150501. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és reaktor-kemence acetilén metánból történő előállítására
150.501 rán célszerűen ne lépje túl a 300 C3 -ot, minthogy a láng kívánt és a (13) vezetékrész, .valamint a (15) fojtótest gumószerű alakja által kiváltott örvénylő mozgás révén biztosított alakjának a fenntartása érdekében szükséges, hogy a berendezés felülete mentén elhaladó gázok vé' kony áramlási rétegei alacsonyabb hőmérsékletűek legyenek, mint magának a gázkeveréknek a főtömege, márpedig a gázkeverék hőmérséklete általában 400 C° fölött van. Ezért kívánatos, hogy a (15) fojtótest felülete "és az ezt körülvevő gázkeverék szomszédos rétege között legalább kb. 100 C° hőmérsékletkülönbség álljon állandóan fenn. • Ez a különleges rendszabály teszi lehetővé, hogy a gázkeveréknek a berendezés alakja által adott örvénylő-mozgása továbbra is fennmaradjon, minthogy az elosztóberendezés felülete mentén haladó gázáram-vonalak a gáz többi részéhez viszonyítva némi késéssel érik el a gyulladási hőmérsékletet és így állandóan megtartják a láng örvénylőmozgásának fenntartásához szükséges kinetikai energiát. A találmány értelmében a gázelosztó berendezésben alkalmazásra kerülő üreges fojtó- és ernyőzőtest nemcsak stabilizálja a krakkolandó gázkeverék örvénylő-mozgását és elősegíti ezzel annak jó elégését, hanem meggátolja' a (36) el égetőkamrából a keverőzónába történő hősugárzást is. Ezáltal kiküszöbölődik az egyik oka annak az idő előtti reakciónak, amelyet az ismert berendezésekben a láng világító sugárzásának katalitikus hatása válthat ki. A találmány szerinti eljárással, ill. berendezéssel elérhető jó eredményeket közelebbről az alábbi példák szemléltetik. 1. példa: Egy olyan reaktorkemencét használtunk kísérlethez, amely eredetileg egy szokásos rendszerű tűzálló elosztótömbbel ill. elosztólappal volt felszerelve; a kemence becsült teljesítőképessége 2000 Nm3 /óra 98% metántartalmú földgáz volt, 2 absz. atm. üzemi nyomás mellett. A szokásos rendszerű tűzálló elosztólapot a találmány szerinti (fentebb részletesen ismertetett) elosztó- berendezéssel helyettesítettük. A berendezést keringtetett vízzel hűtöttük, oly módon, hogy az ernyőzőfelület hőmérséklete 160 C° legyen. Egyetlet elosztóberendezést alkalmaztunk, amelynek Do átmérője 100 mm volt. A kísérlet eredménye az volt. hogy a berendezéssel a találmány szerinti, átalakítás előtti hozamhoz viszonyítva 5%-kal nagyobb acetilén-hozamot • értünk el, minden egyéb üzemi, feltétel (oxigén áramlási sebessége, metán áramlási sebessége, előhevítési hőmérséklet, hűtővíz áramlási sebessége) változatlanul hagyása mellett. " 2. példa: Olyan reaiktorkemencét alkalmaztunk a kísérlethez, amelyben eredetileg egy szokásos rendszerű tűzálló égőlap volt felszerelve és amelynek becsült teljesítőképessége 4000 Nm3 /óra 98% metántartalmú földgáz volt, 4 absz. atm. üzemi nyomás mellett. A tűzálló égőlapot a találmány szerinti (fentebb részletesen ismertetett) gázelosztó berendezéssel helyettesítettük. A berendezést átáramoltatott víz segítségével 145 C° hőmérsékletre hűtöttük. Hét ilyen gázelosztó berendezést alkalmaztunk egymással párhuzamosan. Mindegyik berendezés Do átmérője 30 mm volt. A találmány szerinti berendezéssel folytatott üzem eredményeképpen 6%4cal nagyobb acetüénhozamot kaptunk, mint a találmány szerinti berendezésnek a kemencébe történő beépítése előtt, minden egyéb üzemi feltétel (oxigén áramlási sebessége, metán áramlási sebessége, előhevítés, hőmérséklete, hűtővíz áramlási sebessége stb.) változatlanul hagyása mellett. A szakmabeli számára a fenti leírás tanulmányozása alapján nyilvánvaló, hogy £ találmány gyakorlati kivitele során számos különféle változtatás lehetséges a gázelosztó-egységek szerkezeti felépítése és alakja tekintetében; így tehát az itt példaképpen leírt lés ábrázolt kiviteli alaktól eltérő kiviteli alakok is lehetségesek, anélkül, hogy ezzel túllépnők a találmány körét, amelyet az alábbi igénypontokban összefoglalt lényeges jellemző vonások határoznak meg. Szabadalmi igénypontok: 1. Eljárás acetilén előállítására, metán vagy más gáz alakú szénhidrogének részleges elégetése útján, azzal jellemezve, hogy az oxigénből és szénhidrogénből álló gázelegyet a keverőkamrából egy oly elosztóberendezésen keresztül vezetjük be a reaktorkamrába, amely elosztóberendezés gázvezetékében egy üreges test van elrendezve és ezen keresztül hűtőfolyadék áramlik, amely az említett testnek a gázzal érintkezésben álló felületét oly hőmérsékleten tartja, amely legalább 100 C°-kal alacsonyabb az említett test környezetében áramló krakkolandó gázkeverék hőmérsékleténél. 2. Reaktorkemence acetilénnek metánból vagy más szénhidrogénekből az 1. igénypont szerinti .módon történő előállítására, amely kemence egy keverőzónát, egy elégetőkamrát és az említett keverőzóna és égőkamra között a gázkeverék áthaladását lehetővé tevő elosztóberendezést tartalmaz, azzal jellemezve, hogy az elosztóberendezés legalább egy oly vezetékszerkezetből áll, amelyen keresztül az .említett keverőkamra az említett égőkamr'ával összeköttetésben áll és amelyben egy e vezeték vég-részeinél nagyobb átmérőjű középrész van kialakítva, mimellett e középrészben egy fojtótest van központos helyzetben felszerelve oly módon, hogy a vezeték említett kiszélesedő középrésze az említett központi helyzetű 'fojtótesttel együtt egy gyűrű alakú gázáteresztő-részt képez, maga a fojtótest pedig egy jó hővezetőanyagból készült üreges test, amelynek belső ürege oly vezetékekkel áll összeköttetésben, amelyek lehetővé teszik egy hűtőközegnek a fojtótesten való keresztüláramoltatását. 3. A 2. igénypont szerinti reaktorkemence kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy az említett vezetékszerkezetnek két koaxiális elrendezésű cső alakú vég-része van, amelyek a reaktorkemence keverőzónájával, ill. az égőkamrával közlekednek,
