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:PROCEDE POUR EMPECHER DES DEPOTS DE COKE
LORS DE LA PRODUCTION D'ACETYLENE ".
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On sait qu'on peut préparer de l'acétylène par com- bustion incomplète d'hydrocarbures avec de l'oxygène, en chauf- ' faut au préalable les participants à la réaction, simultané- ment ou séparément, et en les introduisant, par l'intermédi- aire d'un dispositif de mélange, dans une chambre de réaction.
Dans cette dernière, le mélange est transformé en un gaz de craquage renfermant de l'acétylène. Lors de la réaction il se forme, sur la paroi de la chambre de réaction, notamment lors- qu'on utilise comme matière de départ des hydrocarbures supé- rieurs, des dépota de coke qui adhèrent fermement. La réaction de combustion est ainsi perturbée et le rendement en acétylène diminue. Ce coke peut être éliminé mécaniquement à de courts intervalles. On peut aussi faire ruisseler de l'eau le long do la paroi. Les deux procédés présentent toutefois des in- convénients. Lors de l'élimination du coke, par voie mécanique, par exemple, à l'aide d'un ringard, la réaction est perturbée, de sorte que le rendement en acétylène diminue. Le ringard peut, en outre, fondre lorsqu'on s'en sert maladroitement.
L'inconvénient du second procédé est da au fait qu'on ne par- vient que rarement à étaler l'eau en une nappe uniforme sur la paroi de la chambre de r4action. Lorsque, par suite d'une petite lacune dans la nappe d'eau, du coke commence à se dé- poser sur la paroi de la chambre de réaction, ce dépôt va croissant et ne peut plus 8tre élimin6, même en intensifiant le ruisselement d'eau.
Or on a trouvé qu'on peut empêcher un dépôt de coke sur la paroi de la chambre de réaction dans laquelle a lieu la combustion incomplète des hydrocarbures, en protégeant la
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paroi, dans une large mesure, au moyen d'un gaz protecteur, contre le contact des gaz de combustion chaude acétylénés qui se forment lors de la combustion incomplète.
Comme gaz protecteur on utilise, avantageusement, un gaz inerte qui ne peut participer à la réaction de combus- tion, par exemple de l'azote ou de la vapeur d'eau. On emploie, de préférence, de la vapeur d'eau, du fait que cette dernière, pcr la suite, peut être facilement séparée, par condensation, des gaz de la réaction. Grâce à cette protection de la paroi de la chambre de réaction, contre les gaz de combustion ren- fermant de l'acétylène, la teneur en suie de ces gaz .diminue, ce qui est très important, la suie constituant un produit se- condaire indésirable qui doit être éliminé du gaz acétyléné.
L'introduction du gaz protecteur dans la chambre de réaction peut être effectuée tangentiellement ou axialement, de préfé- rence en plusieurs plans, la protection de la paroi étant alors encore plus efficace. Le gaz peut être introduit dans un plan perpendiculaire ou oblique par rapport à la direction du courant. Lors d'une introduction tangentielle dans un plan oblique par rapport à la direction du courant, le gaz inerte se déplace de façon hélicoïdale le long de la paroi de la chambre de r4action. Dans le cas d'une introduction tangen- tielle, dans un plan perpendiculaire à la direction du courant, il se d6place également de façon hélicoïdale du fait que le trajet, en soi circulaire, est étiré en forme d'hélice par le courant du gaz réactionnel.
Le gaz inerte peut dans un seul et mène plan, être introduit par un ou plusieurs orifices.
La quantité de gaz inerte introduit peut varier dans de larges limites. On utilise, avantageusement, 1 à 20% par rapport au poids de l'hydrocarbure mis en oeuvre. Le procédé conforme à la présente invention, permet, même avec des quan- tités de gas inerte relativement faibles, d'empêcher tout dé- p8t de coke dans la chambre de réaction.
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On connaît un procédé pour la mise en oeuvre de réac- tions chimiques à des températures élevées, suivant lequel on ajoute aux gaz de combustion chauds, un gaz secondaire, de préférence de l'hydrogène ou de la vapeur d'eau. Dans ce cas, la vapeur d'eau est ajoutée, à un gaz de combustion chaud com- plètemert transformé avec de l'oxygène, qui ne renferme pas d'acétylène.
Le procédé suivant la présente invention, qui permet d'empêcher la formation de coke et de diminuer la teneur en suie des gaz de combustion, présente, en autre, l'avantage que, par la quantité de gaz protecteur ajoutée, on peut de @ façon simple, adapter aux conditions de service l'épaisseur j du matelas de gaz protecteur dans la chambre de réaction, et par conséquent le volume de la chambre de réaction disponible pour la combustion. Avec le procédé connu, on doit, à cet ef- fet, mettre hors service le brûleur à acétylène et remplacer la chambre de réaction par une autre chambre de volume appro- prié.
A titre indicatif, mais nullement limitatif., on a décrit à l'exemple suivant, en se réf4rant au dessin annexé, un mode de mise en oeuvre du procédé conforme à la pressante invention.
La figure 1 est une coupe longitudinale d'un brûleur à acétylène convenant pour la mise en oeuvre du nouveau procé- dé et la figure '2 une coupe transversale suivant le plan D-E de la figure 1.
EXEMPLE 1
Dans un appareil de préchauffage on chauffe, à 400 C, 600 kg/h d'essence légère et, en même temps, dans un second @ appareil de préchauffage, également à 400 C, 450 m3 N/h d'oxy- gène. Les gaz chauds sont mélangés dans un 'mélangeur et sont
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amenés à un diffuseur. Ils arrivent, en passant par le bloc distributeur A (fig 1), dans la chambre de réaction B. Dans cette dernière, l'essence réagit avec l'oxygène avec forma- tion d'un gaz de craquage qui, à l'extrémité inférieure de la chambre de réaction, est refroidi brusquement à température normale, au moyen d'eau venant du dispositif F.
La chambre de réaction présente six canaux pour l'in- troduction de vapeur (1 et 2, figure 1), qui sont disposés dans deux plans, à raison de 3 canaux par plan, tangentielle- ment par rapport à la paroi de la chambre de réaction et per- pendiculairement à la direction du courant des gaz de réaction
Par ces canaux, on introduit les gaz protecteur. Le mélange gazeux qui pénètre par les ouvertures du bloc distributeur A, fait dévier les jets de vapeur d'eau vers le bas et les étale uniformément le long de la paroi, de sorte qu'un dépôt de coke sur la paroi de la chambre de réaction est empêché sûrement grâce à cette nappe de vapeur d'eau tourbillonnante.
Lors- qu'on n'ajoute pas de vapeur aux gaz de combustion, la paroi, après une demi-heure de service, est recouverte d'une couche de coke telle, que la teneur rn oxygène du gaz de craquage monte de 0,2% à 0,6%, la teneur en acétylène tombant, en même temps, de 10,0 à 9,8%.
Lorsqu'on effectue le même essai en introduisant par heure, dans le plan supérieur de la chambre de réaction, 15 kg de vapeur d'eau et, simultanément, 30 kg dans le plan inféri- eur, la composition du gaz de craquage, après plusieurs heu- res de service, ne subit aucun changement. Grâce à l'addition de vapeur d'eau, le rendement en acétylène reste constant, la teneur en suie du gaz de craquage diminuant en même temps de 25%.
REVENDICATIONS.
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: PROCESS FOR PREVENTING COKE DEPOSITS
IN THE PRODUCTION OF ACETYLENE ".
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It is known that acetylene can be prepared by incomplete combustion of hydrocarbons with oxygen, by first heating the participants in the reaction, simultaneously or separately, and introducing them, by through a mixing device, in a reaction chamber.
In the latter, the mixture is transformed into a cracked gas containing acetylene. During the reaction, coke deposits are formed on the wall of the reaction chamber, especially when higher hydrocarbons are used as starting material, which adhere firmly. The combustion reaction is thus disturbed and the acetylene yield decreases. This coke can be removed mechanically at short intervals. You can also run water along the wall. However, both methods have drawbacks. When removing coke, mechanically, for example, using a corny, the reaction is disturbed, so that the acetylene yield decreases. The tacky can also melt when used awkwardly.
The disadvantage of the second method is that it is only rarely possible to spread the water in a uniform sheet on the wall of the reaction chamber. When, as a result of a small gap in the water table, coke begins to settle on the wall of the reaction chamber, this deposit increases and cannot be removed any longer, even with an intensification of the runoff. 'water.
However, it has been found that it is possible to prevent a deposit of coke on the wall of the reaction chamber in which the incomplete combustion of the hydrocarbons takes place, by protecting the
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wall, to a large extent, by means of a protective gas, against the contact of hot acetylenated combustion gases which form during incomplete combustion.
As protective gas, an inert gas which cannot participate in the combustion reaction, for example nitrogen or water vapor, is advantageously used. Water vapor is preferably used, since the latter, hereinafter, can be easily separated, by condensation, from the reaction gases. Thanks to this protection of the wall of the reaction chamber against combustion gases containing acetylene, the soot content of these gases decreases, which is very important, the soot constituting a secondary product. undesirable that must be removed from the acetylenated gas.
The introduction of the protective gas into the reaction chamber can be effected tangentially or axially, preferably in several planes, the protection of the wall then being even more effective. The gas can be introduced in a plane perpendicular or oblique to the direction of the current. When introduced tangentially in a plane oblique to the direction of the flow, the inert gas moves helically along the wall of the reaction chamber. In the case of a tangential introduction, in a plane perpendicular to the direction of the current, it also moves helically because the path, which is circular in itself, is stretched in the form of a helix by the gas current. reaction.
The inert gas can in a single and conductive plane, be introduced through one or more orifices.
The quantity of inert gas introduced can vary within wide limits. Advantageously, 1 to 20% relative to the weight of the hydrocarbon used is used. The process according to the present invention makes it possible, even with relatively small quantities of inert gas, to prevent any deposit of coke in the reaction chamber.
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A process is known for carrying out chemical reactions at elevated temperatures, in which a secondary gas, preferably hydrogen or steam, is added to the hot combustion gases. In this case, water vapor is added to a hot combustion gas completely converted with oxygen, which does not contain acetylene.
The process according to the present invention, which makes it possible to prevent the formation of coke and to reduce the soot content of the combustion gases, has, in addition, the advantage that, by the quantity of protective gas added, it is possible to reduce In a simple way, adapt to the operating conditions the thickness j of the protective gas mattress in the reaction chamber, and consequently the volume of the reaction chamber available for combustion. With the known method, the acetylene burner has to be taken out of service and the reaction chamber replaced by another chamber of suitable volume.
By way of indication, but in no way limiting., An embodiment of the method in accordance with the urgent invention has been described in the following example, with reference to the appended drawing.
Figure 1 is a longitudinal section of an acetylene burner suitable for carrying out the new process and Figure 2 a cross section taken on plane D-E of Figure 1.
EXAMPLE 1
In a preheater, 600 kg / h of light gasoline are heated to 400 ° C. and, at the same time, in a second preheater, also at 400 ° C., 450 m3 N / h of oxygen. The hot gases are mixed in a 'mixer and are
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brought to a diffuser. They arrive, passing through the distributor block A (fig 1), in the reaction chamber B. In the latter, the gasoline reacts with oxygen with the formation of a cracking gas which, at the end lower part of the reaction chamber, is suddenly cooled to normal temperature by means of water coming from device F.
The reaction chamber has six channels for the introduction of steam (1 and 2, figure 1), which are arranged in two planes, at the rate of 3 channels per plane, tangentially to the wall of the chamber. reaction and perpendicular to the direction of the reaction gas flow
Through these channels, the protective gases are introduced. The gas mixture entering through the openings of distributor block A deflects the jets of water vapor downwards and spreads them evenly along the wall, so that a deposit of coke on the wall of the chamber. reaction is surely prevented by this swirling sheet of water vapor.
When no steam is added to the combustion gases, the wall, after half an hour of service, is covered with a layer of coke such that the oxygen content of the cracking gas rises from 0, 2% to 0.6%, the acetylene content falling, at the same time, from 10.0 to 9.8%.
When the same test is carried out, introducing per hour, in the upper plane of the reaction chamber, 15 kg of water vapor and, simultaneously, 30 kg in the lower plane, the composition of the cracking gas, after several hours of service, does not undergo any change. Thanks to the addition of steam, the acetylene yield remains constant, the soot content of the cracking gas simultaneously decreasing by 25%.
CLAIMS.
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