152848. lajstromszámú szabadalom • Eljárás telítetlen szénhidrogének előállítására telített szénhidrogénekből lángreakciós hőbontással
152848 4 a hőhordozó gázok keverését igen hatásosan kell megvalósítani. ~A keverés helyén mind a hőhordozó gázokat, mind a bekeverendő szénhidrogéneket igen nagy — általában, a hang sebességének megfelelő — áramlási sebességgel kell áramoltatni és bonyolult szerkezeti megoldásokat kell alkalmazni. Ugyancsak a hang sebességének megfelelő sebességgel kell összekeverni a fűtőgázt és az oxidáló anyagot is, ha a tüzelésnél kellő biztonságot és megfelelően gyors égést akarnak elérni. A magas hőmérsékletű füstgázok okozta nehézségek, a keverések nagy energiafogyasztása és a méretek növelésével egyre inkább jelentkező keverésbeli inhomogenitások egyfelől jelentősén rontják ezen eljárások gazdaságosságát, másfelől a kivitelezéshez bonyolult reaktorok szükségesek. Találmányunk értelmében a telített szénhidrogének hőbontását lángreakcióban és ennek megfelelően egy lépésben végezzük, úgy hogy a bontáshoz szükséges hőmennyiség termeigsére a bontandó szénhidrogénekénél nagyobb égési sebességű és felső égési határú fűtőgázokat alkalmazunk. Találmányunk lényege, hogy a bontandó szénhidrogének, a fűtőgázok és az oxidáló anyag elegyét együttesen vezetjük be a lángreaktor égőjébe olyan arányban, hogy az elegyet égetve, a reakció hőmérséklete 1000— 1600 C° közé essék és a reakció lefolyásához szükséges hőmennyiségnek legalább 30, ' célszerűen 80%-át meghaladó részét a fűtőgázok részleges vagy teljes elégése szolgáltassa, majd a bontási reakciót a mindenkor előállítani kívánt telítetlen szénihidrogének keletkezése után a szokásos módon nyomban befagyasztjuk. A bontandó szénhidrogénekhez kevert fűtőgáz hatására az égés általában stabilabb lesz, mint a szofeásos parciális oxidációknál'. A fűtőgáz nagyobb égési sebessége folytán hamar bekövetkező bontási hőmérsékleten megkezdődik a telített szénhidrogének hőbontása, de csak a hőtermelésre alkalmazott fűtőgáz elégése után fejeződik be. A hőtermelést elsősorban a fűtőgáz biztosítja és az égés csak akkor megy fokozottabban a szénhidrogének rovására, ha a fűtőgáz elégése után még 02 marad az elegyben. Így a hpbontás feltételei egyenletesebbé válnak, mint a parciális oxidációknál és egyrészt növekszik a telítetlen szénhidrogének hozama, másrészt csökkén a fajlagos oxigénfelhasználás és a koromképződés. A reakcióban főtermék'ként C2H2, vagy pedig C2H2 és C2H4 együttesen keletkezik. Melléktermékként általában CO2, CO, H2 és CHj keletkezik, és pedig a H2 + CO többnyire olyan mennyiségben, amely meghaladja a hőtermeléshez szükséges fűtőgázmennyiséget, tehát a hőbontásnál melléktermékként keletkező gázok fedezik a találmány szerinti eljárás fűtőgázszükségletét. A bontandó szénhidrogénekből előállítható telítetlen szénhidrogének féleségét, elsősorban a C2H/,-et és C2H2 -t és ezek egymás közötti arányát a hőbontás hőmérsékletével, e hőmérsékletet pedig a telített szénhidrogének, a fűtőgázok és az oxidáló anyag mindenkori minőségétől függő arányuk megválasztásával állítjuk be. Ha a reakcióidőt az acetilénképződéshez szük-5 ségesnél hosszabbra állítjuk be és valamivel több oxigént használunk fel, akkor, a telített szénhidrogének maradéktalanul elbomlanak és korommentes szintézisgáz keletkezik^ Eljárásunkban; amely atmoszférikus és ennél 10 kisebb vagy nagyobb, akár 20 ata-ig is terjedő nyomáson egyaránt megvalósítható, egyrészt a reakqió feltételeit, másrészt a nyersanyag minőségét jelentősen lehet változtatni. A reakciófeltételeket a nyersanyag, a fűtőgáz és az oxi-V9 dálóanyag minősége és ezek viszonylagos menynyisége határozza meg. Az acetilén és etilén aránya a nyersanyagtól, a reakció hőfokától és időtartamától függ. Az eljárás akkor is megvalósítható, ha a telített szénhidrogénekbe ke->' 20 vert fűtőgáz a hőtermeléshez szükséges menynyiségnél több vagy kevesebb. Célszerű olyan fűtőgázt választani, amely minél kisebb oxigénfogyasztást igényel, s a bontási reakció egyensúlyi' feltételeire kedvező 25 hatású égéstermékeket juttat a reakciókeverék— be, mert így jelentősen javítható az eljárás gazdaságosságára jellemző fajlagos oxigénfelhasználás. A fűtőgázzal szemben a találmány értelmében támasztott követelmények meghatá-30 rozhatók a nyersanyagként alkalmazott telített szénhidrogén meg a fűtőanyag égési jellemzőiből, amelyeket néhány telített szénhidrogénre és fűtőanyagra, valamint tiszta oxigénre vonatkozólag a következő táblázatban foglaltuk össze. 35 Azt találtuk, hogy eljárásunkra előnyös, ha a szénhidrogéneket, fűtőgázokat és az oxidálóanyagot 400—600 C° közötti hőmérsékletre előmelegítjük. Az előmelegítést az elegy alkotóinak keverése előtt külön-külön végezzük vagy a 40 szénhidrogéneket és a fűtőgázokat együttesen, melegítjük elő és ehhez külön előmelegített oxidálóanyagot elegyítünk. Anyag v«s Z„ V v yjfj 45 CH4 420 59,2 4275 0.803 3440" C2 H 6 — 50,5 4390 0,817 3580 C3 H 8 365 55,0 4460 0,822 3665 Giífco 480 49,0 4550 0,825 3750 C7 H 1R — 28,8* 4360 0,820 3580 50 CO 109 93,3 6040 0,785 4750 H2 1120 93,9 5140 0,805 4140 C( + 02 ) — — 4280 0,846 3625 C( + 0,5 02 ) — — 2530 0,673 1700 * Az adat benzinre vonatkozik. 55 . Vi, cm/sec a maximális égési sebesség Z0 , tf% a felső éghetőségi határ V>, kcal/Nm3 02 az oxigénre vonatkoztatott 60 fajlagos hőtermelés f], dim. nélk. a tüzeléstechnikai hatásfok 1200 C° reakció-hőmérsék.leten ij)7], kcal/iNm^O^ a hőtermelés gazdaságossági, gára jellemző szorzat 2
