnat koaxiellt med munstyeket.

6. Apparat enligt patentanspraket 2, kannetecknad darav, att brannaren eller brannarna (6) bestd. av en forkammare (16) med ett eller flera munstycken, av vilka vart och ett Sr forsett med tillforselledningar for bransle och for syre eller syrehaltig gas, samt ett stigror (14), vilket vid ena anden Si anslutet till en oppning (16) i Rirkammaren och i narheten darav har oppningar (13) for insugning av smalt salt samt vilket är tippet vid den andra anden.

7. Apparat enligt patentanspraket 6, kanneteeknad darav, att tillforselledningen eller -ledningarn.a for branslet aro anordnade i eentrum av brannarmunstycket eller -munstyckena (12) och att tillfOrselledningen eller -ledningarna for syre eller syrehaltig gas aro anordnade koaxiellt runt bransletillforselledningen eller -ledningarna.

8. Apparat enligt patentanspraket 6 eller 7, kannetecknad darav, att stigr8ret (14) Sr anordnat koaxiellt med oppningen. (17) i forkammaren.

9. Apparat enligt nagot av patentanspraken 3-8, kannetecknad darav, att forhallandet mellan stigrorets (14) langd och diameter uppgar till mellan 5 och 30.

10. Apparat enligt nagot av patentanspriken 3-9, kanneteeknad darav, att den. Sr forsedd med ledningar fOr matning av luft eller gas till stigroret (14) eller forkammaren (16) fOr reglering av temperaturen och/eller strainningshastigheten for forbranningsgaserna i stigroret. Anforda publikationer: