145218. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és reakciókemence szintétikus gáz előállítására szénhidrogénekből, főleg metántartalmú gázokból

2 145.218 ciózóna, valamint a feldolgozott anyagok bevezető nyílása között. Ezeket az anyagokat egészen hidegen és jól elkeverve vezetik a hasítókemencébe, miáltal részleges reakciók keletkeznek a reakciózóna forró helyein levő gyengén aktív katalizátorán, a reakció befejeződése pedig csak a tér erősen aktív katalizátorán jön létre. A találmány értelmében mármost ezeket a ré-r gebbi eljárásokat úgy javítjuk meg, hogy a reakciózóna két oldalán hőtárolóikat alkalmazunk és a magában véve ismert, szakaszos áramlásiirányváltoztatást használjuk fel a távozó reakciótermékekben levő hőmennyiség nagy részének kihasználására, tehát a reakcióban résztvevő valamennyi anyagra történő átvitelére. A hőtárolásra használt rétegek előnyösen szemcsés anyagból állnak és ennek összetétele ugyanaz, mint a reakciózónában levő hordozó anyagé. Tekintettel arra, hogy a magnéziumoxid magas hőmérséklettel szemben nem érzékeny, előnyösnek bizonyult ebből az anyagból álló katalizátort használni a felületén finoman elosztott nikkellel. Ezért a csöves forgókemencében égetett magnezitet használunk hőtárolóként, ami a nagy fajsúly és a nagy fajmeleg következtében is előnyös, Ily módon lehet a katalizátorról ledörzsölt anyag katalitikus hatását jól kihasználni, mely anyagban viszonylag nagy mennyiségben található az aktiváló hatású alkatrész, pl. nikkel. A ledörzsölt katalizátor-port a gáz áramlata a két előmelegítő zónába viszi és itt ez a por legnagyobbrészt a szemcsés töltet felületén marad. A melegmennyiség átvitelére való anyag ily módon a reakciózóna közelében csak gyengén katalitikus hatású, ami előnyös, ill. kívánatos jelenség. A szemcsenagyság megválasztásánál azt az ellenállást kell figyelembe venni, amellyel a gázok a reakció lefolytatására való kemencén történő áthaladásuk folyamán találkoznak, mértékadó továbbá a szemcsenagyságra egy periódusnak vagyis a gáz egyik irányú áthaladásának ideje. Ha e periódus 2—10 percig tart, akkor 30-—50 mm szemcsenagyság előnyös. Koromképződés meggátlása végett az előmelegítő zónát 400 C°-nál melegebb részein katalitikusan gyenge (kevéssé aktív) anyaggal töltjük, ami pl. 0,25—0,5% finoman elosztott nikkelt tartalmazó magneziumoxid lehet szemcsés alakban. A reakcióban résztvevő anyagok tökéletesen elkeverve magában a hasítókemencében előmelegítődnek, amivel kapcsolatosan figyelemre méltó a gyulladás határainak tágulása és a gyulladási sebesség emelkedése, mely jelenségek az előmelegítés növekedésével függenek össze. A gázhalmazállapotú szénhidrogének és levegő keverékének hőmérséklete (de levegő helyett oxigént vagy levegő és oxigén keverékét is használhatjuk), a hasítókemencébe való belépésnél —10 és +50 C° között van, tehát rendes körülmények között ez a hőmérséklet a felső gyulladási határ alatt ván. Előmelegítés folytán a keverék a gyulladás határai közötti hőmérsékletet vesz fel és így már az előmelegítő zónában eléggé erős átalakulás jönne létre, ha az áramlási sebesség nem lenne nagyobb, mint a gyúlási sebesség. Ha az áramlási sebesség kisebb, mint a gyúlási sebesség, akkor a reakció zónája az előmelegítozóna egy részével megnövekszik és a hasítással keletkezett gázok melegebben hagynák el a kemenoét, mint a szándékolt vagy előírásos hőfok. Ennek elkerülésére a kemen^ ce keresztmetszetét az alkalmazott előmelegitési hőmérséklethez és az ezzel együtt keletkező gyúlási sebességekhez kell megfelelően alkalmazni. A reakcióban résztvevő anyagoknak a regeneráló rétegekben keletkező előmelegítése folytán azok elérik a reakció hőfokát és így a hasított gázok kilépési hőmérséklete 100—200 C° között van. Ily módon a lehető legegyszerűbb eszközökkel, a költséges rekuperátorok és hülladékhő-kazánok alkalmazása nélkül sikerült a lehető legjobb hatásfokot elérni. A reakcióban résztvevő anyagok előmelegítésével továbbá a szénhidrogének szétbontásához szükséges oxigén mennyiségét is csökkentjük, mert a reakcióhő a fentiekben 1-gyel jelölt egyenlet szerint elegendő a hőveszteségek fedezésére, sőt annál még több is, miáltal szabad oxigén helyett vízgőzt lelhet adagolni. A reakcióban résztvevő anyagok keverékének harmatpontja 25 és 40° között van. Igen fontos előny a reakció lefolytatására való kemence teljesítményének növekedése, amit az előmelegítés okoz, és aminek gyakorlatilag csak a kemence ellenállásának legyőzésére való berendezés befektetési költsége tehát e részek gazdaságossága szab határt. , jpA csatolt rajz a találmány szerinti eljárás megvalósítására való példaképpeni berendezést vázlatosan szemléltet. Az 1 kemence közepén van a 2 reakciótér vagy zóna, amely nagymértékben aktív katalizátor-rétegekből áll. E zóna mindkét oldalán a raizon S^mal jelölt előmelegítő zónák csatlakoznak a reakciózónához, majd pedig a 4 előmelegítő zónák következnek. A 3 zónák gyengén aktív katalizátorral vannak megtöltve, a 4 zónák pedig nem tartalmaznak katalizátort. A hasítókemence mindkét oldalán 5 keverők vannak, amelyekhez a 6 bevezető nyílásokon át gázhalmazállapotú szénhidrogéneket, a 7 vezetéken át pedig levegőt, oxigént vagy ezek keverékét juttatjuk. A reakció termékei a hasítókemencét 8-nál hagyják el. A kemence belső falazásánál azt a követelményt kell figyelembe venni, hogy az áramlási Sebesség nagyobb legyen, mint az előmelegítés által meghatározott gyúlási sebesség, amely az alkalmazott gáz4evegő-oxigén-keverékben keletkezik. Miután a 2 reakciózónát a 9 felfűtő kamrával a reakció hőmérsékletére melegítettük, zárt 11, 13, 15, 17 elzárószervek mellett nyitjuk a 12, 14 és 16 elzárószerveket és a 19, valamint a 21 szabályozó elzárószervek segítségével beállítjuk a 6 nyíláson át beáramló szénhidrogéntartalmú gázok mennyiségét és a 7 vezetéken áthaladó oxidálószer smenynyiségét is. A kemence átöblítése után a 10 elzárószervet nyitjuk, a 12 elzárót pedig zárjuk. Mindaddig, amíg a hasítással keletkezett gázban 0,1— 0,2% oxigéntartalom nem hat zavaróan, a 12 és 13 Öblítőgáz-tolattyúkat nem kell működtetni. Ha az előmelegítés révén a szabad oxigén bevezetendő mennyiségét az elméleti határ alá lehet csökkenteni, akkor a reakcióban résztvevő anyagokhoz 18-nál gőzt vezethetünk be. Egy bizonyos ideig, kb. 2—10 percig tartó munka után, az áramlási irányt megfordítjuk. E célból a 14, 16, 18 és 10