BE569696A

BE569696A -

Info

Publication number: BE569696A
Authority: BE
Priority date: 1957-08-03

Description

On sait qu'on obtient de l'acétylène par oxydation partielle d'hy- drocarbures gazeux ou évaporables, en chauffant au préalable, simultanément, ou de préférence, séparément, les agents participant à la réaction, en introduisant le mélange dans la chambre de réaction, en le faisant réagir dans une flamme et en refroidissant ensuite rapidement les gaz de la réaction. Ce refroidissement rapide s'effectue avantageusement par amenée d'eau dans les gaz de réaction.

Pour obtenir un rendement en acétylène aussi élevé que possible, il est nécessaire de refroidir brusquement le mélange de réaction après une certai- ne durée définie aussi exactement que possible et qui dépend de la température de préchauffage des gaz, du rapport dans le mélange hydrocarbure/oxygène, ainsi que de la forme et des dimensions de l'appareil de réaction. Lorsque la vitesse de refroidissement n'est pas suffisamment élevée, on obtient des gaz de réaction d'une plus faible teneur en acétylène et d'une plus forte teneur en noir de fu- mée.

Avec des appareils dont le débit atteint les valeurs habituelles lors de la mise en oeuvre du procédé à l'échelle industrielle, la quantité de chaleur à évacuer est assez considérable. On a, de ce fait, réparti aussi finement que possible l'eau destinée au refroidissement, en vue d'obtenir une surface suffi- samment grande pour transmettre à l'eau la chaleur du gaz à refroidir brusque- ment. Cependant, plus les dimensions des appareils sont grandes, plus il est dif- ficile d'introduire l'eau, sous forme de gouttes fines, suffisamment profondé- ment dans le courant de gaz. Ceci est en particulier le cas pour des vitesses de gaz assez élevées. Le frottement entre les gouttes d'eau et le courant de gaz fait dévier les gouttes d'eau qui pénètrent, de sorte qu'en général la partie mé- diane du courant gazeux est refroidie plus tard que les bords.

Or, on a trouvé qu'on peut éviter les inconvénients en introduisant l'eau de réfrigération en principe non pas à l'état pulvérisé, mais sous forme de jets non divisés et en choisissant la grosseur des jets d et la pression d' eau p w en amont de l'orifice de sortie des tuyères pour un courant de gaz d'une pression dynamique P G donnée, et une profondeur de pénétration a donnée de 1' eau dans le courant de gaz, de façon que la valeur numérique (pW : pG). (d: a) est comprise entre 1 et 15.

La profondeur de pénétration a plus profonde désirée peut être obtenue par augmentation de la grosseur d du jet d'eau, grosseur qui dépend en général de la grandeur de l'orifice de sortie du jet d'eau, et/ou par augmentatiôh de la pression de l'eau pW en amont de l'orifice de sortie. La di- vision du jet d'eau est provoquée par-?'énergie cinétique du courant de gaz à refroidir lui-même, énergie qui peut être mesurée par la pression dynamique p G.

Cette pression dynamique est, comme l'on sait, le demi-produit de la densité du gaz par le carré de sa vitesse linéaire.

Les jets d'eau doivent être introduits de façon inclinée, de préfé- rence verticalement par rapport au courant de gaz.

On obtient des résultats particulièrement bons en utilisant des jets de différentes profondeurs de pénétration. Les secteurs du courant de gaz qui ne sont pas couverts par un groupe de jets d'eau d'une même profondeur de pénétra- tion, peuvent ainsi être atteints par des jets d'une autre groupe, ayant une autre profondeur de pénétration ; parvient ainsi à répartir uniformément, à travers toute la section, les quantités d'eau injectées.

Etant donné qu'il est difficile de diviser un jet compact aux bords du courant de gaz, on peut encore améliorer le procédé en refroidissant les bords du courant de gaz par une injection supplémentaire d'eau sous forme de gouttelet- tes fines. Avec une quantité suffisante de cette eau finement divisée et en dis- posant régulièrement les orifices de sortie de cette eau, tout autour du courant de gaz, on parvient à enrober entièrement le courant de gaz d'une enveloppe d'eau finement divisée. Il en résulte une nouvelle augmentation du rendement en acéty- lène, étant donné qu'aucune partie du courait de gaz ne peut se soustraite à 1' action de l'eau.

Le procédé suivant la présente invention rie convient non seulement pour la production d'acétylène par oxydation partielle d'hydrocarbures, mais aussi dans le cas où l'énergie nécessaire au dédoublement des hydrocarbures en vue d'obtenir de l'acétylène, provient d'autres sources thermiques.

EXEMPLE 1 a) Dans un appareil de préchauffage, on chauffe à 540 C, 2.000m3 N/h de méthane, et, dans un autre, également à 540 C, 1150 m3 N/h d'oxygène. On envoie les gaz chauds dans un mélangeur. Après un mélange parfait, ces gaz sont introduits, par des canaux parallèles, dans la chambre de réaction où le méthane réagit avec l'oxygène avec formation de fl4mmes. Le diamètre du courant des gaz de réaction à leur sortie de la chambre de réaction, est de 400 mm, la pression dynamique PG de 2,2, 10-3 atm. Les gaz de réaction sont refroidis rapidement en injectant dans le courant de gaz, par 40 tuyères de pulvérisation, au total 16 m3/h d'eau sous forme de gouttelettes fines.

On obtient un mélange gazeux ren- fermant 7,82% en volume d'acétylène et 4,28 g/m3 de noir de fumée. b) On opère dans les mêmes conditions, en modifiant toutefois le re- froidissement des gaz de réaction en ce sens qu'on injecte en outre dans le cou- rant de gaz, par 12 tuyères d'un diamètre de 2,8 mm, des jets d'eau non divisés, sous une pression de 2 atm. effect. On obtient un mélange gazeux renfermant 8,15% en volume d'acétylène et 3,65 g/m3 de noir de fumée.

.EXEMPLE 2 a) On chauffe séparément, à 6400 C, comme décrit dans l'exemple 1, 1600 m3 N/h de méthane et 890 m3 N/h d'oxygène, on les mélange'et on les fait réagir. Le diamètre du courant des gaz de réaction à la sortie de la chambre de réaction est de 265 mm, la pression dynamique PG de 7,3. 10-3 atm. Les gaz de réaction sont refroidis par 40 tuyères de pulvérisation, avec, au total, 16 m3/h d'eau finement divisée. On obtient un mélange gazeux renfermant 8,05% en volume d'acétylène et 2, 36 g/m3 de noir de fumée. b) On opère dans les mêmes conditions, mais en injectant encore dans le courant de gaz, par 12 tuyères d'un diamètre de 2,8 mm, des jets d'eau non divisés sous une pression PW de 1,5 atm. effect.

On obtient un mélange gazeux renfermant 8,31 % en volume d'acétylène et 1,94 g/m3 de noir de fumée. c) On opère dans les conditions indiquées sous a) et b), mais on fait encore arriver par 12 autre tuyères, d'un diamètre de 2 mm, des jets d'eau non divisés, sous une pression PW de 1,2 atm. effect. Les tuyères sont disposées de façon telle que leurs jets pénètrent dans les secteurs compris entre les jets des 12 tuyères supplémentaires mentionnées sous b). On obtient un mélange gazeux renfermant 8,52 % en volume d'acétylène et 1,77 g/m3 de noir de fumée.

REVENDICATIONS.

1. Procédé pour la production d'acétylène par dédoublement thermique, en particulier par oxydation partielle d'hydrocarbures gazeux ou à l'état de va- peur, et refroidissement rapide des gaz de réaction par introduction d'eau dans le courant de gaz, caractérisé en ce qu'on introduit l'eau sous forme de jets non divisés et on choisit la grosseur des jets d et la pression d'eau PW en amont des orifices de sortie des tuyères, pour un courant de gaz d'une pression dynami- que PG donnée et pour une profondeur de pénétration a déterminée de l'eau dans le courant de gaz, de façon telle que la valeur (PW : PG). (d : a) soit comprise entre 1 et 15.

Claims

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on intro- duit l'eau par un grand nombre d'orifices et on choisit la grosseur des diffé- rents jets et/ou la pression d'eau, de façon que l'eau soit répartie aussi réguliè- rement que possible sur toute la section du courant de gaz.

3. Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'on <Desc/Clms Page number 3> introduite en outre, de l'eau pulvérisée de façon telle que le courant de gaz soit enrobé complètement de gouttelettes d'eau.