DE806455C - Verfahren zur Spaltung fluessiger Kohlenwasserstoffe mittels elektrischer Lichtbogenoefen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Spaltung flüssiger Kohlenwasserstoffe mittels elektrischer Lichtbogenöfen Es ist bekannt, daß durch Lichtbogenbehandlung gasförmiger, insbesondere gesättigter Kohlenwasserstoffe Spaltprodukte, wie Acetylene, Olefine, Wasserstoff, Ruß, sowie cyclische Kohletiwasserstoffe verschiedenster Zusammensetzung erzeugt werden können. Weiterhin ist bekannt, daß die bei den genannten Prozessen häufig angestrebte möglichst große Ausbeute an Acetylenen und Olefinen unter sonst gleichen Bedingungen abhängig ist von Art und Menge der Kohlenwasserstoffe des Eingangsgases, und zwar in der Weise, daß um so mehr Acetylene und Olefine erzeugt werden, je größer die C-Zahl des Eingangsgases, d. h. je größer die mittlere molare Konzentration des Kohlenstoffes im Eingangsgas ist. Diese Erkenntnis führte z. ß. dazu, daß versucht wurde, die Ausbeuten eines I?iiigaiigsgases mit geringer C-Zahl durch Karburieren mittelsDämpfen von geeigneten, bei normaler Temperatur flüssigen Kohlemvasserstoffen zu erhöhen. Nach den bekannten Verfahren werden dabei die zuvor erliitzten kohlenwasserstoffhaltigen Gase zur Aufnahme der Kohlenwasserstoffdämpfe durch die ebenfalls erhitzten flüssigen Kohlenwasserstoffe geleitet, oder die flüssigen Kohlenwasserstoffe werden gesondert einem Verdampfungsprozeß unterworfen, und die Dämpfe der bei normaler Temperatur flüssigen Kohlenwasserstoffe werden mit dem zuvor erhitzten kohlenwasserstoffhaltigen Gasgemisch dem Lichtbogenofen zugeführt. Diese Verfahren lassen sich selbstverständlich auch anwenden zur Herstellung eines ini Lichtbogen<ifen ztt verarbeitenden Inertgas- Dampf-Gemisches, wobei das Inertgas dann lediglich die Rolle eines Trägergases für die Kohlenwasserstoffdämpfe ausübt.
• Die genannten bekannten Verfahren zur Verarbeitung flüssiger Kohlenwasserstoffe mittels elektrischer Lichtbogenöfen lassen sich aber wegen der Gefahr elektrischer Überschläge am Isolator der Hochspannungselektrode des Lichtbogenofens nur anwenden, wenn Vorsorge getroffen ist, daß der Isolator der Hochspannungselektrode frei von 'kondensierten Dämpfen bleibt. Dies setzt voraus, daß die Temperatur dieses Isolators stets höher ist, als der Sättigungstemperatur der Kohlenwasserstoffdämpfe in dem Gas-Dampf-Gemisch entspricht, sowie daß vermieden wird, daß er von Spritzern etwa zuvor in der Zuleitung kondensierter Kohlenwasserstofföle getroffen wird, was am sichersten dadurch vermieden wird, daß auch die gesamten Zuleitungen des Gas-Dampf-Gemisches sowie der gesamte Lichtbogenofen auf einer die Sättigungstemperatur der Kohlenwasserstoffdämpfe übersteigenden Temperatur gehalten werden. Die Vermeidung elektrischer überschläge am Isolator der Hochspannungselektrode eines elektrischen Lichtbogenofens läßt sich also nur mit einem erheblichen technischen Aufwand bewerkstelligen, falls höhersiedende Kohlenwasserstoffe in solchen Mengen verarbeitet werden sollen, daß eine nennenswerte Erhöhung der C-Zahl des Gases und damit eine nennenswerte Steigerung der Ausbeuten erzielt werden soll.
• Es wurde nun gefunden, daß ebenfalls eine wesentliche Erhöhung der Ausbeuten, jedoch unter geringem technischem Aufwand, erzielt werden kann, wenn das zu verarbeitende Kohlenwasserstofföl unmittelbar in das Flammrohr des Lichtbogenofens, und zwar am Anfang desselben, eingedüst wird. Die Figur zeigt das Schema einer derartigen Anordnung: i ist die Hochspannungselektrode, 2 ist das geerdete Flammrohr, 3 der Isolator der Hochspannungselektrode, 4 derelektrische Lichtbogen ; das Gas strömt durch das Rohr 5 in den Ofen ein, das Kohlenwasserstofföl wird durch die Düsen 6 unter geeignetem Überdruck dem Lichtbogenofen zugeführt. Zum Abschrecken der heißen Reaktionsabgase wird durch die Düsen 7 eine geeignete Flüssigkeit eingespritzt.
• Mit einer derartigen Anordnung gelang es, z. B. durch Einspritzen eines aliphatischen Kohlenwasserstofföles mit Siedebereich von 220 bis 270° C in einen mit Erdgas betriebenen Lichtbogenofen, die erzeugte Acetylenmenge von 644 kg/h auf 824 kg/h und die erzeugte Äthylenmenge von 48 kg/h auf 244 kg/h zu steigern, wobei der Energieaufwand pro Kilogramm Acetylene sich gleichzeitig von 10,3 kWh auf 8,05 kWh erniedrigte. Das neue Verfahren ergibt also einen erheblichen Karburierungseffekt.
• Weiterhin ist es nach dem neuen Verfahren ohne weiteres möglich, dasselbe Kohlenwasserstofföl, das am Anfang des Flammrohres zur Karburierung des Gases eingespriazt und nach obigem Beispiel in gasförmige ungesättigte Kohlenwasserstoffe umgesetzt wird, durch Einspritzen am Ende des Flammrohres auch zum Abkühlen der heißen Reaktionsabgase zu benutzen. Etwa nicht umgesetzte Anteile des zum Karburieren des Gases benutzten Kohlenwasserstofföles können zusammen mit dem zum Abkühlen der Reaktionsabgase benutzten öl gesammelt und erneut zum Einspritzen in das Flammrohr des Lichtbogenofens zwecks Umwandlung in ungesättigte gasförmige Kohlenwasserstoffe (am Anfang des Flammrohres) oder zwecks Abschreckens der heißen Reaktionsabgase (Einspritzen am Ende des Flammrohres) verwendet werden.
• Das neue Verfahren ist insofern bemerkenswert, als die bisher allein angewandte Einspritzung von Kohlenwasserstoffölen am Ende des Flammrohres, also hinter dem Lichtbogen, zu keiner merklichen Erhöhung des Umsatzes geführt hat. Auch war bei der bekannten Labilität des Bogenmechanismus nicht als selbstverständlich zu erwarten, daß durch das Einspritzen des Flüssigkeitsstrahles am Anfang des Flammrohres, also in Gegend der Bogenmitte, ein störungsfreier Betrieb gewährleistet sein würde.
• Es hat sich gezeigt, daß alle Arten von flüssigen Kohlenwasserstoffen nach dem neuen Verfahren verarbeitet werden können, gleichgültig ob es sich um rein aliphatische, um aliphatisch-cyclische oder um rein cyclische Kohlenwasserstoffe handelt. Allerdings ergab sich eine in obiger Reihenfolge abfallende Eignung.
• Das in das Flammrohr des Lichtbogenofens eingespritzte Kohlenwasserstofföl wird hier durch die Strahlungswärme des Lichtbogens und durch die fühlbare Wärme des umgebenden Gases erwärmt und schließlich verdampft, wobei die hierzu erforderliche Energie also letzten Endes der Lichtbogenenergie entnommen wird. Es ist aber auch möglich, diesen der Lichtbogenenergie entnommenen Energieanteil durch entsprechendes Vorheizen des Kohlenwasserstofföles, gegebenenfalls unter Überdruck, beliebig klein zu halten.
• Die außer den im allgemeinen gewünschten ungesättigten gasförmigen Spaltprodukten, wie Acetylen und Äthylen, entstehenden gesättigten Kohlenwasserstoffe können ebenso wie der entstandene Wasserstoff nach Abtrennung der ersteren ganz oder teilweise wieder dem Prozeß zugeführt werden.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Spaltung von bei normaler Temperatur flüssigen Kohlenwasserstoffen mittels elektrischer Lichtbogenöfen, dadurch gekennzeichnet, daß die flüssigen Kohlenwasserstoffe in den oberen Teil des Flammrohres des mit gasförmigen Kohlenwasserstoffen oder mit Inertgas beschickten Lichtbogenofens eingedüst werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die flüssigen Kohlenwasserstoffe vor der Eindüsung in das Flammrohr des Lichtbogenofens, gegebenenfalls unter überdruck, erhitzt werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht anderweitig verwertbaren Spaltprodukte nach Abtrennung der anderweitig verwertbaren Spaltprodukte dem Lichtbogenofen wieder zugeführt werden.
4. 4. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dieselben flüssigen Kohlenwasserstoffe, die in den oberen Teil des Flammrohres des Lichtbogenofens zwecks Spaltung cingedüstwerden, auch zumAbkühlen derheißen Reaktionsabgase durch Eindüsen am Ende des Flammrohres des L ichtbogenofens verwendet werden.