CN114540067A - 一种提高有机化合物裂解液相产物产量的系统及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种提高有机化合物裂解液相产物产量的系统及其工作方法，涉及固体废弃物循环利用技术领域。该提高有机化合物裂解液相产物产量的系统，包括换热器和主管道，所述换热器通过主管道连接有裂解反应釜，所述四号压力表通过主管道分别连接有调频罗茨风机和二号电磁阀，所述三号压力表通过主管道连接有双碳烯烃液化装置。通过将有机化合物放入裂解反应釜内，对反应产生的不凝气体通过分离将双碳烯烃液化后，将剩余的不凝气体通过增压泵重新送回至裂解反应釜内，根据化学平衡转移原理，由于不凝可燃气体成分增多，抑制产生不凝气的反应速率，使裂解气体产量降低，从而使得裂解油品反应速率增快，裂解油品产量增多。
Description
技术领域
本发明涉及固体废弃物循环利用技术领域，具体为一种提高有机化合物裂解液相产物产量的系统及其工作方法。
背景技术
随着我国橡塑工业的快速发展，橡胶、塑料消耗量多年来稳居世界第一，据统计，2020年橡胶和塑料消耗量分别约为1500和9000多万吨，同时产生了大量的废橡胶和废塑料。仅2020年中国废轮胎达3.2亿多条(1500万吨)、废塑料3500万吨，并且以惊人的速度急剧增加，造成了严重的“白色污染”，也造成了严重的能源浪费，废旧塑料的资源化再利用已成为必然选择，早已引起国家的高度重视。
目前国内废塑料裂解行业大多采用简陋的小型炼油装置，生产过程极不安全，环境污染严重，油品得率低，处理规模小，无法进行工业化生产。国外发达国家大部分采用的是高温热解工艺，其规模庞大，造价高，设备易损坏，出油率低，可燃气产量大，尚未工业连续化生产。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种提高有机化合物裂解液相产物产量的系统及其工作方法，解决了现有的对有机化合物裂解油品得率较低的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种提高有机化合物裂解液相产物产量的系统，包括换热器和主管道，所述换热器通过主管道连接有裂解反应釜，所述裂解反应釜通过主管道连接有一号电磁阀，所述一号电磁阀通过主管道连接有五号压力表，所述五号压力表通过主管道连接有二号调压阀，所述二号调压阀通过主管道连接有四号压力表，所述四号压力表通过主管道分别连接有调频罗茨风机和二号电磁阀，所述二号电磁阀通过主管道连接有不凝气体缓存装置，所述不凝气体缓存装置上连接有不凝气体回用燃烧管道，所述调频罗茨风机通过主管道连接有二号单向阀，所述二号单向阀通过主管道连接有三号压力表，所述三号压力表通过主管道连接有双碳烯烃液化装置，所述双碳烯烃液化装置通过主管道连接有二号压力表，所述二号压力表通过主管道连接有一号调压阀，所述一号调压阀通过主管道连接有一号压力表，所述一号压力表通过主管道连接有一号单向阀。
优选的，所述双碳烯烃液化装置包括箱体，所述箱体左侧固定连接有左端盖，所述箱体右侧固定连接有右端盖，所述箱体顶部左侧中间靠后端位置贯穿并固定连接有第一温度传感器，所述箱体顶部左侧中间靠前端位置贯穿并固定连接有第一压力传感器，所述箱体顶部后端中间位置贯穿并设置有大孔径入水口，所述箱体顶部前端中间位置贯穿并设置有小孔径入水口，所述箱体顶部固定连接有上盖板，所述箱体底部固定连接有下端盖，所述箱体顶部右侧后端贯穿并固定连接有液位计，所述箱体顶部右侧中间靠后端贯穿并固定连接有第二温度传感器，所述箱体顶部右侧中间靠前端位置贯穿并固定连接有第二数显压力表，所述第二温度传感器左侧设置有第一数显压力表且第一数显压力表与箱体之间贯穿并固定连接，所述第一数显压力表与第一压力传感器之间电性连接，所述第二压力传感器左侧设置有第二数显压力表且第二数显压力表与箱体之间贯穿并固定连接，所述第二数显压力表与第二压力传感器之间电性连接。
优选的，所述箱体底部前端中间位置贯穿并设置有大孔径出水口且大孔径出水口位置与小孔径入水口的位置相对应，所述箱体底部后端中间位置贯穿并设置有小孔径出水口且小孔径出水口的位置与大孔径入水口的位置相对应，所述箱体底部右侧中间位置贯穿并固定连接有输送管道，所述输送管道上设置有电动蝶阀，所述大孔径入水口底端固定连接有大孔径流量通道且大孔径流量通道底端与大孔径出水口之间联通，所述小孔径入水口底端固定连接有小孔径流量通道且小孔径流量通道底端与小孔径出水口之间联通，所述箱体内部固定连接有均匀分布的大孔径加热水循环通道和小孔径加热水循环通道且大孔径加热水循环通道和小孔径加热水循环通道之间互相交错分布，所述箱体与左端盖和右端盖之间的接触面上均固定连接有密封工作面，相邻两个密封工作面之间中间位置分别固定连接有凹槽工作面和外侧工作面且凹槽工作面和外侧工作面之间接触。
优选的，一种提高有机化合物裂解液相产物产量的系统工作方法，包括以下步骤：
S1.不凝可燃气中高价值化工原料回收
将高分子有机化合物投入裂解反应釜内，化合物在高温下分解产生气体，通过主管道将气体送入换热器后，油品冷凝收集，不可燃气体通过主管道依次通过一号单向阀、一号压力表、一号调压阀、二号压力表、双碳烯烃液化装置、三号压力表和二号单向阀，实现不凝可燃气中的双碳烯烃液化，其中一号调压阀主要用于调节双碳烯烃液化装置内的压力，使其位置在3.55～4.55MPa，通过一号压力表和二号压力表进行实时监控，一号单向阀和二号单向阀为了保证不凝可燃气的单向流动，防止其返回至双碳烯烃液化装置内引发危险事故；
S2.不可燃气体回用
未经液化的不可燃气体在调频罗茨风机的作用下依次通过四号压力表、二号调压阀、五号压力表和一号电磁阀，重新返回到裂解反应釜内，其中二号调压阀为了维持裂解反应釜中的压力在0.5～1.5MPa，四号压力表和五号压力表为了实时监控裂解反应釜中的压力波动；
S3.不凝气体回用
如果不凝气体产量较多，则将多余的不凝可燃气通过不凝气体回用燃烧管道依次通过二号电磁阀和不凝气体缓存装置送往燃烧器回用的通路中，其中一号电磁阀和二号电磁阀相互关联，在裂解反应釜内压力达标后，将多余气体输送到不凝气体回用燃烧管道，并且调频罗茨风机与裂解反应釜相互关联，通过调频罗茨风机变频实时控制裂解反应釜内压力波动。
优选的，所述有机化合物的裂解工艺，包括以下步骤：
S1.吸热反应
橡胶制品投入高温裂解反应釜中，裂解反应釜由燃烧器对其进行炉外加热，裂解反应釜内保持微正压、缺氧的状态，其温度范围控制在550～650℃，物料进入裂解反应釜后，橡胶制品开始大量吸热，热解反应过程瞬间开始，橡胶制品中的小分子化合物瞬间气化，废橡胶等橡胶制品逐渐软化，热解气、油开始产生，此阶段为吸热反应过程；
S2.不凝气回用
软化后的废橡胶等制品在裂解反应釜内的螺旋作用下逐渐向裂解反应釜的后端移动，在温度的作用下，橡胶制品产生的气体逐渐增多，高温裂解气体在调频罗茨风机的作用下经过与裂解反应釜相连的冷凝器冷却形成裂解油品液相产物，未经冷凝的部分不凝可燃气在调频罗茨风机的作用下，将裂解不凝气先通过双碳烯烃液化装置内，使裂解不凝气中的双碳烯烃液化，再将剩余气体通过调频罗茨风机注入裂解反应釜内，使反应釜内压力在0.5～1.5Mpa，通过变频风机实时调控裂解反应釜内压力，多余不凝气用于燃烧，多余气体通过后续不凝气系统通入燃烧机燃烧，为裂解反应过程供热；
S3.不凝气体中的双碳烯烃液化
双碳烯烃液化需要维持的条件是设定该装置的温度范围7.5～9℃，压力设定范围为3.55～4.55MPa，其中压力是由一号调压阀和调频罗茨风机两者协调实现，依靠密封工作面、凹槽工作面和外侧工作面与密封圈之间的配合形成密封结构，主要由外端面形成密封结构，防止其与不凝气体接触，液化装置的温度维持主要通过高温水浴一般在液化温度基础上上调1.5～3℃范围之内，此装置设定在10～12℃和大孔径流量通道对液化装置进行加热，高温水浴和大孔径流量通道，实现传热快、损失少、节能的目标；但由于双碳烯烃在液化过程中会放出热量，导致液化装置温度升高，因此在液化过程中通过双通道低温水浴一般在液化温度基础上下调0.5～1.5℃范围之内，此装置设定在6～7℃和小孔径流量通道对液化装置进行控温，并通过温度传感器实时监控液化装置温度范围，从而实时调控大孔径流量与小孔径流量的流速，实现温度的精确控制，大孔径流量通道之间设有双排小孔径流量通道，其中小孔径流量通道的单排数量为大孔径流量通道的1.2～1.5倍之间，能够将液化产生的热量迅速带走，并且单侧小孔径流量通道距离大孔径流量通道在0.2～0.35倍的双列大孔径流量通道距离，有利于热量的传导，同时为了实现大孔径流量通道与小孔径流量通道各自单独循环冷凝液化；
S4.提高液相产物产量
在裂解反应釜出口处的主管道依次安装单向阀、压力表、调压阀、双碳烯烃液化装置、调频罗茨风机、压力表、调压阀、电磁阀等元件，同时在调频罗茨风机与四号压力表之间开通一条通往燃烧机的不凝气体回用燃烧管道；在维持裂解反应釜压力范围，将多余不凝气通过此通路燃烧，为裂解反应釜供热，其中，一号电磁阀与二号电磁阀相关关联，在裂解反应釜压力达标后，将多余气体输送到不凝气体回用燃烧管道，并且调频罗茨风机与裂解反应釜相互关联，通过罗茨风机变频实时控制裂解反应釜内压力波动；
S5.产生裂解固相产物
橡胶制品在裂解反应釜内的螺旋作用下移动到反应釜末端时，此时有机物基本已经裂解反应完全，产生裂解固相产物，经过筛网进入固相产物输送系统，在炭黑螺旋输送机的作用下将其输送到指定位置；橡胶制品在连续裂解过程中循环上述过程，直至最终。
优选的，所述S2步骤不凝气回用中，将橡胶制品产生的部分不凝气体通过增压泵重新送回至裂解反应釜内，使裂解反应釜内维持一定的压力、温度条件，根据化学平衡转移原理，由于不凝可燃气体成分增多，抑制产生不凝气的反应速率，使裂解气体产量降低，从而使得裂解油品反应速率增快，裂解油品产量增多。
优选的，所述化学平衡转移原理，如下：
总反应过程：
分步反应过程：
……
本发明提供了一种提高有机化合物裂解液相产物产量的系统及其工作方法。具备以下有益效果：
1、本发明通过高温水浴和大孔径流量通道对液化装置进行加热，高温水浴和大孔径流量通道，实现传热快、损失少、节能的目标；但由于双碳烯烃在液化过程中会放出热量，导致液化装置温度升高，因此在液化过程中通过双通道低温水浴和小孔径流量通道对液化装置进行控温，并通过温度传感器实时监控液化装置温度范围，从而实时调控大孔径流量与小孔径流量的流速，实现温度的精确控制，大孔径流量通道之间设有双排小孔径流量通道，其中小孔径流量通道的单排数量为大孔径流量通道的1.2～1.5倍之间，能够将液化产生的热量迅速带走，并且单侧小孔径流量通道距离大孔径流量通道在0.2～0.35倍的双列大孔径流量通道距离，有利于热量的传导，通过上盖板的流道通路实现各自的循环过程。
2、本发明通过将废旧有机高分子材料放入裂解反应釜内，对反应产生的不凝气体通过分离将双碳烯烃等有重要价值的化工原料液化后，将剩余的不凝气体通过增压泵重新送回至裂解反应釜内，根据化学平衡转移原理，由于不凝可燃气体成分增多，抑制产生不凝气的反应速率，使裂解气体产量降低，从而使得裂解油品反应速率增快，裂解油品产量增多，将高分子有机化合物投入裂解反应釜内，将裂解产生的不凝气收集先通过不凝气液化装置，使裂解不凝气中的双碳烯烃液化，再将剩余气体通过罗茨风机注入裂解反应釜内，通过变频风机实时调控裂解反应釜内的压力，多余的气体通过后续不凝气系统通入燃烧机内燃烧，为裂解反应过程供热，能够大大提高裂解液相产物的产率，收集裂解气体中有重要价值的化工原料产品，并且降低裂解气体产量，从而提高裂解企业的效益，并且能够降低裂解过程中由于裂解气体不稳定导致的安全风险。
附图说明
图1为本发明的双碳烯烃液化装置立体图；
图2为本发明的双碳烯烃液化装置仰视图；
图3为本发明的箱体俯视图；
图4为本发明的上盖板结构示意图；
图5为本发明的箱体爆炸图；
图6为本发明的提高有机化合物裂解液相产物产量系统的结构示意图；
图7为本发明的有机高分子化合物裂解工艺的流程图。
其中，1、左端盖；2、第一温度传感器；3、第一压力传感器；4、大孔径入水口；5、小孔径入水口；6、上盖板；7、液位计；8、第一数显压力表；9、第二温度传感器；10、第二压力传感器；11、第二数显压力表；12、右端盖；13、箱体；14、下端盖；15、大孔径出水口；16、小孔径出水口；17、电动蝶阀；18、输送管道；19、大孔径流量通道；20、小孔径流量通道；21、大孔径加热水循环通道；22、小孔径加热水循环通道；23、密封工作面；24、凹槽工作面；25、外侧工作面；26、一号单向阀；27、一号压力表；28、一号调压阀；29、二号压力表；30、双碳烯烃液化装置；31、三号压力表；32、二号单向阀；33、调频罗茨风机；34、四号压力表；35、二号调压阀；36、五号压力表；37、一号电磁阀；38、裂解反应釜；39、换热器；40、主管道；41、二号电磁阀；42、不凝气体缓存装置；43、不凝气体回用燃烧管道。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
如图6所示，本发明实施例提供一种提高有机化合物裂解液相产物产量的系统，包括换热器39和主管道40，换热器39通过主管道40连接有裂解反应釜38，裂解反应釜38通过主管道40连接有一号电磁阀37，一号电磁阀37通过主管道40连接有五号压力表36，五号压力表36通过主管道40连接有二号调压阀35，二号调压阀35通过主管道40连接有四号压力表34，四号压力表34通过主管道40分别连接有调频罗茨风机33和二号电磁阀41，二号电磁阀41通过主管道40连接有不凝气体缓存装置42，不凝气体缓存装置42上连接有不凝气体回用燃烧管道43，调频罗茨风机33通过主管道40连接有二号单向阀32，二号单向阀32通过主管道40连接有三号压力表31，三号压力表31通过主管道40连接有双碳烯烃液化装置30，双碳烯烃液化装置30通过主管道40连接有二号压力表29，二号压力表29通过主管道40连接有一号调压阀28，一号调压阀28通过主管道40连接有一号压力表27，一号压力表27通过主管道40连接有一号单向阀26。
实施例二：
如图1-5所示，本发明实施例提供一种提高有机化合物裂解液相产物产量的系统，双碳烯烃液化装置30包括箱体13，箱体13左侧固定连接有左端盖1，箱体13右侧固定连接有右端盖12，箱体13顶部左侧中间靠后端位置贯穿并固定连接有第一温度传感器2，箱体13顶部左侧中间靠前端位置贯穿并固定连接有第一压力传感器3，箱体13顶部后端中间位置贯穿并设置有大孔径入水口4，箱体13顶部前端中间位置贯穿并设置有小孔径入水口5，箱体13顶部固定连接有上盖板6，箱体13底部固定连接有下端盖14，箱体13顶部右侧后端贯穿并固定连接有液位计7，箱体13顶部右侧中间靠后端贯穿并固定连接有第二温度传感器9，箱体13顶部右侧中间靠前端位置贯穿并固定连接有第二数显压力表11，第二温度传感器9左侧设置有第一数显压力表8且第一数显压力表8与箱体13之间贯穿并固定连接，第一数显压力表8与第一压力传感器3之间电性连接，第二压力传感器10左侧设置有第二数显压力表11且第二数显压力表11与箱体13之间贯穿并固定连接，第二数显压力表11与第二压力传感器10之间电性连接。
箱体13底部前端中间位置贯穿并设置有大孔径出水口15且大孔径出水口15位置与小孔径入水口5的位置相对应，箱体13底部后端中间位置贯穿并设置有小孔径出水口16且小孔径出水口16的位置与大孔径入水口4的位置相对应，箱体13底部右侧中间位置贯穿并固定连接有输送管道18，输送管道18上设置有电动蝶阀17，大孔径入水口4底端固定连接有大孔径流量通道19且大孔径流量通道19底端与大孔径出水口15之间联通，小孔径入水口5底端固定连接有小孔径流量通道20且小孔径流量通道20底端与小孔径出水口16之间联通，箱体13内部固定连接有均匀分布的大孔径加热水循环通道21和小孔径加热水循环通道22且大孔径加热水循环通道21和小孔径加热水循环通道22之间互相交错分布，箱体13与左端盖1和右端盖12之间的接触面上均固定连接有密封工作面23，相邻两个密封工作面23之间中间位置分别固定连接有凹槽工作面24和外侧工作面25且凹槽工作面24和外侧工作面25之间接触。
实施例三：
如图6所示，本发明实施例提供一种提高有机化合物裂解液相产物产量的系统工作方法，包括以下步骤：
S1.不凝可燃气中高价值化工原料回收
将高分子有机化合物投入裂解反应釜38内，化合物在高温下分解产生气体，通过主管道40将气体送入换热器39后，油品冷凝收集，不可燃气体通过主管道40依次通过一号单向阀26、一号压力表27、一号调压阀28、二号压力表29、双碳烯烃液化装置30、三号压力表31和二号单向阀32，实现不凝可燃气中的双碳烯烃液化，其中一号调压阀28主要用于调节双碳烯烃液化装置30内的压力，使其位置在3.55MPa，通过一号压力表27和二号压力表29进行实时监控，一号单向阀26和二号单向阀32为了保证不凝可燃气的单向流动，防止其返回至双碳烯烃液化装置30内引发危险事故；
S2.不可燃气体回用
未经液化的不可燃气体在调频罗茨风机33的作用下依次通过四号压力表34、二号调压阀35、五号压力表36和一号电磁阀37，重新返回到裂解反应釜38内，其中二号调压阀35为了维持裂解反应釜38中的压力在0.5MPa，四号压力表34和五号压力表36为了实时监控裂解反应釜38中的压力波动；
S3.不凝气体回用
如果不凝气体产量较多，则将多余的不凝可燃气通过不凝气体回用燃烧管道43依次通过二号电磁阀41和不凝气体缓存装置42送往燃烧器回用的通路中，其中一号电磁阀37和二号电磁阀41相互关联，在裂解反应釜38内压力达标后，将多余气体输送到不凝气体回用燃烧管道43，并且调频罗茨风机33与裂解反应釜38相互关联，通过调频罗茨风机33变频实时控制裂解反应釜38内压力波动，有机高分子材料裂解产生的不凝气体通过增压泵送回至裂解反应釜38过程中，稳定反应釜内压力。
实施例四：
如图6所示，本发明实施例提供一种提高有机化合物裂解液相产物产量的系统工作方法，包括以下步骤：
S1.不凝可燃气中高价值化工原料回收
将高分子有机化合物投入裂解反应釜38内，化合物在高温下分解产生气体，通过主管道40将气体送入换热器39后，油品冷凝收集，不可燃气体通过主管道40依次通过一号单向阀26、一号压力表27、一号调压阀28、二号压力表29、双碳烯烃液化装置30、三号压力表31和二号单向阀32，实现不凝可燃气中的双碳烯烃液化，其中一号调压阀28主要用于调节双碳烯烃液化装置30内的压力，使其位置在4.55MPa，通过一号压力表27和二号压力表29进行实时监控，一号单向阀26和二号单向阀32为了保证不凝可燃气的单向流动，防止其返回至双碳烯烃液化装置30内引发危险事故；
S2.不可燃气体回用
未经液化的不可燃气体在调频罗茨风机33的作用下依次通过四号压力表34、二号调压阀35、五号压力表36和一号电磁阀37，重新返回到裂解反应釜38内，其中二号调压阀35为了维持裂解反应釜38中的压力在1.5MPa，四号压力表34和五号压力表36为了实时监控裂解反应釜38中的压力波动；
S3.不凝气体回用
如果不凝气体产量较多，则将多余的不凝可燃气通过不凝气体回用燃烧管道43依次通过二号电磁阀41和不凝气体缓存装置42送往燃烧器回用的通路中，其中一号电磁阀37和二号电磁阀41相互关联，在裂解反应釜38内压力达标后，将多余气体输送到不凝气体回用燃烧管道43，并且调频罗茨风机33与裂解反应釜38相互关联，通过调频罗茨风机33变频实时控制裂解反应釜38内压力波动，有机高分子材料裂解产生的不凝气体通过增压泵送回至裂解反应釜38过程中，稳定反应釜内压力。
实施例五：
如图7所示，本发明实施例提供一种提高有机化合物裂解液相产物产量的系统工作方法，有机化合物的裂解工艺，包括以下步骤：
S1.吸热反应
橡胶制品投入高温裂解反应釜38中，裂解反应釜38由燃烧器对其进行炉外加热，裂解反应釜38内保持微正压、缺氧的状态，其温度范围控制在650℃，物料进入裂解反应釜38后，橡胶制品开始大量吸热，热解反应过程瞬间开始，橡胶制品中的小分子化合物瞬间气化，废橡胶等橡胶制品逐渐软化，热解气、油开始产生，此阶段为吸热反应过程；
S2.不凝气回用
软化后的废橡胶等制品在裂解反应釜38内的螺旋作用下逐渐向裂解反应釜38的后端移动，在温度的作用下，橡胶制品产生的气体逐渐增多，不凝气体中双碳烯烃的含量最高，此时，废橡胶裂解不凝气中双碳烯烃含量占比超过45％，废塑料裂解不凝气中双碳烯烃含量占比超过35％，并且在该裂解温度下，废橡胶、废塑料等高分子有机化合物的裂解速率也较快，高温裂解气体在调频罗茨风机33的作用下经过与裂解反应釜38相连的冷凝器冷却形成裂解油品液相产物，未经冷凝的部分不凝可燃气在调频罗茨风机33的作用下，将裂解不凝气先通过双碳烯烃液化装置30内，使裂解不凝气中的双碳烯烃液化，再将剩余气体通过调频罗茨风机33注入裂解反应釜38内，使反应釜内压力在1.5Mpa，通过变频风机实时调控裂解反应釜38内压力，多余不凝气用于燃烧，多余气体通过后续不凝气系统通入燃烧机燃烧，为裂解反应过程供热；
S3.不凝气体中的双碳烯烃液化
双碳烯烃液化需要维持的条件是设定该装置的温度范围9℃，压力设定范围为4.55MPa，其中压力是由一号调压阀28和调频罗茨风机33两者协调实现，依靠密封工作面23、凹槽工作面24和外侧工作面25与密封圈之间的配合形成密封结构，主要由外端面形成密封结构，防止其与不凝气体接触，液化装置的温度维持主要通过高温水浴一般在液化温度基础上上调3℃范围之内，此装置设定在12℃和大孔径流量通道19对液化装置进行加热，高温水浴和大孔径流量通道19，实现传热快、损失少、节能的目标；但由于双碳烯烃在液化过程中会放出热量，导致液化装置温度升高，因此在液化过程中通过双通道低温水浴一般在液化温度基础上下调1.5℃范围之内，此装置设定在7℃和小孔径流量通道20对液化装置进行控温，并通过温度传感器实时监控液化装置温度范围，从而实时调控大孔径流量与小孔径流量的流速，实现温度的精确控制，大孔径流量通道19之间设有双排小孔径流量通道20，其中小孔径流量通道20的单排数量为大孔径流量通道19的1.5倍之间，能够将液化产生的热量迅速带走，并且单侧小孔径流量通道20距离大孔径流量通道19在0.35倍的双列大孔径流量通道19距离，有利于热量的传导，同时为了实现大孔径流量通道19与小孔径流量通道20各自单独循环冷凝液化；
S4.提高液相产物产量
在裂解反应釜38出口处的主管道40依次安装单向阀、压力表、调压阀、双碳烯烃液化装置30、调频罗茨风机33、压力表、调压阀、电磁阀等元件，同时在调频罗茨风机33与四号压力表34之间开通一条通往燃烧机的不凝气体回用燃烧管道43；在维持裂解反应釜38压力范围，将多余不凝气通过此通路燃烧，为裂解反应釜38供热，其中，一号电磁阀37与二号电磁阀41相关关联，在裂解反应釜38压力达标后，将多余气体输送到不凝气体回用燃烧管道43，并且调频罗茨风机33与裂解反应釜38相互关联，通过罗茨风机变频实时控制裂解反应釜38内压力波动；
S5.产生裂解固相产物
橡胶制品在裂解反应釜38内的螺旋作用下移动到反应釜末端时，此时有机物基本已经裂解反应完全，产生裂解固相产物，经过筛网进入固相产物输送系统，在炭黑螺旋输送机的作用下将其输送到指定位置；橡胶制品在连续裂解过程中循环上述过程，直至最终。
将废旧有机高分子材料放入裂解反应釜38内，对反应产生的不凝气体通过分离将双碳烯烃等有重要价值的化工原料液化后，将剩余的不凝气体通过增压泵重新送回至裂解反应釜38内，根据化学平衡转移原理，由于不凝可燃气体成分增多，抑制产生不凝气的反应速率，使裂解气体产量降低，从而使得裂解油品反应速率增快，裂解油品产量增多，将高分子有机化合物投入裂解反应釜38内，将裂解产生的不凝气收集先通过双碳烯烃液化装置30，使裂解不凝气中的双碳烯烃液化，再将剩余气体通过调频罗茨风机33注入裂解反应釜38内，通过变频风机实时调控裂解反应釜38内的压力，多余的气体通过后续不凝气系统通入燃烧机内燃烧，为裂解反应过程供热，能够大大提高裂解液相产物的产率，收集裂解气体中有重要价值的化工原料产品，并且降低裂解气体产量，从而提高裂解企业的效益，并且能够降低裂解过程中由于裂解气体不稳定导致的安全风险。
S2步骤不凝气回用中，将橡胶制品产生的部分不凝气体通过增压泵重新送回至裂解反应釜38内，使裂解反应釜38内维持一定的压力、温度条件，根据化学平衡转移原理，由于不凝可燃气体成分增多，抑制产生不凝气的反应速率，使裂解气体产量降低，从而使得裂解油品反应速率增快，裂解油品产量增多。
化学平衡转移原理，如下：
总反应过程：
分步反应过程：
……
上述裂解工艺中，物料平衡实验数据如下：
经过实施例与传统裂解方法实验数据对比可知，实例实施过程中裂解油品产量显著提升，不凝气体产量降低。
裂解不凝气的成分如下：
由上述实验数据可知，裂解不凝气体以C4H82－甲基－1－丙烯为主，占总气体的55.07％。
实施例六：
如图7所示，本发明实施例提供一种提高有机化合物裂解液相产物产量的系统工作方法，有机化合物的裂解工艺，包括以下步骤：
S1.吸热反应
橡胶制品投入高温裂解反应釜38中，裂解反应釜38由燃烧器对其进行炉外加热，裂解反应釜38内保持微正压、缺氧的状态，其温度范围控制在550℃，物料进入裂解反应釜38后，橡胶制品开始大量吸热，热解反应过程瞬间开始，橡胶制品中的小分子化合物瞬间气化，废橡胶等橡胶制品逐渐软化，热解气、油开始产生，此阶段为吸热反应过程；
S2.不凝气回用
软化后的废橡胶等制品在裂解反应釜38内的螺旋作用下逐渐向裂解反应釜38的后端移动，在温度的作用下，橡胶制品产生的气体逐渐增多，高温裂解气体在调频罗茨风机33的作用下经过与裂解反应釜38相连的冷凝器冷却形成裂解油品液相产物，未经冷凝的部分不凝可燃气在调频罗茨风机33的作用下，将裂解不凝气先通过双碳烯烃液化装置30内，使裂解不凝气中的双碳烯烃液化，再将剩余气体通过调频罗茨风机33注入裂解反应釜38内，使反应釜内压力在0.5Mpa，通过变频风机实时调控裂解反应釜38内压力，多余不凝气用于燃烧，多余气体通过后续不凝气系统通入燃烧机燃烧，为裂解反应过程供热；
S3.不凝气体中的双碳烯烃液化
双碳烯烃液化需要维持的条件是设定该装置的温度范围7.5℃，压力设定范围为3.55MPa，其中压力是由一号调压阀28和调频罗茨风机33两者协调实现，依靠密封工作面23、凹槽工作面24和外侧工作面25与密封圈之间的配合形成密封结构，主要由外端面形成密封结构，防止其与不凝气体接触，液化装置的温度维持主要通过高温水浴一般在液化温度基础上上调1.5℃范围之内，此装置设定在10℃和大孔径流量通道19对液化装置进行加热，高温水浴和大孔径流量通道19，实现传热快、损失少、节能的目标；但由于双碳烯烃在液化过程中会放出热量，导致液化装置温度升高，因此在液化过程中通过双通道低温水浴一般在液化温度基础上下调0.5℃范围之内，此装置设定在6℃和小孔径流量通道20对液化装置进行控温，并通过温度传感器实时监控液化装置温度范围，从而实时调控大孔径流量与小孔径流量的流速，实现温度的精确控制，大孔径流量通道19之间设有双排小孔径流量通道20，其中小孔径流量通道20的单排数量为大孔径流量通道19的1.2倍之间，能够将液化产生的热量迅速带走，并且单侧小孔径流量通道20距离大孔径流量通道19在0.2倍的双列大孔径流量通道19距离，有利于热量的传导，同时为了实现大孔径流量通道19与小孔径流量通道20各自单独循环冷凝液化；
S4.提高液相产物产量
在裂解反应釜38出口处的主管道40依次安装单向阀、压力表、调压阀、双碳烯烃液化装置30、调频罗茨风机33、压力表、调压阀、电磁阀等元件，同时在调频罗茨风机33与四号压力表34之间开通一条通往燃烧机的不凝气体回用燃烧管道43；在维持裂解反应釜38压力范围，将多余不凝气通过此通路燃烧，为裂解反应釜38供热，其中，一号电磁阀37与二号电磁阀41相关关联，在裂解反应釜38压力达标后，将多余气体输送到不凝气体回用燃烧管道43，并且调频罗茨风机33与裂解反应釜38相互关联，通过罗茨风机变频实时控制裂解反应釜38内压力波动；
S5.产生裂解固相产物
橡胶制品在裂解反应釜38内的螺旋作用下移动到反应釜末端时，此时有机物基本已经裂解反应完全，产生裂解固相产物，经过筛网进入固相产物输送系统，在炭黑螺旋输送机的作用下将其输送到指定位置；橡胶制品在连续裂解过程中循环上述过程，直至最终。
将废旧有机高分子材料放入裂解反应釜38内，对反应产生的不凝气体通过分离将双碳烯烃等有重要价值的化工原料液化后，将剩余的不凝气体通过增压泵重新送回至裂解反应釜38内，根据化学平衡转移原理，由于不凝可燃气体成分增多，抑制产生不凝气的反应速率，使裂解气体产量降低，从而使得裂解油品反应速率增快，裂解油品产量增多，将高分子有机化合物投入裂解反应釜38内，将裂解产生的不凝气收集先通过双碳烯烃液化装置30，使裂解不凝气中的双碳烯烃液化，再将剩余气体通过调频罗茨风机33注入裂解反应釜38内，通过变频风机实时调控裂解反应釜38内的压力，多余的气体通过后续不凝气系统通入燃烧机内燃烧，为裂解反应过程供热，能够大大提高裂解液相产物的产率，收集裂解气体中有重要价值的化工原料产品，并且降低裂解气体产量，从而提高裂解企业的效益，并且能够降低裂解过程中由于裂解气体不稳定导致的安全风险。
S2步骤不凝气回用中，将橡胶制品产生的部分不凝气体通过增压泵重新送回至裂解反应釜38内，使裂解反应釜38内维持一定的压力、温度条件，根据化学平衡转移原理，由于不凝可燃气体成分增多，抑制产生不凝气的反应速率，使裂解气体产量降低，从而使得裂解油品反应速率增快，裂解油品产量增多。
化学平衡转移原理，如下：
总反应过程：
分步反应过程：
……
上述裂解工艺中，物料平衡实验数据如下：
经过实施例与传统裂解方法实验数据对比可知，实例实施过程中裂解油品产量显著提升，不凝气体产量降低。
裂解不凝气的成分如下：
由上述实验数据可知，裂解不凝气体以C4H8(2－甲基－1－丙烯)为主，占总气体的55.07％。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种提高有机化合物裂解液相产物产量的系统，包括换热器(39)和主管道(40)，其特征在于：所述换热器(39)通过主管道(40)连接有裂解反应釜(38)，所述裂解反应釜(38)通过主管道(40)连接有一号电磁阀(37)，所述一号电磁阀(37)通过主管道(40)连接有五号压力表(36)，所述五号压力表(36)通过主管道(40)连接有二号调压阀(35)，所述二号调压阀(35)通过主管道(40)连接有四号压力表(34)，所述四号压力表(34)通过主管道(40)分别连接有调频罗茨风机(33)和二号电磁阀(41)，所述二号电磁阀(41)通过主管道(40)连接有不凝气体缓存装置(42)，所述不凝气体缓存装置(42)上连接有不凝气体回用燃烧管道(43)，所述调频罗茨风机(33)通过主管道(40)连接有二号单向阀(32)，所述二号单向阀(32)通过主管道(40)连接有三号压力表(31)，所述三号压力表(31)通过主管道(40)连接有双碳烯烃液化装置(30)，所述双碳烯烃液化装置(30)通过主管道(40)连接有二号压力表(29)，所述二号压力表(29)通过主管道(40)连接有一号调压阀(28)，所述一号调压阀(28)通过主管道(40)连接有一号压力表(27)，所述一号压力表(27)通过主管道(40)连接有一号单向阀(26)。
2.根据权利要求1所述的一种提高有机化合物裂解液相产物产量的系统，其特征在于：所述双碳烯烃液化装置(30)包括箱体(13)，所述箱体(13)左侧固定连接有左端盖(1)，所述箱体(13)右侧固定连接有右端盖(12)，所述箱体(13)顶部左侧中间靠后端位置贯穿并固定连接有第一温度传感器(2)，所述箱体(13)顶部左侧中间靠前端位置贯穿并固定连接有第一压力传感器(3)，所述箱体(13)顶部后端中间位置贯穿并设置有大孔径入水口(4)，所述箱体(13)顶部前端中间位置贯穿并设置有小孔径入水口(5)，所述箱体(13)顶部固定连接有上盖板(6)，所述箱体(13)底部固定连接有下端盖(14)，所述箱体(13)顶部右侧后端贯穿并固定连接有液位计(7)，所述箱体(13)顶部右侧中间靠后端贯穿并固定连接有第二温度传感器(9)，所述箱体(13)顶部右侧中间靠前端位置贯穿并固定连接有第二数显压力表(11)，所述第二温度传感器(9)左侧设置有第一数显压力表(8)且第一数显压力表(8)与箱体(13)之间贯穿并固定连接，所述第一数显压力表(8)与第一压力传感器(3)之间电性连接，所述第二压力传感器(10)左侧设置有第二数显压力表(11)且第二数显压力表(11)与箱体(13)之间贯穿并固定连接，所述第二数显压力表(11)与第二压力传感器(10)之间电性连接。
3.根据权利要求2所述的一种提高有机化合物裂解液相产物产量的系统，其特征在于：所述箱体(13)底部前端中间位置贯穿并设置有大孔径出水口(15)且大孔径出水口(15)位置与小孔径入水口(5)的位置相对应，所述箱体(13)底部后端中间位置贯穿并设置有小孔径出水口(16)且小孔径出水口(16)的位置与大孔径入水口(4)的位置相对应，所述箱体(13)底部右侧中间位置贯穿并固定连接有输送管道(18)，所述输送管道(18)上设置有电动蝶阀(17)，所述大孔径入水口(4)底端固定连接有大孔径流量通道(19)且大孔径流量通道(19)底端与大孔径出水口(15)之间联通，所述小孔径入水口(5)底端固定连接有小孔径流量通道(20)且小孔径流量通道(20)底端与小孔径出水口(16)之间联通，所述箱体(13)内部固定连接有均匀分布的大孔径加热水循环通道(21)和小孔径加热水循环通道(22)且大孔径加热水循环通道(21)和小孔径加热水循环通道(22)之间互相交错分布，所述箱体(13)与左端盖(1)和右端盖(12)之间的接触面上均固定连接有密封工作面(23)，相邻两个密封工作面(23)之间中间位置分别固定连接有凹槽工作面(24)和外侧工作面(25)且凹槽工作面(24)和外侧工作面(25)之间接触。
4.根据权利要求1所述的一种提高有机化合物裂解液相产物产量的系统工作方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.不凝可燃气中高价值化工原料回收
将高分子有机化合物投入裂解反应釜(38)内，化合物在高温下分解产生气体，通过主管道(40)将气体送入换热器(39)后，油品冷凝收集，不可燃气体通过主管道(40)依次通过一号单向阀(26)、一号压力表(27)、一号调压阀(28)、二号压力表(29)、双碳烯烃液化装置(30)、三号压力表(31)和二号单向阀(32)，实现不凝可燃气中的双碳烯烃液化，其中一号调压阀(28)主要用于调节双碳烯烃液化装置(30)内的压力，使其位置在3.55～4.55MPa，通过一号压力表(27)和二号压力表(29)进行实时监控，一号单向阀(26)和二号单向阀(32)为了保证不凝可燃气的单向流动，防止其返回至双碳烯烃液化装置(30)内引发危险事故；
S2.不可燃气体回用
未经液化的不可燃气体在调频罗茨风机(33)的作用下依次通过四号压力表(34)、二号调压阀(35)、五号压力表(36)和一号电磁阀(37)，重新返回到裂解反应釜(38)内，其中二号调压阀(35)为了维持裂解反应釜(38)中的压力在0.5～1.5MPa，四号压力表(34)和五号压力表(36)为了实时监控裂解反应釜(38)中的压力波动；
S3.不凝气体回用
如果不凝气体产量较多，则将多余的不凝可燃气通过不凝气体回用燃烧管道(43)依次通过二号电磁阀(41)和不凝气体缓存装置(42)送往燃烧器回用的通路中，其中一号电磁阀(37)和二号电磁阀(41)相互关联，在裂解反应釜(38)内压力达标后，将多余气体输送到不凝气体回用燃烧管道(43)，并且调频罗茨风机(33)与裂解反应釜(38)相互关联，通过调频罗茨风机(33)变频实时控制裂解反应釜(38)内压力波动。
5.根据权利要求4所述的一种提高有机化合物裂解液相产物产量的系统工作方法，其特征在于：所述有机化合物的裂解工艺，包括以下步骤：
S1.吸热反应
橡胶制品投入高温裂解反应釜(38)中，裂解反应釜(38)由燃烧器对其进行炉外加热，裂解反应釜(38)内保持微正压、缺氧的状态，其温度范围控制在550～650℃，物料进入裂解反应釜(38)后，橡胶制品开始大量吸热，热解反应过程瞬间开始，橡胶制品中的小分子化合物瞬间气化，废橡胶等橡胶制品逐渐软化，热解气、油开始产生，此阶段为吸热反应过程；
S2.不凝气回用
软化后的废橡胶等制品在裂解反应釜(38)内的螺旋作用下逐渐向裂解反应釜(38)的后端移动，在温度的作用下，橡胶制品产生的气体逐渐增多，高温裂解气体在调频罗茨风机(33)的作用下经过与裂解反应釜(38)相连的冷凝器冷却形成裂解油品液相产物，未经冷凝的部分不凝可燃气在调频罗茨风机(33)的作用下，将裂解不凝气先通过双碳烯烃液化装置(30)内，使裂解不凝气中的双碳烯烃液化，再将剩余气体通过调频罗茨风机(33)注入裂解反应釜(38)内，使反应釜内压力在0.5～1.5Mpa，通过变频风机实时调控裂解反应釜(38)内压力，多余不凝气用于燃烧，多余气体通过后续不凝气系统通入燃烧机燃烧，为裂解反应过程供热；
S3.不凝气体中的双碳烯烃液化
双碳烯烃液化需要维持的条件是设定该装置的温度范围7.5～9℃，压力设定范围为3.55～4.55MPa，其中压力是由一号调压阀(28)和调频罗茨风机(33)两者协调实现，依靠密封工作面(23)、凹槽工作面(24)和外侧工作面(25)与密封圈之间的配合形成密封结构，主要由外端面形成密封结构，防止其与不凝气体接触，液化装置的温度维持主要通过高温水浴一般在液化温度基础上上调1.5～3℃范围之内，此装置设定在10～12℃和大孔径流量通道(19)对液化装置进行加热，高温水浴和大孔径流量通道(19)，实现传热快、损失少、节能的目标；但由于双碳烯烃在液化过程中会放出热量，导致液化装置温度升高，因此在液化过程中通过双通道低温水浴一般在液化温度基础上下调0.5～1.5℃范围之内，此装置设定在6～7℃和小孔径流量通道(20)对液化装置进行控温，并通过温度传感器实时监控液化装置温度范围，从而实时调控大孔径流量与小孔径流量的流速，实现温度的精确控制，大孔径流量通道(19)之间设有双排小孔径流量通道(20)，其中小孔径流量通道(20)的单排数量为大孔径流量通道(19)的1.2～1.5倍之间，能够将液化产生的热量迅速带走，并且单侧小孔径流量通道(20)距离大孔径流量通道(19)在0.2～0.35倍的双列大孔径流量通道(19)距离，有利于热量的传导，同时为了实现大孔径流量通道(19)与小孔径流量通道(20)各自单独循环冷凝液化；
S4.提高液相产物产量
在裂解反应釜(38)出口处的主管道(40)依次安装单向阀、压力表、调压阀、双碳烯烃液化装置(30)、调频罗茨风机(33)、压力表、调压阀、电磁阀等元件，同时在调频罗茨风机(33)与四号压力表(34)之间开通一条通往燃烧机的不凝气体回用燃烧管道(43)；在维持裂解反应釜(38)压力范围，将多余不凝气通过此通路燃烧，为裂解反应釜(38)供热，其中，一号电磁阀(37)与二号电磁阀(41)相关关联，在裂解反应釜(38)压力达标后，将多余气体输送到不凝气体回用燃烧管道(43)，并且调频罗茨风机(33)与裂解反应釜(38)相互关联，通过罗茨风机变频实时控制裂解反应釜(38)内压力波动；
S5.产生裂解固相产物
橡胶制品在裂解反应釜(38)内的螺旋作用下移动到反应釜末端时，此时有机物基本已经裂解反应完全，产生裂解固相产物，经过筛网进入固相产物输送系统，在炭黑螺旋输送机的作用下将其输送到指定位置；橡胶制品在连续裂解过程中循环上述过程，直至最终。
6.根据权利要求5所述的一种提高有机化合物裂解液相产物产量的系统工作方法，其特征在于：所述S2步骤不凝气回用中，将橡胶制品产生的部分不凝气体通过增压泵重新送回至裂解反应釜(38)内，使裂解反应釜(38)内维持一定的压力、温度条件，根据化学平衡转移原理，由于不凝可燃气体成分增多，抑制产生不凝气的反应速率，使裂解气体产量降低，从而使得裂解油品反应速率增快，裂解油品产量增多。
7.根据权利要求6所述的一种提高有机化合物裂解液相产物产量的系统工作方法，其特征在于：所述化学平衡转移原理，如下：
总反应过程：
分步反应过程：
……
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