DE1568223B

DE1568223B - Process for converting liquid hydrocarbons into acetylene and / or olefins

Info

Publication number: DE1568223B
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl.-Ing.; Baur Karl-Gerhard Dr.; Stoffler Gebhard. Dr.; 67OO Ludwigshafen. CO 7c Taglieber
Original assignee: Badische Anilin and Sodafabrik AG
Current assignee: BASF SE

Description

Es ist bekannt, flüssige Kohlenwasserstoffe in einer unter einer Flüssigkeitsoberfläche brennenden Flamme (Tauchflamme) mit Sauerstoff oder sauerstoffhaltigen Gasen durch Spaltung in ein Gasgemisch zu überführen, das reich an ungesättigten Kohlenwasserstoffen, insbesondere Acetylen und Äthylen, ist. Es ist ferner bekannt, zur Erhöhung der Betriebssicherheit bei diesem Verfahren die Flamme mittels einer Photozelle zu überwachen in der Weise, daß die Sauerstoffzufuhr zum Brenner durch ein Sauerstoffventil geregelt wird, das mit der umgekehrten Funktion eines Inertgasventils gekoppelt ist. Bei diesem Verfahren kann die Sauerstoffzuführung während des Betriebes der Anlage automatisch in Abhängigkeit von der Flamme und von der Gaszusammensetzung in dem Raum über den zu spaltenden Kohlenwasserstoffen so geregelt werden, daß größere Ansammlungen von Sauerstoff im Gasraum über den flüssigen Kohlenwasserstoffen vermieden werden, indem bei Erlöschen der Flamme das Sauerstoffventil geschlossen und das Inertgasventil geöffnet wird. Dieses bekannte Verfahren ist sehr gut geeignet, den Betrieb der Tauchflamme laufend zu überwachen. Bei der Zündung der Tauchflamme kann es jedoch einerseits durch Fehlzündungen infolge zu geringer Zündenergie und durch unvollständigen Umsatz des durch den Brenner eingeführten Sauerstoffs sowie andererseits durch eine Verzögerung der Sauerstoffanalyse im Gasraum zu einer vorübergehenden Anreicherung von Sauerstoff im Raum oberhalb der Flüssigkeitsoberfiäche der Kohlenwasserstoffe kommen, die zur Ausbildung eines zündfähigen Gemisches führt. So genügt z. B. beim Durchsatz von 1000 cbm Sauerstoff pro Stunde und einem Gasvolumen von 4 cbm im Raum oberhalb der flüssigen Kohlenwasserstoffe eine Zündverzögerung um etwa 4 Sekunden, um den Gehalt an Sauerstoff in diesem Gasraum auf 28 °/o, d. h. weit oberhalb der Zündgrenze ansteigen zu lassen.It is known to have liquid hydrocarbons in a Flame burning under a liquid surface (immersion flame) with oxygen or containing oxygen To convert gases by splitting into a gas mixture rich in unsaturated hydrocarbons, especially acetylene and ethylene. It is also known to increase operational safety in this process the flame is monitored by means of a photocell in such a way that the oxygen supply to the burner is regulated by an oxygen valve, which is the reverse of the one Function of an inert gas valve is coupled. In this procedure, the oxygen supply automatically during operation of the system depending on the flame and the gas composition are regulated in the space above the hydrocarbons to be split so that larger accumulations of oxygen in the gas space Above the liquid hydrocarbons can be avoided by opening the oxygen valve when the flame goes out closed and the inert gas valve is opened. This known method is very good suitable for continuously monitoring the operation of the immersion flame. When the immersion flame is ignited However, it can be caused by misfires due to insufficient ignition energy and by incomplete Conversion of the oxygen introduced by the burner and, on the other hand, by a delay the oxygen analysis in the gas space leads to a temporary enrichment of oxygen in the Space above the liquid surface of the hydrocarbons that lead to the formation of a ignitable mixture leads. So z. B. at a throughput of 1000 cbm of oxygen per hour and a gas volume of 4 cbm in the space above the liquid hydrocarbons an ignition delay by about 4 seconds to reduce the oxygen content in this gas space to 28%, i.e. H. far to increase above the ignition limit.

Gegenstand des deutschen Patents 1 032 735 ist ein Verfahren zur Überführung flüssiger Kohlenwasserstoffe in Acetylen und/oder Olefine, in Flammen, die unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche der Kohlenwasserstoffe brennen, wobei man die Sauerstoffzufuhr zum Reaktionsgefäß durch ein Sauerstoffventil regelt, das mit der umgekehrten Funktion eines Inertgasventils gekoppelt ist.The subject of the German patent 1 032 735 is a process for the transfer of liquid hydrocarbons in acetylene and / or olefins, in flames below the surface of the liquid Hydrocarbons burn, taking the oxygen supply to the reaction vessel through an oxygen valve regulates, which is coupled with the reverse function of an inert gas valve.

Es wurde nun gefunden, daß man bei einem Verfahren gemäß diesem Patent die Ausbildung zündfähiger Gemische im Gasraum über den flüssigen Kohlenwasserstoffen auch während des Zündvorgangs vermeidet, wenn man während des gesamten Zündvorgangs den Gasraum des Reaktionsgefäßes oberhalb der flüssigen Kohlenwasserstoffe mit einer solchen Menge Inertgas spült, daß auch beim Durchgang des gesamten, dem Tauchfiammenbrenner zugeführten Sauerstoffes die Ausbildung eines zündfähigen Gasgemisches vermieden wird.It has now been found that in a method according to this patent, the formation is more ignitable Mixtures in the gas space above the liquid hydrocarbons also during the ignition process avoided if the gas space of the reaction vessel is above the entire ignition process the liquid hydrocarbons are flushed with such an amount of inert gas that even when passing through of the entire oxygen supplied to the immersion flame burner, the formation of an ignitable one Gas mixture is avoided.

Ein Schema für eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in F i g. 1 wiedergegeben. Aus Leitung 1 über Dreiwegeventil 2 und Brenner 4 wird Stickstoff in das Reaktionsgefäß 3 eingeführt. Hierbei wird der Brenner 4 zweckmäßig mit der gleichen Durchflußstärke an Stickstoff beaufschlagt, mit der der Brenner nach Umschalten des Dreiwegeventils 2 auf Leitung 5 mit Sauerstoff versorgt werden soll. Hierauf wird der Zündstrom durch Tastendruck eingeschaltet. Gleichzeitig läuft ein auf etwa 10 Sekunden eingestelltes erstes Zeitrelais an, das die Abschaltfunktion des Flammenwächters 6 während dieser Zeit überbrückt.A scheme for an arrangement for carrying out the method according to the invention is shown in FIG. 1 reproduced. Nitrogen is introduced into the reaction vessel 3 from line 1 via three-way valve 2 and burner 4. The burner 4 expediently charged with the same flow rate of nitrogen with which the burner after Switching the three-way valve 2 to line 5 is to be supplied with oxygen. Then the Ignition current switched on by pressing a button. At the same time, a set to about 10 seconds runs first time relay on, which bypasses the switch-off function of the flame monitor 6 during this time.

Ein zweites auf etwa 15 Sekunden eingestelltes Zeitrelais läuft gleichzeitig an und hat die Aufgabe, nach dieser Zeit den Zündstrom abzuschalten. Erst nachdem die laufende Bildung von Zündfunken am Tauchflammbrenner 4 und das Vorhandensein desA second time relay set to around 15 seconds starts running at the same time and has the task of following switch off the ignition current during this time. Only after the ongoing formation of ignition sparks on Immersion flame burner 4 and the presence of the

ίο erforderlichen Stickstoffdruckes im Vorratsbehälter 7 angezeigt worden ist, wird über dem Druckregler 8 und dem Durchflußregler 9 automatisch Verdünnungsstickstoff in den Gasraum des Reaktionsgefäßes 3 geleitet. Das Spülgas und nach Zündung das Spaltgas verläßt durch Leitung 10 das Reaktionsgefäß 3. ίο the required nitrogen pressure in the storage tank 7 has been displayed, the pressure regulator 8 and the flow regulator 9 are automatically used for dilution nitrogen passed into the gas space of the reaction vessel 3. The purge gas and, after ignition, that Fission gas leaves the reaction vessel 3 through line 10.

Im allgemeinen hat es sich als zweckmäßig erwiesen, etwa die 20 bis 25fache Volumenmenge Stickstoff, bezogen auf die durch den Brenner einzuführende Sauerstoffmenge, zur Spülung des Gasraums im Reaktionsgefäß 3 zu verwenden, um die Ausbildung eines zündfähigen Gemisches zu vermeiden. Nachdem der Durchfluß einer genügend großen Menge Verdünnungsstickstoff zurückgemeldet ist, wird das Dreiwegeventil 2 automatisch von der Stickstoffleitung 1 auf die Sauerstoffleitung 5 umgestellt. In general, it has been found to be expedient to use about 20 to 25 times the amount by volume Nitrogen, based on the amount of oxygen to be introduced through the burner, for purging the gas space to be used in the reaction vessel 3 in order to avoid the formation of an ignitable mixture. After reporting the flow of a sufficiently large amount of dilution nitrogen is, the three-way valve 2 is automatically switched from the nitrogen line 1 to the oxygen line 5.

Der Stickstoffdurchfluß soll beispielsweise bei einer Anordnung mit einem Sauerstoffverbrauch von 1000 NmS pro Stunde etwa 22 000 bis 25 000Nm³ pro Stunde N₂ betragen. Bei dieser Arbeitsweise kann die Reaktion nunmehr auch bei Zündverzögerung bzw. anfänglich unvollständigem Sauerstoffumsatz ohne die Gefahr der Bildung eines zündfähigen Gas-Sauerstoffgemisches über der Oberfläche der flüssigen Kohlenwasserstoffe anlaufen.For example, in an arrangement with an oxygen consumption of 1000 NmS per hour, the nitrogen flow rate should be about 22,000 to 25,000 Nm ³ per hour of N ₂ . In this mode of operation, the reaction can now start even with ignition delay or initially incomplete oxygen conversion without the risk of an ignitable gas-oxygen mixture being formed above the surface of the liquid hydrocarbons.

Bei normalem Ablauf des Zündvorgangs wird nunmehr durch das erste Zeitrelais nach Ablauf von etwa 10 Sekunden der Flammenwächter und das Analysengerät für die weitere Überwachung der Anlage in Betrieb gesetzt. Das zweite Zeitrelais schaltet wie oben beschrieben nach 15 Sekunden den Zündstrom ab, gleichzeitig wird mit dem Erlöschen der Zündfunken auch die Stickstoffspülung durch den Durchflußregler 9 gestoppt.In the normal course of the ignition process, the first time relay is now activated after about 10 seconds the flame monitor and the analyzer for further monitoring of the system put into operation. The second time relay switches the ignition current after 15 seconds as described above , at the same time as the ignition spark goes out, the nitrogen is also flushed by the Flow regulator 9 stopped.

Die erfindungsgemäße Arbeitsweise gibt eine mehrfache Sicherung gegen Störungen jedweder Art. So wird beispielsweise bei nicht genügendem Druck im Stickstoffvorratsgefäß 7, unzureichendem Zündfunken sofort die Zufuhr von Sauerstoff und damit die Gefahr der Ausbildung eines zündfähigen Gemisches unterbunden.The method of operation according to the invention provides multiple protection against malfunctions of any kind. For example, if there is insufficient pressure in the nitrogen storage vessel 7, there will be insufficient ignition spark immediately the supply of oxygen and thus the risk of the formation of an ignitable mixture prevented.

Claims

Claim:

Process for the transfer of liquid hydrocarbons in acetylene and / or olefins, in flames below the surface of the liquid of the hydrocarbons burn, according to German patent 1032 735, characterized that the gas space of the reaction vessel is above during the entire ignition process flushes the liquid hydrocarbons with such an amount of inert gas that even when Passage of all the oxygen supplied to the immersion flame burner, the training an ignitable gas mixture is avoided.