DE1250424B - Process for the thermal splitting of hydrocarbons to mainly acetylene and ethylene - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

C 07 cC 07 c

Int. Cl.:Int. Cl .:

Deutsche Kl.: 12 ο-19/01 German class: 12 ο -19/01

Nummer: 1 250 424Number: 1 250 424

Aktenzeichen: F 31468 IVb/12oFile number: F 31468 IVb / 12o

Anmeldetag: 21. Juni 1960Filing date: June 21, 1960

Auslegetag: 21. September 1967Opened on: September 21, 1967

Es ist bekannt, Kohlenwasserstoffe dadurch thermisch zu spalten, daß man sie in einen Strom heißer Trägergase einführt und nach kurzer Reaktionszeit abschreckt. Die Trägergase werden dabei vorzugsweise durch Verbrennen von Wasserstoff, Kohlenoxyd und/oder Kohlenwasserstoffen mit Sauerstoff oder sauerstoffhaltigen Gasen erzeugt. Dieses Verfahren eignet sich besonders zur Herstellung von Acetylen und Äthylen aus Kohlenwasserstoffen. Als Nebenprodukte treten unter anderem Propylen und andere Olefine, Kohlenoxyd, Kohlendioxyd, Methan sowie Cracköl und Koks auf. Die Bildung von Cracköl und Koks führt dabei leicht zu Ansätzen im Reaktor, wodurch ein Dauerbetrieb erschwert oder gar unmöglich gemacht wird. Dieser Koksansatz im Reaktor tritt um so stärker in Erscheinung, je größer die Spaltungstiefe ist, d. h. je höher die Ausbeuten an Acetylen werden, da dann das Cracköl immer festere Konsistenz annimmt.It is known to thermally split hydrocarbons by making them hotter in a stream Introduces carrier gases and quenched after a short reaction time. The carrier gases are preferred by burning hydrogen, carbon dioxide and / or hydrocarbons with oxygen or Oxygen-containing gases generated. This process is particularly suitable for the production of acetylene and ethylene from hydrocarbons. Propylene and others occur as by-products Olefins, carbon dioxide, carbon dioxide, methane as well as crack oil and coke. The formation of crack oil and Coke easily leads to deposits in the reactor, which makes continuous operation difficult or even impossible is made. This coke build-up in the reactor appears all the more pronounced, the greater the depth of the cleavage is, d. H. the higher the acetylene yields, as the crack oil becomes more and more solid accepts.

Aus diesem Grunde wurden in der Praxis bisher vorzugsweise niedermolekulare Kohlenwasserstoffe für die Herstellung von Acetylen und Äthylen durch thermische Spaltung verwendet, da bei ihnen der Koksansatz nur gering ist. Solche Eigenschaften haben z. B. Propan, Butan oder Leichtbenzine (obere Siedegrenze zwischen 100 und 15O⁰C).For this reason, low molecular weight hydrocarbons have hitherto preferably been used in practice for the production of acetylene and ethylene by thermal cracking, since the coke charge is only small in them. Such properties have e.g. B. propane, butane or light gasoline (upper boiling limit between 100 and 150 ⁰ C).

Durch Zusatz von Wasserdampf zu den heißen Trägergasen kann der Koksansatz im Reaktor in einem gewissen Grad zurückgedrängt werden. Diese Maßnahme ist jedoch nur bei nicht allzu hoher Spaltungstiefe und nicht zu stark koksbildenden Ölen ausreichend, um einen Dauerbetrieb zu ermöglichen. Zudem bringt sie wirtschaftliche Nachteile mit sich. Da der Dampf durch die heißen Trägergase bis zur Reaktionsendtemperatur aufgeheizt wird, verbraucht er einen Teil der Energie, die sonst für die Spaltungsreaktion zur Verfügung gestanden hätte. Es treten also neben den Kosten für den Dampf selbst noch Kosten für den erhöhten Energieverbrauch auf. Diese Kosten fallen bei mäßigen Spaltungstiefen (Reaktionsendtemperatur um 800° C) noch nicht allzusehr ins Gewicht. Bei hohen Spaltungstiefen jedoch, die Reaktionstemperaturen oberhalb von 1000⁰C erfordern, wird der Dampfzusatz ein wichtiger wirtschaftlicher Faktor und muß aus den angeführten Gründen möglichst niedrig gehalten werden.By adding steam to the hot carrier gases, the coke build-up in the reactor can be pushed back to a certain extent. However, this measure is only sufficient in the case of not too great a cleavage depth and not too strong coke-forming oils to enable continuous operation. It also has economic disadvantages. Since the steam is heated up to the final reaction temperature by the hot carrier gases, it consumes part of the energy that would otherwise have been available for the cleavage reaction. In addition to the costs for the steam itself, there are also costs for the increased energy consumption. In the case of moderate cleavage depths (final reaction temperature around 800 ° C.), these costs are not too significant. At high cleavage depths, however, which ^{require reaction temperatures above 1000 °} C., the addition of steam becomes an important economic factor and must be kept as low as possible for the reasons given.

Es ist auch bereits bekannt, die thermische Spaltung von Kohlenwasserstoffen in einer Kammer, deren Wände von Wasserdampf bespült werden, vorzunehmen. In dieser Kammer, die gleichzeitig Brenner, Mischraum und Reaktor darstellt, ist die Herstellung sowohl der Brennergase als auch der Spalt-Verfahren zur thermischen Spaltung von Kohlenwasserstoffen zu vorwiegend Acetylen und ÄthylenIt is also already known that the thermal cracking of hydrocarbons in a chamber, the walls of which are washed by water vapor. In this chamber, which is also burner, Mixing room and reactor is the production of both the burner gases and the gap process for the thermal splitting of hydrocarbons to mainly acetylene and ethylene

Anmelder:Applicant:

Farbwerke Hoechst Aktiengesellschaft vormals Meister Lucius & Brüning, Frankfurt/M.Farbwerke Hoechst Aktiengesellschaft formerly Master Lucius & Brüning, Frankfurt / M.

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Dr. Nikolaus Pechtold, Rüsselsheim; Dipl.-Ing. Rudolf Wimmer,Dr. Nikolaus Pechtold, Rüsselsheim; Dipl.-Ing. Rudolf Wimmer,

Frankfurt/M.- Unterliederbach; Dr. Rudolf Wirtz, Göggingen; Dipl.-Ing. Werner Fischer, Rösrath (Bez. Köln) -Frankfurt / M.- Unterliederbach; Dr. Rudolf Wirtz, Göggingen; Dipl.-Ing. Werner Fischer, Rösrath (Cologne district) -

produkte in einem einzigen Raum zusammengefaßt. Die zu spaltenden Kohlenwasserstoffe, der Sauerstoff und die zu verbrennenden Trägergase werden in diese Kammer gleichzeitig und parallel zueinander eingeführt, was zur Folge hat, daß bereits während der Verbrennung die Mischung der zu spaltenden Kohlenwasserstoffe mit dem noch nicht ausgebrannten Trägergasgemisch sowie die Krackung dieser Kohlenwasserstoffe erfolgt. Auch der die obengenannten Gase umhüllende Wasserdampf wird gleichzeitig mit dem Brenngas und dem Sauerstoff der Kammer zugeführt und schützt somit die Wand vor unerwünschten thermischen Einflüssen. Dieser Wasserdampf dient nicht zur Verhinderung von Koksablagerungen an der Kammerwand, da eine solche Ablagerung in der Brennkammer wegen der Umhüllung der Reaktionszone durch die Brennzone verhindert wird.products combined in a single room. The hydrocarbons to be split, the oxygen and the carrier gases to be burned are in this chamber simultaneously and parallel to each other introduced, with the result that the mixture to be cleaved already during the combustion Hydrocarbons with the not yet burned out carrier gas mixture as well as the cracking of these Hydrocarbons takes place. The water vapor enveloping the abovementioned gases also becomes simultaneously with the fuel gas and the oxygen supplied to the chamber and thus protects the wall undesirable thermal influences. This water vapor is not used to prevent coke deposits on the chamber wall, as such a deposit in the combustion chamber because of the envelope the reaction zone is prevented by the burning zone.

Bei Vorrichtungen für die Spaltung von Kohlen-Wasserstoffen, bei denen Brenner und Reaktor hintereinandergeschaltet sind, ist auch schon zum Schütze der inneren Oberfläche der metallischen Wandungen des Reaktors vorgeschlagen worden, daß, ausgehend vom oberen Rand der Wandung der Spaltkammer, fortlaufend peripherer Dampf derart eingeblasen wird, daß zunächst längs dieser Fläche ein zusammenhängender und homogener Wasserdampfschleier gebildet und dieser Wasserdampf dann durch auf der Außenseite der Wandung durch Umlauf eines Kühlmittels bewirkte Kühlwirkung unter Bildung eines zusammenhängenden, den Dampfschleier verlängernden Wasserschleiers kondensiert wird.In devices for the splitting of hydrocarbons, in which the burner and reactor are connected in series is already used to protect the inner surface of the metallic walls of the reactor has been proposed that, starting from the upper edge of the wall of the cleavage chamber, continuously peripheral steam is blown in such that initially a coherent one along this surface and a homogeneous vapor curtain is formed and this water vapor then passes through the outside of the wall caused by the circulation of a coolant cooling effect with formation a coherent water veil extending the vapor veil is condensed.

709 648/364709 648/364

Gegenstand der Erfindung ist nun ein Verfahren zur thermischen Spaltung von Kohlenwasserstoffen zu vorwiegend Acetylen und Äthylen mittels heißer Trägergase, bei dem zunächst in einer Brennkammer, gegebenenfalls unter Zugabe von Wasserdampf, gasförmige Brennstoffe mit Sauerstoff verbrannt werden, dem so erhaltenen heißen Trägergas in einer nachgeschalteten Mischzone die zu krackenden Kohlenwasserstoffe zugemischt und in einem der Mischzone nachgeschalteten Reaktor gespalten werden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man längs der Reaktorwand Wasserdampf in der Weise zusetzt, daß die gesamte innere Reaktorwand von einem Dampfschleier bedeckt ist und die Temperatur der Reaktorinnenwand mindestens 700° C beträgt.The invention now relates to a process for the thermal cracking of hydrocarbons to mainly acetylene and ethylene by means of hot carrier gases, initially in a combustion chamber, if necessary with the addition of steam, gaseous fuels are burned with oxygen, the hot carrier gas thus obtained, in a downstream mixing zone, the hydrocarbons to be cracked are admixed and split in a reactor downstream of the mixing zone, which thereby is characterized in that water vapor is added along the reactor wall in such a way that the entire inner reactor wall is covered by a vapor curtain and the temperature of the reactor inner wall is at least 700 ° C.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren, bei dem sich der Wasserdampf mit dem Träger- und Spaltgas nur teilweise vermischt, werden die beschriebenen Nachteile weitgehend vermieden. Da die Menge des Wasserdampfes ausschließlich längs der Innenwand des Reaktors geführt wird, fällt sie um so weniger ins Gewicht, je größer die Anlage ist. Da zudem nur eine teilweise Erwärmung auf die Reaktionsendtemperatur erfolgt, tritt keine nennenswerte Erhöhung der benötigten Brenngas- und Sauerstoffmenge ein.By the method according to the invention, in which the water vapor with the carrier and fission gas only partially mixed, the disadvantages described are largely avoided. Because the crowd of the water vapor is guided exclusively along the inner wall of the reactor, the less it falls in weight, the larger the system is. In addition, there is only partial heating to the final reaction temperature occurs, there is no significant increase in the required amount of fuel gas and oxygen.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders für die Spaltung von solchen Kohlenwasserstoffen, die dazu neigen, im Reaktor Koks anzusetzen. Zu Kohlenwasserstoffen dieser Art gehören Normalparaffine mit einem Molekulargewicht über 200, Isoparaffine und Naphthene mit einem Molekulargewicht über 140, einfache Olefine mit einem Molekulargewicht über 120 und alle höher ungesättigten Verbindungen, wie Diolefine und Acetylene, sowie alle Aromaten. Auch Kohlenwasserstoffgemische, die größere Anteile einer oder mehrerer dieser aufgezählten Gruppen enthalten, gehören dazu. Insbesondere bezieht sich das erfindungsgemäße Verfahren auf Erdöldestillate, die ganz oder teilweise über 150° C sieden. Jedoch ist der Siedepunkt kein eindeutiges Kennzeichen, da die Zusammensetzung eines Erdöldestillates und damit sein Gehalt an leicht verkokenden Kohlenwasserstoffen von der Herkunft und Vorbehandlung abhängt.The process according to the invention is particularly suitable for the cleavage of such hydrocarbons which tend to build up coke in the reactor. Hydrocarbons of this type include Normal paraffins with a molecular weight above 200, isoparaffins and naphthenes with a molecular weight over 140, simple olefins with a molecular weight over 120 and all higher unsaturated ones Compounds such as diolefins and acetylenes, as well as all aromatics. Also hydrocarbon mixtures, which contain larger proportions of one or more of these listed groups belong to it. In particular, the inventive method relates to petroleum distillates, the whole or in part boil over 150 ° C. However, the boiling point is not a clear indicator, since the composition of a petroleum distillate and thus its content of easily coking hydrocarbons from the origin and pretreatment depends.

Die Herstellung des Trägergases für die thermische Spaltung kann nach einer der bekannten Methoden erfolgen, z. B. durch Verbrennen von Wasserstoff-Kohlenwasserstoff-Mischungen mit Sauerstoff in einer gekühlten Brennkammer und nachträglichem Zusatz von Wasserdampf zu den Verbrennungsgasen. Diesem aus dem Brenner austretenden Brennergas wird der zu spaltende Kohlenwasserstoff bzw. das Kohlenwasserstoffgemisch — im folgenden Einsatzstoff genannt — zugemischt. In dem anschließenden Reaktor erfolgt dann die Spaltung vorwiegend zu Acetylen und Äthylen. Der zylindrische oder konische Reaktor ist so bemessen, daß die Verweilzeit einige Millisekunden beträgt. Am Ende des Reaktors wird die Reaktion auf eine der bekannten Weisen durch Abschrecken mit Wasser, Wasser und Wasserdampf oder Wasser und Öl abgebrochen.The carrier gas for the thermal cleavage can be produced by one of the known methods take place, e.g. B. by burning hydrogen-hydrocarbon mixtures with oxygen in a cooled combustion chamber and subsequent addition of steam to the combustion gases. This burner gas emerging from the burner becomes the hydrocarbon to be split or the Hydrocarbon mixture - called feedstock in the following - admixed. In the subsequent In the reactor, the cleavage takes place mainly to acetylene and ethylene. The cylindrical or conical reactor is dimensioned so that the residence time is a few milliseconds. At the end of the reactor the reaction is done in one of the known ways by quenching with water, water and Steam or water and oil canceled.

Am oberen Ende des Reaktors wird parallel zu den eintretenden Gasen längs der Wand Wasserdampf zugesetzt, um jeden Koksansatz zu verhindern. Es ist von Wichtigkeit, daß der Dampf so gleichmäßig zugesetzt wird, daß die Reaktorwand unmittelbar nach dem Dampfeintritt überall von einer gleich dicken Dampfschicht bedeckt ist und daß seine Eintrittsgeschwindigkeit die gleiche Richtung und den gleichen oder einen größeren Betrag hat wie die in den Reaktor eintretenden Spalt- und Trägergase. Besonders vorteilhaft liegt der Geschwindigkeitsbetrag des Dampfes bei dem 1 bis l,5fachen des Geschwindigkeitsbetrages der Spalt- und Trägergase. Auf diese Weise wird eine Vermischung der Spaltgase mit dem Dampf weitgehend unterdrückt. Die Koks- und Crackölteilchen kommen daher nur in ganz untergeordneten Mengen mit der Reaktorwand in Berührung. Eventuell angesetzte Koksteilchen werden aber durch die WassergasreaktionAt the top of the reactor, water vapor is generated parallel to the incoming gases along the wall added to prevent any coke build-up. It is important that the steam be so even it is added that the reactor wall is the same everywhere immediately after the entry of steam thick layer of vapor and that its entry velocity is the same direction and the the same or a greater amount than the fission and carrier gases entering the reactor. Particularly the speed of the steam is advantageously 1 to 1.5 times the speed the fission and carrier gases. In this way, the fission gases are mixed with the Steam largely suppressed. The coke and crack oil particles therefore come only in very subordinate areas Quantities in contact with the reactor wall. Any coke particles that may have been added will, however by the water gas reaction

C + H₂OC + H ₂ O

CO + H₂ CO + H ₂

wieder entfernt. Diese Reaktionsmöglichkeit gibt dem Wasserdampf den Vorzug vor allen flüssigen Spülmitteln, wie Wasser oder Öl, die zudem den Nachteil haben, daß sie durch teilweise Verdampfung einen deutlichen Anteil der im Trägergas vorhandenen Energie verbrauchen, während die Energieaufnahme des Wasserdampfes vergleichsweise nur gering ist. Gegenüber anderen Spülgasen hingegen hat Wasserdampf den Vorteil, daß er durch Kondensation leicht und billig zu entfernen ist und so die Aufarbeitung der Spaltgase erleichtert.removed again. This reaction option gives preference to water vapor over all liquid detergents, such as water or oil, which also have the disadvantage that they cause a Consume a significant proportion of the energy present in the carrier gas while absorbing the energy of the water vapor is comparatively low. Compared to other purge gases, however, has water vapor the advantage that it can be removed easily and cheaply by condensation, and so is work-up the fission gases facilitated.

Es ist günstig, die Gasgeschwindigkeit im Reaktor über 100 m/Sek., besonders vorteilhaft zwischen 200 und 500 m/Sek. zu halten, um allenfalls sich an der Wand ablagernde Koks- und Crackölteilchen auch rein mechanisch herauszuspülen.It is advantageous to keep the gas velocity in the reactor above 100 m / sec., Particularly advantageously between 200 and 500 m / sec. in order to avoid coke and crack oil particles also deposited on the wall purely mechanically flushed out.

Die benötigte Dampfmenge hängt von der Verkokungstendenz des zu spaltenden Kohlenwasserstoffs ab. Die Dampfmenge soll so groß sein, daß die Dicke des Dampfschleiers beim Eintritt in den Reaktor 1 bis 7 mm, besonders vorteilhaft 2 bis 5 mm, beträgt, wobei die Dampfschicht um so dicker sein muß, je stärker die Koksabscheidung des Einsatzstoffes ist. Außerdem muß der Dampfschleier um so dicker sein, je länger der Reaktor ist, damit am Ende des Reaktors noch eine mit dem Spaltgas praktisch unvermischte Dampfschicht vorhanden ist. Bei sehr langen Reaktoren kann es daher von Vorteil sein, die Dampfzugabe in der oben beschriebenen Weise an mehreren Stellen zu wiederholen. Dadurch wird ein neuer Dampfschleier gebildet, ehe der vorherige völlig unwirksam wird. Besonders vorteilhaft ist es, den Spüldampf vor Eintritt in den Reaktor auf Temperaturen zwischen 200 und 1000° C, vorzugsweise auf 600 bis 1000⁰C, zu überhitzen. Dadurch wird die Geschwindigkeit der Wassergasreaktion vergrößert und der Koksansatz im Reaktor besonders wirksam verhindert. Dementsprechend wird die Temperatur, auf die der Dampf vorgeheizt wird, um so höher gewählt, je größer die Verkokungstendenz des Einsatzstoffes ist. Andererseits ist es möglich, bei dem gleichen Einsatzstoff die zur Spülung des Reaktors benötigte Dampfmenge durch Erhöhung der Temperatur zu verringern.The amount of steam required depends on the coking tendency of the hydrocarbon to be split. The amount of steam should be so great that the thickness of the steam curtain on entry into the reactor is 1 to 7 mm, particularly advantageously 2 to 5 mm, the thicker the layer of coke, the thicker the coke deposition of the feedstock. In addition, the longer the reactor, the thicker the vapor curtain, so that at the end of the reactor there is still a vapor layer which is practically unmixed with the cracked gas. In the case of very long reactors, it can therefore be advantageous to repeat the addition of steam at several points in the manner described above. This creates a new vapor curtain before the previous one becomes completely ineffective. It is particularly advantageous, preferably overheat at 600 to 1000 ⁰ C, the purge vapor prior to entry into the reactor to temperatures between 200 and 1000 ° C. Is This increases the speed of the water-gas reaction and prevents the build-up of coke in the reactor in a particularly effective manner. Accordingly, the temperature to which the steam is preheated is selected to be higher, the greater the coking tendency of the feedstock. On the other hand, with the same feedstock, it is possible to reduce the amount of steam required to flush the reactor by increasing the temperature.

Die Temperatur der Reaktorinnenwand beträgt mindestens 700⁰C, vorteilhaft 800 bis 900⁰C. Bei zu niedriger Wandtemperatur besteht die Gefahr, daß an der Wand hängengebliebene Koksteilchen zu kalt werden, um mit dem Wasserdampf schnell genug zu reagieren.The temperature of the reactor inner wall is at least 700 ⁰ C, preferably 800 to 900 ⁰ C. At too low wall temperature, there is the danger that are too cold to the wall stuck coke particles to react with the water vapor fast enough.

F i g. 1 zeigt die apparative Anordnung des erfindungsgemäßen Verfahrens. In einer Brennkammer 1 wird durch Verbrennen von Brenngasen 5 mit Sauerstoff 6 und Zumischen von Dampf 7 das heiße Trä-F i g. 1 shows the arrangement of the apparatus according to the invention Procedure. In a combustion chamber 1 is by burning fuel gases 5 with oxygen 6 and mixing in steam 7 the hot carrier

Claims (1)

5 65 6 gergas für die Spaltung hergestellt. In der nachfolgen- haft parallel zur Wand 5" — in den Reaktionsden Mischstrecke 2 werden dem Trägergas die zu raum 6" eingeführt. Es bildet sich wiederum ein spaltenden Kohlenwasserstoffe 8 auf geeignete Weise Dampfschleier längs der Reaktorwand 5" aus, der zugemischt. Die Mischstrecke 2 ist so kurz gewählt, die Berührung der aus dem Mischraum 4" austretendaß in ihr keine wesentliche Reaktion stattfinden 5 den Spalt- und Trägergase mit der Reaktorwand verkann. Die Spaltreaktion findet im nachfolgenden hindert. Dieser Reaktor eignet sich besonders für die dampfgespülten zylindrischen Reaktor 3 statt. Die Spaltung sehr stark koksbildender Öle, da durch die aus dem Reaktor austretenden Gase werden bei 4 in konische Führung des Dampfschleiers eine Verbekannter Weise z. B. mit Wasser abgeschreckt. Der mischung mit den Spaltgasen noch weiter zurückge-Spüldampf 9 wird in einem geeigneten Vorheizer 10 io drängt wird als in den oben beschriebenen Reakauf Temperaturen zwischen 200 und 1000⁰C, vor- toren. Der Öffnungswinkel des Konus beträgt 10 bis zugsweise 600 bis 1000⁰C, erhitzt. 30°, vorteilhaft 15 bis 25°.gergas produced for the split. In the following, parallel to the wall 5 ″ - in the reaction the mixing section 2, the carrier gas to space 6 ″ is introduced. In turn, a splitting hydrocarbon 8 is formed in a suitable manner along the reactor wall 5 ″, which is mixed Carrier gases can with the reactor wall. The cleavage reaction takes place in the subsequent hinders. This reactor is particularly suitable for the steam-purged cylindrical reactor 3 instead. The cleavage of very strong coke-forming oils, since the gases emerging from the reactor are at 4 in a conical guidance of the steam curtain a known way z. B. quenched with water. The mixture with the cracked gases further Retired-purge vapor 9 is pushes in a suitable preheater 10 as io, factors in the above-described Reakauf temperatures between 200 and 1000 ⁰ C forth. The opening angle of the cone is 10 to preferably 600 to 1000 ⁰ C, heated. 30 °, advantageously 15 to 25 °. Der aus dem Vorheizer 10 austretende überhitzteThe one exiting the preheater 10 is overheated Wasserdampf strömt über eine ringförmige Verteiler- BeispielWater vapor flows over an annular manifold example kammer 11 durch den Ringspalt 12 in den Reak- 15 In einer Brennkammer werden 230Nm³ Wasser-chamber 11 through the annular gap 12 into the reactor 15 In a combustion chamber, 230Nm ^{3 of} water tionsraum 3 ein. Auf diese Weise wird ein gleich- stoff mit 105 Nm³ Sauerstoff verbrannt und mit 85 kgtion room 3. In this way, the same substance is burned with 105 Nm ^{3 of} oxygen and with 85 kg mäßiger Dampfschleier erzeugt, der die gesamte Re- Wasserdampf vermischt. In einer Mischstrecke wer-creates a moderate vapor curtain that mixes all of the re-water vapor. In a mixing section, aktorinnenwand 13 bedeckt und jeden Koksansatz den dem Trägergas 165 kg eines ErdöldestillatesAktorinnenwand 13 covered and each coke batch to the carrier gas 165 kg of a petroleum distillate verhindert. (Siedebereich 40 bis 360⁰C), das vorher verdampftprevented. (Boiling range 40 to 360 ⁰ C), which evaporates beforehand Die Reaktorwand kann aus beliebigen hitzebestän- 20 und auf 400° C vorgeheizt wurde, zugemischt. DasThe reactor wall can be made of any heat-resistant 20 and preheated to 400 ° C., mixed in. That digen Materialien, soweit sie gegen 1000° C heißen Gasgemisch tritt mit etwa 300 m/Sek. in den ReaktorDigen materials, as far as they occur against 1000 ° C hot gas mixture with about 300 m / sec. into the reactor Wasserdampf beständig sind, bestehen. Besonders ein, in dem die Spaltung des Öles zu Acetylen undResistant to water vapor exist. Especially one in which the splitting of the oil to acetylene and vorteilhaft sind hochtemperaturbeständige Metalle Äthylen innerhalb weniger Millisekunden erfolgt,high-temperature-resistant metals, ethylene, are advantageous within a few milliseconds, bzw. Metallegierungen. Die Innenwand des Reaktors Der Reaktor besteht aus einem Rohr aus hochfeuer-or metal alloys. The inner wall of the reactor The reactor consists of a tube made of high-fire darf keine Unebenheiten besitzen, um den Dampf- 25 festem Stahl von 68 mm Durchmesser, der mit einemmust not have any unevenness around the steam 25 solid steel of 68 mm diameter, which with a schleier nicht zu stören. Vorteilhaft wird die Innen- Mantel (entsprechend Fig. 4) umgeben ist, durchveil not to disturb. The inner jacket (according to FIG. 4) is advantageously surrounded by wand des Reaktors auf höchste Glätte poliert. den der Spüldampf strömt. Der Spüldampf (110 kg)wall of the reactor polished to the highest degree of smoothness. which the rinsing steam flows. The rinsing steam (110 kg) F i g. 2 zeigt eine andere Ausführungsform des er- tritt durch einen 4 mm breiten Ringspalt parallel zuF i g. 2 shows another embodiment of the entry through a 4 mm wide annular gap parallel to findungsgemäßen Verfahrens. Sie unterscheidet sich den Träger- und Crackgasen in den Reaktor ein.inventive method. It differs from the carrier and crack gases in the reactor. von der Ausführung nach F i g. 1 dadurch, daß der 30 Seine Temperatur beträgt beim Eintritt in den Reak-of the execution according to FIG. 1 in that the temperature is 30 Its when entering the reactor Spüldampf 9 vor Eintritt in den Reaktor 3 durch tor etwa 600⁰C. Im Reaktorausgang werden diePurge steam 9 before entering the reactor 3 through tor about 600 ⁰ C. In the reactor outlet, the einen Mantelraum 14 an der heißen Reaktorwand 13 heißen Gase durch Einspritzen von Wasser abge-a jacket space 14 on the hot reactor wall 13, hot gases are removed by injecting water entlanggeführt und auf diese Weise aufgeheizt wird. schreckt. Man erhält 243 Nm³ Spaltgas von folgenderis guided along and heated in this way. frightens. 243 Nm ^{3 of} cracked gas are obtained from the following Durch die Verwendung der Wärmeverluste des Re- Zusammensetzung:By using the heat losses of the re-composition: aktors zur Aufheizung des Spüldampfes wird die 35 Volumprozentactuator for heating the purge steam is 35 percent by volume Wirtschaftlichkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens jj 4g 55Economy of the method according to the invention jj 4g 55 wesentlich erhöht, da die Kosten für den Vorheizer .JL 'significantly increased because the cost of the .JL 'preheater und für ein zusätzliches Heizmittel wegfallen. ² 'and there is no need for an additional heating medium. ² ' Reicht die Wärmeabgabe des Reaktors nicht ganz ^{uw D}>^u If the heat output of the reactor is not quite ^{sufficient uw D} > ^u aus, um den Spüldampf auf die gewünschte Tempe- 40 C₂H₂ 9,8to set the purge steam to the desired tempe- 40 C ₂ H ₂ 9.8 ratur aufzuheizen — wie es bei sehr hohen Dampf- C₂H₄ 16,4temperature - as it is with very high steam- C ₂ H ₄ 16.4 eintrittstemperaturen der Fall sein kann —, so kann CH 17inlet temperatures can be the case - so can CH 17 man die Überhitzung im Heizmantel nach F i g. 2 mit γ^Η* n?the overheating in the heating jacket according to F i g. 2 with γ ^ Η * n? einem entsprechend kleineren Vorheizer nach F i g. 1 ^{4 8} 'a correspondingly smaller preheater according to FIG. 1 ^{4 8} ' kombinieren. 45 ^H₄ 9,4combine. 45 ^ H ₄ 9.4 Die F i g. 3 und 4 zeigen noch zwei besondere Aus- C₂H₆ 1,3The F i g. 3 and 4 show two more special types of C ₂ H ₆ 1,3 führungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens: Höhere ungesättigte Verbindungen 2,9implementation of the process according to the invention: Higher unsaturated compounds 2.9 Fig. 3 stellt einen dampf gespülten zylindrischen -^ 2 7Fig. 3 depicts a steam-purged cylindrical - ^ 2 7 Reaktor dar, welchem der Dampf in mehreren Stufea „² -'_Reactor, which the steam in several stages a " ² -'_ während des Reaktionsverlaufes zugeführt wird, wie 50 ² —is added during the course of the reaction, such as 50 ² - es bei sehr langgestreckten Reaktoren von Vorteil ist: 100,0
Durch die Rohre 1', 2' und 3' wird der Dampf demit is advantageous for very elongated reactors: 100.0
Through the pipes 1 ', 2' and 3 'the steam is dem Reaktor in drei Stufen zugeführt. Der Dampf tritt in Dies entspricht einer Ausbeute von 16,9 Gewichts-Reactor fed in three stages. The steam enters this corresponds to a yield of 16.9% by weight die Ringräume 7', 8',und 9' ein und gelangt durch die prozent Acetylen und 30,5 Gewichtsprozent Äthylen,the annular spaces 7 ', 8', and 9 'and passes through the percent acetylene and 30.5 percent by weight ethylene, Ringspalte 4', 5' bzw. 6' in die drei Stufen 11', 12' 55 bezogen auf die eingesetzten Kohlenwasserstoffe,Annular gaps 4 ', 5' or 6 'in the three stages 11', 12 '55 based on the hydrocarbons used, bzw. 13' des Reaktionsraumes. Der Abstand der In dieser hier beschriebenen Versuchsanordnungor 13 'of the reaction space. The distance between the experimental set-up described here Ringspalte 4', 5' und 6' wird so gewählt, daß der zeigte sich nach 200 Stunden Reaktionszeit keinAnnular gaps 4 ', 5' and 6 'are chosen so that they did not show up after a reaction time of 200 hours neue Dampfzusatz erfolgt, ehe sich der Dampf- Koksansatz im Reaktor. Wurde der dampfgespültenew steam is added before the steam coke build-up in the reactor. Became the steam-flushed schleier der vorherigen Stufe aufgelöst hat. Auf diese Reaktor durch einen Reaktor von 60 mm Durchmes-has dissolved the veil of the previous stage. On this reactor through a reactor of 60 mm diameter Weise wird auch bei sehr langgestreckten Reaktions- 60 ser ersetzt, der nicht mit Dampf gespült wurde, soIn the case of very elongated reaction water, which has not been flushed with steam, it is also replaced, see above rohren die gesamte Innenwand ununterbrochen mit mußte der Versuch nach 8 Stunden wegen des star-pipe the entire inner wall continuously, the test had to be carried out after 8 hours because of the einem Dampfschleier bedeckt, der jeden Koksansatz ken Koksansatzes im Reaktor abgebrochen werden,covered by a vapor curtain that breaks off any coke batch in the reactor, verhindert. .prevented. . In F i g. 4 ist ein konischer, dampfgespülter Reak- Patentansprüche:In Fig. 4 is a conical, steam-purged reac- claims: tor dargestellt: 6^ 1. Verfahren zur thermischen Spaltung vontor shown: 6 ^ 1. Process for the thermal cleavage of Durch das Rohr 1" wird wiederum der Dampf in Kohlenwasserstoffen zu vorwiegend Acetylen undThrough the pipe 1 ″, in turn, the steam becomes predominantly acetylene and hydrocarbons die ringförmige Verteilerkammer 2" eingeleitet. Äthylen mittels heißer Trägergase, bei dem zunächstthe annular distribution chamber 2 "introduced. Ethylene by means of hot carrier gases, in which initially Durch den Ringspalt 3" wird der Dampf ■— vorteil- in einer Brennkammer, gegebenenfalls unter Zu-Through the annular gap 3 ", the steam is ■ - advantageously - in a combustion chamber, if necessary with a gäbe von Wasserdampf, gasförmige Brennstoffe mit Sauerstoff verbrannt werden, dem so erhaltenen heißen Trägergas in einer nachgeschalteten Mischzone die zu krackenden Kohlenwasserstoffe zugemischt und in einem der Mischzone nachgeschalteten Reaktor gespalten werden, dadurch gekennzeichnet, daß man längs der Reaktorwand Wasserdampf in der Weise zusetzt, daß die gesamte innere Reaktorwand von einem Dampfschleier bedeckt ist und die Temperatur der Reaktorinnenwand mindestens 700⁰C beträgt. if steam, gaseous fuels would be burned with oxygen, the hot carrier gas obtained in this way would be admixed with the hydrocarbons to be cracked in a downstream mixing zone and split in a reactor downstream from the mixing zone, characterized in that water vapor was added along the reactor wall in such a way that the entire inner reactor wall of a steam film is covered and the temperature of the reactor inner wall is at least 700 ⁰ C. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserdampf in der gleichen Richtung und mit gleicher oder größerer Geschwindigkeit wie die in den Reaktor eintretenden Spalt- und Trägergase zugeführt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the water vapor in the same Direction and at the same or greater speed than those entering the reactor Fission and carrier gases is supplied. 3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsgeschwindigkeit des Wasserdampfes den 1- bis l,5fachen Betrag der Geschwindigkeit der Spalt- und Trägergase hat.3. Process according to Claims 1 and 2, characterized in that the entry speed of the water vapor 1 to 1.5 times the speed of the fission and carrier gases Has. 4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Reaktor eintretenden Spalt- und Trägergase eine Geschwindigkeit von über 100 m/Sek., vorzugsweise von 200 bis 500 m/Sek. haben.4. Process according to Claims 1 to 3, characterized in that the in the reactor fission and carrier gases entering a speed of over 100 m / sec., preferably from 200 to 500 m / sec. to have. 5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserdampf vor seinem Eintritt in den Reaktor auf eine Temperatur von 200 bis 1000⁰C und vorzugsweise von 600 bis 1000° C vorgeheizt wird.5. The method according to claims 1 to 4, characterized in that the steam is preheated prior to its entry into the reactor to a temperature of 200 to 1000 ⁰ C and preferably from 600 to 1000 ° C. 6. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufheizung des Wasserdampfes ganz oder teilweise dadurch erfolgt, daß der Wasserdampf vor seinem Eintritt in den Reaktor außen an der Reaktorwand entlang geführt wird.6. The method according to claims 1 to 5, characterized in that the heating of the Water vapor takes place wholly or partially in that the water vapor before its entry is passed into the reactor along the outside of the reactor wall. 7. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Spüldampf durch mehrere Ringspalte an mehreren Stellen längs des Reaktors zugesetzt wird, wobei der Abstand der Dampfzuführungen so gewählt wird, daß keine Unterbrechung des Dampfschleiers auftritt.7. The method according to claims 1 to 6, characterized in that the purge steam through several annular gaps is added at several points along the reactor, the spacing of the Steam supply is chosen so that there is no interruption of the steam curtain. In Betracht gezogene Druckschriften:Considered publications: Deutsche Patentschrift Nr. 1 008 728;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1 070 620;
belgische Patentschrift Nr. 558 751.German Patent No. 1,008,728;
German Auslegeschrift No. 1 070 620;
Belgian patent specification No. 558 751. In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 1148 229.Legacy Patents Considered:
German Patent No. 1148 229. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings 709 648/364 9. 67 © Bundesdruckerei Berlin709 648/364 9. 67 © Bundesdruckerei Berlin