159178. lajstromszámú szabadalom • Eljárás acetilén- vagy acetilén és etilén együttes előállítására szénhidrogének hőbontásával
0 159178 6 reakciótérbe való belépése előtt az éghető gázokhoz, ill. gőzökhöz keverni. A találmány szerinti eljárás előnye, hogy rendkívül rugalmas, mivel egyrészt az anyagáramok tág határok közötti kombinációját teszi lehetővé, másrészt az égési határ sem korlátozza az eljárás megvalósítását, mert részben vagy egészben előkevert, sztöchiometrikus aránynak megfelelő összetételű elegyet égetünk. Az égéssel közös térben megvalósított hőbontás következtében pedig a keverés és a nagy hőmérséklet okozta nehézségek sokkal kisebbek, mint az ismert kétkamrás eljárásoknál. A találmány szerinti eljárás számottevő előnye továbbá a kétkamrás eljárásokkal szemben, hogy vízgőz adagolása nélkül is megvalósítható. A kétkamrás eljárásokban a vízgőzt az égetőkamrába, a kamra hőmérsékletének csökkentésére adagolják. Ez a vízgőz természetesen beiut a reakciótérbe, és a folyamat egyensúlyi viszonyaira is hatást gyakorol. Eljárásunk szerint az égető kamra védelméhez nem szükséges vízgőz, ezért abból mindenkor csak annyit használunk, amennyi a legkedvezőbb reakciófeltételek biztosításához kell. A bontáshoz alkalmazott vízgőzt a reaktorba való belépése előtt az eljárásban részt vevő komponensek bármelyikéhez hozzákeverhetjük, vagy közvetlenül a reafcciótérbe vezetjük be. Azt találtuk, hogy eljárásunkra — amely atmoszférikus és ennél kisebb vagy nagyobb, akár 10 ata-ig terjedő nyomáson egyaránt megvalósítható — előnyös, ha a bontandó szénhidrogéneket, a fűtőgázokat, ill. -gőzöket, az oxidáló gázt és a vízgőzt, vagy ezek bármelyikét a reaktorba való belépésük előtt 200—700 °C közötti hőmérséletre melegítjük, ugyanis ezáltal csökkenthető a folyamatban felhasznált oxigén mennyisége és javulnak a céltermék(ek) hozamai. A hőbontáskor termelt acetilén, vagy acetilén és etilén mellett jelentős mennyiségű szénmonoxid, széndioxid, vízgőz, hidrogén és metán is keletkezik. A céltermék(ek) elválasztása után visszamaradó szénmonoxid, hidrogén és metán mennyisége általában meghaladja a hőtermeléshez szükséges fűtőgáz mennyiségét; tehát a hőbontásnál melléktermékként keletkező gázok fedezik a találmány szerinti eljárás fűtőgáz-szükségletét. Természetesen fűtőgázként bármely éghető gáz-, ill. gőzelegy, tehát a bontandó szénhidrogénnel azonos összetételű elegy is felhasználható. Azt találtuk, hogy a reakció befagyasztására 70—80 °C-ra előmelegített víz, vagy olajpárlat egyaránt felhasználható. Az utóbbi esetben a reakció befagyasztásakor elvitt jelentős hőmenynyiség gőzfejlesztésre hasznosítható. 1. példa: A kísérleti reaktorban 40—140 °C f orrponthatáru benzinpárlat hőbontáisát 1 ata nyomáson végeztük. A bontáshoz szükséges hőmennyiség előállítására 98% oxigént tartalmazó oxidáló gázt, és az alábbi összetételű fűtőgázt használtuk: U-, 70,0 tf% CÖ-2 9,0 tf% N2 21,0 tf% A bontandó benzinpárlatot, az oxidáló gázt és a fűtőgázt külön-külön vezettük be a bontó reaktorba, ahol az összes részt vevő komponenst négy egyirányú anyagáramra osztottuk. A reakciótérbe való belépés előtt az oxidáló gáznak kb. 20%át kevertük a fűtőgázhoz, a visszamaradó 80%nyi oxidáló gázt pedig a reakciótérbe való belépésnél vezettük be az előkevert éghető elegybe. Az ilyen módon előállított, közel sztöchiometrikus aránynak megfelelő összetételű, jól éghető elegyet a keletkezése helyén meggyújtottuk, és a bontani kívánt benzint az égéskor keletkezett lángokkal egyirányban, ugyancsak a reakciótérbe vezettük. A reakcióban részt vevő komponensek óránkénti mennyisége, valamint azok reaktor előtti hőmérséklete az alábbi volt: Benzin 74 kg/óra 400 °C fűtőgáz 100 Nm3 /óra 20 °C oxidáló gáz 35 Nm3 /óra 20 °C A bontási folyamatot 3,5-10—3 sec reakcióidő után vízzel befagyasztottuk, és az alábbi összetételű száraz termékgázt nyertük: C2 H 2 10,9 tf% C2 H,, 10,4 tf% C.iHo 0,3 tf% CH4 10,1 tf% C2 H ;! 0,2 tf% cö 13,9 tf% co2 6,7 tf% H2 32,9 tf% o2 0,3 tf% N2 14,3 tf% 2. példa: Az előző példákhoz hasonló kísérleti reaktorban ugyancsak 40—140 °C forrponthatárú ben>zinpárlat hőbontását végeztük, de 4 ata nyomáson. A bontáshoz szükséges hőmennyiség előállítására 98% oxigént tartalmazó oxidáló gázt és metánt használtunk. A bontandó benzint először elpárologtattuk, majd 200 °C-ra túlhevített vízgőzzel kevertük, és az így keletkezett elegyet 500 °C-ra túlhevítve vezettük be a reaktorba. Az összes részt vevő komponenst az előző példához hasonlóan négy egyirányú anyagáramra osztva vezettük be a reakciótérbe, és az összes oxidáló gázt a reakciótérbe való belépés előtt a metánhoz kevertük. Továbbiakban a reakciót az előző példához hasonlóan vezettük. A reakcióban részt vevő komponensek óránkénti mennyisége, valamint azok reaktor előtti hőmérséklete az alábbi volt: 10 i5 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
