Die vorliegende Erfindung betrifft eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zum Herstellen von Acetylen und Synthesegas durch partielle Oxidation von

Kohlenwasserstoffen in einem Reaktor, bei welchen man dem Reaktor einen den

Kohlenwasserstoff enthaltenden Strom sowie einen den Sauerstoff enthaltenden Strom zuleitet.

Hochtemperaturreaktionen zur partiellen Oxidation von Kohlenwasserstoffen werden üblicherweise in einem Reaktorsystem aus Mischeinheit, Brennerblock, Feuerraum und Quencheinrichtung durchgeführt. Ais Beispiel für eine solche partielle Oxidation im

Hochtemperaturbereich ist die Herstellung von Acetylen und Synthesegas durch partielle Oxidation von Kohlenwasserstoffen zu nennen. Diese wird beispielsweise in der DE 875198, DE 1051845, DE 1057094 und DE 4422815 beschrieben.

Hierin werden die für das BASF-Sachsse-Bartholome-Acetylenverfahren üblicherweise eingesetzten Mischer/Brennerblock Feuerraum/Quench-Kombinationen - im Folgenden, wenn auf die Kombination Bezug genommen wird, vereinfacht als Reaktor bezeichnet - erläutert.

Die Ausgangsstoffe, wie beispielsweise Erdgas und Sauerstoff werden dabei getrennt aufgeheizt, üblicherweise bis zu 600°C. In einer Mischzone werden die Reaktanden intensiv vermischt und nach Durchströmen eines Brennerblocks in einem Feuerraum zur exothermen Reaktion gebracht. Der Brennerblock besteht in diesen Fällen aus einer bestimmten Anzahl aus parallelen Kanälen, in denen die Strömungsgeschwindigkeit der zündfähigen

Sauerstoff/Erdgas-Mischung höher ist als die Flammengeschwindigkeit

(Reaktionsgeschwindigkeit, Umsetzungsgeschwindigkeit), um ein Durchschlagen der Flamme in den Mischraum zu verhindern. Der metallische Brennerblock wird gekühlt, um den thermischen Belastungen standzuhatten. Je nach Aufenthaltszeit im Mischraum entsteht die Gefahr der Vor- und Rückzündung aufgrund der begrenzten thermischen Stabilität der

Mischungen. Hier wird der Begriff der Zündungsverzugszeit bzw. Induktionszeit gebraucht als diejenige Zeitspanne, in der eine zündfähige Mischung keine nennenswerte intrinsische thermische Veränderung durchläuft. Die Induktionszeit ist abhängig von der Art der

eingesetzten Kohlenwasserstoffe, dem Mischungszustand, von Druck und Temperatur. Sie bestimmt die maximale Aufenthaltszeit der Reaktanden im Mischraum. Reaktanden wie

Wasserstoff, Flüssiggas oder Leichtbenzin, deren Einsatz aufgrund von Ausbeute- und/oder Kapazitätssteigerungen im Syntheseprozess besonders wünschenswert ist, zeichnen sich durch eine vergleichsweise hohe Reaktivität und damit geringe Induktionszeit aus.

Trotz der durch diese Vorrichtungen bewirkten Vorteile besteht nach wie vor ein Potenzial für Verbesserungen. So ist bei der Acetylensynthese nach Sachsse-Bartholome eine vollständige Vermischung der Eduktströme von Bedeutung. Hierbei kann es bei den bekannten

Vorrichtungen zu einem ungewollten hydrodynamischen Druckstoß kommen. Dies limitiert insbesondere bei hohen Durchsätzen die Kapazität der Anlage, da eine Durchsatzsteigerung nur noch über eine Druckerhöhung erreicht werden kann. Weiterhin kann es durch eine asymmetrische Anströmung eines mischungsoptimierenden Drall registers zu einer

Fehlverteilung der Eduktkonzentration sowie der Massenstromdichte in der Mischeinrichtung kommen, die im folgenden Reaktor zu einer Reduktion der Ausbeute führt.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu geben, das die oben beschriebenen Nachteile zumindest weitgehend vermindert und insbesondere mögliche Fehlverteilungen stromabwärts des Drallregisters vermeidet.

Ein Grundgedanke der vorliegenden Erfindung ist, durch eine geeignete Auslegung des Drallregisters, welche über die sogenannte Drallzahl und die Art und Ausrichtung der Drall erzeugenden Umlenkbleche spezifiziert werden kann, eine möglichen Fehlverteilung nach dem Drallregister zu vermeiden. Durch das erfindungsgemäße Design des Drallregisters und des Querschnitts der Mischeinrichtung kann ein ungewollter hydrodynamischer Druckstoß in der Mischeinrichtung vermieden werden. Dies kann ebenfalls über die charakteristischen

Kennzahlen Drallzahl sowie Reynoldszahl spezifiziert werden.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Herstellen von Acetylen und Synthesegas durch partielle Oxidation von Kohlenwasserstoffen mit Sauerstoff umfasst eine Mischeinheit, einen i schabschnitt und einen Mischdiffusor. Die Mischeinheit weist eine Zufuhröffnung zum

Zuführen eines kohlenwasserstoffhaltigen Stroms, eine Zufuhröffnung zum Zuführen eines sauerstoffhaltigen Stroms, ein Drallregister und eine Verteilerplatte auf. Die Verteilerplatte ist zwischen dem Mischabschnitt und der Zufuhröffnung zum Zuführen eines

kohlenwasserstoffhaltigen Stroms angeordnet. Die Verteilerplatte weist Öffnungen auf. Das Drallregister ist zwischen der Zufuhröffnung zum Zuführen eines sauerstoffhaltigen Stroms und dem Mischabschnitt angeordnet. Der Mischdiffusor ist mit dem Mischabschnitt verbunden.

Der Mischabschnitt kann im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet sein. Die Verteilerplatte kann so ausgebildet sein, dass die Verteilerplatte den Mischabschnitt in einer Umfangsrichtung gesehen vollständig umgibt. Das Drallregister kann zumindest teilweise innerhalb der

Verteilerplatte angeordnet sein. Die Verteilerplatte kann Öffnungen zum Verteilen des kohlenwasserstoffhaltigen Stroms aufweisen. Die Öffnungen können bevorzugt gleichmäßig verteilt in der Verteilerplatte angeordnet sein. Alternativ können die Öffnungen ungleichmäßig verteilt in der Verteilerplatte angeordnet sein. Die Verteilerplatte kann so ausgebildet sein, dass das Verhältnis der Summe der Querschnittsflächen der Öffnungen zu einer Oberfläche der Verteilerplatte von 0,1 bis 0,4, bevorzugt von 0,2 bis 0,3 und noch bevorzugter von 0,2 bis 0,25 ist, beispielsweise 0,225. Die Zufuhröffnung zum Zuführen eines kohlenwasserstoffhaltigen Stroms kann im Wesentlichen radial bezüglich einer Mittelachse des Mischabschnitts angeordnet sein. Die Zufuhröffnung zum Zuführen eines sauerstoffhaltigen Stroms kann im Wesentlichen parallel zu einer Mittelachse des Misch abschnitts angeordnet sein. Der

Mischabschnitt kann mit einem Mischrohr verbunden sein, das eine Länge und einen

Durchmesser aufweist, wobei die Länge und der Durchmesser so ausgebildet sind, dass eine Mischung aus dem sauerstoffhaltigen Strom und dem kohlenwasserstoffhaltigen Strom bei Betrieb der Vorrichtung zum Herstellen von Acetylen und Synthesegas durch partielle Oxidation von Kohlenwasserstoffen mit Sauerstoff in dem Mischrohr eine Strömungsgeschwindigkeit von 0,2 Mach bis 1 Mach, bevorzugt von 0,3 Mach bis 0,9 Mach und noch bevorzugter von 0,4 Mach bis 0,8 Mach aufweist, beispielsweise 0,6 Mach. Das Drallregister kann eine Drallzahl von 0,3 bis 1 , bevorzugt von 0,5 bis 0,7 und noch bevorzugter von 0,55 bis 0,65 aufweisen, beispielsweise 0,6. Mit anderen Worten weist eine das Drallregister durchströmende Strömung einen Strömungszustand mit einer derartigen Drallzahl auf.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Hersteilen von Acetylen und Synthesegas durch partielle Oxidation von Kohlenwasserstoffen mit Sauerstoff umfasst eine Mischeinheit, einen Mischabschnitt und einen Mischdiffusor. Ein kohlenwasserstoffha!tiger Strom wird zu dem Mischabschnitt durch eine Zufuhröffnung zugeführt. Ein sauerstoffhaltiger Strom wird zu dem Mischabschnitt durch eine Zufuhröffnung zugeführt. Eine Verteilerplatte wird zwischen dem Mischabschnitt und der Zufuhröffnung zum Zuführen eines kohienwasserstoffhaltigen Stroms angeordnet. Die Verteil erplatte weist Öffnungen auf. Das Drallregister wird zwischen der Zufuhröffnung zum Zuführen eines sauerstoffhaltigen Stroms und dem Mischabschnitt angeordnet. Ein Mischdiffusor wird mit dem Mischabschnitt verbunden.

Die Verteil erplatte kann so ausgebildet sein, dass das Verhältnis der Summe der

Querschnittsflächen der Öffnungen zu einer Oberfläche der Verteilerpiatte von 0,1 bis 0,4, bevorzugt von 0,2 bis 0,3 und noch bevorzugter von 0,2 bis 0,25 ist, beispielsweise 0,225. Der kohlenwasserstoffhaltige Strom kann im Wesentlichen radial bezüglich einer Mittelachse des Mischabschnitts zugeführt werden. Der sauerstoffhaltige Strom kann im Wesentlichen parallel zu einer Mittelachse des Mischabschnitts zugeführt werden. Das Mischrohr kann eine Länge und einen Durchmesser aufweisen, wobei die Länge und der Durchmesser so ausgebildet sind, dass das Verfahren zum Herstellen von Acetylen und Synthesegas durch partielle Oxidation von Kohlenwasserstoffen mit Sauerstoff so durchgeführt wird, dass eine Mischung aus dem sauerstoffhaltigen Strom und dem kohienwasserstoffhaltigen Strom in dem Mischrohr eine Strömungsgeschwindigkeit von 0,2 Mach bis 1 Mach, bevorzugt von 0,3 Mach bis 0,9 Mach und noch bevorzugter von 0,4 Mach bis 0,8 Mach aufweist, beispielsweise 0,6 Mach. Das

Drallregister kann eine Drallzahl von 0,3 bis 1, bevorzugt von 0,5 bis 0,7 und noch bevorzugter von 0,55 bis 0,65 aufweisen, beispielsweise 0,6.

Unter einer Mischeinheit eines Reaktors ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung derjenige Bereich des Reaktors zu verstehen, in dem die getrennt aufgeheizten Ausgangsstoffe, wie beispielsweise Erdgas und Sauerstoff, zusammengeführt werden und sich zu mischen beginnen. Der Mischvorgang findet dabei in einem Mischabschnitt statt.

Unter einem Mischrohr ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein rohrförmiges Bauteil zu verstehen, in dem die getrennt aufgeheizten und bereits zusammengeführten Ausgangsstoffe intensiv vermischt werden. Da die Ausgangstoffe in dem Mischrohr eine hohe

Strömungsgeschwindigkeit von 0,2 Mach bis 1 Mach aufweisen, werden diese schnell verteilt bzw. vermischt. Unter einem ischdiffusor ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Bauteil zu verstehen, das Gas- und/oder Flüssigkeitsströmungen verlangsamt und die Mischung und

Strömungsgeschwindigkeiten homogenisiert. Im Bereich der vorliegenden Erfindung wird dies durch eine Vergrößerung des Durchflussquerschnittes in Strömungsrichtung des strömenden Mediums erreicht.

Unter einer Verteilerplatte ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein plattenformiges Bauteil zum Verteilen des kohlenwasserstoffhaltigen Stroms auf den Mischabschnitt zu verstehen. Die Verteilerplatte muss dabei nicht eben oder plan ausgebildet sein, sondern kann beispielsweise zylindrisch ausgebildet sein. Die Verteilerplatte weist Öffnungen auf. Die Öffnungen sind zum Verteilen des kohlenwasserstoffhaltigen Stroms auf den Mischabschnitt ausgebildet, indem der kohlenwasserstoffhaltige Strom durch die Öffnungen in den Mischabschnitt gelangt. Da die Öffnungen über die Platte verteilt angeordnet sind, wird der kohlenwasserstoffhaltige Strom auf den Mischabschnitt verteilt.

Unter einem Drallregister ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Bauteil zu verstehen, das dem sauerstoffhaltigen Strom einen Drall versetzt, so dass eine Drallströmung gebildet wird. Der Drall kann beispielsweise mittels Umlenkblechen erzeugt werden, die den

sauerstoffhaltigen Strom bei Überströmen umlenken. Drallströmungen können neben ihrem allgemeinen Strömungszustand, wie beispielsweise laminar oder turbulent, noch spezifischer über die Drallzahl charakterisiert werden. Die Drailzahl stellt das Verhältnis aus axialem und rotativem Impufs einer Strömung dar. Dabei wird der Drehimpuls mit einem charakteristischen Längenmaß der Strömung wie beispielsweise dem Außenradius der Strömungsberandung, die von einem durchströmten Bauteil definiert wird, gewichtet. Über die Messung des

Geschwindigkeitsprofiis von tangentialen und axialen Geschwindigkeiten lässt sich somit die Drallzahl bestimmen. Generell gilt, je höher die Umfangskomponenten des

Geschwindigkeitsfelds verglichen mit den Axialgeschwindigkeiten der Drallströmung sind, desto höher ist die Drallzahl. Als weitere mögliche Kennzahl für den Strömungszustand wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Reynolds-Zahl verwendet. Die Reynolds-Zahi ist eine dimensionslose Kennzahl. Sie stellt das Verhältnis von Trägheits- zu Zähigkeitskräften dar. Bei Rohrströmungen werden als charakteristische Größen üblicherweise der Innendurchmesser, der Betrag der über den Querschnitt gemittelten Geschwindigkeit und die Viskosität des Fluids verwendet. Das

Verhältnis des Produkts aus der gemittelten Geschwindigkeit mit dem Innendurchmesser zu der Viskosität bildet die Reynolds-Zahl. Unterhalb einer kritischen Reynolds-Zahl von ungefähr 2300 ist die Strömung im Allgemeinen laminar und oberhalb davon im Allgemeinen turbulent.

Unter einem Brennerblock eines Reaktors ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung derjenige Bereich des Reaktors zu verstehen, den die aufgeheizten und vermischten Ausgangsstoffe durchströmen. Die vermischten Ausgangsstoffe strömen dabei in Kanälen oder Bohrungen. Sofern nicht anders angegeben werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Ausdrücke Kanal und Bohrung synonym verwendet. Linter einer Bohrung ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein runder oder unrunder Durchbruch in einem Bauteil zu verstehen. Unter einem Feuerraum eines Reaktors ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung derjenige Bereich des Reaktors zu verstehen, in den die aufgeheizten und vermischten Ausgangsstoffe nach Durchströmen des Brennerblocks gelangen und zur exothermen Reaktion gebracht werden. Da im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Ausgangstoffe Kohlenwasserstoff und Sauerstoff verwendet werden, bildet sich bei dieser exothermen Reaktion hauptsächlich

Acety!en. Als weitere Produkte entstehen Wasserstoff, Kohlenmonoxid und in geringem Umfang Ruß.

Unter einer Querschnittsfläche ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung der Flächeninhalt der bei einem Querschnitt freigelegten Fläche. Der Querschnitt verläuft dabei senkrecht zu einer Mittellinie desjenigen Bauteils, auf dessen Querschnittsfläche Bezug genommen wird.

Beispielsweise ist die Querschnittsfläche einer Öffnung derjenige Flächeninhalt, der bei einem Querschnitt senkrecht zu einer gedachten Mittellinie durch den Mittelpunkt der Öffnung ermittelbar ist. Unter einem regelmäßigen Muster ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Muster zu verstehen, das aus verschiedenen Elementen in einer vorbestimmten symmetrischen oder gleichmäßigen Ordnung besteht. Mit anderen Worten sind die Elemente in festen örtlichen Abständen zueinander wiederholt angeordnet. Unter dem Ausdruck im Wesentlichen ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine

Abweichung von nicht mehr als 20 ° oder 20 % und bevorzugt nicht mehr als 15 ^Q oder 15 % von einer exakten Ausrichtung zu verstehen. So bedeutet beispielsweise im Wesentlichen radial bezüglich einer Mittelachse eine Abweichung von einer exakt radialen Richtung von nicht mehr als 20 ⁰ und bevorzugt nicht mehr als 15 °. Analog bedeutet beispielsweise im Wesentlichen parallel bezüglich einer Mittelachse eine Abweichung von einer exakt parallelen Ausrichtung von nicht mehr als 20 ° und bevorzugt nicht mehr als 15 °. Bei der Angabe einer Form eines Bauteils, wie beispielsweise im Wesentiichen zylindrisch, bedeutet im Wesentlichen, dass die Form um nicht mehr als 20 % und bevorzugt nicht mehr als 15 %von der idealen Form abweicht, wobei sich die Prozentangabe auf eine Oberfläche des Bauteils bezieht.

Weitere optionale Einzelheiten und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele, welche schematisch in den Zeichnungen dargestellt sind. Es zeigen:

Figur 1 eine Schnittansicht einer Vorrichtung zum Herstellen von Acetylen und Synthesegas Figur 2 eine Darstellung einer Verteilerplatte in einem gedachten aufgerollten Zustand und Figur 3ein Simulationsergebnis der Simulation eines Verhältnisses einer lokalen Geschwindigkeit zu einer mittleren Geschwindigkeit über den Umfang des Mischrohrs. Ausführungsformen der Erfindung

Figur 1 zeigt eine perspektivische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Herstellen von Acetylen und Synthesegas durch partielle Oxidation von Kohlenwasserstoffen mit Sauerstoff. Die Vorrichtung 10 umfasst eine Mischeinheit 12, einen Mischabschnitt 14 und einen Mischdiffusor 6. Die Mischeinheit 12 weist eine Zufuhröffnung 18 zum Zuführen eines kohlenwasserstoffhaltigen Stroms, wie beispielsweise Erdgas, eine Zufuhröffnung 20 zum Zuführen eines sauerstoffhaltigen Stroms, ein Drallregister 22 und eine Verteilerplatte 24 auf. Der Mischabschnitt 14 schließt sich an das Drallregister 22 an. Der Mischabschnitt 14 ist mit dem Mischdiffusor 16 verbunden. Der Mischabschnitt 14 ist im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet und weist eine Mittelachse 26 auf. Die Zufuhröffnung 18 zum Zuführen eines kohlenwasserstoffhaltigen Stroms ist im Wesentlichen radiai bezüglich der Mittelachse 26 des Mischabschnitts 14 angeordnet. Die Zufuhröffnung 20 zum Zuführen eines sauerstoffhaltigen Stroms ist im Wesentlichen parallel zu der Mittelachse 26 des

Mischabschnitts 14 angeordnet. Die Verteilerplatte 24 ist zwischen dem Mischabschnitt 14 und der Zufuhröffnung 18 zum Zuführen eines kohlenwasserstoffhaltigen Stroms angeordnet. Die Verteilerplatte 24 umgibt den Mischabschnitt 14 in einer Umfangsrichtung um die Mittelachse 26 gesehen vollständig. Figur 2 zeigt eine Darstellung der Verteilerplatte 24 in einem gedachten aufgerollten Zustand. Die Verteilerplatte 24 weist zum Verteilen des kohlenwasserstoffhaltigen Stroms Öffnungen 28 auf. Die Öffnungen 28 sind bevorzugt gleichmäßig verteilt in der Verteilerplatte 24 angeordnet sein. Die Öffnungen 28 sind beispielsweise durch Fräsen in die Verteilerplatte 24 eingebracht. Die Öffnungen 28 sind beispielsweise langlochförmig oder oval. Die jeweils längere Halbachse einer derartigen Form der Öffnungen 28 kann beispielsweise parallel zu einer Höhe der

Verteilerplatte angeordnet sein und somit senkrecht zu der Umfangsrichtung der Verteilerplatte 24 um die Mittelachse 26. Alternativ können die Öffnungen 28 ungleichmäßig verteilt in der Verteilerplatte 24 angeordnet sein. Die Verteilerplatte 24 ist so ausgebildet, dass das Verhältnis der Summe der Querschnittsflächen der Öffnungen 28 zu einer Oberfläche der

Verteilerplatte 24 von 0, 1 bis 0,4, bevorzugt von 0,2 bis 0,3 und noch bevorzugter von 0,2 bis 0,25 ist, beispielsweise 0,225.

Das Drallregister 22 ist zwischen der Zufuhröffnung 20 zum Zuführen eines sauerstoffhaltigen Stroms und dem Mise habschnitt 14 angeordnet. Der Mischabschnitt 14 schließt sich somit an das Drallregister 22 an. Das Drallregister 22 ist zumindest teilweise innerhalb der

Verteilerplatte 24 angeordnet. Um den sauerstoffhaltigen Strom einen Drall zu versetzen, weist das Drallregister 22 nicht näher gezeigte Umlenkbleche auf. Das Drailregister 22 weist eine Drallzahl von 0,3 bis 1 , bevorzugt von 0,5 bis 0,7 und noch bevorzugter von 0,55 bis 0,65 aufweisen, beispielsweise 0,6. Wie oben erwähnt, ist der Mischabschnitt 14 mit dem ischdiffusor 16 verbunden. Der Mischabschnitt 14 ist genauer mit einem Mischrohr 30 verbunden, das wiederum mit dem Mischdiffusor 16 verbunden ist. Der Mischdiffusor 16 kann einen halben Öffnungswinkel α von kleiner 8 °, bevorzugt kleiner 4 ° und noch bevorzugter kleiner 2 ° aufweisen, beispielsweise 1 ,5 °.Das Mischrohr 30 weist eine Länge und einen Durchmesser auf. Die Länge und der Durchmesser sind dabei so ausgebildet bzw. festgelegt, dass eine Mischung aus dem sauerstoffhaltigen Strom und dem kohlenwasserstoffhaltigen Strom bei Betrieb der

Vorrichtung 10 zum Herstellen von Acetylen und Synthesegas durch partielle Oxidation von Kohlenwasserstoffen mit Sauerstoff in dem Mischrohr 30 eine Strömungsgeschwindigkeit von 0,2 Mach bis 1 Mach, bevorzugt von 0,3 Mach bis 0,9 Mach und noch bevorzugter von 0,4 Mach bis 0,8 Mach aufweist, beispielsweise 0,6 Mach.

Nachstehend wird ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen von Acetylen und

Synthesegas durch partielle Oxidation von Kohlenwasserstoffen mit Sauerstoff beschrieben, das bei der Vorrichtung 10 zum Einsatz kommen kann. Die Kohlenwasserstoffe, wie beispielsweise Erdgas, und der Sauerstoff werden als Ausgangsgase getrennt vorerhitzt und als getrennte Ströme vorgesehen. Ein kohienwasserstoffhaltiger Strom wird dem

Mischabschnitt 14 durch die Zufuhröffnung 18 zugeführt. Auf Grund der besonderen oben beschriebenen Anordnung der Zuführöffnung 18, wird der kohlenwasserstoffhaltige Strom im Wesentlichen radial bezüglich der Mittelachse 26 des Mischabschnitts 14 zugeführt. Ein sauerstoffhaltiger Strom wird dem Mischabschnitt 14 durch die Zufuhröffnung 20 zugeführt. Auf Grund der besonderen oben beschriebenen Anordnung der Zuführöffnung 20, wird der sauerstoffhaltige Strom im Wesentlichen axial bzw. parallel bezüglich der Mittelachse 26 des Mischabschnitts 14 zugeführt. Der kohlenwasserstoffhaltige Strom durchdringt die

Verteilerplatte 24 durch die Öffnungen 28 und wird so in den Mischabschnitt 14 gleichmäßig verteilt. In dem Mischabschnitt 14 vermischt sich der kohlenwasserstoffhaltige Strom intensiv mit dem sauerstoffhaltigen Strom, der durch die Zufuhröffnung 20 dem Mischabschnitt 14 zugeführt wird. Der zugeführte sauerstoffhaltige Strom wird dabei in dem Drallregister 22 mittels der Umlenkbleche verwirbelt bzw. verdrallt und sorgt so in dem Mischabschnitt 14 für eine bessere Vermischung mit dem kohlenwasserstoffhaltigen Strom. Das Draliregister 22 weist dabei eine Drallzahl von 0,3 bis 1 , bevorzugt von 0,5 bis 0,7 und noch bevorzugter von 0,55 bis 0,65 aufweisen, beispielsweise 0,6. Mit anderen Worten sorgen die Umlenkbleche des

Drall reg isters 22dafür, dass der sauerstoffhaltige Strom einen Strömungszustand mit den genannten Drallzahlen aufweist.

Die Mischung aus dem kohlenwasserstoffhaltigen Strom und dem sauerstoffhaltigen Strom gelangt dann in das Mischrohr 30. Auf Grund des oben beschriebenen besonderen

Verhältnisses von Länge und Durchmesser des Mischrohrs 30, weist die Mischung aus dem kohlenwasserstoffhaltigen Strom und dem sauerstoffhaltigen Strom in dem Mischrohr 30 eine Strömungsgeschwindigkeit von 0,2 Mach bis 1 Mach, bevorzugt von 0,3 Mach bis 0,9 Mach und noch bevorzugter von 0,4 Mach bis 0,8 Mach auf, beispielsweise 0,6 Mach. Diese hohe Strömungsgeschwindigkeit sorgt für eine weitere schnelle und effektive Verteilung bzw.

Vermischung des kohlenwasserstoffhaltigen Stroms und des sauerstoffhaltigen Stroms. Von dem Mischrohr 30 gelangt die Mischung aus dem kohlenwasserstoffhaltigen Strom und dem sauerstoffhaltigen Strom in den Mischdiffusor 16. In dem Mischdiffusor 16 erfährt die Mischung aus dem kohlenwasserstoffhaltigen Strom und dem sauerstoffhaltigen Strom auf Grund der oben beschriebenen Querschnittserweiterung des Mischdiffusors 16 in

Strömungsrichtung gesehen eine Reduzierung der Strömungsgeschwindigkeit und eine Erhöhung des dynamischen Drucks. Von dem Mischdiffusor 16 gelangt die die Mischung aus dem kohlenwasserstoffhaltigen Strom und dem sauerstoffhaltigen Strom dann schließlich zu dem Brennerbiock mit dem Feuerraum. In dem Feuerraum wird die Mischung aus dem kohlenwasserstoffhaltigen Strom und dem sauerstoffhaltigen Strom zum Herstellen von

Acetylen zur Reaktion gebracht und anschließend durch eine Quencheinheit schnell abgekühlt.

Figur 3 zeigt ein Simulationsergebnis einer Simulation einer lokalen Geschwindigkeit über den Umfang des Mischrohrs 30 im Verhältnis zu einer mittleren Geschwindigkeit. Auf der x-Achse 32 ist dabei die relative Position bezogen auf die Umfangsrichtung des Mischrohrs 30 angegeben, d. h. die Position X im Verhältnis zu π x Durchmesser des Mischrohrs 30. Auf der y-Achse 34 ist das Verhältnis der lokalen Geschwindigkeit zu der mittleren Geschwindigkeit als dimensionslose Kennzahl angegeben. Die Kurve 36 zeigt die bei der oben beschriebenen Vorrichtung 10 und dem erfindungsgemäßen Verfahren vorliegende lokale Geschwindigkeit über den Umfang des Mischrohrs 30 im Verhältnis zu einer mittleren Geschwindigkeit. Wie der Darstellung der Figur 3 anhand der Kurve 36 zu entnehmen ist, schwankt das Verhältnis der lokalen Geschwindigkeit zur mittleren Geschwindigkeit um den Wert 1 ,00 nur geringfügig. Dies bedeutet, dass eine gleichmäßige Geschwindigkeitsverteilung über den gesamten Umfang des Mischrohrs 30, d.h. die gesamte Querschnittsfläche des Mischrohrs 30, vorliegt. Entsprechend wird eine mögliche Fehlverteilung nach dem Drallregister 22 vermieden. Auch kann durch das Design des Drallregisters 22 und des Querschnitts der Mischeinheit 12 ein ungewollter hydrodynamischer Druckstoß in der Mischeinheit 12 vermieden werden. Dies kann durch die besondere Auslegung des Drall reg isters 22 und der Verteilerplatte 24 erreicht werden.

Bezugszeicheniiste

10 Vorrichtung

12 Mischeinheit

14 Mischabschnitt

16 Mischdiffusor

18 Zufuhröffnung für Kohlenwasserstoffstrom

20 Zufuhröffnung für Sauerstoffstrom

22 Drailregister

24 Verteilerplatte

26 Mittelachse

28 Öffnungen

30 Mischrohr

32 X-Achse

34 Y-Achse

36 Kurve

α Halber Öffnungswinkel