148751. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és lángreaktor acetilén előállítására előmelegített szénhidrogéngázok részleges oxidációjával
Megjelent: 1961. december 15. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 148.751. SZÁM 12. ®. OSZTÁLY — MA-931. ALAPSZÁM SZOLGÁLATI TALÁLMÁNY Eljárás és lángreaktor acetilén előállítására előmelegített szénhidrogéngázok részleges oxidációjával Magyar Ásványolaj és Földgáz Kísérleti Intézet, Veszprém Feltalálók: Dr. Freund Mihály vegyészmérnök, műszaki egyetetemi tanár, Budapest, dr. Benedek Pál vegyészmérnök, Veszprém, László Antal vegyészmérnök, Veszprém és Németh András vegyészmérnök, Budapest A bejelentés napja: 1960. március 30. Ismeretes, hogy szénhidrogéngázok részleges oxidálásakoir a lángreaktorban keletkező magas hőmérsékleten a szénhidrogének egy része acetilénné alakul át. Az acetilénhozani növelésére a gázokat és az oxigént a lángreaktorba való bevezetésük előtt előmelegítik. Az előmelegítés^ nek azonban határt szab az elegy öngyulladási pontja. Ha az előmelegítés folytán a gázelegy hőfoka ezt meghaladja, akkor a gázelegy már a lángtér elérése előtt meggyullad, ettől a berendezés megsérül, úgyhogy az üzemet meg kell szakítani. Üzemi tapasztalatok szerint az előmelegítést, szennyező anyagok vagy egyéb körülmények okozta helyi túlhevülések miatt, még az öngyulladási pont közeléig sem lehet foibozni, hanem ennél lényegesen, kb. 150—200°-kai alacsonyabban kell tartani. Találmányunk lehetővé teszi, hogy a reakcióeleggyel 'előmelegítés útján az acetilénképződést növelő hőtöbbletet közöljünk anélkül, hogy öngyulladás következhetnék be. Ezt úgy érjük el, hogy a lámgreaktorba a nyersanyag zömeként a parciális oxidációhoz szükséges oxigénnél kevesebb oxigént tartalmazó, p. o. 65 tf% CH4-ből és 35 tf% 02-ből álló elegyet vezetünk be, amelyet öngyulladás veszélye nélkül 600—650°-ra is előmelegíthetünk és külön vezetéken kisebb mennyiségű olyan elegyet, amely a parciális oxidációhoz szükségesnél több oxigént tartalmaz, p. o. 50 tf% CH4 -ből és 50 tf% 0 2 -ből áll, tehát könnyen gyullad és a részleges oxidáció lángjánál magasabb, kb. 2000° hőmérsékletű lángot ad, közvetlenül a reakciótérbe úgy vezetünk be, hogy az oxigénben szegény eleggyel gyorsan, és intenzíven keveredjék. Az oxigénben dúsabb elegy magas hőmérsékletű lángjától az oxigénben szegény, de erősen előmelegített elegy is meggyullad és a reakció hőmérséklete a részleges oxidáció lángjának szokásos hőfokára, 1400—1500 C°-ra áll be. A magasfokú előmelegítés következtében a termékgáz acetiléntartalma az eddig lehetséges előmelegítéssel elérhető 8%-ról 9—9,5%-ra nő. Még jellemzőbben kitűnnek az új eljárás előnyei a nyersanyagfelhasználás fajlagos adataiból. Az eddig ismert parciális oxidációs technológiák alkalmazásával 1 ni3 acetilén előállításához általában kb. 6 m3 metán és 4,4 m 3 oxigén szükséges. Ezek az értékek a fokozott előmelegítés hatására 5 m3 metánra és 2,9 m 3 oxigénre csökkenthetők. Gazdaságosság szempontjából döntő az oxigéniszükséglet jelentős csökkenése. A termékgázofcat ugyanúgy vízzel hűtjük, mint a szokásos parciális oxidációnál. A termékgáz tisztítása is az eddigi módon végezhető. Az új eljárás foganatosítására alkalmas módosított lángreaktor kiviteli példáját vázlatos függőleges metszetben feltüntető rajzon 1 jelzi a metán, 2 az oxigén bevezetését fokozottan előmelegített állapotban, de olyan arányokban, hogy elegyük 600—650°~ra előmelegítve sem gyullad meg, míg a 3 a kerámiai tömib számos szűk csatornáján keresztül a 4 reakciótérbe nem jut. A reakciótérnek tűzálló kerámiából készült falában egy, vagy több szintben köröskörül elosztott fúvókákon vezetjük be az oxigénben dúsabb 5 elegyet vízszintes síkban, de célszerűen érintőirányú sugarakban, hogy a 3 tömb csatornáin függőleges sugarakban beáramló, önmagában nem éghető eleggyel minél gyorsabban és intenzívebben keveredjék és vele együtt az acetilénképződésre kedvező hőmérsékleten a gázok részleges oxidációját eredményező módon égjen el. A termékgázokat az acetilén bomlásának megakadályozására a szokásos 6 vízszóró fúvókák gyorsan lehűtik.
