Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania weglowodorów nienasyconych zwlaszcza acetylenu i gazów syntezowych metoda pirolizy utleniajacej weglowodorów nasyconych w miesza¬ ninie z tlenem oraz produktami spalania pomocniczego paliwa i pomocniczego utleniacza.Okreslenie „pomocniczy utleniacz" obejmuje tlen lub powietrze wzbogacone w tlen, zas okreslenie „pomocnicze paliwo" dotyczy paliwa do wytwarzania plomienia pilotujacego w znanym sposobie wytwarzania acetylenu i gazów syntezowych metoda pirolizy utleniajacej.Znany sposób wytwarzania acetylenu i gazów syntezowych metoda pirolizy utleniajacej polega na wysokotemperaturowym niepelnym spalaniu mieszaniny gazu i tlenu. W procesie tym gaz ziemny i tlen, podgrzany wstepnie do temperatury co najmniej 700K, wprowadza sie, po uprzednim zmieszaniu w stosunku molowym 1,5-2,1 poprzez plyte palnikowa do komory reakcyj¬ nej palnika krakingowego. W komorze reakcyjnej otrzymuje sie plomien o temperaturze 1800-2000 K, w którym niespalony metan ulega pirolizie do acetylenu i wodoru. W celu przeciw¬ dzialania rozkladowi i polimeryzacji wytworzonego acetylenu, gwaltownie obniza sie na odpo¬ wiednim poziomie komory reakcyjnej, temperature gazów poreakcyjnych do 350-450K.Glównymi skladnikami schlodzonego gazu poreakcyjnego sa acetylen, wodór, tlenki wegla, a ponadto homologii acetylenu, stale czastki wegla w postaci sadzy i weglowodory aromatyczne. Z gazu pokrakingowego, po wymyciu sadzy i ubocznych postaci wegla oraz innych produktów organicznych, wydziela sie acetylen, usuwa dwutlenek wegla, a pozostala mieszanine gazów kieruje do niskotemperaturowego rozfrakcjonowania, w wyniku którego otrzymuje sie gaz syntezowy.Optymalne warunki do przeprowadzenia pirolizy metanu do acetylenu ta metoda spelnione sa, gdy gaz ziemny i tlen jest wstepnie ogrzany do temperatury 1200 K, zas temperatura plomienia wynosi 1800-2000K.Niedogodnoscia opisanej metody jest wystepowanie niepozadanych przedzaplonów miesza¬ niny reakcyjnej, cofanie plomienia do przestrzeni mieszania mediów oraz jego zrywanie w komorze krakingowej.2 125842 W celu stabilizacji plomienia czesto wprowadza sie dodatkowa ilosc tlenu bezposrednio do komory krakingowej. Wedlug opisów patentowych RFN nr 1 127 887 i 1 149 351 oraz opisu paten¬ towego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3 246957 stosuje sie plomienie pilotujace zasilane mieszanina palna skladajaca sie z paliwa pomocniczego i utleniacza pomocniczego, zlokalizowane przed lub bezposrednio w komorze reakcyjnej. Powstajace spaliny maja kontak z naplywajaca mieszanina do pirolizy utleniajacej i inicjuja lokalnie jej zaplon przez podgrzanie do wysokiej temperatury gazu w najblizszym otoczeniu.Niedogodnoscia tej metody sa szczególne wymagania odnosnie podgrzewania mieszaniny, zastosowanie zas plomieni pilotowych komplikuje konstrukcje reaktora, obniza zywotnosc ele¬ mentów komory reakcyjnej i wywoluje powstanie stref reakcji o niewlasciwej temperaturze.Z polskiego opisu patentowego nr 99 672 znany jest sposób wytwarzania gazu zawierajacego wodór, tlenek wegla i lekkie weglowodory na drodze czesciowego utleniania i termicznego krako¬ wania paliwa zawierajacego oleje mineralne lub frakcje olejowe, olej bitumiczny, olej smolowy lub olej lupkowy. Sposób wedlug powyzszego opisu patentowego umozliwia otrzymywanie gazu opalowego, z którego mozna wyodrebnic gaz syntezowy i nasycone weglowodory gazowe oraz ciekle. Otrzymywanie weglowodorów nienasyconych a zwlaszcza acetylenu tym sposobem nie jest jednak mozliwe ze wzgledu na rodzaj surowców, którymi sa ciezkie weglowodory zawarte w olejach róznego typu.Sposób wedlug wynalazku dotyczy procesu pirolizy utleniajacej metanu lub mieszaniny weglowodorów nasyconych o ilosci atomów wegla w lancuchu od 1 do 5, z tlenem oraz produktami spalania pomocniczego paliwa i pomocniczego utleniacza.Istota wynalazku polega na tym, ze pirolizie utleniajacej poddawana jest jednorodna miesza¬ nina skladajaca sie z weglowodorów nasyconych, tlenu oraz produktów spalania otrzymanych z pomocniczego utleniacza i pomocniczego paliwa. Jako pomocnicze paliwo, dla zainicjowania procesu pirolizy, stosuje sie gaz ziemny, korzystnie metan, a w ciagu trwania procesu wyodrebnione frakcje odpadowe pochodzace z niskotemperaturowego rozfrakcjonowania gazu pokrakingowe z tego samego procesu, przy czym stosuje sie tlen w ilosci odpowiadajacej wspólczynnikowi nad¬ miaru tlenu od 0,2 do 0,36 wzgledem weglowodorów nasyconych, a produkty spalania pomocni¬ czego paliwa i pomocniczego utleniacza stosuje sie w lacznej ilosci od 0,05 do 3,5 kmola na 1 kmol weglowodorów nasyconych.W celu otrzymania produktów spalania stosunek molowy pomocniczego utleniacza do paliwa pomocniczego okreslony wspólczynnikiem nadmiaru utleniacza wynosi od 0,5 do 0,95. W odró¬ znieniu od sposobów znanych z opisów patentowych RFN nr 1 149 351 i 1 127 887 polegajacych na lokalnym dzialaniu plomieni pilotujacych wytworzonych z uzyciem pomocniczego paliwa i pomoc¬ niczego utleniacza na mieszanine weglowodorów i tlenu, sposób wedlug wynalazku zapewnia równomierne oddzialywanie produktów spalania pomocniczego paliwa i pomocniczego utleniacza na cala mase mieszanki poddawanej procesowi pirolizy utleniajacej. Dzieki temu uzyskuje sie jednorodna pod wzgledem skladu i temperatury mieszanine, która doplywa do strefy wlasciwej reakcji, gdzie nastepuje spalanie czesci weglowodorów i rozklad ich reszty do weglowodorów nienasyconych zwlaszcza acetylenu i do wodoru. Dalsza obróbke otrzymanego gazu poreakcyj¬ nego prowadzi sie jak w znanej metodzie pirolizy utleniajacej.Zasadnicze korzysci wynikajace ze sposobu wedlug wynalazku to eliminacja przeskoku i zrywania plomienia w komorze reakcyjnej oraz samozaplonu mieszaniny przed strefa reakcji, a przez to samo uproszczenie konstrukcji reaktora, zwiekszenie niezawodnosci procesu nawet przy wahaniach w skladzie ilosciowym podawanych surowców. Sposób wedlug wynalazku zwieksza takze stopien przemiany weglowodorów do acetylenu o 20% i wydajnosc wodoru o 15-20%.Proces szczególowo przedstawiono w przykladzie wykonania powolujac sie na schemat insta¬ lacji na rysunku.Przyklad. Gaz ziemny zawierajacy 92% objetosciowych CFUi l,!yooojciosciowychC2-C3, zmieszany z tlenem w mieszalniku 1 w stosunku molowym 2:1 kieruje sie przewodem 2 do komory kfaikitlgowej 3 palnika krakitigowego. Na wlocie do komory krakingowej-3 nastepuje zmieszanie podanej wyzej mieszaniny z produktami spalania mieszaniny pomocniczej. Produkty spalania wytwarzane sa w komorze spalania 4 przez Dodawanie w sposób ciagly, w czasie inicjowania125 842 3 procesu, mieszaniny metanu i tlenu o stosunku molowym 1,0: 1,7 w ilosci 0,135kmoli na 1 kmol gazu ziemnego, a nastepnie w czasie trwania procesu, mieszaniny tlenu i frakcji odpadowych pochodzacych z niskotemperaturowego gazu pokrakingowego z tego procesu. Mieszanine tlenu i frakcji odpadowych podaje sie w ilosci 0, lókmola na 1 kmol gazu ziemnego o skladzie: 61% 02, 19% CH4, 7,6% C2H6, 7,6% H2, 3,8% C2H4. Gazy pokrakingowe z odparowywacza 14kierowane su przewodem 6 do komory 4, w której mieszaja sie z tlenem dochodzacym przewodem 5.W dole komory reakcyjnej 3 plomien glówny gaszony jest woda, a gaz poreakcyjny o skladzie w procentach objetosciowych: 56,2% H2, 25,1% CO, 8,7% C2H5, 5,0% C02, 1,4% CH4, 0,4% C2H4, 0,1% O2 i 3% N2 opuszcza palnik króccem 8 i kierowany jest do oczyszczania. Sadze i homologi acetylenu odbiera sie w skruberze myjacym 9, acetylen zostaje zaadsorbowany w selektywnym rozpuszczalniku w aparacie absorbcyjnym 10, a nastepnie kierowany jest do desorbcji i koncowego oczyszczania.W konwertorze i ukladzie oczyszczania 11 gaz poreakcyjny oczyszczony jest z dwutlenku wegla i pary wodnej, a nastepnie w aparacie niskotemperaturowego rozdzialu gazu 12 podawany jest niskotemperaturowemu rozfrakcjonowaniu. Otrzymuje sie tu gazowa mieszanine do syntezy amoniaku, zas w zbiorniku frakcji odpadowych 13 gromadzi sie ciekla mieszanina frakcji odpado¬ wych. Mieszanine te odparowuje sie w odparowywaczu 14 i przewodem 6 kieruje do komory spalania 4 palnika krakingowego. W podanym przykladzie wykonania konwersja gazu ziemnego do acetylenu wynosi 37,2%.Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania weglowodorów nienasyconych, zwlaszcza acetylenu i gazów syntezo¬ wych metoda pirolizy utleniajacej wstepnie sporzadzonej mieszaniny weglowodorów nasyconych o ilosci atomów wegla w lancuchu od Ci do C5, tlenu, zjednoczesnym uzyciem pomocniczego paliwa i pomocniczego utleniacza, znamienny tym, ze pirolizie utleniajacej poddawana jest jednorodna mieszanina skladajace sie z weglowodorów nasyconych, tlenu oraz produktów spalania otrzyma¬ nych z pomocniczego utleniacza i pomocniczego paliwa, przy czym jako pomocnicze paliwo, dla zainicjowania procesu pirolizy, stosuje sie gaz ziemny, korzystnie metan, a w ciagu trwania procesu wyodrebnione frakcje odpadowe pochodzace z niskotemperaturowego rozfrakcjonowania gazu pokrakingowego z tego samego procesu, przy czym stosuje sie tlen w ilosci odpowiadajacej wspólczynnikowi nadmiaru tlenu od 0,2 do 0,36 wzgledem weglowodorów nasyconych, a produkty spalania pomocniczego paliwa i pomocniczego utleniacza stosuje sie w lacznej ilosci od 0,05 do 3,5kmola na lkmol weglowodorów nasyconych, ponadto dla otrzymania produktów spalania stosunek molowy pomocniczego utleniacza do paliwa pomocniczego okreslony wspólczynnikiem nadmiaru utleniacza wynosi od 0,5 do 0,95.125 842 tlen gaz ziemny tlen -m surowiec m weglowodorowy powietrze ^ metan -MH woda Fig. 2 Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 100 cgz.Cena 100 zl PL