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" PROCEDE POUR LA PRODUCTION D'ACETYLENE
EMI1.1
ET D'OLEFINES PA COM3UJTION INC61<WLETE D'HYDROCARSURE,3 ".
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On sait qu'on peut fabriquer de l'acétylène par combustion incomplète d'hydrocarbures gazeux on à l'état. de vapeur avec de l'oxygène, en chauffant séparément les gaz, en les mélangeant à chaud et en introduisant le mé- lange dans une chambre de réaction dans laquelle se forme, par combustion partielle des hydrocarbures, un gaz de cra- quage renfermant de l'acétylène, qui, après avoir quitté la chambre de réaction, est refroidi, avec de l'eau, à des températures inférieures à 100*C, la chaleur des gaz de réaction chauds étant utilisée pour le chauffage et l'évaporation de l'eau de réfrigération.
On connaît également un procédé pour la aise en oeuvre de réactions chimiques à des températures élevées, suivant lequel on ajoute des hydrocarbures à des gaz de combustion chauds, complètement brûlés. Ce procédé présen- te toutefois l'inconvénient que les gaz de craquage sont dilués par les gaz de combustion complètement brûlés, la séparation de l'acétylène et de l'éthylène de ces gaz étant ainsi rendue difficile.
Or, on a trouvé que lors de la préparation d'a- cétylène et d'oléfines, par combustion incomplète d'hy- drocarbures avec de l'oxygène ou des gaz oxygénés, et -refroidissement à l'eau des gaz de combustion chaude, on peut augmenter la teneur en ces hydrocarbures du gaz de craquage, en ajoutant au mélange d'hydrocarbures et d'oxy- gène ou de gaz oxygénés, sur son passage à travers la zone de réaction, en un ou plusieurs points ne coïncidant pas avec l'orifice d'amenée de ce mélange, des quantités sup- plémentaires d'hydrocarbures liquides ou à l'état de va- peur.
Par hydrocarbures liquides ou à l'état de vapeur on
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entend a) des hydrocarbures qui sont gazeux dans des con- ditions normales (760 mm Hg/20 C), par exemple le pro- pane, le butane, le pentane ou leurs isomères, et b) des hydrocarbures qui, sous une pression de 760 mm Hg, en- trent en ébullition entre 30 et 200 C, par exemple l'es- sence légère et l'essence. Ces hydrocarbures se présen- tent sous forme de vapeur lorsqu'ils ont été chauffés, sous une pression de 760 mm Hg, à des températures supé- rieures à leur point d'ébullition. On peut également utili- ser des mélanges d'hydrocarbures liquides et d'hydrocar- bures sous forme de vapeur.
Par le procédé conforme à la présente invention, la teneur absolue du gaz de craquage en acétylène augmente, - quoique par suite de l'accroissement de la quantité du gaz de craquage, la concentration en acétylène de ce gaz peut n'être qu'égale ou inférieure à celle du procédé connu-, de sorte que la capacité de production d'acétylè- ne d'un brûleur à acétylène est améliorée. A côté d'acé- tylène, le gaz de craquage renferme encore de l'éthylène, alors que suivant le procédé connu, il n'en contient qu'une très faible quantité. D'après le procédé conforme à la présente invention, on obtient un gaz de craquage dont la teneur en éthylène est à peu près égale à celle en acétylène. La teneur du gaz de craquage en hydrocarbu- res en C2 non saturés est donc doublée grâce à la forma- tion d'éthylène.
La consommation en hydrocarbures et en oxygène par kilo d'hydrocarbures en C2 non saturés est sensiblement plus faible que lorsqu'on opère suivant le procédé connu. Un autre avantage est que la teneur en suie du gaz de craquage est fortement réduite, de sorte que l'épuration du gaz de craquage est simplifiée. La quantité d'hydrocarbures à ajouter additionnellement sera, de préférence, choisie de manière que les gaz de la réaction
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soient refroidis à environ 500-1200 C, températures auxquel- les on obtient les meilleurs rendements en acétylène et en éthylène.
Lorsque, en plus d'acétylène et d'éthylène, on veut obtenir des oléfines supérieures, on peut aussi ajou- ter une plus forte quantité d'hydrocarbures, de sorte que la température des gaz de la réaction soit inférieure à @ 500*C. Par oléfine supérieure, on entend le propylène, @ le butylène, le pantylène et leurs isomères. La quantité des hydrocarbures à ajouter additionnellement dépend des con- ditions spéciales dans lesquelles est effectuée la combus- tion incomplète des hydrocarbures. A l'appui des indica- tions de température susmentionnées, le spécialiste pourra toutefois facilement déterminer, dans chaque cas, les quantités d'hydrocarbures à ajouter additionnellement.
On a, en outre, constaté que la composition du gaz de cra- quage, dépend non seulement de la quantité d'hydrocarbu- res ajoutée additionnellement, mais encore du point d'in- troduction de ces derniers à l'intérieur de la chambre de réaction où a lieu la combustion partielle des hydrocar- bures. Lorsque les hydrocarbures sont ajoutés au gaz de craquage dans la partie de la chambre de réaction que ce dernier parcourt en premier lieu, le rendement en éthylène est plus élevé et celui en acétylène un peu plus faible que lors d'une addition des hydrocarbures dans la partie de la chambre de réaction que le gaz de craquage parcourt en dernier lieu.
Lorsque, inversement, on ajoute les hy- drocarbures au gaz de craquage dans la seconde partie de la chambre de réaction, le rendement en acétylène s'ac- croît, celui en éthylène ne subissant, par contre, qu'une augmentation insignifiante.
Les hydrocarbures peuvent être ajoutés de façon quelconque. Il importe seulement qu'ils se laissent parfai-.
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tement bien mélanger avec les gaz chauds. On les introduit , de préférence, radialement dans la chambre de combustion, soit perpendiculairement ou obliquement par rapport à la direction du courant. Il est avantageux de les injecter en plusieurs points dans la chambre de réaction, l'in- troduction en un seul point ne permettant pas d'obtenir un mélange homogène avec les gaz chauds .La teneur en suie du gaz de craquage ne représente, dans ce cas, que 1/6 de la teneur d'un gaz de craquage obtenu suivant le procédé connu.
Dans l'exemple suivant on a décrit plus en dé- tail, en se référant au dessin annexé, un exemple de mise en oeuvre du procédé conforme à la présente invention.'
Sur le dessin, à représente la chambre de réac- tion où a lieu de façon connue, la combustion partielle des hydrocarbures. $ désigne, dans ce cas, les tuyères pour l'injection des quantités supplémentaires d'hydrocar- bures dans la seconde partie de la chambre de réaction.
Le gaz de craquage quittant la chambre de réaction est refroidi brusquement de façon connue, par l'eau venant des tuyères C.
EXEMPLE
Dans deux appareils de préchauffage, on chauffe, par heure, à 320*C, respectivement 25 kg d'essence légère et 15,6 m3N d'oxygène, on les mélange dans un mélangeur, et on les introduit dans la chambre de réaction où ils sont transformés. Lors du premier essai (I), les gaz de réac- tion chauds sont refroidis brusquement à l'eau au fond du récipient de réaction.
Si, dans des conditions par ailleurs identiques, on introduit additionnellement, avant le refroidissement à l'eau, 10,7 kg par heure d'essence légère (zone d'é- bullition 30-110 C) dans la première partia de la chambre
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de réaction (essai II) ou dans la seconde partie (essai III), on obtient les résultats indiqués dans le tableau ci-après :
EMI6.1
<tb> II <SEP> III
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Teneur <SEP> en <SEP> acétylène <SEP> du <SEP> gaz <SEP> de
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> fraquage <SEP> (en <SEP> %) <SEP> 7,5 <SEP> 6,6 <SEP> 7,3
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Teneur <SEP> en <SEP> éthylène <SEP> du <SEP> gaz <SEP> de
<tb>
<tb>
<tb> craquage <SEP> (en <SEP> %) <SEP> 0,5 <SEP> 6,1 <SEP> 5,4
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Consommation <SEP> en <SEP> hydrocarbures
<tb>
<tb>
<tb> par <SEP> kilo <SEP> d'hydrocarbure* <SEP> en
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> C2 <SEP> non <SEP> saturés <SEP> (en <SEP> kg) <SEP> 4,35 <SEP> 3,45 <SEP> 3,34
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Consommation <SEP> en <SEP> oxygène <SEP> par
<tb>
<tb>
<tb> kilo <SEP> d'hydrocarbures <SEP> en
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> C2 <SEP> non <SEP> saturés <SEP> (on <SEP> kg) <SEP> 3,91 <SEP> 2,15 <SEP> 2,
09
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Suie <SEP> (g/m3N <SEP> gaz <SEP> de <SEP> craquage) <SEP> 18 <SEP> 2,9 <SEP> 6,7
<tb>
En comparant les résultats des essais II et III avec ceux de l'essai I, on peut se rendre compte des avantages qu'offre le nouveau procédé par rapport au pro- cédé connu. Par rapport au procédé connu, la consommation en hydrocarbures pour la production de 1 kg d'hydrocar- bures en C2 non saturés, est diminuée de 20 à 25%, celle en oxygène de 40 à 50%.
REVENDICATIONS.- l.- Procédé pour la production d'acétylène et d'oléfines par combustion incomplète d'hydrocarbures avec de l'oxygène ou des gaz oxygénés et refroidissement à l'eau des gaz de combustion chauds, caractérisé en ce qu'on ajoute, au mélange des hydrocarbures et d'oxygène ou de gaz oxygénés, sur son passage à travers la zone de réaction, en un ou plusieurs points ne coïncidant pas avec l'orifice d'introduction de ce mélange, des quantités supplémentaires d'hydrocarbures liquides ou sous forme de vapeur.