161682. lajstromszámú szabadalom • Gázsugárzásos és konvektív hőátadáson alapuló csőkemence hőbomlásra hajlamos anyagok, például diklóretán felhevítésére és/vagy nyomás alatti hőbontására

MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS Szolgálati találmány Bejelentés napja: 1969. IX. 18. (MA—2020) Közzététel napja: 1972. V. 28. Megjelent: 1974. VII. 31. 161682 Nemzetközi osztály: F 27 b 1/00 Feltalálók: Dr. Illés Vendel oki. vegyészmérnök, Veszprém 48% Dr. Szalay Ottó, oki. mat.—fiz. középiskolai tanár, Veszprém 8% Rausohenberger Jenő oki. vegyészmérnök, Veszprém 7% Dr. Szepesy László oki. vegyészmérnök, Budapest 7% Csóka Imre oki. vegyészmérnök, Veszprém 5% Sallai József oki. gépészmérnök, Budapest 10% Fehér Zoltán oki. gépészmérnök, Budapest 10% Csákváry János oki. gépészmérnök, Budapest 5% Tulajdonos: Magyar Ásványolaj és Földgáz Kísérleti Intézet, Veszprém Gázsugárzásos és konvektív hőátadáson alapuló csőkemence hőbomlásra hajlamos anyagok, például diklóretán felhevítésére és/vagy nyomás alatti hőbontására 1 2 Ismeretes, hogy az 1,2-diklóretán termikus dehidroklórozásával vinilklorid állítható elő. A diklóretán hőbontását vinilklorid előállítása céljából 400—600 °C hőmérséklet-tartományban, emelt (20—40 ata) nyomáson végzik (DBP 5 857 957). A diklóretán felmelegítési és az endoterm bomlási reakció hőigényét a szénhidrogének pirolízisére elterjedten alkalmazott ún. box-típusú csőkemencében, közvetett hőátadással biztosít- 10 ják (GBP 928 824). Az égőket a téglatest alakú kemence hosszirányú oldalfalain, a bontócsövet pedig a két égősor között, a kemencetér hosszirányú tengelyvonalában helyezik el. A hőbevitel szabályozása a kemence két oldalfalán elhe- 15 lyezett égősorok teljesítményének változtatásával végezhető. A hőátadás túlnyomó részben a kemence égőkkel borított falai és a bontócső között szilárd testek sugárzásos hőátadásával történik. A bontócsövet tehát a kemence égőkkel 20 borított falairól, két oldalról direkt sugárzás éri, a csőfal egyéb felületei a beesési szögtől függő mértékben ettől az értéktől eltérő, kisebb sugárzást kapnak, a hőbevitel tehát a kerület mentén nem egyenletes. 25 Nagylaboratóriumi csőreaktorban 400—600 °C hőmérséklet- és 5—45 ata nyomástartományban 1,2-diklóretánnal végzett hőbontási kísérleteink során azt tapasztaltuk, hogy a fenti anyag bomlássebessége igen erősen változik a hőmérséklet- 30 tel, ennek következtében a reaktorcső helyi túlmelegedései igen erős túlkrakkolódást okoznak. A túlkrakkolódás nagymértékben növeli az illékony (klórozott és nem klórozott, főleg telítetlen szénhidrogének) és nem illékony (kátrány, koksz) melléktermékek mennyiségét, ami egyrészt rontja a termékek minőségét, másrészt nagyon gyorsan a bontócső olyan mértékű elkokszosodásához vezethet, ami a bontókemence leállítását és tisztítását teszi szükségessé. A fentiek alapján a kemence konstrukciós kialakításánál és a hőátadási folyamat megtervezésénél nagymértékben törekedni kell arra, hogy egyenletes, a bontási folyamat által megkívánt hőbevitel mind a bontócső hossza, mind pedig annak kerülete mentén biztosítható legyen. Mivel az ismert típusú, diklóretán hőbontására alkalmazott ipari méretű csőkemencéknél olyan égő- és bontócső elrendezés, amely a kerület mentén egyenletes hőbevitelt biztosít, gyakorlatilag megoldhatatlan, ezért a bontócső helyi túlmelegedése a leggondosabb üzemeltetés mellett sem kerülhető el. További problémát jelent, hogy a kemencével történő gyors leállások esetén — az izzó kemencefalak nagy hőkapacitása miatt — igen erős túlhevülések léphetnek fel, ami a bontócsövek gyors elkokszosodását és a bontócsövek élettartamának gyors csökkenését idézhetik elő. Az említett diklóretán hőbontási kísérleteink 161682