DE10350213A1 - Production of unsaturated hydrocarbon, e.g. ethylene or propylene, involves thermal cleavage of optionally unsaturated hydrocarbon with injection of small amounts of hot gas into the reactor - Google Patents

Production of unsaturated hydrocarbon, e.g. ethylene or propylene, involves thermal cleavage of optionally unsaturated hydrocarbon with injection of small amounts of hot gas into the reactor Download PDF

Info

Publication number
DE10350213A1
DE10350213A1 DE10350213A DE10350213A DE10350213A1 DE 10350213 A1 DE10350213 A1 DE 10350213A1 DE 10350213 A DE10350213 A DE 10350213A DE 10350213 A DE10350213 A DE 10350213A DE 10350213 A1 DE10350213 A1 DE 10350213A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
reactor
gas
heated
housing
heating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE10350213A
Other languages
German (de)
Inventor
Michael Dr. Benje
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Original Assignee
Uhde GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Uhde GmbH filed Critical Uhde GmbH
Priority to DE10350213A priority Critical patent/DE10350213A1/en
Publication of DE10350213A1 publication Critical patent/DE10350213A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/0278—Feeding reactive fluids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/26—Nozzle-type reactors, i.e. the distribution of the initial reactants within the reactor is effected by their introduction or injection through nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
    • B01J35/59—
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J6/00—Heat treatments such as Calcining; Fusing ; Pyrolysis
    • B01J6/008—Pyrolysis reactions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C5/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
    • C07C5/32—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by dehydrogenation with formation of free hydrogen
    • C07C5/321—Catalytic processes
    • C07C5/324—Catalytic processes with metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C5/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
    • C07C5/32—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by dehydrogenation with formation of free hydrogen
    • C07C5/321—Catalytic processes
    • C07C5/324—Catalytic processes with metals
    • C07C5/325—Catalytic processes with metals of the platinum group
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C5/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
    • C07C5/32—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by dehydrogenation with formation of free hydrogen
    • C07C5/327—Formation of non-aromatic carbon-to-carbon double bonds only
    • C07C5/333—Catalytic processes
    • C07C5/3335—Catalytic processes with metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C5/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
    • C07C5/32—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by dehydrogenation with formation of free hydrogen
    • C07C5/327—Formation of non-aromatic carbon-to-carbon double bonds only
    • C07C5/333—Catalytic processes
    • C07C5/3335—Catalytic processes with metals
    • C07C5/3337—Catalytic processes with metals of the platinum group
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00051—Controlling the temperature
    • B01J2219/00074—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids
    • B01J2219/00087—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids with heat exchange elements outside the reactor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00051—Controlling the temperature
    • B01J2219/00132—Controlling the temperature using electric heating or cooling elements
    • B01J2219/00135—Electric resistance heaters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00051—Controlling the temperature
    • B01J2219/00157—Controlling the temperature by means of a burner
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/02—Apparatus characterised by their chemically-resistant properties
    • B01J2219/025—Apparatus characterised by their chemically-resistant properties characterised by the construction materials of the reactor vessel proper
    • B01J2219/0263—Ceramic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/02—Apparatus characterised by their chemically-resistant properties
    • B01J2219/025—Apparatus characterised by their chemically-resistant properties characterised by the construction materials of the reactor vessel proper
    • B01J2219/0277—Metal based
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J2219/0873—Materials to be treated
    • B01J2219/0881—Two or more materials
    • B01J2219/0883—Gas-gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J2219/0873—Materials to be treated
    • B01J2219/0892—Materials to be treated involving catalytically active material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J2219/0894—Processes carried out in the presence of a plasma
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0215—Coating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2523/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
    • C07C2523/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of noble metals
    • C07C2523/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of noble metals of the platinum group metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2523/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
    • C07C2523/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of noble metals
    • C07C2523/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of noble metals of the platinum group metals
    • C07C2523/42—Platinum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2523/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
    • C07C2523/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of noble metals
    • C07C2523/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of noble metals of the platinum group metals
    • C07C2523/44—Palladium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2523/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
    • C07C2523/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of noble metals
    • C07C2523/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of noble metals of the platinum group metals
    • C07C2523/46—Ruthenium, rhodium, osmium or iridium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2523/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
    • C07C2523/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of noble metals
    • C07C2523/48—Silver or gold
    • C07C2523/52—Gold
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2523/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
    • C07C2523/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of the iron group metals or copper
    • C07C2523/74—Iron group metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2400/00—Products obtained by processes covered by groups C10G9/00 - C10G69/14
    • C10G2400/20—C2-C4 olefins
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Abstract

A method for the production of unsaturated hydrocarbons by thermal cleavage of saturated and/or unsaturated hydrocarbons involves injecting hot gas into the reactor in an amount which is not more than 10 wt.% of the total mass flow in the reactor. A method for the production of unsaturated hydrocarbons (I) by thermal cleavage of saturated and/or unsaturated hydrocarbons (II) involves (a) passing a starting stream containing hot gaseous (II) into a reactor fitted with inlet(s) for hot gas, (b) injecting (through these inlet(s)) hot gas (III) at a temperature which is above that of (II) at the point of injection of (III) and in a total amount which is not more than 10 wt.% of the total mass flow in the reactor, and (c) adjusting the pressure and temperature in the reactor to promote thermal cleavage of (II) to form hydrogen and (I). The claimed method does not include the production of halogen-containing aliphatic (I) from halogen-containing aliphatic (II). An independent claim is also included for a reactor for use in this method, comprising: (i) an inlet for gas containing (II); (ii) an inlet for hot gas (III); (iii) a heater for (III) just before the reactor end of the inlet pipe; (iv) a heater for the gas in the reactor; and a take-off pipe for the product containing (I).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung ungesättigter Kohlenwasserstoffe aus gesättigten oder teilweise ungesättigten Kohlenwasserstoffen sowie eine zur Durchführung des Verfahrens besonders geeignete Vorrichtung. Ein bevorzugtes Verfahren betrifft die Herstellung von Ethen oder Propen aus Ethan oder Propan.The The present invention relates to a process for producing unsaturated Hydrocarbons from saturated or partially unsaturated Hydrocarbons and one for carrying out the method especially suitable device. A preferred method relates to the preparation of ethene or propene from ethane or propane.

Die unvollständige thermische Spaltung von gesättigten oder teilweise ungesättigten Kohlenwasserstoffen zur Gewinnung ungesättigter Kohlenwasserstoffe wird seit vielen Jahren großtechnisch betrieben. Dabei werden Spaltöfen eingesetzt, bei denen der gesättigte Kohlenwasserstoff bei Temperaturen von 750 bis 885°C teilweise in ungesättigten Kohlenwasserstoff und Wasserstoff thermisch gespalten wird.The incomplete thermal cleavage of saturated or partially unsaturated Hydrocarbons for the production of unsaturated hydrocarbons is going to be industrial for many years operated. This will be cracking furnaces used in which the saturated Hydrocarbon at temperatures of 750 to 885 ° C partially in unsaturated Hydrocarbon and hydrogen is thermally split.

Das Verfahren benötigt für die verschiedenen Verfahrensschritte, wie dem Erhitzen des Ethans bis zur Spalttemperatur, der Reaktion selbst und der anschließenden Aufreinigung des Produktgemisches, beträchtliche Energiemengen.The Procedure needed for the various process steps, such as heating the ethane until to the gap temperature, the reaction itself and the subsequent purification of the product mixture, considerable Amounts of energy.

Bei dem aus der US-A-5,488,190 beschriebenen Verfahren wird die Pyrolyse des Eduktgases in einem Spaltofen ersetzt durch eine sogenannte Ultrapyrolyse, bei der die heißen Partikel bzw. Gase ihre Energie möglichst rasch auf das Eduktgas übertragen und bei der die Pyrolyse innerhalb von weniger als einer viertel Sekunde durchgeführt sein muss. Dabei wird die Reaktionswärme zur Spaltung des Kohlenwasserstoffes vollständig durch das injizierte heiße Medium in die Reaktionszone eingebracht.at The process described in US-A-5,488,190 is pyrolysis the educt gas in a cracking furnace replaced by a so-called Ultrapyrolysis, in which the hot Particles or gases transfer their energy as quickly as possible to the educt gas and at the pyrolysis within less than a quarter Second performed have to be. The heat of reaction for the cleavage of the hydrocarbon Completely through the injected hot Medium introduced into the reaction zone.

Aus dem Stand der Technik sind mehrere Verfahren zur Spaltung von gesättigten oder teilweise ungesättigten Kohlenwasserstoffen bekannt, bei denen die für die Spaltreaktion erforderliche Reaktionswärme durch Einleiten von heißen Fluiden oder heißen Partikelströmen in das Eduktgas zugeführt wird. Gemeinsam ist allen diesen Verfahren, dass die Wärmeträger die gesamte erforderliche Reaktionswärme dem Eduktgas zuführen.Out In the prior art, several methods for the cleavage of saturated or partially unsaturated Hydrocarbons in which the required for the cleavage reaction heat of reaction by introducing hot Fluids or hot particle flows is fed into the educt gas. Common to all these processes is that the heat transfer medium requires the entire heat of reaction feed the educt gas.

Im Vergleich zu den oben beschriebenen Verfahren wird erfindungsgemäß der überwiegende Anteil der für die Spaltreaktion benötigten Reaktionswärme indirekt von den Reaktorwänden auf den Eduktgasstrom übertragen. Durch die Bereitstellung von sogenannten heißen Stellen („hot spots") in räumlich begrenzten Bereichen des Reaktorinnern werden hier erhöhte Konzentrationen von Starterradikalen erzeugt, wodurch die nachfolgende thermische Spaltung des Eduktes gefördert wird.in the Compared to the methods described above, according to the invention, the predominant proportion the for needed the cleavage reaction heat of reaction indirectly from the reactor walls transferred to the reactant gas stream. By providing so-called hot spots in spatially limited areas Areas of the interior of the reactor are here increased concentrations of starter radicals produced, whereby the subsequent thermal cleavage of the educt promoted becomes.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Pyrolyseverfahrens von gesättigten oder teilweise gesättigten Kohlenwasserstoffen, mit dem im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren bei ansonsten gleicher Betriebstemperatur gesteigerte Produktausbeuten möglich sind oder mit dem im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren bei ansonsten gleichen Produktausbeuten eine Absenkung der Betriebstemperatur, möglich ist.A Object of the present invention is to provide a Pyrolysis of saturated or partially saturated Hydrocarbons, with which compared to conventional Procedure with otherwise the same operating temperature increased Product yields possible are or with the compared to conventional methods at otherwise same product yields a lowering of the operating temperature, possible is.

Es wurde jetzt gefunden, dass durch Zuführung kleiner Mengen von heißen Gasen in den Reaktor eine Vergrößerung der Produktausbeute bei der kontinuierlichen Pyrolyse erreicht werden kann, ohne dass ein wesentlicher Anteil der Reaktionswärme durch das heiße Gas zugeführt werden muss.It It has now been found that by feeding small amounts of hot gases in the reactor an enlargement of the Product yield can be achieved in the continuous pyrolysis can, without a significant portion of the heat of reaction through the hot Gas supplied must become.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung ungesättigter Kohlenwasserstoffe durch thermische Spaltung von gesättigten und/oder ungesättigten Kohlenwasserstoffen umfassend die Maßnahmen:

  • a) Einleiten eines Eduktgasstroms enthaltend erhitzten gasförmigen gesättigten und/oder ungesättigten Kohlenwasserstoff in einen Reaktor, in dessen Innenraum mindestens eine Zuleitung für ein erhitztes Gas mündet,
  • b) Einleiten eines erhitzten Gases durch die in den Reaktor mündende Zuleitung, wobei die Temperatur des erhitzten Gases über der an der Stelle der Mündung der Zuleitung herrschenden Temperatur des Eduktgasstroms liegt, wobei die Gesamtmenge des in den Reaktor eingeleiteten erhitzten Gases nicht mehr als 10 Gew.%, bezogen auf den Gesamtmassestrom im Reaktor, beträgt, und
  • c) Einstellen eines solchen Drucks und einer solchen Temperatur im Innern des Reaktors, so dass durch thermische Spaltung des gesättigten und/oder ungesättigten Kohlenwasserstoffs Wasserstoff und ungesättigter Kohlenwasserstoff gebildet werden,
mit der Maßgabe, dass die Herstellung von ungesättigten halogenhaltigen aliphatischen Kohlenwasserstoffen durch thermische Spaltung von gesättigten halogenhaltigen aliphatischen Kohlenwasserstoffen ausgenommen ist.The present invention relates to a process for the preparation of unsaturated hydrocarbons by thermal cracking of saturated and / or unsaturated hydrocarbons comprising the measures:
  • a) introducing a reactant gas stream containing heated gaseous saturated and / or unsaturated hydrocarbon into a reactor in whose interior at least one feed line for a heated gas opens,
  • b) introducing a heated gas through the inlet opening into the reactor, wherein the temperature of the heated gas is above the prevailing at the location of the mouth of the feed temperature of the Eduktgasstroms, wherein the total amount of the introduced into the reactor heated gas not more than 10 wt .%, Based on the total mass flow in the reactor, is, and
  • c) setting such a pressure and a temperature inside the reactor such that hydrogen and unsaturated hydrocarbon are formed by thermal decomposition of the saturated and / or unsaturated hydrocarbon,
with the proviso that the preparation of unsaturated halogen-containing aliphatic hydrocarbons by thermal cracking of saturated halogen-containing aliphatic hydrocarbons is excluded.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann vorteilhaft bei der thermischen Spaltung von Naphtha, bei der Herstellung von Ethen aus Ethan sowie bei der Herstellung von Propen aus Propan eingesetzt werden. Es eignet es sich darüber hinaus auch zur Herstellung anderer ungesättigter Kohlenwasserstoffe aus gesättigten oder teilweise ungesättigten Kohlenwasserstoffen. Eine Übersicht über derartige Spaltungsreaktionen findet sich in K. Weissermel und H.J. Arpe, Industrielle organische Chemie: bedeutende Vor- und Zwischenprodukte, 5. überarbeitete Auflage, Wiley-VCH, 1998, Abschnitt 3 „Olefine". Allen diesen Reaktionen ist gemeinsam, dass die Spaltung eine Radikalkettenreaktion darstellt, bei der neben dem gewünschten Produkt ungewünschte Nebenprodukte gebildet werden, die bei Dauerbetrieb zu einem Verkoken der Anlagen führen.The process according to the invention can be used advantageously in the thermal cracking of naphtha, in the production of ethene from ethane and in the preparation of propene from propane. It is also suitable for the production of other unsaturated hydrocarbons from saturated or partially unsaturated hydrocarbons. An overview of such cleavage reactions can be found in K. Weissermel and HJ Arpe, Industrial Organic Chemistry: Major Precursors and Intermediates, 5th revised edition, Wiley-VCH, 1998, Section 3 "Olefins." All these reactions have in common that the Splitting represents a radical chain reaction, in addition to the desired product undesirable by-products are formed, which lead to a coking of plants in continuous operation.

Unter dem Begriff „gesättigter oder teilweise ungesättigter Kohlenwasserstoff" ist im Rahmen dieser Beschreibung ein aliphatischer oder cycloaliphatischer Kohlenwasserstoff zu verstehen, der gesättigt ist oder ein oder mehrere Kohlenstoff-Kohlenstoff Doppelbindungen aufweist, und der durch Spaltung in ungesättigte oder höher ungesättigte aliphatische oder cycloaliphatische Kohlenwasserstoffe übergeführt werden kann. Mehrere Kohlenstoff-Kohlenstoff Doppelbindungen können isoliert vorliegen oder konjugiert sein.Under the term "saturated or partially unsaturated Hydrocarbon "is in the context of this description an aliphatic or cycloaliphatic To understand hydrocarbon that is saturated or one or more Carbon-carbon double bonds and, by cleavage in unsaturated or higher unsaturated aliphatic or cycloaliphatic hydrocarbons can be converted. Several carbon-carbon double bonds can be isolated or conjugated.

Unter dem Begriff „ungesättigter Kohlenwasserstoff" ist im Rahmen dieser Beschreibung ein ungesättigter aliphatischer oder cycloaliphatischer Kohlenwasserstoff zu verstehen, der ein oder mehrere Kohlenstoff-Kohlenstoff Doppelbindungen aufweist und der durch Spaltung des gesättigten oder teilweise ungesättigten Kohlenwasserstoffs entstanden ist. Mehrere Kohlenstoff-Kohlenstoff Doppelbindungen können isoliert vorliegen oder konjugiert sein.Under the term "unsaturated Hydrocarbon "is in the context of this description, an unsaturated aliphatic or to understand cycloaliphatic hydrocarbon, the one or has multiple carbon-carbon double bonds and the by splitting the saturated or partially unsaturated Hydrocarbon has formed. Several carbon-carbon Double bonds can be isolated or conjugated.

Bevorzugt ist die Herstellung von Ethen aus Ethan oder von Propen aus Propan sowie die Spaltung von Naphtha.Prefers is the production of ethene from ethane or propene from propane as well as the splitting of naphtha.

Als erhitztes Gas zum Einleiten über die Zuleitung in den Eduktgasstrom kann jedes Gas verwendet werden, dass bei den herrschenden Reaktionsbedingungen inert ist.When heated gas for introduction over the feed line into the educt gas stream, any gas can be used that is inert under the prevailing reaction conditions.

Beispiele für inerte Gase sind Stickstoff oder Edelgase, insbesondere Argon, sowie Kohlendioxid.Examples for inert Gases are nitrogen or noble gases, especially argon, as well as carbon dioxide.

Da die Wärmekapazität von Gasen vergleichsweise niedrig ist empfiehlt es sich, die Temperaturdifferenz zwischen dem Eduktgasstrom am Ort der Zuleitung des erhitzten Gases und dem zugeleiteten Gasstrom möglichst groß zu gestalten. Vorzugsweise wird das zugeleitete Gas erst kurz vor dem Eindüsen in den Eduktgasstrom erhitzt. Typische Temperaturen des zugeleiteten Gases bewegen sich im Bereich von 900 bis 2000°C, vorzugsweise 1200 bis 1700°C.There the heat capacity of gases comparatively low, it is recommended that the temperature difference between the educt gas stream at the location of the feed of the heated gas and the supplied gas stream as possible big too shape. Preferably, the supplied gas is not until shortly before the injecting heated in the educt gas stream. Typical temperatures of the supplied Gases are in the range of 900 to 2000 ° C, preferably 1200 to 1700 ° C.

Der durch das zugeleitete Gas hervorgerufene Effekt ist neben der gewählten Temperatur auch von der Natur des Gases und auch von dessen Menge abhängig. Erfindungsgemäß setzt man insgesamt nicht mehr als 10 Gew.%, vorzugsweise nicht mehr als 5 Gew.%, besonders bevorzugt 0,0005 bis 5 Gew.%, bezogen auf den Gesamtmassenstrom im Reaktor zu.Of the caused by the gas supplied effect is next to the selected temperature also dependent on the nature of the gas and also on its quantity. According to the invention sets a total of not more than 10% by weight, preferably not more than 5 wt.%, Particularly preferably 0.0005 to 5 wt.%, Based on the Total mass flow in the reactor too.

Typischerweise wird mehr als 90%, vorzugsweise mehr als 95%, der benötigten Reaktionswärme durch die Heizung der Reaktorwände zugeführt, während die durch das heiße Gas zugeleitete Wärme lediglich zur Initiierung und der Beschleunigung der Reaktion dient.typically, is more than 90%, preferably more than 95%, of the required heat of reaction through the heating of the reactor walls fed while the by the hot Gas supplied heat only serves to initiate and accelerate the reaction.

Es wird angenommen, dass die schockartige Erhitzung einer begrenzten Menge des Eduktgases die Radikalkettenreaktion im Eduktgas fördert, was letztendlich zu einer erhöhten Konzentration von Radikalen und einem erhöhten Umsatz bei der Spaltreaktion führt.It It is believed that the shock-like heating of a limited Amount of educt gas promotes the radical chain reaction in the reactant gas, which ultimately to an increased Concentration of radicals and increased turnover in the cleavage reaction leads.

Als Zuleitungen für das erhitzte Gas können alle dem Fachmann für diesen Zweck bekannten Vorrichtungen eingesetzt werden. Beispiele dafür sind Rohrleitungen, die in den Reaktor münden und die an ihrem reaktorseitigen Ende vorzugsweise eine Düse aufweisen. Erfindungsgemäß weisen die Zuleitungen unmittelbar vor ihrem reaktorseitigen Ende eine Heizvorrichtung für das erhitzte Gas auf.When Supply lines for the heated gas can all the expert for used for this purpose known devices. Examples these are pipes, which flow into the reactor and preferably have a nozzle at its reactor-side end. According to the invention the leads immediately before their reactor-side end a Heating device for the heated gas.

Die Mündung der Zuleitungen kann in der Reaktorwand liegen. Vorzugsweise münden die Zuleitungen in das Innere des Reaktors, insbesondere in die Mitte des Gasstroms im Reaktor, so dass das erhitzte Gas möglichst nicht mit den Reaktorwänden in Kontakt kommt.The muzzle the supply lines can be located in the reactor wall. Preferably, the lead Inlets into the interior of the reactor, especially in the middle the gas flow in the reactor, so that the heated gas as possible not with the reactor walls in Contact is coming.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird das einzuleitende Gas in der Zuleitung unmittelbar vor der Einleitung in den Reaktor elektrisch erhitzt.In a preferred embodiment is the gas to be introduced in the supply line immediately before Initially heated electrically in the reactor.

In einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das erhitzte Gas über eine oder mehrere Zuleitungen in den Reaktor eingeleitet, die an ihrem reaktorseitigen Ende mit Kerzen aus poröser Keramik versehen sind. Die Kerzen sind dabei im Innern mit einer Heizvorrichtung, beispielsweise mit einer im Innern angebrachten Heizpatrone, ausgestattet und gestatten ein Erhitzen des Gases unmittelbar vor dessen Einleitung in den Reaktor.In a preferred variant of the method according to the invention is the heated Gas over one or more leads introduced into the reactor, the their reactor-side end are provided with candles made of porous ceramic. The candles are inside with a heater, for example equipped with a heating cartridge inside, equipped and allowed heating the gas immediately prior to its introduction into the reactor.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen betreffen den Einsatz von thermischen Plasmen, die vorzugsweise mit Inertgasen auf die oben genannten Temperaturbereiche eingestellt werden; oder den Einsatz von chemischen Reaktionen zur Hitzeerzeugung, wie der katalytischen Umsetzung oder der Verbrennung von Sauerstoff mit Wasserstoff kurz vor der Einmündungsstelle der Zuleitung in den Reaktor. Ganz besonders bevorzugt wird eine stöchiometrische Knallgasflamme eingesetzt.Further preferred embodiments concern the use of thermal plasmas, preferably adjusted with inert gases to the above temperature ranges become; or the use of chemical reactions to generate heat, like the catalytic conversion or the combustion of oxygen with hydrogen just before the junction of the supply line in the reactor. Very particular preference is given to a stoichiometric Heated gas flame used.

Ebenso können Sauerstoff und Wasserstoff, vorzugsweise mit Inertgas verdünnt, jedoch im stöchiometrischen Verhältnis, an der Oberfläche eines im Reaktor angeordneten, katalytisch aktiven oder mit einer katalytisch aktiven Beschichtung versehenen porösen Trägers, der mit mindestens einer Zuleitung von Sauerstoff und/oder Wasserstoff versehen ist, zu Wasser umgesetzt werden.Likewise, oxygen and hydrogen, preferably diluted with inert gas, but in the stoichiometric ratio, at the surface of a reactor disposed in the catalytically active or provided with a catalytically active coating porous support having at least one Zulei tion of oxygen and / or hydrogen, are converted to water.

Bei dem porösen, katalytisch aktiven Träger kann es sich um eine Kerze handeln. Ebenso kann ein als Doppelrohr ausgeführter Träger eingesetzt werden, von dem zumindest ein Teil der Wand bzw. der Wände porös ist. Als poröses Material können Sintermetall oder Keramik eingesetzt werden. Als katalytisch aktive Komponente kann ein Metall verwendet werden, das die Umsetzung von Sauerstoff und Wasserstoff zu Wasser katalysiert, z. B. ein Platinmetall.at the porous, catalytically active carrier can it is a candle. Likewise, a carrier designed as a double tube can be used, of which at least part of the wall or walls is porous. As a porous material can sintered metal or ceramics are used. As a catalytically active component A metal can be used that is the reaction of oxygen and catalyzes hydrogen to water, e.g. B. a platinum metal.

Die Umsetzung von Sauerstoff und Wasserstoff zu Wasser heizt den Gasstrom auf eine genügend hohe Temperatur auf, um die Pyrolyse des Eduktgas(gemisches) zu initiieren. Durch die Verdünnung mit Inertgas kann das Gasgemisch so eingestellt werden, dass Explosionen nicht möglich sind, sondern lediglich eine katalytische Umsetzung stattfindet. Die Verdünnung des Reaktionsgemisches durch das entstehende Wasser und das Inertgas in der Umgebung des katalytisch aktiven Trägers unterdrückt die Bildung von Koksablagerungen.The Reaction of oxygen and hydrogen to water heats the gas stream on one enough high temperature to the pyrolysis of the educt gas (mixture) to initiate. By dilution with inert gas, the gas mixture can be adjusted so that explosions not possible are, but only a catalytic conversion takes place. The dilution the reaction mixture by the resulting water and the inert gas in the vicinity of the catalytically active carrier suppresses the Formation of coke deposits.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Reaktor eingesetzt, der im Innern mindestens ein auf einem mit einer Zuleitung für Spülgas versehenen gasdurchlässigen Träger angeordnetes katalytisch aktives Metall, Metalllegierung und/oder Metalloxid aufweist.In a further preferred embodiment the method according to the invention a reactor is used, which is internally at least one on a with a supply line for purge provided gas permeable carrier arranged catalytically active metal, metal alloy and / or Has metal oxide.

Als katalytisch aktives Metall, Metalllegierung und/oder Metalloxid kann jedes Material eingesetzt werden, das unter den im Reaktor herrschenden Reaktionsbedingungen beständig ist, beispielsweise nicht schmilzt. Es wird angenommen, dass die katalytisch aktiven Oberflächen die Aktivierungsenergie eines oder mehrerer Schritte der Radikalkettenreaktion absenken und dadurch eine weitere Beschleunigung der Reaktion hervorrufen.When catalytically active metal, metal alloy and / or metal oxide Any material can be used that is below that in the reactor prevailing reaction conditions is stable, for example not melts. It is assumed that the catalytically active surfaces of the Activation energy of one or more steps of the radical chain reaction lower and thereby cause a further acceleration of the reaction.

Bevorzugt wird als katalytisch aktives Metall ein Metall oder eine Metalllegierung aus der 8. Nebengruppe des Periodensystems der Elemente, insbesondere Eisen, Kobalt, Nickel, Rhodium, Ruthenium, Palladium oder Platin, sowie Legierungen dieser Metalle mit Gold, eingesetzt.Prefers As a catalytically active metal is a metal or a metal alloy from the 8th subgroup of the Periodic Table of the Elements, in particular Iron, cobalt, nickel, rhodium, ruthenium, palladium or platinum, and alloys of these metals with gold.

Ganz besonders bevorzugt sind Rhodium, Ruthenium, Palladium und Platin.All particularly preferred are rhodium, ruthenium, palladium and platinum.

Beispiele für Metalloxide sind Seltenerdoxide oder deren Gemische.Examples for metal oxides are rare earth oxides or mixtures thereof.

Als gasdurchlässige Träger lassen sich alle dem Fachmann bekannten Träger verwenden, die sich in ausgewählten Bereichen der Reaktorinnenwand und/oder des Reaktorinnern anbringen lassen und die mit Zuleitungen für Spülgas versehen sind. Dabei kann es sich um einen Käfig handeln, der beispielsweise von einem Gitter oder einer durchbrochenen Metallplatte gebildet wird, die eine Katalysatorschüttung aufnehmen und von dem Spülgas durchströmt werden kann, beispielsweise durch zentrische Einleitung mittels eines perforierten Rohres.When gas permeable carrier For example, it is possible to use all carriers known to the person skilled in the art, which are described in US Pat chosen Attach areas of the reactor inner wall and / or the interior of the reactor leave and those with supply lines for purge are provided. It can be a cage, for example formed by a grid or a perforated metal plate which is a catalyst bed take and be flowed through by the purge gas can, for example, by centric initiation by means of a perforated Tube.

Weiterhin kann es sich bei dem gasdurchlässigen Träger um eine gasdurchlässige Platte handeln, die von einem Flächengebilde, wie einem Drahtnetz, aus katalytisch aktivem Metall umgeben ist.Farther it may be in the gas-permeable carrier a gas-permeable Act on a sheet of plate, like a wire mesh, is surrounded by catalytically active metal.

Bevorzugt handelt es sich bei dem gasdurchlässigen Träger um einen porösen Formkörper. Dieser kann aus dem katalytisch aktiven Metall, Metalllegierung und/oder Metalloxid bestehen. Vorzugsweise handelt es sich um eine poröse Keramik, die insbesondere mit dem katalytisch aktiven Metall, Metalllegierung und/oder Metalloxid beschichtet ist; oder es handelt sich um eine poröse Keramik, die mit dem katalytisch aktiven Metall, Metalllegierung und/oder Metalloxid dotiert ist.Prefers it is the gas-permeable support to a porous molding. This can be made of the catalytically active metal, metal alloy and / or Metal oxide exist. Preferably, it is a porous ceramic, in particular with the catalytically active metal, metal alloy and / or metal oxide is coated; or it is a porous Ceramics made with the catalytically active metal, metal alloy and / or metal oxide is doped.

Das katalytisch aktive Metall, Metalllegierung und/oder Metalloxid kann in beliebiger Form in oder auf dem gasdurchlässigen Träger angebracht sein. Dem Fachmann sind derartige Anordnungen bekannt.The catalytically active metal, metal alloy and / or metal oxide may be mounted in any form in or on the gas-permeable support. The expert Such arrangements are known.

Beispielsweise kann das katalytisch aktive Metall, Metalllegierung und/oder Metalloxid in der Form von Ausformungen mit einem möglichst großen Oberfläche-zu-Volumen-Verhältnis vorliegen.For example may be the catalytically active metal, metal alloy and / or metal oxide in the form of formations with the largest possible surface-to-volume ratio.

Vorzugsweise ist das katalytisch aktive Metall, Metalllegierung und/oder Metalloxid als Beschichtung und/oder als Dotierung auf dem gasdurchlässigen Träger angebracht.Preferably is the catalytically active metal, metal alloy and / or metal oxide attached as a coating and / or as a doping on the gas-permeable support.

Für das Aufrechterhalten einer möglichst langen Betriebsdauer ist es erforderlich, die katalytische Aktivität des Metalls, der Metalllegierung und/oder des Metalloxids möglichst lange zu erhalten und/oder während des Weiterbetriebs des Reaktors wieder herstellen bzw. regenerieren zu können.For the maintenance one possible long service life requires the catalytic activity of the metal, the metal alloy and / or the metal oxide as long as possible and / or during the Restore or regenerate further operation of the reactor to be able to.

Es wurde gefunden, dass sich dieses durch Spülen der katalytischen Oberfläche mit einem gasförmigen Reduktionsmittel erreichen lässt.It This was found to be by flushing the catalytic surface with a gaseous one Achieve reductant.

Als gasförmiges Reduktionsmittel lassen sich alle bei den im Reaktor herrschenden Temperaturen gasförmigen Reduktionsmittel für Kokspräkursoren und/oder Verkokungsprodukte einsetzen. Beispiele dafür sind Wasserstoff oder ein Gemisch von Wasserstoff mit Inertgas.When gaseous Reducing agents can all be found in the reactor Temperatures gaseous Reducing agent for Kokspräkursoren and / or coking products. Examples are hydrogen or a mixture of hydrogen with inert gas.

Die Zuführung des gasförmigen Reduktionsmittels erfolgt über den mit der Zuleitung für Spülgas verbundenen gasdurchlässigen Träger und wird durch diesen dem katalytisch aktiven Metall, Metalllegierung und/oder Metalloxid zugeleitet.The feed of the gaseous Reducing agent takes place via the with the supply line for Connected purge gas gas permeable carrier and becomes through this the catalytically active metal, metal alloy and / or metal oxide.

In einer bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein auf und/oder in dem gasdurchlässigen Träger angeordnetes katalytisch aktives Metall, Metalllegierung und/oder Metalloxid mit einem durch den gasdurchlässigen Träger zugeführten gasförmigem Reduktionsmittel, vorzugsweise mit Wasserstoff oder mit einem Gemisch aus Wasserstoff und Inertgas, gespült.In A preferred variant of the method according to the invention is a and / or in the gas permeable carrier arranged catalytically active metal, metal alloy and / or Metal oxide with a gaseous reducing agent supplied through the gas-permeable support, preferably with Hydrogen or with a mixture of hydrogen and inert gas, rinsed.

Dabei kann das Zuleiten des gasförmigen Reduktionsmittels kontinuierlich oder in vorbestimmten Zeitintervallen erfolgen.there may be the feeding of the gaseous reducing agent take place continuously or at predetermined time intervals.

Das gasförmige Reduktionsmittel kann unverdünnt oder zusammen mit Inertgasen, wie Stickstoff und/oder Edelgasen, zugeführt werden.The gaseous Reducing agent can be undiluted or together with inert gases, such as nitrogen and / or noble gases, supplied become.

Die Temperatur des über den gasdurchlässigen Träger zugeführten gasförmigen Reduktionsmittels wird zweckmäßigerweise der Temperatur angepasst, die im Innern des Reaktors am Ort des gasdurchlässigen Trägers herrscht.The Temperature of over the gas permeable carrier supplied gaseous Reducing agent is expediently adapted to the temperature inside the reactor at the place of gas permeable carrier prevails.

Durch eine kontinuierliche oder intermittierende Zuleitung von heißen Gasen in den Eduktgasstrom lässt sich der Umsatz bei der Spaltreaktion steigern und die Produktausbeute erhöhen; durch die parallele Spülung mit Reduktionsmittel lässt sich die Verkokung der Oberfläche des gegebenenfalls im Innern des Reaktors angebrachten katalytisch aktiven Metalls, Metalllegierung und/oder Metalloxid effizient verhindern bzw. verlangsamen und dadurch die Betriebsdauer des Spaltofens verlängern sowie der Umsatz der Spaltreaktion nochmals vergrößern. Beim Spülvorgang wird der Betrieb des Reaktors nicht unterbrochen.By a continuous or intermittent supply of hot gases into the educt gas stream leaves the sales increase in the cleavage reaction and the product yield increase; through the parallel flush with reducing agent leaves the coking of the surface optionally attached inside the reactor catalytically active metal, metal alloy and / or metal oxide efficiently or slow down and thereby extend the service life of the cracking furnace and the sales of the cleavage reaction increase again. During the flushing process the operation of the reactor is not interrupted.

Bevorzugt mündet mindestens eine Zuleitung für ein erhitztes Gas in der Nähe des Eintritts des Eduktgasstromes in den Reaktor. Dadurch wird bereits bei Eintritt des Eduktgases in den Reaktor eine hohe Konzentration an Radikalen gebildet, die zu einem effizienten Verlauf der Kettenreaktion beitragen.Prefers ends at least one supply line for a heated gas nearby the entry of the educt gas stream into the reactor. This is already happening when the educt gas enters the reactor, a high concentration formed on radicals, leading to an efficient course of the chain reaction contribute.

In einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens kommt der Eduktgasstrom beim Durchlauf im Reaktor mit mehreren Zuleitungen für ein erhitztes Gas in Kontakt.In In a preferred variant of the process according to the invention, the educt gas stream comes when passing through the reactor with multiple feed lines for a heated one Gas in contact.

Ganz besonders bevorzugt ist die Anzahl der Zuleitungen für ein erhitztes Gas im ersten Drittel des Reaktors größer als im zweiten Drittel und/oder im dritten Drittel.All particularly preferred is the number of leads for a heated Gas is greater in the first third of the reactor than in the second third and / or in the third third.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann unter Verwendung der an sich üblichen Drucke und/oder Temperaturen betrieben werden. Gängige Betriebsdrucke liegen im Bereich von 0,1 bis 0,5 MPa (Ofenausgang); gängige Betriebstemperaturen liegen im Bereich von 750 bis 885°C (Ofenausgang). Die endotherme Spaltreaktion benötigt eine ständige Zufuhr von Energie; dieses erfolgt bei der Passage des zu spaltenden Gases durch den Reaktor.The inventive method can by using the usual pressures and / or temperatures operate. Common operating pressures are in the range of 0.1 to 0.5 MPa (oven exit); common operating temperatures are in the range of 750 to 885 ° C (Furnace outlet). The endothermic cleavage reaction requires a constant supply of energy; this takes place at the passage of the gas to be split through the reactor.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist eine Absenkung der üblichen Betriebstemperaturen möglich. Dadurch wird eine wirtschaftlichere Verfahrensweise ermöglicht. Anstelle einer Absenkung der Betriebstemperaturen ist eine Ausbeutesteigerung möglich.With the method according to the invention is a reduction of the usual Operating temperatures possible. This allows for a more economical procedure. Instead of lowering the operating temperatures, a yield increase is possible.

Die Erfindung betrifft auch einen Reaktor zur Durchführung des oben definierten Verfahrens umfassend die Elemente:

  • i) in den Reaktor mündende Zuleitung für den Eduktgasstrom enthaltend gesättigten und/oder ungesättigten Kohlenwasserstoff,
  • ii) mindestens eine in das Innere des Reaktors mündende Zuleitung für ein erhitztes Gas,
  • iii) mindestens eine Heizvorrichtung für das Aufheizen des erhitzten Gases, die unmittelbar vor dem reaktorseitigen Ende der Zuleitung angebracht ist,
  • iv) Heizvorrichtung für das Aufheizen und/oder die Aufrechterhaltung der Temperatur des Gasstroms im Reaktorinneren, und
  • v) aus dem Reaktor führende Ableitung für den Produktgasstrom der thermischen Spaltung enthaltend ungesättigten Kohlenwasserstoff, ausgenommen ungesättigten halogenhaltigen ungesättigten Kohlenwasserstoff.
The invention also relates to a reactor for carrying out the method defined above comprising the elements:
  • i) feed line for the reactant gas stream which opens into the reactor and contains saturated and / or unsaturated hydrocarbon,
  • ii) at least one supply line for a heated gas, which opens into the interior of the reactor,
  • iii) at least one heating device for heating the heated gas, which is mounted immediately before the reactor-side end of the supply line,
  • iv) heating device for heating and / or maintaining the temperature of the gas stream inside the reactor, and
  • v) reactor effluent discharge for the thermal crack product gas stream containing unsaturated hydrocarbon, excluding unsaturated halogenated unsaturated hydrocarbon.

Als Reaktor können alle dem Fachmann für derartige Reaktionen bekannten Typen eingesetzt werden. Bevorzugt wird ein Rohrreaktor mit in der Strahlungszone senkrecht angeordneten Rohren.When Reactor can all the skilled person for such Reactions of known types are used. Preference is given to Tubular reactor with tubes arranged vertically in the radiation zone.

Vorzugsweise besteht die Zuleitung für das erhitzte Gas aus Rohrleitungen aus Metall, die in den Reaktor münden und die an ihrem reaktorseitigen Ende eine Düse aufweisen und die unmittelbar vor ihrem reaktorseitigen Ende eine elektrische Heizvorrichtung für das erhitzte Gas aufweisen.Preferably is the supply line for the heated gas from metal pipelines entering the reactor flow and having at its reactor-side end a nozzle and the immediate in front of its reactor end, an electric heater for the heated gas have.

In einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Reaktors weist die Zuleitung für das erhitzte Gas an ihrem reaktorseitigen Ende eine Kerze aus poröser Keramik auf, die im Innern mit einer Heizvorrichtung, beispielsweise mit einer Heizpatrone, ausgestattet ist.In a preferred variant of the reactor according to the invention has the supply line for the heated one Gas on its reactor-side end of a candle made of porous ceramic on the inside with a heating device, such as with a heating cartridge, is equipped.

In einer ganz bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Reaktors ist im Innern des Reaktors mindestens eine poröse Keramik in Form einer Kerze vorhanden, deren Oberfläche mit katalytisch aktivem Metall, Metalllegierung und/oder Metalloxid beschichtet ist und/oder die mit katalytisch aktivem Metall, Metalllegierung und/oder Metalloxid dotiert ist, die Kerze ist mit einer Zuleitung für ein gasförmiges Reduktionsmittel zur Weiterleitung an das katalytisch aktive Metall, Metalllegierung und/oder Metalloxid ausgestattet und die Kerze weist eine elektrische Heizvorrichtung für das erhitzte Gas auf.In a very preferred embodiment of the reactor according to the invention at least one porous ceramic is in the interior of the reactor in the form a candle whose surface is coated with catalytically active metal, metal alloy and / or metal oxide and / or which is doped with catalytically active metal, metal alloy and / or metal oxide, the candle is with a supply line for a gaseous reducing agent for transmission to the catalytic equipped with active metal, metal alloy and / or metal oxide and the candle has an electric heater for the heated gas.

Eine weitere besonders bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und des Reaktors wird nachstehend anhand der 1, 2 und 3 beschrieben.Another particularly preferred embodiment of the method and the reactor according to the invention will be described below with reference to 1 . 2 and 3 described.

Es zeigenIt demonstrate

1: Eine bevorzugte Vorrichtung zum Aufheizen und Einleiten des heißen Inertgases in einen Spaltreaktor dargestellt im Längsschnitt 1 : A preferred device for heating and introducing the hot inert gas into a cleavage reactor shown in longitudinal section

2: Eine Anordnung der Vorrichtung nach 1 in einem Reaktionsrohr dargestellt im Längsschnitt 2 : An arrangement of the device after 1 in a reaction tube shown in longitudinal section

3a und 3b: Rohrreaktor mit Vorrichtung gemäß 1 im Längs- und Querschnitt 3a and 3b : Tubular reactor with device according to 1 in longitudinal and cross section

In einer besonders bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens kommt der Eduktgasstrom beim Durchlauf im Reaktor mit einer oder mehreren Heizvorrichtungen der in 1 skizzierten Art in Berührung, die im folgenden beschrieben wird.In a particularly preferred variant of the process according to the invention, the educt gas stream during the passage in the reactor with one or more heating devices of the 1 sketched in the manner described below.

Bei der Heizvorrichtung handelt es sich um eine elektrisch betriebene Heizpatrone (1), die unmittelbar vor dem reaktorseitigen Ende der Zuleitung angebracht ist, die vorzugsweise mit einer Keramikummantelung versehen ist und die in einem Gehäuse (2) angeordnet ist, das einen oder mehrere konzentrische Ringspalte (3) aufweist.The heating device is an electrically operated heating cartridge ( 1 ), which is mounted immediately in front of the reactor-side end of the feed line, which is preferably provided with a ceramic jacket and which is housed in a housing ( 2 ), which has one or more concentric annular gaps ( 3 ) having.

Das Gehäuse (2) kann aus Keramik und/oder aus Metall bestehen. Das Gehäuse besitzt vorzugsweise zylindrische Gestalt.The housing ( 2 ) may be made of ceramic and / or metal. The housing preferably has a cylindrical shape.

Die Heizpatrone (1) ist in dem Gehäuse (2) mittels einer gasdichten, druck- und temperaturbeständigen Durchführung (4) fixiert. Vorzugsweise handelt es sich dabei um eine mit einem Schraubgewinde versehene Durchführung (4), in welche die Heizpatrone eingeschraubt und fixiert werden kann.The heating cartridge ( 1 ) is in the housing ( 2 ) by means of a gas-tight, pressure and temperature-resistant bushing ( 4 ) fixed. Preferably, this is a screw-threaded bushing ( 4 ), in which the heating cartridge can be screwed in and fixed.

Das Gehäuse (2) weist einen Gaseintritt (5) auf, durch den über eine Zuleitung ein aus einem Inertgas bestehender Gasstrom eingeleitet werden kann. Vorzugsweise befindet sich der Gaseintritt (5) an der Außenwand des Gehäuses (2).The housing ( 2 ) has a gas inlet ( 5 ), through which a feed line from an inert gas gas stream can be introduced. Preferably, the gas inlet ( 5 ) on the outer wall of the housing ( 2 ).

In dem Gehäuse sind vorzugsweise mehrere konzentrische Ringspalte (3) ausgebildet, durch die das Inertgas strömt. Diese Ringspalte (3) besitzen mindestens zwei Öffnungen, durch die das Inertgas in den Ringspalt ein- und ausströmt. Vorzugsweise sind diese Öffnungen in Höhe der vorderen und hinteren Erfindung der Heizvorrichtung angebracht. Dies hat zur Folge, dass das Inertgas jeden Ringspalt entlang der gesamten Länge der Heizvorrichtung durchströmt und dass sich die Strömungsrichtung des Inertgases in jedem Ringspalt umkehrt. Der Gasstrom bewegt sich in der dargestellten Ausführungsform von der Außenseite des Gehäuses (2) durch die Ringspalte (3), wird in den Ringspalten (3) mehrfach umgelenkt, und strömt schließlich längs der im Innern angebrachten Heizpatrone (1) und danach durch einen Gasaustritt (6), der vorzugsweise als Düse gestaltet ist, in den Reaktionsraum.In the housing are preferably a plurality of concentric annular gaps ( 3 ), through which the inert gas flows. These annular gaps ( 3 ) have at least two openings through which the inert gas flows in and out of the annular gap. Preferably, these openings are mounted in the amount of the front and rear invention of the heater. This has the consequence that the inert gas flows through each annular gap along the entire length of the heater and that the flow direction of the inert gas in each annular gap reverses. The gas flow moves in the illustrated embodiment from the outside of the housing ( 2 ) through the annular gaps ( 3 ), in the annular columns ( 3 ) deflected several times, and finally flows along the inside of the heating cartridge ( 1 ) and then by a gas outlet ( 6 ), which is preferably designed as a nozzle, into the reaction space.

Das Gehäuse (2) kann aber auch lediglich einen Ringspalt aufweisen. In diesem Fall strömt das Gas sofort längs der Heizpatrone (1) durch den Gasaustritt (6) in den Reaktionsraum.The housing ( 2 ) but may also have only one annular gap. In this case, the gas flows immediately along the heating cartridge ( 1 ) by the gas outlet ( 6 ) in the reaction space.

Die in 1 dargestellte Ausgestaltungsform mit mehreren Ringspalten bietet den Vorteil, dass die Außenwand der Heizvorrichtung sich durch das starke Aufheizen des Inertgases an der Heizpatrone (1) nicht oder nicht wesentlich über die im Reaktionsraum herrschende Temperatur aufheizt. Dies beugt der verstärkten Bildung von Koksablagerungen auf der Außenwand vor.In the 1 illustrated embodiment with a plurality of annular gaps offers the advantage that the outer wall of the heater is due to the strong heating of the inert gas to the heating cartridge ( 1 ) does not or not significantly above the temperature prevailing in the reaction chamber temperature. This prevents the increased formation of coke deposits on the outside wall.

In einer weiteren Ausgestaltungsform kann die Außenwand der Heizvorrichtung, insbesondere der Teil der Heizvorrichtung, der in den Reaktionsraum hineinragt, mit einem inerten Material, z. B. einem Metalloxid, Keramik, Bornitrid oder Siliziumnitrid beschichtet sein.In In another embodiment, the outer wall of the heating device, in particular the part of the heating device that enters the reaction space protrudes, with an inert material, for. A metal oxide, Be coated ceramic, boron nitride or silicon nitride.

Weiterhin kann die der Heizpatrone (1) gegenüberliegende Innenwand der Heizvorrichtung mit solchen Materialien beschichtet sein.Furthermore, the heating cartridge ( 1 ) opposite inner wall of the heater may be coated with such materials.

Die in 1 dargestellte Heizvorrichtung ist an ihrer Außenwand mit einem Konus (8) versehen, an dessen Außenseite sich ein Gewinde (7) befindet. Der Konus (8) und derjenige Teil der Heizvorrichtung, der die abdichtende Kante für die Linienabdichtung ausbildet, bestehen aus Werkstoffen, die etwa die gleiche thermische Ausdehnung besitzen, insbesondere aus dem gleichen Werkstoff.In the 1 shown heater is on its outer wall with a cone ( 8th ), on the outside of which a thread ( 7 ) is located. The cone ( 8th ) and that part of the heating device which forms the sealing edge for the line seal, consist of materials which have approximately the same thermal expansion, in particular of the same material.

Eine mögliche Anordnung der Heizvorrichtung am Reaktionsrohr ist in 2 dargestellt. An das Reaktionsrohr (9) ist eine Halterung (10) angeschweißt, die ein Gewinde (11) sowie einen Vorsprung (12) aufweist, der eine umlaufende Dichtkante bildet.A possible arrangement of the heater on the reaction tube is in 2 shown. To the reaction tube ( 9 ) is a holder ( 10 ), which have a thread ( 11 ) as well as a lead ( 12 ), which forms a peripheral sealing edge.

Wird nun die in 1 beschriebene Heizvorrichtung in die Halterung (10) eingeschraubt, so schneidet die Vorsprung (12) in den Konus (8) und bildet so eine zuverlässige Dichtung aus.Will now be in 1 described Heizvor direction into the holder ( 10 screwed in, the projection cuts ( 12 ) in the cone ( 8th ) and thus forms a reliable seal.

Dieses Abdichtungsprinzip wird bereits in der DE-A-44 20 368 beschrieben. Ebenfalls wie in 44 20 368 bereits beschrieben kann eine zusätzliche Abdichtung durch eine (in der 2 nicht dargestellte) Stopfbuchspackung erfolgen.This sealing principle is already described in DE-A-44 20 368. Also as already described in 44 20 368, an additional seal by a (in the 2 not shown) stuffing box packing done.

Die in 1 dargestellte Heizvorrichtung kann in einen konventionellen Rohrreaktor zur Herstellung ungesättigter Kohlenwasserstoffe durch thermische Spaltung von gesättigten oder teilweise ungesättigten Kohlenwasserstoffen eingebaut werden.In the 1 shown heater can be installed in a conventional tubular reactor for the production of unsaturated hydrocarbons by thermal cracking of saturated or partially unsaturated hydrocarbons.

Ein solcher Einbau ist in den 3a und 3b schematisch dargestellt.Such an installation is in the 3a and 3b shown schematically.

Der Rohrreaktor umfasst einen Ofen sowie ein im wesentlichen senkrecht angeordnetes Reaktionsrohr.Of the Tubular reactor comprises a furnace and a substantially vertical arranged reaction tube.

Im Allgemeinen ist ein solcher mit einem Primärenergieträger, wie mit Öl oder Gas, befeuerter Ofen in eine sogenannte Strahlungszone (16) und eine Konvektionszone (17) aufgeteilt.In general, such a furnace fired with a primary energy source, such as oil or gas, is placed in a so-called radiation zone (US Pat. 16 ) and a convection zone ( 17 ) divided up.

In der Strahlungszone (16) wird die für die Pyrolyse erforderliche Wärme vor allem durch Strahlung der durch Brenner (16a) beheizten Ofenwände auf das Reaktionsrohr übertragen.In the radiation zone ( 16 ), the heat required for the pyrolysis is mainly due to radiation from the burner ( 16a ) transferred heated furnace walls on the reaction tube.

In der Konvektionszone (17) wird der Energieinhalt der heißen, aus der Strahlungszone austretenden Rauchgase durch konvektive Wärmeüber-tragung auf das in den 3a und 3b nicht dargestellte durch die Konvektionszone (17) verlaufende Reaktionsrohr (19a) übertragen. Außerdem kann das Edukt der Pyrolysereaktion, z. B. Ethan, vorgewärmt, verdampft oder überhitzt werden. Ebenso ist auch die Erzeugung von Wasserdampf und/oder die Vorwärmung von Verbrennungsluft möglich.In the convection zone ( 17 ), the energy content of the hot, exiting from the radiation zone flue gases by convective heat transfer to the in the 3a and 3b not shown by the convection zone ( 17 ) extending reaction tube ( 19a ) transfer. In addition, the starting material of the pyrolysis reaction, z. As ethane, preheated, evaporated or overheated. Likewise, the generation of water vapor and / or the preheating of combustion air is possible.

Bei einer typischen Anordnung wird flüssiges Ethan zunächst in der Konvektionszone des Spaltofens vorgewärmt und danach in einem speziellen Verdampfer außerhalb des Spaltofens verdampft. Das dampfförmige Ethan wird dann wiederum der Konvektionszone zugeführt und dort überhitzt, wobei bereits die Pyrolysereaktion einsetzen kann. Nach erfolgter Überhitzung tritt das Ethan in die Strahlungszone ein, wo der Umsatz zu Ethen und Wasserstoff stattfindet.at In a typical arrangement, liquid ethane is first in the convection zone of the cracking furnace preheated and then in a special evaporator outside of the cracking furnace evaporates. The vaporous ethane will turn fed to the convection zone and overheated there, already using the pyrolysis reaction. After overheating The ethane enters the radiation zone, where the conversion to ethene and hydrogen takes place.

Infolge der in der Strahlungszone und der im Eintritt der Konvektionszone herrschenden hohen Temperaturen ist es vorteilhaft, die in 1 skizzierte Vorrichtung nicht direkt innerhalb dieser Zonen anzuordnen, da sonst z. B. eine definierte Temperatureinstellung des zur Förderung der Spaltreaktion eingeleiteten erhitzten Inertgases oder Gasgemischs nicht oder nur erschwert möglich ist.Due to the high temperatures prevailing in the radiation zone and at the entrance of the convection zone, it is advantageous to use the in 1 sketched device not directly within these zones, otherwise z. B. a defined temperature setting of the introduced for promoting the cleavage reaction heated inert gas or gas mixture is not or only possible with difficulty.

Daher wird eine Anordnung bevorzugt, wie sie in den 3a und 3b schematisch dargestellt ist.Therefore, an arrangement as preferred in the 3a and 3b is shown schematically.

Hierbei ist der Spaltofen um ein zusätzliches, am Deckel oder am Boden des Rohrreaktors angeordnetes, nicht beheiztes Kompartment (18) erweitert, das thermisch isoliert sein kann. Aus der eigentlichen Strahlungszone (16) werden dann Schlaufen des senkrecht verlaufenden Reaktionsrohrs durch dieses Kompartment (18) geführt. In diesen Schlaufen, vorzugsweise an den Bögen der Schlaufen und mündend in die senkrechten Abschnitte dieser Schlaufen, wird dann die Heizvorrichtung gemäß 1 (19) zum Einleiten eines erhitzten Inertgases montiert, also in das Reaktionsrohr (19a) eingebaut, so dass der Eduktgasstrom an diesen Stellen mit dem erhitzten Inertgas in Kontakt gebracht werden kann.In this case, the cracking furnace is an additional, unheated compartment located at the top or at the bottom of the tubular reactor ( 18 ), which may be thermally isolated. From the actual radiation zone ( 16 ) are then loops of the vertical reaction tube through this compartment ( 18 ) guided. In these loops, preferably at the bends of the loops and opening into the vertical sections of these loops, then the heating device according to 1 ( 19 ) for introducing a heated inert gas, ie in the reaction tube ( 19a ), so that the educt gas stream can be brought into contact with the heated inert gas at these points.

Die aus der Strahlungszone (16) in die unbeheizten Kompartments (18) geführten Schlaufen des Reaktionsrohrs (19a) sind vorzugsweise mit einer thermischen Isolation versehen.Those from the radiation zone ( 16 ) in the unheated compartments ( 18 ) guided loops of the reaction tube ( 19a ) are preferably provided with a thermal insulation.

Claims (36)

Verfahren zur Herstellung ungesättigter Kohlenwasserstoffe durch thermische Spaltung von gesättigten und/oder ungesättigten Kohlenwasserstoffen umfassend die Maßnahmen: a) Einleiten eines Eduktgasstroms enthaltend erhitzten gasförmigen gesättigten und/oder ungesättigten Kohlenwasserstoff in einen Reaktor, in dessen Innenraum mindestens eine Zuleitung für ein erhitztes Gas mündet, b) Einleiten eines erhitzten Gases durch die in den Reaktor mündende(n) Zuleitung(en), wobei die Temperatur des erhitzten Gases über der an der Stelle der Mündung der Zuleitung(en) herrschenden Temperatur des Eduktgasstroms liegt, wobei die Gesamtmenge des in den Reaktor eingeleiteten erhitzten Gases nicht mehr als 10 Gew.%, bezogen auf den Gesamtmassestrom im Reaktor, beträgt, und c) Einstellen eines solchen Drucks und einer solchen Temperatur im Innern des Reaktors, so dass durch thermische Spaltung des gesättigten und/oder ungesättigten Kohlenwasserstoffs Wasserstoff und ungesättigter Kohlenwasserstoff gebildet werden, mit der Maßgabe, dass die Herstellung von ungesättigten halogenhaltigen aliphatischen Kohlenwasserstoffen durch thermische Spaltung von gesättigten halogenhaltigen aliphatischen Kohlenwasserstoffen ausgenommen ist.Process for the preparation of unsaturated Hydrocarbons by thermal decomposition of saturated and / or unsaturated Hydrocarbons comprising the measures: a) Initiate an educt gas stream containing heated gaseous saturated and / or unsaturated hydrocarbon in a reactor in whose interior at least one supply line for a heated gas flows, b) Introduction of a heated gas through the opening into the reactor (s) Supply line (s), wherein the temperature of the heated gas above the at the point of the estuary the supply line (s) prevailing temperature of the educt gas flow is, the total amount of the heated introduced into the reactor Gas not more than 10 wt.%, Based on the total mass flow in the reactor, and c) setting such pressure and temperature in the interior of the reactor, so that by thermal cleavage of the saturated and / or unsaturated Hydrocarbon hydrogen and unsaturated hydrocarbon formed become, with the proviso that the production of unsaturated halogenated aliphatic hydrocarbons by thermal Cleavage of saturated halogen-containing aliphatic hydrocarbons is excluded. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Eduktgasstrom Ethan, Propan oder Naphtha eingesetzt wird.Method according to claim 1, characterized in that that ethane, propane or naphtha is used as reactant gas stream. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtmenge des in den Reaktor eingeleiteten erhitzten Gases nicht mehr als 5 Gew.%, bezogen auf den Gesamtmassenstrom im Reaktor, beträgt.Method according to claim 1, characterized in that that the total amount of heated introduced into the reactor Gas not more than 5 wt.%, Based on the total mass flow in the reactor. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als erhitztes Gas ein Gas verwendet wird, dass bei den herrschenden Reaktionsbedingungen ein Inertgas ist.Method according to claim 1, characterized in that that as heated gas a gas is used, that with the prevailing ones Reaction conditions is an inert gas. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Inertgas Stickstoff, Kohlendioxid oder ein Edelgas ist, insbesondere Argon.Method according to claim 4, characterized in that that the inert gas is nitrogen, carbon dioxide or a noble gas, especially argon. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erhitzte Gas eine Temperatur im Bereich von 900 bis 2000°C besitzt.Method according to claim 1, characterized in that the heated gas has a temperature in the range of 900 to 2000 ° C. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuleitungen in das Innere des Reaktors, insbesondere in die Mitte des Gasstroms im Reaktor, münden.Method according to claim 1, characterized in that that the supply lines in the interior of the reactor, in particular in the middle of the gas stream in the reactor, open. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das einzuleitende Gas in der Zuleitung unmittelbar vor der Einleitung in den Reaktor elektrisch erhitzt wird.Method according to claim 1, characterized in that that the gas to be introduced in the supply line immediately before Initially heated in the reactor is electrically heated. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erhitzte Gas über ein oder mehrere Zuleitungen in den Reaktor eingeleitet wird, die an ihrem reaktorseitigen Ende mit Kerzen aus poröser Keramik versehen sind, und dass das Gas vorzugsweise unmittelbar vor dessen Einleitung in den Reaktor in der Kerze erhitzt wird.Method according to claim 1, characterized in that that the heated gas over one or more feed lines is introduced into the reactor, the are provided at their reactor-side end with candles made of porous ceramic, and that the gas is preferably just prior to its introduction is heated in the reactor in the candle. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das einzuleitende Gas aus einem thermischen Plasma erzeugt wird, das vorzugsweise mit Inertgasen auf die gewünschte Temperatur eingestellt wird.Method according to claim 1, characterized in that that the gas to be introduced generates from a thermal plasma is, preferably with inert gases to the desired temperature is set. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das einzuleitende Gas mittels einer chemischen Reaktion erhitzt wird, insbesondere mittels einer stöchiometrischen Knallgasflamme.Method according to claim 1, characterized in that that the gas to be introduced is heated by means of a chemical reaction is, in particular by means of a stoichiometric oxyhydrogen flame. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass Sauerstoff und Wasserstoff, vorzugsweise mit Inertgas verdünnt, jedoch im stöchiometrischen Verhältnis, an der Oberfläche eines im Reaktor angeordneten, katalytisch aktiven oder mit einer katalytisch aktiven Beschichtung versehenen porösen Trägers zu Wasser umgesetzt werden.Method according to claim 11, characterized in that that oxygen and hydrogen, preferably diluted with inert gas, however in stoichiometric Relationship, on the surface one arranged in the reactor, catalytically active or with a catalytically active coating provided porous support to water. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Reaktor eingesetzt wird, der im Innern mindestens ein auf einem gasdurchlässigen Träger angeordnetes katalytisch aktives Metall, Metalllegierung und/oder Metalloxid aufweist.Method according to claim 1, characterized in that that a reactor is used, the inside at least one on a gas-permeable carrier arranged catalytically active metal, metal alloy and / or metal oxide having. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das katalytisch aktive Metall oder Metalllegierung ausgewählt wird aus der 8. Nebengruppe des Periodensystems der Elemente, insbesondere aus der Gruppe bestehend aus Rhodium, Ruthenium, Palladium oder Platin sowie aus Legierungen dieser Metalle mit Gold.Method according to claim 13, characterized in that that the catalytically active metal or metal alloy is selected from the 8th subgroup of the Periodic Table of the Elements, in particular from the group consisting of rhodium, ruthenium, palladium or Platinum and alloys of these metals with gold. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das katalytisch aktive Metall, Metalllegierung und/oder Metalloxid als Schicht und/oder als Dotierung auf bzw. in dem gasdurchlässigen Träger, vorzugsweise auf bzw. in einem porösen Träger, ausgebildet ist und mit einem durch den gasdurchlässigen Träger zugeführten gasförmigen Reduktionsmittel gespült wird.Method according to claim 13, characterized in that that the catalytically active metal, metal alloy and / or metal oxide as a layer and / or as a doping on or in the gas-permeable carrier, preferably on or in a porous Carrier, is formed and with a supplied through the gas-permeable carrier gaseous reducing agent rinsed becomes. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens in der Nähe des Eintritts des Eduktgasstromes in den Reaktor eine Zuleitung für ein erhitztes Gas in den Reaktor mündet.Method according to claim 1, characterized in that that at least near the entry of the educt gas stream into the reactor, a supply line for a heated Gas flows into the reactor. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Eduktgasstrom beim Durchlauf im Reaktor mit mehreren in den Reaktor mündenden Zuleitungen für ein erhitztes Gas in Berührung kommt.Method according to claim 16, characterized in that that the educt gas stream when passing through the reactor with several in opening the reactor Supply lines for a heated gas in contact comes. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der in das erste Drittel des Reaktors mündenden Zuleitungen für ein erhitztes Gas größer ist als im zweiten Drittel und/oder im dritten Drittel.Method according to claim 17, characterized in that that the number of emptying into the first third of the reactor Supply lines for a heated gas is larger than in the second third and / or third third. Reaktor zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 umfassend die Elemente: i) in den Reaktor mündende Zuleitung für den Eduktgasstrom enthaltend gesättigten und/oder ungesättigten Kohlenwasserstoff, ii) mindestens eine in das Innere des Reaktors mündende Zuleitung für ein erhitztes Gas, iii) mindestens eine Heizvorrichtung für das Aufheizen des erhitzten Gases, die unmittelbar vor dem reaktorseitigen Ende der Zuleitung angebracht ist, iv) Heizvorrichtung für das Aufheizen und/oder die Aufrechterhaltung der Temperatur des Gasstromes im Reaktorinnern, und v) aus dem Reaktor führende Ableitung für den Produktgasstrom der thermischen Spaltung enthaltend ungesättigten Kohlenwasserstoff, ausgenommen ungesättigten halogenhaltigen ungesättigten Kohlenwasserstoff.Reactor for carrying out the method according to claim 1 comprising the elements: i) feed line leading into the reactor for the Feedstock gas stream containing saturated and / or unsaturated Hydrocarbon, ii) at least one inside the reactor opens Supply line for a heated gas, iii) at least one heating device for heating of the heated gas immediately before the reactor end the supply line is attached, iv) Heating device for heating and / or maintaining the temperature of the gas stream in the Interior of the reactor, and v) discharge from the reactor for the product gas stream the thermal cleavage containing unsaturated hydrocarbon, except unsaturated halogenated unsaturated Hydrocarbon. Reaktor nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktor ein Rohrreaktor ist mit in der Strahlungszone senkrecht angeordneten Rohren.Reactor according to claim 19, characterized characterized in that the reactor is a tubular reactor with vertically arranged in the radiation zone tubes. Reaktor nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuleitung für das erhitzte Gas eine Rohrleitung aus Metall ist, die in den Reaktor mündet und die an ihrem reaktorseitigen Ende eine Düse aufweist und die unmittelbar vor ihrem reaktorseitigen Ende eine elektrische Heizvorrichtung für das erhitzte Gas aufweist.Reactor according to claim 19, characterized in that that the supply line for the heated gas is a metal pipeline that enters the reactor flows and which has a nozzle at its reactor end and the immediate in front of its reactor end, an electric heater for the heated gas has. Reaktor nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuleitung für das erhitzte Gas an ihrem reaktorseitigen Ende eine Kerze aus poröser Keramik aufweist, die im Innern mit einer Heizvorrichtung ausgestattet ist.Reactor according to claim 19, characterized in that that the supply line for the heated gas at its reactor-side end of a candle made of porous ceramic which is equipped inside with a heater. Reaktor nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass im Innern des Reaktors mindestens eine poröse Keramik in Form einer Kerze vorhanden ist, deren Oberfläche mit katalytisch aktivem Metall, Metalllegierung und/oder Metalloxid beschichtet ist, und/oder die mit katalytisch aktivem Metall, Metalllegierung und/oder Metalloxid dotiert ist, dass die Kerze mit einer Zuleitung für ein gasförmiges Reduktionsmittel zur Weiterleitung an das katalytisch aktive Metall, Metalllegierung und/oder Metalloxid ausgestattet ist und dass die Kerze eine elektrische Heizvorrichtung für das erhitzte Gas aufweist.Reactor according to claim 19, characterized in that that inside the reactor at least one porous ceramic in the form of a candle is present, their surface with catalytically active metal, metal alloy and / or metal oxide coated, and / or with catalytically active metal, metal alloy and / or metal oxide is doped that the candle with a feed line for a gaseous Reducing agent for transfer to the catalytically active metal, Metal alloy and / or metal oxide is equipped and that the Candle has an electric heater for the heated gas. Reaktor nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass dieser als Heizvorrichtung iii) mindestens eine unmittelbar vor dem reaktorseitigen Ende der Zuleitung angebrachte Vorrichtung zum Aufheizen und Einleiten eines Inertgases aufweist, die eine elektrisch betriebene Heizpatrone (1) umfasst, die mittels einer gasdichten, druck- und temperaturbeständigen Durchführung (4) in einem Gehäuse (2) fixiert ist, wobei das Gehäuse (2) mindestens einen Gaseintritt (5) und einen Gasaustritt (6) aufweist und das Inertgas im Innern des Gehäuses (2) über die Heizpatrone (1) geleitet wird.Reactor according to claim 19, characterized in that it has as heating device iii) at least one mounted directly in front of the reactor end of the feed line device for heating and introducing an inert gas, which is an electrically operated immersion heater ( 1 ), which by means of a gas-tight, pressure and temperature resistant implementation ( 4 ) in a housing ( 2 ), wherein the housing ( 2 ) at least one gas inlet ( 5 ) and a gas outlet ( 6 ) and the inert gas inside the housing ( 2 ) over the heating cartridge ( 1 ). Reaktor nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (2) mehrere konzentrische Ringspalte ausgebildet sind, die an ihren längsseitigen Enden jeweils Öffnungen aufweisen, durch die das Inertgas geleitet und umgelenkt wird, so dass sich der Gasstrom von der Außenseite des Gehäuses (2) durch die Ringspalte (3) bewegt, die Strömungsrichtung in aufeinanderfolgenden Ringspalten (3) sich umkehrt, so dass sich der Gasstrom von der Außenseite des Gehäuses (2) durch die Ringspalte (3) bewegt, entlang der im Innern angebrachten Heizpatrone (1) strömt und danach durch Gasaustritt (6) in den Reaktionsraum geleitet wird.Reactor according to claim 24, characterized in that in the housing ( 2 ), a plurality of concentric annular gaps are formed having at their longitudinal ends respectively openings through which the inert gas is passed and deflected, so that the gas flow from the outside of the housing ( 2 ) through the annular gaps ( 3 ), the flow direction in successive annular gaps ( 3 ) reverses so that the gas flow from the outside of the housing ( 2 ) through the annular gaps ( 3 ), along the inside of the heating cartridge ( 1 ) and then by gas outlet ( 6 ) is passed into the reaction space. Reaktor nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasaustritt (6) als Düse ausgestaltet ist.Reactor according to claim 25, characterized in that the gas outlet ( 6 ) is designed as a nozzle. Reaktor nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizpatrone (1) mit Keramikummantelung versehen ist.Reactor according to claim 24, characterized in that the heating cartridge ( 1 ) is provided with ceramic coating. Reaktor nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) aus Keramik und/oder aus Metall besteht.Reactor according to claim 24, characterized in that the housing ( 2 ) consists of ceramic and / or metal. Reaktor nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchführung (4) mit einem Schraubgewinde versehen ist, in das die Heizpatrone (1) eingeschraubt und fixiert wird.Reactor according to claim 24, characterized in that the bushing ( 4 ) is provided with a screw thread into which the heating cartridge ( 1 ) is screwed in and fixed. Reaktor nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenwand des Gehäuses (2) mit einem inerten Material beschichtet ist.Reactor according to claim 24, characterized in that the outer wall of the housing ( 2 ) is coated with an inert material. Reaktor nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die der Heizpatrone (1) gegenüberliegende Innenwand mit inertem Material beschichtet ist.Reactor according to claim 24, characterized in that the heating cartridge ( 1 ) opposite inner wall is coated with inert material. Reaktor nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung an ihrer Außenwand mit einem Konus (8) versehen ist, an dessen Außenseite sich ein Gewinde (7) befindet.Reactor according to Claim 24, characterized in that the device is provided on its outer wall with a cone ( 8th ) is provided on the outside of a thread ( 7 ) is located. Reaktor nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass dieser ein Reaktionsrohr (9) aufweist, an das eine ein Gewinde (11) sowie einen Vorsprung (12) aufweisende Halterung (10) angeschweißt ist, in welche die Vorrichtung eingeschraubt ist.Reactor according to Claim 32, characterized in that it comprises a reaction tube ( 9 ), to which a thread ( 11 ) as well as a lead ( 12 ) holder ( 10 ) is welded, in which the device is screwed. Reaktor nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass dieser einen Ofen sowie ein schlaufenförmig im Ofen verlaufendes Reaktionsrohr (19a) umfasst, wobei der Ofen eine Strahlungszone (16), eine Konvektionszone (17) sowie mindestens ein am Deckel oder Boden der Strahlungszone (16) angeordnetes und nicht beheiztes Kompartment (18) aufweist, in das Schlaufen des senkrecht verlaufenden Reaktionsrohrs aus der bzw. in die Strahlungszone (16) geführt werden, wobei sich die mindestens eine Vorrichtung nach Anspruch 24 in mindestens einem Kompartment (18) befindet und in das Reaktionsrohr (19a) eingebaut ist, so dass der Eduktgasstrom an diesen Stellen mit einem erhitzten Inertgas in Kontakt gebracht werden kann.Reactor according to claim 33, characterized in that it comprises a furnace and a tubular tube in the reaction tube ( 19a ), wherein the furnace is a radiation zone ( 16 ), a convection zone ( 17 ) and at least one at the top or bottom of the radiation zone ( 16 ) and unheated compartment ( 18 ) in the loops of the vertically extending reaction tube from the or in the radiation zone ( 16 ), wherein the at least one device according to claim 24 in at least one compartment ( 18 ) and into the reaction tube ( 19a ) is installed so that the educt gas stream can be brought into contact with a heated inert gas at these points. Reaktor nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Vorrichtung an den Bögen der Schlaufen des Reaktionsrohres (19a) angebracht ist und in die senkrechten Abschnitte der Schlaufen mündet.Reactor according to claim 34, characterized in that the at least one device on the bends of the loops of the reaction tube ( 19a ) is mounted and opens into the vertical sections of the loops. Reaktor nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, das dieser als Heizvorrichtung iii) mindestens eine unmittelbar vor dem reaktorseitigen Ende der Zuleitung angebrachte Vorrichtung zum Aufheizen und Einleiten eines Inertgases aufweist, die eine elektrisch betriebene Heizpatrone (1) umfasst, die mittels einer gasdichten, druck- und temperaturbeständigen Durchführung (4) in einem Gehäuse (2) fixiert ist, wobei das Gehäuse (2) mindestens einen Gaseintritt (5) und einen Gasaustritt (6) aufweist und das Inertgas im Innern des Gehäuses (2) über die Heizpatrone (1) geleitet wird.Reactor according to claim 19, characterized in that this as a heating device iii) at least one immediately before the reactor end the supply line mounted device for heating and introducing an inert gas having an electrically operated immersion heater ( 1 ), which by means of a gas-tight, pressure and temperature resistant implementation ( 4 ) in a housing ( 2 ), wherein the housing ( 2 ) at least one gas inlet ( 5 ) and a gas outlet ( 6 ) and the inert gas inside the housing ( 2 ) over the heating cartridge ( 1 ).
DE10350213A 2003-10-27 2003-10-27 Production of unsaturated hydrocarbon, e.g. ethylene or propylene, involves thermal cleavage of optionally unsaturated hydrocarbon with injection of small amounts of hot gas into the reactor Withdrawn DE10350213A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10350213A DE10350213A1 (en) 2003-10-27 2003-10-27 Production of unsaturated hydrocarbon, e.g. ethylene or propylene, involves thermal cleavage of optionally unsaturated hydrocarbon with injection of small amounts of hot gas into the reactor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10350213A DE10350213A1 (en) 2003-10-27 2003-10-27 Production of unsaturated hydrocarbon, e.g. ethylene or propylene, involves thermal cleavage of optionally unsaturated hydrocarbon with injection of small amounts of hot gas into the reactor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10350213A1 true DE10350213A1 (en) 2005-05-25

Family

ID=34485115

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10350213A Withdrawn DE10350213A1 (en) 2003-10-27 2003-10-27 Production of unsaturated hydrocarbon, e.g. ethylene or propylene, involves thermal cleavage of optionally unsaturated hydrocarbon with injection of small amounts of hot gas into the reactor

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10350213A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0157758B1 (en) Method for producing synthetic gases, in particular reduction gases, and device for carrying out the method
DE10219723B4 (en) Process for the preparation of unsaturated halogen-containing hydrocarbons and device suitable therefor
WO2008148487A1 (en) Device and method for catalytic gas phase reactions and the use thereof
EP3212566B1 (en) Method and plant for the production of synthesis gas
DE2616085C2 (en)
DE1080981B (en) Process for the catalytic endothermic conversion of mixtures of hydrocarbons and water vapor
EP0180953B2 (en) Method and device for producing a protective atmosphere
DE1152783B (en) Burner for the thermal conversion of gaseous and / or vaporous or liquid hydrocarbons and / or other fuel gases with oxygen-containing gases and processes for operating the burner
DE10350213A1 (en) Production of unsaturated hydrocarbon, e.g. ethylene or propylene, involves thermal cleavage of optionally unsaturated hydrocarbon with injection of small amounts of hot gas into the reactor
DE10350202A1 (en) Production of unsaturated hydrocarbons, e.g. ethylene or propylene, involves thermal cleavage of saturated hydrocarbon in a reactor containing catalyst on a gas-permeable support through which a scavenging gas can be passed
DE10252891A1 (en) Production of ethylenically unsaturated halogen containing aliphatic hydrocarbons by thermal cleavage comprises use of a reactor having a catalyst on and/or in a gas permeable support having an inlet for a promoter for the thermal cleavage
DE1208031B (en) Device for producing a heating gas
DE10350204A1 (en) Production of unsaturated hydrocarbon, e.g. ethylene or propylene, involves thermal cleavage of optionally unsaturated hydrocarbon with injection of hot gas containing alkyl radicals and-or hydrogen atoms
WO2003093204A1 (en) Method for the production of unsaturated hydrocarbons containing halogen and suitable device therefor
WO2003093206A1 (en) Method for the production of unsaturated hydrocarbons containing halogen and suitable device therefor
DE10307193A1 (en) Production of ethylenically unsaturated halogen containing aliphatic hydrocarbons by thermal cleavage comprises use of a reactor having a catalyst on and/or in a gas permeable support having an inlet for the introduction of a heated gas
WO2003093205A2 (en) Method for the production of unsaturated hydrocarbons containing halogen and suitable device therefor
DE10219722B4 (en) Process for the preparation of unsaturated halogen-containing hydrocarbons and apparatus suitable therefor
DE10350203A1 (en) Production of unsaturated hydrocarbons, e.g. ethylene or propylene, involves thermal cleavage of saturated hydrocarbon in a reactor containing catalyst through which gas containing an alkyl radical precursor is passed
DD203067A5 (en) METHOD AND DEVICE FOR STEAM CRACKING OF HEAVY HYDROCARBONS
DE952437C (en) Process and device for the continuous production of hydrogen-rich gas mixtures from hydrocarbons or hydrocarbon-containing gas
EP0063246B1 (en) Method of operating an oscillating column reactor for chemical reactions
WO2001034287A9 (en) Method for catalytically dehydrating hydrocarbons in a tube reactor
WO2018108321A1 (en) Heat exchanger having a burner
DE10251391A1 (en) Production of ethylenically unsaturated halogen containing aliphatic hydrocarbons by thermal cleavage comprises use of a reactor having a catalyst on and/or in a gas permeable support having an inlet for a flushing gas

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee