PL89788B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania acetylenu w procesie wysokotemperaturowego, niepelnego spalania gazu ziemnego z zastosowaniem dwustopniowego gaszenia plomienia.W procesie tym gaz ziemny i tlen, podgrzane wstepnie do temperatury 500—650°C, wprowadza sie po uprzednim zmieszaniu w odpowiednim stosunku do komory reakcyjnej palnika krakingowego. W komorze reakcyjnej otrzymuje sie plomien o temperaturze 1500-1700°C, w którym niespalony metan ulega pirolizie do acetylenu i wodoru. W celu przeciwdzialania rozkladowi wytworzonego acetylenu, gwaltownie obniza sie na odpowiednim poziomie komory temperature gazów poreakcyjnych do 80—200°C przy uzyciu wody lub wysokowrzacych weglowodorów. Operacje te nazywa sie gaszeniem plomienia i przeprowadza niekiedy w dwóch stopniach. Glównymi skladnikami gazu pokrakingowego, oprócz acetylenu i wodoru, sa tlenek wegla oraz w niewielkich ilosciach etylen, homologi acetylenu, weglowodory aromatyczne, stale czastki wegla w postaci sadzy, nieprzereagowany metan i tlen. Z gazu pokrakingowego, po wymyciu sadzy i innych ubocznych produktów organicznych, wydziela sie zwykle acetylen, usuwa dwutlenek wegla, a pozostala mieszanine gazów kieruje sie do niskotemperaturowego rozfrakcjonowania, w wyniku którego otrzymuje sie gaz do syntezy amoniaku. Jakkolwiek wiec proces wysokotemperaturowego, niepelnego spalania gazu ziemnego w rozpatrywanym przypadku ma na celu otrzymanie oprócz acetylenu takze gazu do syntezy, to jednak za glówny wytwór uwazany jest zwykle acetylen i proces prowadzi sie pod katem jak najwiekszego uzysku acetylenu. < Stosuje sie wiec, jak to opisano w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 2 945 074 mozliwie wysokie (do 900°C) temperatury wstepnego podgrzania gazu ziemnego i tlenu. Temperatury te sa jednak ograniczone termiczna stabilnoscia weglowodorów, wystepujacych w gazie ziemnym. Wedlug opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3 246 957 i ZSRR nr 167 863 stosuje sie do gazu ziemnego, przed jego zmieszaniem z tlenem, dodatek wodoru w ilosci 15—40% objetosciowych. Zgodnie z opisem patentowym Wielkiej Brytanii nr 932 429 i Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3 244 765 gaszenie plomienia prowadzi sie wielostopniowo, przy czym na l-szy stopien uzywa sie lekkich frakcji ropy naftowej, a wedlug opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3 242 224 weglowodorów zawierajacych dwa lub wiecej atomów wegla w czasteczce.2 89 788 Sposób wedlug wynalazku polega na zastosowaniu nowego srodka gaszenia plomienia. Mianowicie w pierwszym stopniu gaszenia stosuje sie mieszanine gazów zawierajaca obok weglowodorów wyzszych od Ci metan i wodór. Korzystnie, gdy mieszanina ta jest mieszanina uzyskana z niskotemperaturowego rozfrakcjonowania gazu pokrak ingowego przy jego przerobie na mieszanine syntezowa do syntezy amoniaku.Mieszanine te odbiera sie jako frakcje odpadowa w temperaturze od -150°C do -170°C, korzystnie w temperaturze minus 160°C pod cisnieniem 12—24 atn i uzupelnia w miare potrzeby odpowiednia iloscia wodoru. Zawiera ona glównie (w procentach objetosciowych): 10—55% C2H4, 5—20% C2H6, 7-34% CH4 i 0,5-40% H2.Zawarty w mieszaninie gaszacej etylen ulega w trakcie gaszenia bezposrednio, a metan w kolejnych cyklicznych nawrotach posrednio poprzez etan i etylen, przemianie do acetylenu i wodoru. Dzieki temu wzrasta sumaryczny stopien przereagowania metanu do acetylenu przy tym samym zuzyciu energii. Przemianie wprowadzonych w mieszaninie gaszacej weglowodorów do acetylenu sprzyja obecnosc w niej wodoru dzieki duzemu cieplu jego reakcji z tlenem. Ponadto wodór przeciwdziala reakcjom konwersji acetylenu z para wodna i dwutlenkiem wegla, zmniejsza ilosc homologów acetylenu, ilosc sadzy oraz powoduje obnizenie tlenu w gazie poreakcyjnym.Zgodnie z wynalazkiem do gaszenia plomienia stosuje sie tez opisana mieszanine uzupelniona dodatkiem propanu i butanu. Zawiera ona wtedy glównie (w procentach objetosciowych):. 10—45% C2N4, 5-15% C2H$, 7-30% CH4, 0,5-40% H2, 5-15% C3H8, 10-30% C4Hi0. Mieszanine gaszaca stosuje sie w ilosci 10-35 Nm3 na 1000 Nm3 gazu ziemnego wprowadzanego do procesu. • Sposób wedlug wynalazku pozwala wykorzystac glówny strumien doprowadzanego do palnika krakingowego metanu, a takze nieprzereagowany metan z gazów poreakcyjnych jako zródlo etylenu, etanu, wodoru i posrednio jako zródlo zwiekszenia uzysku acetylenu i wodoru w gazie poreakcyjnym. Osiaga sie zwiekszenie zawartosci w gazie poreakcyjnym acetylenu o 0,3—1,4%, a wodoru o 1,0—2,2% objetosciowych.Dodatkowa zaleta sposobu jest zmniejszenie w gazie poreakcyjnym zawartosci tlenu nieprzereagowanego oraz lepsze wykorzystanie ciepla procesu. Realizacja sposobu wymaga minimalnych nakladów inwestycyjnych.Sposób wedlug wynalazku objasniono blizej w przykladzie wykonania, powolujac sie na schemat instalacji przedstawiony narysunku. \ Gaz ziemny, podgrzany w podgrzewaczu 1 oraz tlen podgrzany w podgrzewaczu 2, zmieszano ze soba w mieszalniku 3 w znanym stosunku, kieruje sie przewodem 4 przez plyte palnikowa 5 palnika krakingowego do komory reakcyjnej 6, w której nastepuje niepelne spalanie gazu ziemnego. W komorze reakcyjnej 6 realizuje sie tez pierwszy stopien gaszenia plomienia. W tym celu wprowadza $\e do niej w sposób ciagly na 1000 Nm3 gazu ziemnego uzywanego do procesu 27 Nm3 mieszaniny gazów wykroplonej w aparacie niskotemperaturowego rozfrakcjonowania gazu pokrakingowego, odparowanej, uzupelnionej wodorem, zawierajacej w procentach objetosciowych: 25% CH4, 40,5% C2H4, 13% C2H6, 20% %. W drugim stopniu 7 plomien jest gaszony woda, a gazy poreakcyjne zawierajace acetylen, wodór, tlenek w^yla, dwutlenek wegla, etylen, etan, nieprzereagowany" metan i tlen, sadze, homologi acetylenu opuszczaj* palnik króccem 8 tolerowane sa do oczyszczania. Sadze i homologi acetylenu odbiera sie w aparatura 9, acetylen zostaje zaabsorbowany w selektywnym' rozpuszczalniku w aparacie 10, a nastepnie kmrnaaayjest do desorpcji i koncowego oczyszczania. W aparacie 11 gaz poreakcyjny oczyszczony jest od dwutlfenfcu: wegla ilpary wódfief,—na«tepDJe_poddaWany procesowi niskotemperaturowego rozfrakcjonowania. W aparacie 12 uzyskuje sie stechiometryczna mieszanine do syntezy amoniaku, zas w aparacie 13 wykrapla sie i magazynuje ciekla mieszanine gazów, która w aparacie 14 odparowuje sie i po uzupelnieniu wodorem ze zbiornika 15 do wymienionych wyzej zawartosci skladników, kieruje sie przewodem 16 wyposazonym w urzadzenie kontrolno-pomiarowe 17 na pierwszy stopien gaszenia plomienia.Identycznie, jak w sposób opisany wyzej postepuje sie w drugim wariancie, wprowadzajac do wykroplonej w aparacie 13 mieszaniny gazów dodatek cieklego propanu i butanu ze zbiornika 18. W tym wypadku po odparowaniu mieszaniny i uzupelnieniu wodorem na pierwszy stopien gaszenia plomienia wprowadza sie mieszanine gazów zawierajaca w procentach objetosciowych: 22% CH4, 22,4% C2H4, 8% C2H6, 21% H2, 7% C3H8 1 19%C4H|o, PL

Claims (6)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób otrzymywania acetylenu przez wysokotemperaturowe, niepelne spalanie gazu ziemnego, przy dwustopniowym gaszeniu plomienia, z zastosowaniem w pierwszym stopniu mieszaniny weglowodorów wyzszych od Ct, znamienny tym, ze w pierwszym stopniu gaszenia stosuje sie mieszanine gazów zawierajaca obok weglowodorów wyzszych od Cx metan i wodór.89 788 3
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie mieszanine uzyskana w temperaturze od -150°C do -170°C, korzystnie w temperaturze -160°C, pod cisnieniem 12—24 atn, stanowiaca frakcje z niskotemperaturowego rozfrakcjonowania gazu pokrakingowego przy jego przerobie na mieszanine do syntezy amoniaku, uzupelniona w miare potrzeby wodorem, zawierajaca glównie etylen, etan, metan i wodór.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze stosuje sie mieszanine, zawierajaca glównie, w procentach objetosciowych 10-55% C2H4, 5-20% C2 H6, 7-34% CH4 i 0,5-40% H2.
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie mieszanine, zawierajaca obok etylenu, etanu, metanu i wodoru dodatek propanu i butanu.
5. 5. Sposób wedlug zastrz. 4, znamienny tym, ze stosuje sie mieszanine, zawierajaca glównie w procentach objetosciowych, 10-45% C2H4, 5-15% C2H6, 7-30% CH4, 0,5-40% H2, 5-15% C3H8 i 10-30% C4 H i o.
6. 6. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze mieszanine gaszaca stosuje sie w ilosci 10—35 Nm\ zwlaszcza 27 Nm3 na 1000 Nm3 wprowadzanego do procesu gazu ziemnego. PL