DE1259875B

DE1259875B - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Acetylen

Info

Publication number: DE1259875B
Application number: DEM45857A
Authority: DE
Inventors: Walter Billi
Original assignee: Montedison SpA
Current assignee: Montedison SpA
Priority date: 1959-07-08
Filing date: 1960-07-07
Publication date: 1968-02-01
Also published as: FR1261785A; NL253164A; GB930882A; US3220803A; CH410908A; ES259481A1

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES WAW PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

C07c

C07b
Deutsche Kl.: 12 ο-19/01

Nummer: 1 259 875

Aktenzeichen: M 45857IV b/12 ο

Anmeldetag: 7. Juli 1960

Auslegetag: !.Februar 1968

Bekanntlich kann Acetylen im kontinuierlichen Verfahren durch teilweise Verbrennung von Kohlenwasserstoffen mit einer brennbaren Substanz hergestellt werden. Diese Verfahren bestehen entweder darin, daß der Kohlenwasserstoff in eine Flamme eingespritzt wird, die durch Verbrennung von anderen Kohlenwasserstoffen entsteht, oder daß die Kohlenwasserstoffe mit der brennbaren Substanz gemischt und zunächst vorerhitzt werden, worauf die Mischung entzündet wird. In beiden Fällen wird die Reaktion mittels eines Wasserstrahles abgebrochen nach einer Verweilzeit der Gase von wenigen hundertstel Sekunden in der Reaktionskammer.

Es ist bekannt, daß diese Zeit sowohl von der Art des Kohlenwasserstoffes, welcher gekrackt wird, und vom Sauerstoffgehalt der brennbaren Substanz als auch von der Vorerhitzungstemperatur und dem Druck, unter welchem die Reaktion stattfindet, abhängt. Außerdem ist es bekannt, daß diese Zeit für einen bestimmten zu behandelnden Kohlenwasser- ao Stoffstrom, wenn die Reinheit der brennbaren Substanz, die Vorerhitzungstemperatur, Druck und Volumen der Reaktionskammer festliegt und von dem Abstand des Brennerblocks von der Zone abhängt, in welcher die schnelle Abkühlung stattfindet, wenn einmal der Querschnitt der Kammer festliegt.

Dieses Volumen wird bei technischen Anlagen empirisch bestimmt, worauf gemäß den Ergebnissen der Vorversuche nach Zerlegung des Brennofens die notwendigen Modifikationen an der Reaktionskammer durchgeführt werden. Die Reaktionskammer, wenn sie so eingestellt ist, hat somit eine optimale Ausbildung nur für eine bestimmte Quantität und Qualität von Kohlenwasserstoffen, für einen gegebenen Arbeitsdruck und eine bestimmte Reinheit der brennbaren Substanz. Dadurch wird die Anpassungsfähigkeit der Arbeitsbedingungen des Brennofens begrenzt, und es müssen mühsam die besten Größenverhältnisse der Reaktionskammer für die jeweiligen Standardbedingungen festgelegt werden.

Gegenstand der Erfindung ist nun eine Verbesserung des Verfahrens zur Herstellung von Acetylen durch teilweise Verbrennung von Kohlenwasserstoffen, wobei das Volumen der sich an einen Brennerblock anschließenden Reaktionskammer zur Einstellung optimaler Reaktionsbedingungen verändert wird, welche darin besteht, daß diese Volumenänderung während des Betriebes der Brennkammer durch Verschieben des Brennerblockes bewirkt wird.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Brennblock mit Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von
Acetylen

Anmelder:

Montecatini Societä Generale per l'Industria

Mineraria e Chimica, Mailand (Italien)

Vertreter:

Dipl.-Ing. Dipl.-Chem. Dr. phil. Dr. techn.

J. Reitstötter und Dr.-Ing. W. Bunte,

Patentanwälte,

8000 München 15, Haydnstr. 5

Als Erfinder benannt:
Walter BiIIi, Mailand (Italien)

Beanspruchte Priorität:

Italien vom 8. Juli 1959 (11 370)

seiner Brennseite die eine bewegliche Wand der Brennkammer bildet und mit seinen Seitenflächen an den feststehenden Seitenflächen der Brennkammer anliegt und entlang denselben verschiebbar ist. Die Verschiebung des Brennerblocks bzw. der Platte entlang den feststehenden Seitenflächen des Brenners kann durch einfache Translationsbewegung durchgeführt werden, wobei Vorrichtungen eingesetzt werden müssen, die die Dichtigkeit gegenüber Gas gewährleisten. Es ist offensichtlich, daß das erfindungsgemäße Verfahren, das mit Hilfe der im folgenden beschriebenen Einrichtung durchgeführt werden kann, infolge der Tatsache, daß ein bestimmter Brenner schnell, auch während der Tätigkeit, den verschiedenen Arten von zugeführten Kohlenwasserstoffen (beispielsweise Methan, Äthan, Leichtbenzin mit verschiedenen Prozentsätzen an Wasserstoff usw.) angepaßt werden kann, einem Brenner zur Herstellung von Acetylen aus Kohlenwasserstoffen außerordentliche Anpassungsfähigkeit mit größter praktischer Bedeutung verleiht.

Ein Beispiel einer Einrichtung, mit welcher das obige Verfahren durchgeführt werden kann, besteht im wesentlichen aus der in F i g. 1 schematisch gezeigten Vorrichtung. Hierin bezeichnet A die Zufuhr des Kohlenwasserstoffs, 1 den Brennerblock, 2 die

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Reaktionskammer, 3 die Löschzone, 4 die Stopfbüchse, S den Tragrahmen, 6 die Schraubstangen,

7 die Führungen bzw. Lager der Schraubstangen,

8 Führungsbolzen des Brennerblocks, 9 die Zahnräder der Gewindestangen und 10 den Schneckentrieb, mit welchem die Zahnräder bei 9 bewegt werden. .

Durch gleichzeitige Drehung der Gewindestangen, welche durch Drehen des Schneckentriebes bei 10 verursacht wird, ist es möglich, den Brennerblock während der Tätigkeit des Brenners zur Schnellkühlzone hin oder von dieser weg zu bewegen, wodurch die Länge der Reaktionskammer geändert wird, deren dichter Abschluß durch die Stopfbuchse bei 4 gewährleistet wird.

Es wurde Versuche mit Brennern, wie sie in den Fig. 2_T3 und 4 dargestellt sind, durchgeführt, d. h., zwei Brenner wurden mit einer Reaktionskammer veränderbaren und ein Brenner mit einer Reaktionskammer unveränderbaren Volumens benutzt.

Der Zweck dieser Versuche war, bei vergleichbaren Arbeitsbedingungen die Charakteristiken. der Elastizität und Anpassungsfähigkeit der genannten Brenner" an die /'Veränderungen der Strömungsgeschwindigkeit und der Temperatur beim Vorwärmen der Reaktionsgase zu prüfen. Die Abweichung der Strömungsgeschwindigkeit und der Temperatur in den Brennern, die "zum Vergleich standen, wurde in einem Bereich' von ± 1 °/o gehalten.

Die drei Reaktionsbrenner wurden für eine, auf 700Nm³/Std. bemessene Strömungsgeschwindigkeit (Nominalgeschwindigkeit) von Methan ausgelegt; sie sind alle mit Brennerblocks 1 versehen, die gleiche konstruktive Eigenschaften haben; auch die Löschvorrichtungen 3 sind gleich. Die Höhe L der Reaktionskammer 2 des Brenners nach F i g. 4 ist 540 mm. Um den Grad der durch die Reaktionsgase erhaltenen Mischung vor dem Eintritt in den Brennerblock 1 prüfen zu können, ist in dem zylindrischen Teil 15 eine Einrichtung zur Entnahme von Proben vorgesehen; der zylindrische Teil ist unter der Misch- ■ vorrichtung 14 angebracht. Die Analyse der während des Vorganges gezogenen Proben zeigt, daß der Prozentsatz an Sauerstoff in der Gasmischung der Probe in bezug auf die Strömungsgeschwindigkeit dem der zugeführten Gase gleiclr war. "

Dadurch wird bewiesen, daß die Vollständigkeit des Mischens in der zylindrischen Zone 15 des Brenners von der Höhe L der Reaktionskammer 2 nicht beeinflußt wird.

Die Acetylenausbeuten, die in Volumprozent des trockenen Reaktionsgases ausgedrückt werden, konnten bei den Brennern in Fig. 2 und 3 bei Werten von 7,45 bis 7_;5·!/ο gehalten werden, indem die Höhe L der ReaktioHskammer von Zeit zu Zeit den Veränderungen der Arbeitsbedingungen angepaßt ■-wurde, die durch Zu- oder Abnahme der Strömungsgeschwindigkeit def'Gase oder durch die Vorwärmetemperaturen verursacht werden; im Brenner nach Fig. 4 wurde festgestellt, daß jede Änderung der Arbeitsbedingungen fühlbare Änderungen in ' der Acetylenausbeute mit sich brachte und daß es unmöglich ist, die höchst erreichbaren Werte nur bei vorgegebenen Arbeitsbedingungen des Brenners zu erzielen. ^:. ν '

Der Druck bei allen Arbeitsvorgängen war 4 ata. : 'Die Ergebnisse der'Versuche sind in der Tabelle aufgeführt. ^: ■-: . ■; " . . . ":'_.' . .

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Das neue Verfahren und die neue Vorrichtung bringen eine technische Lösung des Problems der Volumenänderung während des Betriebes und vermeiden die schwerwiegenden Nachteile älterer, zu dem gleichen Zweck in Vorschlag gebrachter Einrichtungen. Das Einspritzen des Abschreckwassers in die Reaktionskammer selbst, d. h. also auf irgendeinem veränderlichen Niveau innerhalb der Reaktionskammer statt in einem Abschreckraum mit merklich größerem Querschnitt als der Querschnitt der Reaktionskammer, bringt nämlich eine Störung der Reaktion mit sich, weil durch das Zurückprallen der Strahlen des Abschreckwassers an den Wandungen der Reaktionskammer dieses Wasser leicht dorthin gelangt, wohin es nicht gelangen darf, nämlich insbesondere nach oben, aus welcher Richtung die heißen Gase kommen. Ferner verdampft in dem betrachteten Fall das Wasser in dem Reaktionsraum selbst, wodurch sich das Gasvolumen erhöht und eine unter höherem Druck stehende Gasmasse gehandhabt werden muß, was Druckverluste bedingt.

Diese Nachteile werden aber nach der Erfindung vermieden.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Acetylen durch teilweise Verbrennung von Kohlenwasserstoffen, wobei das Volumen der sich an einen Brennerblock anschließenden Brennkammer zur Einstellung optimaler Reaktionsbedingungen verändert wird, dadurch gekennzeichnet, daß diese Volumenänderung während des Betriebes der Brennkammer durch Verschieben des Brennerblocks bewirkt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennerblock mit seiner Brennseite die eine bewegliche Wand der Brennkammer bildet und mit seinen Seitenflächen an den feststehenden Seitenwandungen der Brennkammer anliegt und entlang denselben verschiebbar ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 965 235;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1009 617.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen