CN108218653B - 一种烃部分氧化生产乙炔和合成气的方法 - Google Patents
一种烃部分氧化生产乙炔和合成气的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108218653B CN108218653B CN201611192987.7A CN201611192987A CN108218653B CN 108218653 B CN108218653 B CN 108218653B CN 201611192987 A CN201611192987 A CN 201611192987A CN 108218653 B CN108218653 B CN 108218653B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gas
- quenching
- acetylene
- partial oxidation
- reaction chamber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 75
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 title claims abstract description 74
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims abstract description 39
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 title claims abstract description 39
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 title claims abstract description 39
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 title claims abstract description 27
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 title claims abstract description 25
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 21
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 214
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims abstract description 121
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims abstract description 119
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 60
- 238000005336 cracking Methods 0.000 claims abstract description 47
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 40
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims abstract description 39
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 36
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 32
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 32
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 26
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 21
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 14
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 39
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 31
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 20
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 11
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 9
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 9
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 8
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 4
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- WERYXYBDKMZEQL-UHFFFAOYSA-N butane-1,4-diol Chemical compound OCCCCO WERYXYBDKMZEQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- IHICGCFKGWYHSF-UHFFFAOYSA-N C1=CC=CC=C1.CC1=CC=CC=C1.CC1=CC=CC=C1C Chemical group C1=CC=CC=C1.CC1=CC=CC=C1.CC1=CC=CC=C1C IHICGCFKGWYHSF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003915 air pollution Methods 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000013064 chemical raw material Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000011020 pilot scale process Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms
- C07C2/76—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by condensation of hydrocarbons with partial elimination of hydrogen
- C07C2/82—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by condensation of hydrocarbons with partial elimination of hydrogen oxidative coupling
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
- C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
- C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
- C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
- C01B3/36—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using oxygen or mixtures containing oxygen as gasifying agents
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
本发明公开了一种烃部分氧化制乙炔和合成气的方法，包括以下步骤：A将预热后的烃与氧气混合、B混合后在反应室（5）内加热裂解得到高温裂解气、C对高温裂解气进行淬冷、D对淬冷后的裂解气进行冷却得到常温裂解气并回收热量、E分离得到乙炔和合成气，其特征在于：步骤C中淬冷的淬冷气为步骤D中冷却后得到的常温裂解气。采用本发明的烃部分氧化制乙炔和合成气的方法节能效果好，经济性好。
Description
技术领域
本发明涉及一种烃部分氧化制乙炔和合成气的方法。
背景技术
乙炔是一种非常重要的基础化工原料，广泛应用于醋酸乙烯、1,4-丁二醇等的生产；合成气则是生产甲醇、乙二醇及其下游产品的重要原料。天然气制乙炔的主要生产方法有电弧法、部分氧化法、等离子法等，其中电弧法和等离子法因为电耗大、对设备要求较苛刻，至今难以推广应用。部分氧化法具有能耗低、污染小等优点，是西欧和北美国家生产乙炔的主要方法。在该工艺中，烃与氧气分别预热至300～650℃，超过650℃将显著提高加热设备的材质要求，同时烃在650℃以上会裂解析碳。在气体混合器内充分混合后经过扩散段进入乙炔反应炉燃烧室，经过几毫秒反应后喷水或油淬冷以终止反应而得到含乙炔的裂解气，裂解气经过溶剂吸收和解析可得到乙炔和合成气。
乙炔炉淬冷工业上采用水淬冷和油淬冷两种工艺。水淬冷的优点是淬冷效果好，可以迅速地将高温反应气体的温度从1500℃左右降至80~90℃，从而保证了较高的乙炔收率，因此，水淬冷是使用最广泛的淬冷方法。但喷水淬冷也存在着较多的问题，首先，因为炭黑水温度只有80~90℃，炭黑水中蕴含的大量热能因为热品质过低而难以使用，即使水淬冷后控制较高的温度，因大量的热在水的相变热上，同样是低品质热量，造成余热大量浪费；其次，炭黑水在炭黑水槽和凉水塔等装置区域有炭黑及芳烃物质挥发出来，造成严重的空气污染；因凉水塔是开放式冷却，水蒸发损失高较大，造成紧缺的水资源浪费；开放的炭黑水冷却方式造成环境污染。所以，水淬冷工艺存在反应热量利用率低（效率约60％），能耗高，环境污染及水资源浪费严重等问题。
油淬冷工艺是利用油淬冷高温反应气，副产蒸汽或生产其他产物的工艺，能有效的回收天然气部分氧化产生的高温预热，具有较好的经济效益与社会效益。德国BASF公司上世纪60年代开始一直采用油淬冷工艺，迄今为止，只有BASF公司在路德维希港（Ludwigshafen）实现了油淬冷工艺的工业化，利用渣油淬冷，副产轻质芳烃BTX（苯-甲苯-二甲苯混合物，Benzene-Toluene-Xylene）。我国重庆市化工研究院上世纪90年代开发了天然气乙炔喷油淬冷技术，建立了小试和中试装置，利用凝析油淬冷副产乙烯，其工艺复杂，至今尚未实现工业化。油淬冷虽然可回收部分能量，但其裂化气组分复杂，增加了分离工艺的复杂性。
在中国专利CN102329189A中公开了一种天然气部分氧化过程的急冷和热量回收的方法和装置，通过利用常温合成气在燃烧室出口高速喷出，形成环形密封面，对高温产物进行淬冷，常温合成气的气流喷出方向垂直于高温产物流动方向，得到500 ~ 900℃高温混合物，后续通过高温裂解气预热天然气、氧气原料和锅炉给水回收热量。采用该专利的淬冷技术，虽然没有引入新的物质，但所述淬冷气是乙炔分离装置15分离乙炔后得到的合成气，该合成气在工艺中消耗了大量的分离能耗，其所消耗的能量大于该装置收集的热量，根本不具有经济性。经试验：采用该专利设备，通过乙炔分离装置分离乙炔和合成气，压力约1.0Mpa，采用分离后的合成气作为淬冷气需提浓压缩，该过程消耗36bar过热蒸汽约30吨/吨乙炔，而该装置淬冷过程回收蒸汽量约10吨/吨乙炔，也就是说采用该专利的设备及工艺其回收的能量远远低于其消耗的能量，完全没有经济性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种节能、经济性高且热量利用率高、冷却效果好的烃部分氧化生产乙炔和合成气的方法。
为了实现上述目的，本发明是这样实现的：一种烃部分氧化制乙炔和合成气的方法，包括以下步骤：A将预热后的烃与氧气混合、B混合后在反应室内加热裂解得到高温裂解气、C对高温裂解气进行淬冷、D对淬冷后的裂解气进行冷却得到常温裂解气并回收热量、E分离得到乙炔和合成气，其特征在于：步骤C中淬冷的淬冷气为步骤D中冷却后得到的常温裂解气。采用上述方法，淬冷用裂解气消耗蒸汽约1~2吨/吨乙炔，淬冷回收热量生产高压蒸汽约10吨/吨乙炔，也就是说能够回收至少8吨/吨乙炔蒸汽，所以该工艺节能显著，具有非常高的经济性。
其中，烃与氧气通过加热器预热到300-650，氧气与烃的体积比控制在0.4-0.7，操作压力0.1-0.6MpA，预热的高温烃和氧气在乙炔炉混合器内快速混合均匀，混合均匀后通过反应室内的多孔烧嘴版燃烧，烧嘴版设有辅助氧气，稳定火焰，火焰温度达到1300-1500℃，温度由氧烃比决定，反应时间经过数毫秒，在反应室末端喷入常温裂解气使得反应过后的产生的高温裂解气淬冷到400-800℃，然后再通过冷却装置对400-800℃的裂解气进行冷却并回收热量和副产炭黑，冷却后的裂解气达到20-50℃的常温裂解气，其中一部分常温裂解气进入淬冷气循环压缩机加压后送入反应室作为淬冷气，另一部分送入乙炔提浓装置分离，得到乙炔和合成气。
为了进一步节省能耗，所述常温裂解气为35℃。这样的设置可以减少系统中水蒸气量及后工序压缩能耗，同时也可减少系统中生成聚合物，确保系统长周期运行。
优选地，在步骤C中所述淬冷气与所述高温裂解气的气速比为
1.5-5。该气速比下可以确保淬冷气穿透深度适宜，可获得较好的混合效果，及时终止反应。
优选地，在步骤C中所述淬冷气与所述高温裂解气的气速比为2-3。采用该气速比获得较佳的混合效果及减少淬冷过程乙炔损失。
优选地，在步骤C中所述淬冷气与所述高温裂解气的气速比为2.5。采用该气速比获得最佳的混合效果及减少淬冷过程乙炔损失。
为了进一步提高混合效果及淬冷效果，在步骤C中所述淬冷气与所述高温裂解气的运行方向相逆且具有100-165°的夹角B。
为了进一步提高淬冷效果，在步骤C中所述淬冷气与所述高温裂解气的运行方向具有130-150°的夹角B。
为了进一步提高淬冷效果，在步骤C中所述淬冷气与所述高温裂解气的运行方向具有145°的夹角B。
为了进一步提高冷却效果，在所述反应室下部设置有与所述反应室的反应腔相通的淬冷气喷管，所述淬冷气喷管的喷口设置在所述反应室的侧壁上且所述喷口呈椭圆形。
为了进一步强化混合效果，所述喷口的长轴与所述反应室的中轴线具有45-90°的夹角A。
为了进一步强化混合效果，所述喷口的长轴与所述反应室的中轴线具有90°的夹角A。
为了进一步提高冷却效果，所述反应室的横截面为六边形、八边形、十二变形、圆形或椭圆形。当然，冷却效果最好的椭圆形。
为了进一步提高冷却速率，所述淬冷气喷管具有4-16根且沿所述反应室外壁设置。
进一步地，所述淬冷气喷管具有4-8根且沿所述反应室外壁均匀设置。
优选地，所述所述淬冷气喷管具有6根且沿所述反应室外壁均匀设置。
采用本发明的烃部分氧化生产乙炔和合成气的方法，具有以下有益效果：
1.节能效果好，经济性好。每吨乙炔可副产高压蒸汽8-9吨，大大降低乙炔生产成本，经济效益显著。
2.反应热量有效利用，并获取了高品质的副产干碳黑产品，炭黑去除率在99%以上。
3.体系不引入新的杂质，淬冷过程乙炔损失小，乙炔浓度与水淬冷相当，对后续分离提纯无影响。
4.冷却效果好，工艺技术环境友好。气淬冷不产生水淬冷技术需要大量的含有机挥发物组分炭黑水，大大减少挥发分VOC排放。
5. 减少系统中生成聚合物，确保系统长周期运行。
附图说明
图1 为本发明实施例中烃部分氧化生产乙炔和合成气的设备流程图；
图2 为本发明实施例中喷管与反应室的连接示意图；
图3 为本发明实施例中喷管管口与反应室中轴线的位置布置示意图。
具体实施方式
下面将通过附图中所示的实施例来介绍本发明，但本发明并不局限于所介绍的实施方式，任何在本实施例基本精神上的改进或替代，仍属于本发明权利要求所要求保护的范围：
实施例：如图1-3所示，一种烃部分氧化生产乙炔和合成气的方法，其中，在图1中示出本实施例中烃部分氧化生产乙炔和合成气的设备，按反应的时间顺序，依次设置有混合器2、反应室5、冷却室16、冷却设备及分离装置。其生产流程按照以下步骤依次进行：
A将预热后的烃2与氧气1通入到混合器3内混合；
B烃2与氧气1的混合气体在反应室5内加热裂解得到高温裂解气；
C对高温裂解气进行淬冷；
D对淬冷后的裂解气进行冷却得到常温裂解气并回收热量；
E分离得到乙炔和合成气；
其中，在步骤A中将烃2与氧气1通过加热器预热到300-650℃，氧气1与烃2的体积比控制在0.4-0.7之间，操作压力0.1-0.6MpA，预热后的高温烃2和氧气1在乙炔炉混合器3内快速混合均匀。然后进入到步骤B，将步骤A中混合均匀的高温烃与氧气通入到反应室5内，通过反应室5内的多孔烧嘴板4对混合气体进行燃烧，烧嘴板4设有辅助氧气，稳定火焰，火焰温度达到1300-1500℃，具体温度有氧烃比决定，反应时间经过数毫秒，然后生成高温裂解气。然后进入步骤C，步骤C则是对上述高温裂解气进行淬冷，而淬冷过程中的淬冷气就是在步骤D中得到的常温裂解气13，将常温裂解气13作为淬冷气向所述反应室5的末端喷出的高温裂解气进行喷射，达到对高温裂解气进行淬冷的作用，并且淬冷后的裂解气7为400-800℃，并且将淬冷后的裂解气7通入到冷却室16中。步骤D则是将冷却室16中的裂解气7通过冷却装置再度冷却得到常温裂解气13，所述常温裂解气13的温度为20-50℃。最后，将步骤D中的常温裂解气13一部分通入到淬冷气循环压缩机12加压后送入反应室5作为淬冷气，另一部分则进行E步骤，通入乙炔提浓装置17进行分离，得到乙炔和合成气。
而且，在步骤C中，对所述高温裂解气喷射淬冷气时是采用淬冷气喷管6进行喷射的，在图1中还示出了淬冷支路，即在所述冷却设备与所述乙炔提浓装置之间设置了一条支路，该支路的末端则设置有与所述反应室5的下部相连的淬冷气喷管6，另外，在所述淬冷支路上还设置压缩机12。其中所述淬冷气喷管6的喷口62设置在所述反应室5下部的侧壁上，能够对反应室5下部的高温裂解气喷射淬冷气进行淬冷。而且所述喷口62呈椭圆形，且该喷口62的长轴63与所述反应室5的中轴线51具有45-90°的夹角B64。该夹角B64可以选择但不限于45°、50°、55°、60°、65°、70°、75°、80°、85°、90°。而且所述反应室5的截面也优选为椭圆形。
另外，所述淬冷气与所述高温裂解气的运行方向相逆且具有100-165°的夹角A61，该夹角A61可以选择但不限于100°、105°、110°、115°、120°、125°、130°、135°、140°、145°、150°、155°、160°或165°等。而淬冷气的运行方向则是由所述淬冷气喷管6的角度设置决定，由于所述高温裂解气总是沿着所述反应室5的中轴线51方向运行的，所以所述淬冷气喷管6则与所述反应室5的中轴线51呈100-165°夹角A61设置在所述反应室1的侧壁外部。而该淬冷气喷管6在所述反应室5的外部具有多根且沿着所述反应室5的侧壁的周向设置，且最好是均匀设置，所述淬冷气喷管6可以为4-16根，可以选择但不限于4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15或16根。
另外，本实施例中所述的冷却装置，包括两级冷却换热器以及一个冷却塔11，其中一级冷却换热器为废热锅炉8且所述废热锅炉与所述冷却室16连接，另一级换热冷却器为锅炉水加热器10且所述锅炉水加热器10与所述废热锅炉8连接，并且在所述废热锅炉8与所述锅炉水加热器10之间连接有除尘器9，所述除尘器9用于去除所述裂解气中的炭黑。所述冷却塔11与所述锅炉水加热器10连接。从所述冷却室5中出来的裂解气7通过所述废热锅炉8降温到200-400℃，并且降温所消耗的热量用于产生过热蒸汽15，然后从废热锅炉8中出来的裂解气经过锅炉水加热器10降温到80-200℃，降温所消耗的热量用于加热锅炉水14，且该锅炉水14通入到所述废热锅炉15中产生蒸汽。从所述锅炉水加热器10中出来的裂解气通过冷却塔11降温到20-50℃，成为常温裂解气13。常温裂解气13部分通过淬冷支路压缩后对高温裂解气进行淬冷，另一部分进入乙炔提浓装置分离出乙炔和合成气。
在本实施例中，采用天然气与氧气生产乙炔和合成气，首先，将天然气与氧气通过加热器预热到 650℃，氧气与天然气的体积比控制在0.55，混合器3的操作压力为0.1Mpa，反应室5的横截面采用椭圆形，淬冷气压力为0.2Mpa，采用四根淬冷气喷管6，所述淬冷气喷管6与所述反应室5的中轴线51形成145°的夹角A61，使得淬冷气与高温裂解气呈145°逆向喷入，且所述淬冷气与所述高温裂解气的气速比为2.5，淬冷后裂解气温度为600℃，通过两级换热器后温度为90℃。得到的裂化气乙炔浓度为8%（mol），乙炔炉热量利用率提高15%。
在另一实施例中，采用天然气与氧气生产乙炔和合成气，首先，将天然气与氧气通过加热器预热到 650℃，氧气与天然气的体积比控制在0.55，混合器3的操作压力为0.1Mpa，反应室5的横截面采用六边形，淬冷气压力为0.2Mpa，采用四根淬冷气喷管6，所述淬冷气喷管6与所述反应室5的中轴线51形成120°的夹角A61，使得淬冷气与高温裂解气呈120°逆向喷入，且所述淬冷气与所述高温裂解气的气速比为2.5，淬冷后裂解气7温度为600℃，通过两级换热器后温度为90℃。得到的裂化气乙炔浓度为7.8%（mol），乙炔炉热量利用率提高15%。
在另一实施例中，采用天然气与氧气生产乙炔和合成气，首先，将天然气与氧气通过加热器预热到 650℃，氧气与天然气的体积比控制在0.54，混合器3的操作压力为0.3Mpa，反应室5的横截面采用八边形，淬冷气压力为0.3Mpa，采用四根淬冷气喷管6，所述淬冷气喷管6与所述反应室5的中轴线51形成145°的夹角A61，使得淬冷气与高温裂解气呈145°逆向喷入，且所述淬冷气与所述高温裂解气的气速比为2.5，淬冷后裂解气7温度为600℃，通过两级换热器后温度为120℃。得到的裂化气乙炔浓度为7.9%（mol），乙炔炉热量利用率提高14.8%。
在另一实施例中，采用天然气与氧气生产乙炔和合成气，首先，将天然气与氧气通过加热器预热到 650℃，氧气与天然气的体积比控制在0.55，混合器3的操作压力为0.1Mpa，反应室5的横截面采用十二边形，淬冷气压力为0.2Mpa，采用六根淬冷气喷管6，所述淬冷气喷管6与所述反应室5的中轴线51形成145°的夹角A61，使得淬冷气与高温裂解气呈145°逆向喷入，且所述淬冷气与所述高温裂解气的气速比为2.5，淬冷后裂解气7温度为600℃，通过两级换热器后温度为90℃。得到的裂化气乙炔浓度为7.9%（mol），乙炔炉热量利用率提高15%。
在另一实施例中，采用天然气（其中乙烷20%（mol））与氧气生产乙炔和合成气，首先，将天然气与氧气通过加热器预热到 580℃，氧气与天然气的体积比控制在0.65，混合器3的操作压力为0.1Mpa，反应室5的横截面采用圆形，淬冷气压力为0.2Mpa，采用四根淬冷气喷管6，所述淬冷气喷管6与所述反应室5的中轴线51形成135°的夹角A61，使得淬冷气与高温裂解气呈135°逆向喷入，且所述淬冷气与所述高温裂解气的气速比为2.3，淬冷后裂解气7温度为600℃，通过两级换热器后温度为90℃。得到的裂化气乙炔浓度为9.6%（mol），乙炔炉热量利用率提高14.5%。
Claims (12)
1.一种烃部分氧化制乙炔和合成气的方法，包括以下步骤：A将预热后的烃与氧气混合、B混合后在反应室（5）内加热裂解得到高温裂解气、C对高温裂解气进行淬冷、D对淬冷后的裂解气进行冷却得到常温裂解气并回收热量、E分离得到乙炔和合成气，其特征在于：步骤C中淬冷的淬冷气为步骤D中冷却后得到的常温裂解气；所述常温裂解气为20-50℃；在步骤C中所述淬冷气与所述高温裂解气的气速比为1.5-5；在步骤C中所述淬冷气与所述高温裂解气的运行方向相逆且具有100-165°的夹角A（61）。
2.如权利要求1所述的烃部分氧化制乙炔和合成气的方法，其特征在于：在步骤C中所述淬冷气与所述高温裂解气的气速比为2-3。
3.如权利要求2所述的烃部分氧化制乙炔和合成气的方法，其特征在于：在步骤C中所述淬冷气与所述高温裂解气的气速比为2.5。
4.如权利要求1所述的烃部分氧化制乙炔和合成气的方法，其特征在于：所述夹角A（61）为130-150°。
5.如权利要求4所述的烃部分氧化制乙炔和合成气的方法，其特征在于：所述夹角A（61）为145°。
6.如权利要求1-5任一项所述的烃部分氧化制乙炔和合成气的方法，其特征在于：在所述反应室（5）下部设置有与所述反应室（5）的反应腔相通的淬冷气喷管（6），所述淬冷气喷管（6）的喷口（62）设置在所述反应室（5）的侧壁上且所述喷口（62）呈椭圆形。
7.如权利要求6所述的烃部分氧化制乙炔和合成气的方法，其特征在于：所述喷口（62）的长轴（63）与所述反应室（5）的中轴线（51）具有45-90°的夹角B（64）。
8.如权利要求7所述的烃部分氧化制乙炔和合成气的方法，其特征在于：所述夹角B（64）为90°。
9.如权利要求1-5、7或8中任一项所述的烃部分氧化制乙炔和合成气的方法，其特征在于：所述反应室（5）的横截面为六边形、八边形、十二变形、圆形或椭圆形。
10.如权利要求9所述的烃部分氧化制乙炔和合成气的方法，其特征在于：所述淬冷气喷管（6）具有4-16根且沿所述反应室（5）外壁设置。
11.如权利要求10所述的烃部分氧化制乙炔和合成气的方法，其特征在于：所述淬冷气喷管（6）具有4-8根且沿所述反应室（5）外壁均匀设置。
12.如权利要求11所述的烃部分氧化制乙炔和合成气的方法，其特征在于：所述淬冷气喷管（6）具有6根且沿所述反应室（5）外壁均匀设置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201611192987.7A CN108218653B (zh) | 2016-12-21 | 2016-12-21 | 一种烃部分氧化生产乙炔和合成气的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201611192987.7A CN108218653B (zh) | 2016-12-21 | 2016-12-21 | 一种烃部分氧化生产乙炔和合成气的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108218653A CN108218653A (zh) | 2018-06-29 |
| CN108218653B true CN108218653B (zh) | 2023-11-07 |
Family
ID=62655845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201611192987.7A Active CN108218653B (zh) | 2016-12-21 | 2016-12-21 | 一种烃部分氧化生产乙炔和合成气的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108218653B (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1271710A (zh) * | 1999-03-29 | 2000-11-01 | Basf公司 | 乙炔和合成气的制备 |
| CN102329189A (zh) * | 2011-06-14 | 2012-01-25 | 清华大学 | 一种天然气部分氧化过程的急冷和热量回收的方法及装置 |
| CN102336627A (zh) * | 2011-06-29 | 2012-02-01 | 新疆天业（集团）有限公司 | 用等离子体裂解煤碳氢混合物作为淬冷剂的工艺 |
| CN102994122A (zh) * | 2012-12-10 | 2013-03-27 | 国电龙源电力技术工程有限责任公司 | 低阶煤提质方法以及设备 |
| CN103373889A (zh) * | 2012-04-20 | 2013-10-30 | 中国石油化工集团公司 | 烃部分氧化制备乙炔的方法 |
| CN105879806A (zh) * | 2016-06-13 | 2016-08-24 | 北京凯瑞英科技有限公司 | 烃部分氧化制备乙炔和合成气的大型反应器 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9290384B2 (en) * | 2012-06-14 | 2016-03-22 | Basf Se | Process for preparing acetylene and synthesis gas |
| WO2014037311A1 (de) * | 2012-09-05 | 2014-03-13 | Basf Se | Verfahren zur herstellung von acetylen und synthesegas |
-
2016
- 2016-12-21 CN CN201611192987.7A patent/CN108218653B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1271710A (zh) * | 1999-03-29 | 2000-11-01 | Basf公司 | 乙炔和合成气的制备 |
| CN102329189A (zh) * | 2011-06-14 | 2012-01-25 | 清华大学 | 一种天然气部分氧化过程的急冷和热量回收的方法及装置 |
| CN102336627A (zh) * | 2011-06-29 | 2012-02-01 | 新疆天业（集团）有限公司 | 用等离子体裂解煤碳氢混合物作为淬冷剂的工艺 |
| CN103373889A (zh) * | 2012-04-20 | 2013-10-30 | 中国石油化工集团公司 | 烃部分氧化制备乙炔的方法 |
| CN102994122A (zh) * | 2012-12-10 | 2013-03-27 | 国电龙源电力技术工程有限责任公司 | 低阶煤提质方法以及设备 |
| CN105879806A (zh) * | 2016-06-13 | 2016-08-24 | 北京凯瑞英科技有限公司 | 烃部分氧化制备乙炔和合成气的大型反应器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108218653A (zh) | 2018-06-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112607705B (zh) | 一种水蒸气甲烷重整制氢装置及工艺 | |
| CN204981160U (zh) | 一种氧/煤喷吹制备电石及乙烯的系统 | |
| CN108586423A (zh) | 一种新型氯代碳酸乙烯酯的生产工艺 | |
| CN105131999A (zh) | 单炉单釜生产改质沥青的工艺及装置 | |
| CN105129800A (zh) | 一种氧/煤喷吹制备电石及乙烯的工艺和系统 | |
| CN105462618A (zh) | 一种加氢气化炉、加氢气化系统和加氢气化方法 | |
| CN102964883A (zh) | 富氢气气体助产的热裂法炭黑生产工艺 | |
| CN103333044B (zh) | 一种旋转弧等离子体裂解工业副产气体制备乙炔的方法 | |
| CN102337161B (zh) | 一种低水气比串饱和热水塔co变换工艺 | |
| CN108218653B (zh) | 一种烃部分氧化生产乙炔和合成气的方法 | |
| CN102898874A (zh) | 三段式顶置燃烧室炭黑裂解炉 | |
| CN204342726U (zh) | 生物质富氮热解联产含氮化学品与掺氮焦的系统 | |
| CN109095438B (zh) | 一种生物质多级转换联合制氢装置及其工作方法 | |
| CN210885896U (zh) | 一种逆流裂解气态烃制备碳材料的等离子反应器 | |
| CN108728139A (zh) | 一种煤热解无氮工艺方法及系统 | |
| CN210356589U (zh) | 顺酐装置溶剂回收系统 | |
| CN101948699B (zh) | 用废水和部分半焦粉气化制备水煤气的方法及其装置 | |
| CN204939397U (zh) | 单炉单釜生产改质沥青的装置 | |
| CN206457433U (zh) | 一种烃部分氧化生产乙炔和合成气的设备 | |
| CN212769855U (zh) | 一种废弃塑料热解制氢的系统 | |
| CN105713625B (zh) | 一种适合中低温多气氛煤定向热解的固定床反应装置 | |
| CN111892479B (zh) | 一种提高合成氯甲烷中甲醇一次转化率的方法及装置 | |
| CN109401787B (zh) | 一种耦合化学链制氧的煤合成气制备方法 | |
| CN206736171U (zh) | 微波热解试验装置 | |
| CN102337162A (zh) | 一种低水气比饱和热水塔co变换工艺 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |