DE1057094B

DE1057094B - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Acetylen durch partielle Oxydation gasfoermiger oder verdampfter Kohlenwasserstoffe

Info

Publication number: DE1057094B
Application number: DEB46874A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Werner Altstaedt; Dr Erwin Lehrer; Dr Friedrich-Wilhe Schierwater
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1957-11-22
Filing date: 1957-11-22
Publication date: 1959-05-14
Also published as: CH374646A

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Acetylen durch partielle Oxydation gasförmiger oder verdampfter Kohlenwasserstoffe Es ist bekannt, Acetylen durch partielle Oxydation gasförmiger oder verdampfter Kohlenwasserstoffe mit Sauerstoff herzustellen, indem die Reaktionsteilnehmer gemeinsam oder vorzugsweise getrennt vorgewärmt, das Gemisch dem Reaktionsraum zugeführt, in einer Flamme umgesetzt und die Reaktionsgase in einem Zeitpunkt rasch abgekühlt werden, in dem die maximale Menge Acetylen auf Grund des Reaktionsverlaufes im Gasgemisch vorhanden ist. Die Abschreckung erfolgt zweckmäßig durch Einspritzen von Wasser in das Gasgemisch nach Verlassen des Reaktionsraumes.
Es hat sich nun gezeigt, daß das in einer Ebene senkrecht zur Strömungsrichtung eingespritzte Wasser für das Gas einen erheblichen Strömungswiderstand darstellt, so daß ein Teil des Gases seitlich zwischen der Austrittsöffnung des Reaktionsraumes und der Einspritzebene austritt. Dieser Teil des Gases wird daher nicht rechtzeitig abgekühlt, und die Folge ist, daß sich das in ihm enthaltene Acetylen teilweise unter Rußbildung zersetzt. Die Ausbeute an Acetylen wird dadurch merklich beeinträchtigt, während sich der störende Rußgehalt des Gases erhöht.
Man hat versucht, diesen Mißstand durch eine Anordnung gemäß Abb. 1 zu beheben. Das vorgewärmte Kohlenwasserstoff-Sauerstoff-Gemisch wird von oben her durch den mit parallelen Kanälen versehenen BrennerblockA in den durch einen wassergekühlten Mantel C begrenzten Reaktionsraum B geleitet, wo unter Flammenbildung die Reaktion vor sich geht. Dicht unterhalb der Austrittsöffnung des Reaktionsraumes ist ein Kranz von Düsen D angeordnet, aus denen feinverteiltes Wasser quer zum Gasstrom eingespritzt wird. Bei dieser Arbeitsweise ist eine sehr genaue Justierung der Düsen erforderlich. Sind die Düsen zu hoch angeordnet, kann dadurch Wasser in den Reaktionsraum geraten, daß die der Düse gegenüberliegende Innenwand vom Strahl getroffen wird, oder es wird ein Teil des Wassers nicht ausgenutzt, weil es gegen die zwischen der - dejustiert gedachten - Düse und dem Gasstrom befindliche Wand des Reaktionsraumes prallt. Bei zu tiefer Anordnung der Düse ist kein wirksamer seitlicher Abschluß mit Wasser gewährleistet. Aber auch bei genauester Einstellung der Düsen läßt es sich mit dieser Anordnung nicht vermeiden, daß ein Teil des Reaktionsgases in noch heißem Zustand aus dem Reaktionsraum entweicht und somit das in diesem Teil enthaltene Acetylen weitgehend zersetzt wird.
Es wurde nun gefunden, daß diese Schwierigkeiten dadurch behoben werden können, daß man das Wasser am Ende des Reaktionsraumes parallel zu einer an dem Reaktionsraum senkrecht zum Gas strom angeordneten ebenen Wand einführt, wobei der Abstand zwischen dem Wasser und der Wand so klein gehalten wird, daß das in diesem Zwischenraum befindliche Gas in Richtung des Wassers mitgerissen wird. Auf diese Weise wird mit Sicherheit verhindert, daß ein Teil des Gases seitlich austritt.
Abb. 2 zeigt schematisch eine zweckmäßige Vorrichtung für die Durchführung dieses Verfahrens. Das Gas strömt wie in der bekannten Vorrichtung gemäß Abb. 1 von oben her durch die Kanäle des Brennerblocks A in den Reaktionsraum B. An dem unteren Ende des Mantels C des Reaktionsraumes B ist eine ebene ringförmige Platte E befestigt, zu der parallel das Abschreckwasser aus einem Ring von Düsen D eingespritzt wird.
Es hat sich gezeigt, daß sich ein wirksamer seitlicher Abschluß auch dann erzielen läßt, wenn das Wasser nicht genau parallel zu der Wand geführt wird, sondern unter einem kleinen Winkel auf die Wand auftrifft. Eine geringfügige Dejustierung der zum Einspritzen benutzten Düsen, die leicht auftreten kann, ist also bei dieser Anordnung unerheblich. In Abb. 3 ist diese Abänderung dargestellt.
Als günstigste Dimensionierung der Wand hat sich eine radiale Ausdehnung zwischen 80 und 200 mm, vorzugsweise 100 und 150 mm, von der inneren Öffnung nach außen gerechnet, erwiesen. Diese Abmessung gewährleistet einerseits einen hinreichenden Abschluß für das Gas, andererseits sind die Einspritzdüsen nicht in zu großer Entfernung vom Gasstrom angeordnet.
Beispiel In einem Vorwärmer werden 800 Nm3/h Methan auf eine Temperatur von 6400 C und in einem zweiten Vorwärmer 450 Nm3/h Sauerstoff ebenfalls auf eine Temperatur von 6400 C erhitzt. Die heißen Gase werden einer Mischvorrichtung zugeführt. Nach vollständiger Durchmischung tritt das Gemisch in der in Abb. 1 dargestellten Vorrichtung durch die parallelen Kanäle des Brennerblocks A in den Reaktionsraum B ein, wo das Methan mit dem Sauerstoff unter Flammenbildung reagiert. Die Realftionsgasewerden in der Weise abgekühlt, daß an der Austrittsöffnung des Reaktionsraumes durch einen Kranz von Düsen D Wasser in feinverteilter Form eingespritzt wird. Man erhält ein Gasgemisch, das 8,3 Volumprozent Acetylen enthält und pro m3 3,0 g Ruß mit sich führt.
Man arbeitet unter gleichen Bedingungen in der in Abb. 2 dargestellten Vorrichtung, in der der Reaktionsraum B an der Austrittsöffnung mit einer ringförmigen Platte E mit einer radialen Ausdehnung von 125 mm versehen ist. Man erhält ein Gasgemisch, das 8,5 Volumprozent Acetylen enthält und pro m8 1,77 g Ruß mit sich führt.
PATENTANSPRVCHE 1. Verfahren zur Herstellung von Acetylen durch partielle Oxydation gasförmiger oder ver- dampfter Koblenwasserstoffe und rasche Abkühlung der Reaktionsgase durch Einführung von Wasser in den Gasstrom, dadurch gekennzeichnet, daß man das Wasser am Ende des Reaktionsraumes parallel zu einer an dem Real{tionsraum senkrecht zum Gasstrom angeordneten ebenen Wand einführt, wobei der Abstand zwischen dem Wasser und der Wand so ldein gehalten wird, daß das in diesem Zwischenraum befindliche Gas in Richtung des Wassers mitgerissen wird.

Claims

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das einzuspritzende Wasser unter einem kleinen Winkel auf die Wand auftrifft.

3. Vorrichtung für die Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß senkrecht zum Gasstrom eine ebene Platte mit einer inneren Öffnung, weiche die Austrittsöffnung des Reaktionsraumes ist, angeordnet ist und daß zum Einführen des Abschreckwassers ein Kranz von Düsen um den Gasstrom derart angeordnet rist, daß das Wasser parallel zu der Platte geführt wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die senkrecht zum Gasstrom angeordnete ebene Platte in radialer Richtung eine Ausdehnung zwischen 80 und 200 mIn, vorzugsweise 100 und 150mm, von der inneren Öffnung nach außen gerechnet, aufweist.