RU2133728C1 - Способ получения ацетилена и синтез-газа - Google Patents

Способ получения ацетилена и синтез-газа Download PDF

Info

Publication number
RU2133728C1
RU2133728C1 RU96120780A RU96120780A RU2133728C1 RU 2133728 C1 RU2133728 C1 RU 2133728C1 RU 96120780 A RU96120780 A RU 96120780A RU 96120780 A RU96120780 A RU 96120780A RU 2133728 C1 RU2133728 C1 RU 2133728C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
quenching
aqueous medium
acetylene
soot
oxygen
Prior art date
Application number
RU96120780A
Other languages
English (en)
Other versions
RU96120780A (ru
Inventor
Бахтлер Михаэль
Р.Шнур Рудольф
Пэсслер Петер
Шайдштэгер Олаф
Кастенхубер Вернер
Шлиндвайн Герд
Кениг Райнер
Original Assignee
Басф Акциенгезельшафт
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Басф Акциенгезельшафт filed Critical Басф Акциенгезельшафт
Publication of RU96120780A publication Critical patent/RU96120780A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2133728C1 publication Critical patent/RU2133728C1/ru

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32Production 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
    • C01B3/34Production 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
    • C01B3/36Production 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
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2/00Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms
    • C07C2/76Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by condensation of hydrocarbons with partial elimination of hydrogen
    • C07C2/78Processes with partial combustion
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S585/00Chemistry of hydrocarbon compounds
    • Y10S585/919Apparatus considerations
    • Y10S585/921Apparatus considerations using recited apparatus structure
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S585/00Chemistry of hydrocarbon compounds
    • Y10S585/919Apparatus considerations
    • Y10S585/921Apparatus considerations using recited apparatus structure
    • Y10S585/922Reactor fluid manipulating device

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу получения ацетилена и синтез-газа. Описываются два варианта способа. Первый вариант - способ получения ацетилена и синтез-газа частичным окислением углеводородов кислородом, характеризующийся тем, что газообразные реагенты предварительно раздельно нагревают, смешивают до гомогенности в смесительной зоне, вводят во взаимодействие после пропускания через блок сгорания и быстро охлаждают водной средой для резкого охлаждения после реакции. Предусмотрена рециркуляция водной среды для резкого охлаждения в замкнутой системе. Второй вариант - способ получения ацетилена и синтез-газа частичным окислением углеводородов кислородом, характеризующийся тем, что газообразные реагенты предварительно раздельно нагревают, смешивают до гомогенности в смесительной зоне, вводят во взаимодействие после пропускания через блок сгорания и быстро охлаждают водной средой для резкого охлаждения после реакции. Соотношение между газообразными реагентами выбирают так, что ацетилен и сажу, образующиеся во время реакции, получают в весовом соотношении 50-500. Технический результат состоит в устранении недостатков известных методов резкого охлаждения водой или маслами. 2 с. и 18 з.п.ф-лы, 2 табл.

Description

Настоящее изобретение относится к способу получения ацетилена и синтез-газа частичным окислением углеводородов кислородом, который характеризуется тем, что газообразные реагенты предварительно раздельно нагревают, интенсивно перемешивают в смесительной зоне, вводят во взаимодействие после пропускания через блок сгорания и быстро охлаждают водной средой для резкого охлаждения после реакции.
Получение ацетилена и синтез-газа частичным окислением углеводородов хорошо известно. Частичное окисление метана (природного газа) с получением ацетилена и синтез-газа нашло крупномасштабное применение во всем мире. В то время как получение синтез-газа из природного газа частичным окислением является технически простым процессом, процесс получения синтез-газа, связанный с получением ацетилена, ограничен точным соблюдением условий пространства, времени и используемых количеств. Обычно природный газ и кислород как реагенты предварительно раздельно нагревают до температур вплоть до 700oC, интенсивно смешивают в смесительной зоне (в диффузоре) и вводят во взаимодействие после пропускания через блок сгорания.
Блок сгорания обычно включает ряд каналов особой формы, в которых скорость реакционной смеси из кислорода/природного газа настолько превышает скорость распространения пламени, что невозможен проскок пламени из зоны после блока сгорания в диффузор, в котором происходит предварительное смешение.
Реакционная камера, смежная с блоком сгорания, характеризуется особым объемом, позволяющим горячим газообразным продуктам выходить из реакционной камеры в течение нескольких миллисекунд, благодаря чему продолжительность пребывания в ней ацетиленсодержащих реакционных газов очень кратковременна. Исключительно кратковременная продолжительность пребывания в сочетании с низким давлением приводит к частичному окислению углеводорода до ацетилена и синтез-газа, поскольку за короткий промежуток времени полная конверсия реагентов в синтез-газ невозможна. По истечении этого промежутка времени, за который реакционное равновесие, соответствующее температурному уровню 1500-2000oC, достигнуто быть не может, реакционные продукты почти мгновенно или резко охлаждают до температуры ниже 300oC, используя в качестве среды для резкого охлаждения воду или остаточные масла. Резкое охлаждение позволяет предотвратить разложение получаемого ацетилена на углерод и водород или избежать взаимодействия воды, выделяющейся за время реакции (технологической воды), с ацетиленом с образованием моноокиси углерода и водорода. Обычно такие процессы проводят под атмосферным давлением или несколько повышенным давлением. Помимо природного газа в несколько измененных технологических условиях могут быть использованы все газообразные или легко испаряемые углеводороды. Тогда как получение синтез-газа из природного газа частичным окислением является технически простым процессом, в ходе проведения которого не образуется почти никаких побочных продуктов, процесс получения синтез-газа, связанный с получением ацетилена, в зависимости от конкретно используемого в качестве реагента углеводорода всегда приводит к образованию меньших или больших количеств сажи. В противоположность частичному окислению метана до синтез-газа, в ходе которого образование сажи можно практически подавить посредством высоких давлений и относительно большой продолжительности пребывания, в процессе частичного окисления углеводородов до ацетилена и синтез-газа низкое давление и крайне кратковременное пребывание, составляющее всего несколько миллисекунд, обусловливают образование ацетилена, т.е. неполную конверсию реагентов в синтез-газ. Следовательно, образования сажи избежать невозможно.
Более того, концентрация основных компонентов прореагировавшего или крекированного газа зависит от соотношения кислород/углеводород в сырье. С увеличением доли кислорода концентрация ацетилена возрастает до тех пор, пока она не проходит через максимум. Обычно для достижения максимальной концентрации ацетилена объемное соотношение между кислородом и природным газом (при нормальных температуре и давлении) не должно превышать приблизительно 0,6.
Быстрое охлаждение крекированного газа не только ведет к отводу тепла от полученной газовой смеси, но также к удалению сажи из реакционных продуктов.
В соответствии с современным уровнем техники в данной области резкое охлаждение можно производить двумя методами, а именно: соответственно методом резкого охлаждения водой и методом резкого охлаждения маслами (см. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, издание 5-е, том А1, стр. 97-144).
В процессе резкого охлаждения водой полученный газ охлаждают до приблизительно 80-90oC водной охлаждающей средой. Часть сажи, образовавшейся во время реакции, из полученной газообразной смеси удаляют за счет резкого охлаждения. После этого полученную газовую смесь дополнительно очищают и охлаждают промывкой циркулирующей водой в охлаждающей колонне, в которой удаляют дополнительные количества сажи. В завершение газовую смесь пропускают через электрический фильтр, в котором удаляют и вымывают водой дополнительное количество сажи. Таким образом, водные стоки из системы резкого охлаждения, охлаждающей колонны, и электрического фильтра несут удаленную промывкой сажу. Однако эта вода непригодна для диспергирования или стабильного введения в нее больших количеств получаемой в процессе сажи. С целью избежать проблем со стоками или проблем, связанных с налипанием содержащейся в воде сажи, эту последнюю необходимо из воды удалять. По этой причине такие объединенные водные стоки далее подают в декантатор для сажи. В этом декантаторе (в бассейновом декантаторе) благодаря остаточному газу, который связан с частицами сажи, эти последние всплывают. Верхний сажевый слой в зависимости от исходного материала содержит 4-8 вес.% углерода. Эту сажу "счерпывают" с поверхности воды и в дальнейшем дегазируют в резервуарах при перемешивании, в результате чего получают сажевый шлам с содержанием воды более 90%. Этот сажевый шлам сжигают в особых устройствах для сжигания. После этого объединенные водные стоки из бассейновых декантаторов направляют в градирни, в которых их охлаждают, а затем возвращают на стадию резкого охлаждения, охлаждающую колонну и электрический фильтр.
Процесс резкого охлаждения водой приводит к значительным энергетическим потерям при охлаждении воды в градирнях и связан с проблемами выбросов и с проблемами, возникающими из-за выделений неприятного запаха. Когда содержащая сажу пена плавает в открытых бассейновых декантаторах, она является существенным источником выделения ароматических веществ, прежде всего бензола. В градирнях может также происходить выделение углеводородов из воды.
Второй метод быстрого охлаждения реакционных продуктов состоит в их резком охлаждении маслами, например, остаточными маслами или высококипящими ароматическими тяжелыми маслами. При применении этих масел для резкого охлаждения или охлаждения образовавшаяся сажа суспендируется в масле. Полученный газ выходит из блока сгорания при температуре 200-250oC. Тепло, поглощенное средой для резкого охлаждения, можно передавать воде с получением водяного пара путем пропускания масла через котлы-утилизаторы, после чего ее возвращают на стадию резкого охлаждения. Таким образом, энергетические потери при осуществлении такого метода меньше, чем в процессе резкого охлаждения водой. Остаточное тепло полученного газа отводят в замкнутой системе холодильников. Тем самым предотвращаются выбросы. Охлажденное масло возвращают в блок сгорания.
В то время как в процессе резкого охлаждения водой следует пополнять только потери воды в декантаторе и градирне, в процессе резкого охлаждения маслом необходимо добавление существенных количеств масла. Причина этого заключается в том факте, что при резком охлаждении в контакте с реакционным газом, температура которого достигает 2000oC, часть масла крекируется. Подвергающееся, таким образом, крекингу масло разлагается и вступает в реакцию с образованием водорода, более легких ароматических веществ и сажи или кокса. Углерод или сажа, образующиеся в результате взаимодействия с газами и при крекинге масла, используемого для резкого охлаждения, суспендируется в масле. Поскольку способность масла вбирать углерод или сажу и продукты крекинга масел ограничена, часть содержащего сажу масла необходимо регенерировать, поэтому его следует отделять от сажи. Этого достигают, например, перегонкой масла, в результате чего углерод получают в форме мелких гранул. Недостаток процесса резкого охлаждения маслами состоит в технически дорогостоящей регенерации содержащих сажу масел и в необходимости добавления больших количеств тяжелых масел. Более того, при этом собирают существенные количества сажи или кокса и более легких продуктов разложения тяжелых масел, так называемых пиролизных масел. Преимущество метода резкого охлаждения маслами заключается в том, что его осуществление не сопряжено с выбросами и сопровождается лишь небольшими потерями технологического тепла (см. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, издание 5-е, том А1, стр. 106-115).
Из известного уровня техники наиболее близким аналогом настоящего изобретения является способ получения ацетилена и синтез- газа частичным окислением углеводородов кислородом, включающий предварительное раздельное нагревание газообразных реагентов, смешение их и пропускание подогретой смеси через блок сгорания с последующим быстрым охлаждением (EP 0378083 A2).
Задача, которая лежит в основе настоящего изобретения, состоит в устранении недостатков метода резкого охлаждения водой и метода резкого охлаждения маслами.
В соответствии с одним вариантом выполнения настоящего изобретения в способе получения ацетилена и синтез-газа частичным окислением углеводородов кислородом, при осуществлении которого газообразные реагенты предварительно раздельно нагревают, тщательно смешивают в смесительной зоне, вводят во взаимодействие после пропускания через блок сгорания и быстро охлаждают водной средой после реакции, согласно изобретению дополнительно предусмотрена рециркуляция водной среды для резкого охлаждения в замкнутой системе.
Было установлено, что количество сажи, образующейся при получении ацетилена и синтез-газа частичным окислением углеводородов кислородом, может быть в значительной степени уменьшено.
Было установлено также, что с возрастанием соотношения между кислородом и углеводородом в газообразных реагентах количество сажи, образующейся в крекированном газе, может быть уменьшено в гораздо большей степени, чем количество ацетилена. Таким образом, регулирование соотношения кислород/углеводород позволяет в значительной мере подавить образование сажи при получении ацетилена, в то время как количество образующегося ацетилена уменьшается лишь незначительно.
При снижении концентрации ацетилена в крекированном газе до половины его максимального уровня, т. е. при использовании половины производительности блока сгорания по ацетилену (пример 2), количество образующейся сажи составляет всего приблизительно 7% от того количества сажи, которое образуется в случае работы блока сгорания с полной производительностью по ацетилену (сравнительный пример 1) и с достижением, таким образом, максимального выхода ацетилена.
Когда соотношение между кислородом и углеводородом возрастает до такой степени, что производительность блока сгорания по ацетилену уменьшается до одной трети от ее максимума (пример 3), образование сажи уменьшается до примерно 2% от того количества сажи, которое образуется при максимальной производительности по ацетилену блока сгорания (сравнительный пример 1).
Значительное уменьшение образования сажи в сравнении с образованием ацетилена в соответствии с настоящим изобретением позволяет модифицировать вышеупомянутый метод резкого охлаждения водой таким образом, что при этом могут быть предусмотрены замкнутые системы рециркуляции воды для резкого охлаждения и охлаждающей воды. При осуществлении способа в соответствии с настоящим изобретением технологическое тепло при резком охлаждении водой можно отводить с помощью соответствующих охлаждающих систем, например, воздухоохладителей или пластинчатых охладителей, которые можно также применять в сочетании с градирнями. Таким путем можно избежать удаления сажи в открытых бассейновых декантаторах и необходимости отвода тепла в градирнях. При этом можно устранить проблемы, связанные с запахом и выбросами, которые в противном случае перерастают в экологические проблемы. Сажу, образующуюся во время реакции, предпочтительно захватывать водой для резкого охлаждения или охлаждения и оставлять в этой воде. Это позволяет, следовательно, устранить удаление и сжигание больших количеств сажевого шлама или сажевой пены. Сажу предпочтительно удаляют из рециркулирующей воды для резкого охлаждения и охлаждающей воды только в таких количествах, которые соответствуют количествам технологической воды, образующейся в результате реакции, которую необходимо отводить из циркуляции. Благодаря этому удалению относительно небольшого количества воды сажу можно отделять любыми средствами.
В соответствии с другим вариантом выполнения настоящего изобретения часть водной среды для резкого охлаждения, предпочтительно по меньшей мере в количестве, соответствующем по крайней мере количеству технологической воды, образующейся в ходе реакции окисления, после резкого охлаждения удаляют из циркуляции и необязательно заменяют свежей водной средой. Таким образом обеспечивается возможность регулирования количества сажи, удаляемой из циркуляции, и количества, остающегося в циркуляции.
Следовательно, способ в соответствии с настоящим изобретением сочетает преимущества метода резкого охлаждения с использованием масла, прежде всего рециркуляцию в замкнутой системе, с преимуществами водного метода резкого охлаждения, в котором для резкого охлаждения используют дешевую среду, не расходуемую при осуществлении способа, поэтому нет необходимости в ее непрерывном добавлении. Недостатки обоих известных методов резкого охлаждения устраняются, прежде всего такие, как открытые бассейновые декантаторы и градирни при осуществлении метода водного резкого охлаждения, и такие, как технологически усложненная регенерация содержащих сажу масел и необходимость непрерывного добавления тяжелых масел при осуществлении метода резкого охлаждения маслами.
Углеводороды, которые могут быть использованы в соответствии с настоящим изобретением, могут представлять собой любые углеводороды, которые достаточно летучи. Эти углеводороды могут включать углеводороды только одного типа, но могут также представлять собой смеси углеводородов.
В соответствии с одним вариантом выполнения настоящего изобретения в качестве углеводорода используют природный газ. Можно применять природный газ любого состава. В соответствии с одним вариантом выполнения настоящего изобретения такой природный газ содержит по меньшей мере 98 об.% метана.
В соответствии с настоящим изобретением при осуществлении предлагаемого способа могут быть использованы все низшие углеводороды, прежде всего парафины, такие, как метан, этан, пропан и бутан, либо индивидуально, либо в виде их смесей.
В соответствии с еще одним вариантом выполнения изобретения газ помимо углеводородов может включать другие газы, например, азот, диоксид углерода, благородные газы.
В соответствии с одним вариантом выполнения настоящего изобретения используемый газ может представлять собой чистый бутан.
Соотношение между атомами кислорода в кислороде и атомами углерода в углеводородах можно регулировать в соответствии с целевым весовым соотношением между ацетиленом и сажей или с целевой производительностью по ацетилену. Если требуется высокая производительность по ацетилену, соотношение между кислородными атомами в кислороде и углеродными атомами в углеводороде можно уменьшать, в то время как для уменьшенной производительности по ацетилену в сочетании с очень высоким весовым соотношением между ацетиленом и сажей и очень небольшой производительностью по саже это соотношение может быть более высоким. В соответствии с настоящим изобретением в зависимости от целевых реакционных продуктов условия процесса можно варьировать.
При осуществлении способа в соответствии с настоящим изобретением предпочтительное атомное соотношение между кислородными атомами в кислороде и углеродными атомами в углеводородах составляет по меньшей мере 1,05, предпочтительно 1,05-1,6, более предпочтительно 1,15-1,4.
В соответствии с одним из вариантов выполнения настоящего изобретения в качестве углеводородов используют природный газ, а объемное соотношение в нормальных условиях между кислородом и природным газом превышает 0,6, предпочтительно составляет 0,61-0,78, более предпочтительно 0,625-0,7.
В соответствии с другим вариантом выполнения настоящего изобретения соотношение между газообразными реагентами выбирают таким образом, что ацетилен и сажу, образующиеся во время реакции, получают в весовом соотношении 50-500, предпочтительно 50-150.
В соответствии с одним из вариантов выполнения настоящего изобретения концентрация сажи в водной среде для резкого охлаждения не превышает 1 вес. %, предпочтительно составляет 0,1-1 вес.%, а более предпочтительно 0,2-0,4 вес. %. В предпочтительном варианте объемное соотношение между кислородом и природным газом составляет примерно 0,646, соотношение между кислородными атомами в кислороде и углеродными атомами в углеводородах составляет приблизительно 1,3, благодаря чему весовое соотношение между получаемыми ацетиленом и сажей равно примерно 100.
Другие отличительные признаки и преимущества изобретения более подробно представлены в нижеследующих примерах.
Эксперименты в этих примерах проводили с использованием такого же устройства, как описанное в Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, издание 5-е, том 1, 1985 г., стр. 107. Газообразными реагентами служили природный газ и кислород. Природный газ содержал по меньшей мере 98 об.% метана.
Однако в соответствии с настоящим изобретением может быть использован природный газ или газовая смесь любого состава.
Газообразные реагенты раздельно нагревали до 600oC, смешивали до гомогенности в смесительной зоне блока сгорания и вводили во взаимодействие после пропускания через диффузор и блок сгорания. По истечении нескольких миллисекунд реакционного времени содержавшие ацетилен газообразные продукты крекинга резко охлаждали водой до температуры 80oC. Получаемые ацетилен и синтез-газ выделяли как обычно путем фракционной абсорбции и последующей десорбции с использованием соответствующего растворителя. Образовавшуюся в качестве побочного продукта сажу выделяли из воды для резкого охлаждения и охлаждающей воды, которую удаляли из замкнутой системы рециркуляции воды для резкого охлаждения или охлаждающей воды. В процессе в соответствии со сравнительными примерами сажу удаляли из воды для резкого охлаждения и охлаждающей воды по методу декантации, который описан выше.
Конкретные условия проведения экспериментов и результаты экспериментов представлены в таблице 1, приведенной в конце описания.
Из вышеприведенных примеров можно видеть, что в процессе в соответствии со сравнительным примером 1 в случае удаления сажи совместно с технологической водой достигаемая концентрация сажи в технологической воде составляет 2,1%. В этом процессе вследствие высокой концентрации сажи для ее удаления из воды для резкого охлаждения и охлаждающей воды необходимо применять неблагоприятный и экологически опасный метод декантирования. Более того, необходимо охлаждение воды в градирнях. То же самое относится к сравнительному примеру 2, где достигается концентрация сажи 1,65%. Эта концентрация сажи слишком высока для рециркуляции охлаждающей среды. В соответствии с примерами 1 и 3 концентрацию сажи снижают соответственно до 0,36 и менее 0,07%. В замкнутой системе сажа в таких концентрациях не создает никаких проблем для рециркуляции воды для резкого охлаждения и охлаждающей воды. Удаления сажи с отводимой технологической водой, образующейся в процессе реакции, достаточно для поддержания в воде концентрации сажи, которая не препятствует циркуляции воды для резкого охлаждения и охлаждающей воды. Таким образом, для циркуляции воды для резкого охлаждения и охлаждающей воды в примерах 1 и 3 возможно применение замкнутой системы. Необходимо удалять приблизительно 3 м3 в час содержащей сажу технологической воды. Для удаления сажи эту отводимую воду можно, например, фильтровать или можно направлять в установку для очистки сточных вод. В примере 1 производительность по ацетилену составляет три четверти от этой производительности в сравнительном примере 1. Однако производительность по саже уменьшают с 75 до 10 кг/ч, т.е. , следовательно, на коэффициент около 8 (производительность по саже в соответствии с примером 1 составляет приблизительно 1/8 от производительности по саже в соответствии со сравнительным примером 1).
В примере 2 производительность по ацетилену уменьшают до 1/2 этой производительности в сравнительном примере 1. Однако производительность по саже уменьшают на коэффициент 15, до 5 кг/ч, по отношению к сравнительному примеру 1.
Примеры 4 и 5 демонстрируют результаты в случае еще большего соотношения между кислородом и природным газом. Концентрация сажи в рециркуляционной воде составляет соответственно 0,07 и 0,03 вес.%. Производительность по ацетилену снижают соответственно до 10 и 6 тонн в день. В то же самое время соотношение между ацетиленом и сажей возрастает соответственно до 347 и 417. Таким образом, если в соответствии с одним из вариантов выполнения изобретения допустить пониженный выход ацетилена, то производительность по саже можно уменьшить до очень малых количеств, достигая таким путем очень высоких весовых соотношений между ацетиленом и сажей. В соответствии с одним из вариантов выполнения изобретения используемое соотношение между кислородом и природным газом может, следовательно, зависеть от целевых количеств и типов реакционных продуктов, а также от требуемого уменьшения количества сажи, образующейся во время реакции.
Состав газообразных углеводородов можно варьировать. В нижеследующем примере (в примере 6) углеводородное сырье характеризовалось следующим составом: 86 об. % метана, 0,5 об.% этана, 2,7 об.% пропана, 9,6 об.% бутанов, 0,1 об.% пентанов, а остальное - азот, двуокись углерода и гелий. Количество углеродных атомов в углеводородной смеси составляло 1,3428 Нм3 С/Нм3 смеси. Получали результаты, приведенные в табл. 2 (см. в конце описания).
Данный пример показывает, что в соответствии с настоящим изобретением состав используемых углеводородов можно варьировать. Количество образующейся сажи по-прежнему оставалось достаточно малым для применения замкнутой системы рециркуляции воды для резкого охлаждения и охлаждающей воды.
Пример 7
В этом примере использовали чистый бутан.
Исходный бутан, Нм3/ч: - 1930 (5000 кг)
Исходный кислород, Нм3/ч: - 4200
Объемное соотношение кислород/бутан: - 2,176
Соотношение O/C: - 1,088
Ацетилен в об.%: - 6,85
Производительность по ацетилену, т в день: - 31,5
В примерах 3-6 представлены дополнительные экспериментальные результаты, показывающие, что с возрастанием соотношения между кислородом и природным газом количество образующейся сажи уменьшается намного быстрее, чем производительность по ацетилену.
Результаты экспериментов показывают, что в соответствии с настоящим изобретением количество образующейся сажи в процессе получения ацетилена и синтез- газа частичным окислением углеводородов кислородом можно уменьшать так, что возможна рециркуляция водной среды для резкого охлаждения, используемой в ходе проведения этого процесса, в замкнутой системе.

Claims (20)

1. Способ получения ацетилена и синтез-газа частичным окислением углеводородов кислородом, характеризующийся тем, что газообразные реагенты предварительно раздельно нагревают, тщательно смешивают в смесительной зоне, вводят во взаимодействие после пропускания через блок сгорания и быстро охлаждают водной средой для резкого охлаждения после реакции, отличающийся тем, что предусмотрена рециркуляция водной среды для резкого охлаждения в замкнутой системе.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после резкого охлаждения водную среду для резкого охлаждения подвергают непрямому охлаждению, в частности воздухоохладителями, пластинчатыми охладителями или другими охлаждающими средствами.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что после резкого охлаждения часть водной среды для резкого охлаждения, предпочтительно в количестве, соответствующем по меньшей мере количеству технологической воды, образующейся в ходе реакции окисления, удаляют из циркуляции и необязательно заменяют свежей водной средой.
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что сажу, образующуюся во время реакции и содержащуюся в водной среде для резкого охлаждения, после резкого охлаждения выделяют из части водной среды для резкого охлаждения, удаленной из циркуляции.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в газообразных реагентах атомное соотношение между кислородными атомами в кислороде и углеродными атомами в углеводородах составляет по меньшей мере 1,05.
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что атомное соотношение составляет 1,05 - 1,60, предпочтительно 1,15 - 1,40.
7. Способ по п.5, отличающийся тем, что используемые углеводороды представляют собой природный газ, а объемное соотношение в нормальных условиях между кислородом и природным газом превышает 0,6.
8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что объемное соотношение в нормальных условиях составляет 0,61 - 0,78, предпочтительно 0,625 - 0,70.
9. Способ по п.1, отличающийся тем, что концентрация сажи в водной среде для резкого охлаждения не превышает 1 вес.%, предпочтительно составляет 0,1 - 1 вес.%, более предпочтительно 0,2 - 0,4 вес.%.
10. Способ получения ацетилена и синтез-газа частичным окислением углеводородов кислородом, характеризующийся тем, что газообразные реагенты предварительно раздельно нагревают, тщательно смешивают в смесительной зоне, вводят во взаимодействие после пропускания через блок сгорания и быстро охлаждают водной средой для резкого охлаждения после реакции, отличающийся тем, что соотношение между газообразными реагентами выбирают так, что ацетилен и сажу, образующиеся во время реакции, получают в весовом соотношении 50 - 500.
11. Способ по п.10, отличающийся тем, что ацетилен и сажу, образующиеся во время реакции, получают в весовом соотношении 50 - 150.
12. Способ по п.10, отличающийся тем, что в газообразных реагентах атомное соотношение между кислородными атомами в кислороде и углеродными атомами в углеводородах составляет по меньшей мере 1,05.
13. Способ по п.12, отличающийся тем, что атомное соотношение составляет 1,05 - 1,60, предпочтительно 1,15 - 1,40.
14. Способ по п.12, отличающийся тем, что используемые углеводороды представляют собой природный газ, а объемное соотношение в нормальных условиях между кислородом и природным газом превышает 0,6.
15. Способ по п.14, отличающийся тем, что объемное соотношение в нормальных условиях составляет 0,61 - 0,78, предпочтительно 0,625 - 0,70.
16. Способ по п. 10, отличающийся тем, что предусмотрена рециркуляция водной среды для резкого охлаждения в замкнутой системе.
17. Способ по п.10, отличающийся тем, что среду для резкого охлаждения подвергают непрямому охлаждению, в частности, воздухоохладителями, пластинчатыми охладителями или другими охлаждающими средствами.
18. Способ по п.16, отличающийся тем, что из циркуляции удаляют воду в количестве, соответствующем количеству воды, образующейся во время реакции окисления.
19. Способ по п.16, отличающийся тем, что сажу, образующуюся во время реакции и содержащуюся в водной среде для резкого охлаждения, после резкого охлаждения выделяют из части водной среды для резкого охлаждения, удаленной из циркуляции.
20. Способ по п. 10, отличающийся тем, что концентрация сажи в водной среде для резкого охлаждения не превышает 1 вес.%, предпочтительно составляет 0,1 - 1 вес.%, более предпочтительно 0,2 - 0,4 вес.%.
RU96120780A 1995-10-19 1996-10-18 Способ получения ацетилена и синтез-газа RU2133728C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/543879 1995-10-19
US08/543,879 US5824834A (en) 1995-10-19 1995-10-19 Process for the production of acetylene and synthesis gas
US08/543.879 1995-10-19

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU96120780A RU96120780A (ru) 1999-01-10
RU2133728C1 true RU2133728C1 (ru) 1999-07-27

Family

ID=24169897

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96120780A RU2133728C1 (ru) 1995-10-19 1996-10-18 Способ получения ацетилена и синтез-газа

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5824834A (ru)
CN (1) CN1064947C (ru)
FR (1) FR2740131B1 (ru)
IT (1) IT1284907B1 (ru)
RU (1) RU2133728C1 (ru)
UA (1) UA48131C2 (ru)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2417975C2 (ru) * 2006-04-11 2011-05-10 Басф Се Способ получения ацетилена путем частичного окисления углеводородов
RU2648327C2 (ru) * 2013-01-16 2018-03-23 Басф Се Способ получения ацетилена и синтез-газа
RU2652124C2 (ru) * 2013-08-29 2018-04-25 Басф Се Устройство и способ получения ацетилена и синтез-газа
RU2666721C2 (ru) * 2013-08-29 2018-09-12 Басф Се Устройство и способ получения ацетилена и синтез-газа
RU2673890C2 (ru) * 2014-03-26 2018-12-03 Басф Се Устройство и способ получения ацетилена и синтез-газа

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6627666B1 (en) 2000-08-08 2003-09-30 Rentech Inc. Fischer-Tropsch synthesis using industrial process off gas feedstreams
DE10313529A1 (de) * 2003-03-26 2004-10-14 Basf Ag Reaktor für Hochtemperaturreaktionen und Verwendung
CN100404485C (zh) * 2005-05-31 2008-07-23 中国石油化工集团公司 通过烃的部分氧化工艺多产乙炔的方法
EP1741691A1 (en) * 2005-07-06 2007-01-10 Saudi Basic Industries Corporation Process for the production of ethylene
ATE549305T1 (de) * 2006-01-23 2012-03-15 Saudi Basic Ind Corp Inc Verfahren zur herstellung von ethylen aus naturgas mit wärmeintegration
EP1989160B1 (de) * 2006-02-21 2014-04-09 Basf Se Verfahren zur herstellung von acetylen
US8173853B2 (en) 2006-04-11 2012-05-08 Basf Se Process for preparing acetylene by partial oxidation of hydrocarbons
US20080033066A1 (en) * 2006-08-04 2008-02-07 General Electric Company System and method for enhancing co production in a gas to liquid system
US20080033065A1 (en) * 2006-08-04 2008-02-07 General Electric Company System and method for enhancing co production in a rich combustion system
DE502007004822D1 (de) * 2006-09-28 2010-09-30 Basf Se Erstrom
EP2617796B1 (en) * 2007-12-31 2014-07-16 Chevron U.S.A., Inc. Acetylene enhanced conversion of syngas to fischer-tropsch hydrocarbon products
US8748686B2 (en) * 2008-11-25 2014-06-10 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Conversion of co-fed methane and low hydrogen content hydrocarbon feedstocks to acetylene
CN103260737B (zh) * 2010-11-11 2015-08-19 巴斯夫欧洲公司 制备乙炔和合成气的方法和装置
US9815751B2 (en) * 2011-01-19 2017-11-14 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Hydrocarbon and oxygenate conversion by high severity pyrolysis to make acetylene and ethylene
CN103373889B (zh) * 2012-04-20 2015-01-14 中国石油化工集团公司 烃部分氧化制备乙炔的方法
US9505676B2 (en) * 2012-05-03 2016-11-29 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Hydrocarbon conversion process
EP2861527B1 (de) * 2012-06-14 2016-06-01 Basf Se Verfahren zur herstellung von acetylen und synthesegas
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
EA036133B1 (ru) 2015-06-23 2020-10-02 Юоп Ллк Комбинированный способ пиролиза и превращения оксигената в олефин
WO2019162781A1 (en) * 2018-02-26 2019-08-29 Sabic Global Technologies B.V. Processes for oxidative pyrolysis of hydrocarbons to produce syngas and c2 hydrocarbons
EP3781541B1 (de) 2018-04-17 2022-04-27 Basf Se Verfahren zur herstellung von acetylen und synthesegas
WO2019204600A1 (en) 2018-04-18 2019-10-24 Sabic Global Technologies B.V. Small channel short fixed bed adiabatic reactor for oxidative coupling of methane
EP4311806A1 (de) 2022-07-28 2024-01-31 Basf Se Verfahren zur herstellung von acetylen und synthesegas

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3676519A (en) * 1970-01-02 1972-07-11 Lummus Co Quench process
US4575383A (en) * 1984-04-20 1986-03-11 Atlantic Richfield Company Process for producing acetylene using a heterogeneous mixture
EP0319369A1 (fr) * 1987-12-03 1989-06-07 Gaz De France (Service National) Procédé et appareil pour la conversion des hydrocarbures
EP0378083A2 (de) * 1989-01-10 1990-07-18 BASF Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung von Acetylen durch unvollständige Verbrennung von Kohlenwasserstoffen

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2503188A (en) * 1946-03-27 1950-04-04 Socony Vacuum Oil Co Inc Apparatus for thermal cracking of hydrocarbons
US2679542A (en) * 1951-04-09 1954-05-25 Union Oil Co Process for the production of acetylene
US2721227A (en) * 1951-07-02 1955-10-18 Stanolind Oil & Gas Co Method and apparatus for making acetylene
US2692902A (en) * 1952-03-28 1954-10-26 Hydrocarbon Research Inc Production of acetylene
US2765359A (en) * 1953-02-10 1956-10-02 Hydrocarbon Research Inc Production of acetylene
US2816942A (en) * 1954-03-29 1957-12-17 Union Oil Co Production of acetylene
US2998464A (en) * 1957-08-05 1961-08-29 Monsanto Chemicals Quench system
US2966533A (en) * 1957-11-22 1960-12-27 Basf Ag Production of acetylene by partial oxidation of hydrocarbons and apparatus therefor
NL253164A (ru) * 1959-07-08
FR1319326A (fr) * 1962-01-15 1963-03-01 Heurtey Sa Procédé de fabrication d'acétylène à partir de gaz riches en méthane et appareillage permettant la mise en oeuvre de ce procédé
US3292913A (en) * 1965-05-14 1966-12-20 Air Prod & Chem Quench system and chamber
US3399245A (en) * 1966-01-28 1968-08-27 Monsanto Co Process and apparatus for partial combustion of hydrocarbons
US3485590A (en) * 1967-07-13 1969-12-23 Diamond Shamrock Corp Flame chamber and quenching chamber apparatus
GB8408804D0 (en) * 1984-04-05 1984-05-16 British Petroleum Co Plc Conversion process
US5015799A (en) * 1989-07-06 1991-05-14 Amoco Corporation Oxidative coupling process for converting methane and/or natural gas to more transportable products

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3676519A (en) * 1970-01-02 1972-07-11 Lummus Co Quench process
US4575383A (en) * 1984-04-20 1986-03-11 Atlantic Richfield Company Process for producing acetylene using a heterogeneous mixture
EP0319369A1 (fr) * 1987-12-03 1989-06-07 Gaz De France (Service National) Procédé et appareil pour la conversion des hydrocarbures
EP0378083A2 (de) * 1989-01-10 1990-07-18 BASF Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung von Acetylen durch unvollständige Verbrennung von Kohlenwasserstoffen

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2417975C2 (ru) * 2006-04-11 2011-05-10 Басф Се Способ получения ацетилена путем частичного окисления углеводородов
RU2648327C2 (ru) * 2013-01-16 2018-03-23 Басф Се Способ получения ацетилена и синтез-газа
RU2652124C2 (ru) * 2013-08-29 2018-04-25 Басф Се Устройство и способ получения ацетилена и синтез-газа
RU2666721C2 (ru) * 2013-08-29 2018-09-12 Басф Се Устройство и способ получения ацетилена и синтез-газа
RU2673890C2 (ru) * 2014-03-26 2018-12-03 Басф Се Устройство и способ получения ацетилена и синтез-газа

Also Published As

Publication number Publication date
ITMI962020A1 (it) 1998-04-02
IT1284907B1 (it) 1998-05-28
CN1155532A (zh) 1997-07-30
UA48131C2 (ru) 2002-08-15
FR2740131B1 (fr) 1998-05-07
US5824834A (en) 1998-10-20
FR2740131A1 (fr) 1997-04-25
CN1064947C (zh) 2001-04-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2133728C1 (ru) Способ получения ацетилена и синтез-газа
US6365792B1 (en) Preparation of acetylene and synthesis gas
EP1899285A2 (en) Process for the production of ethylene
JP2534461B2 (ja) 合成ガスの製法
US20190248717A1 (en) Oxidative dehydrogenation of alkanes to alkenes, and related system
US20020064741A1 (en) Premixing burner block for partial oxidation processes
US3128163A (en) Method of carrying out exothermic catalytic carbon monoxide-steam gas reactions
US20020175067A1 (en) Method for production of hydrocarbons
RU2631431C2 (ru) Способ получения ацетилена и синтез-газа
JPS58128345A (ja) ニトロパラフインの改良された製造方法
US4294720A (en) Process for the preparation of gas mixtures
US3507782A (en) Separation of hydrocarbons from plant process waste water
EP4495208A1 (en) Method and device for converting waste plastic into thermally cracked oil, and fcc catalyst
RU2637708C2 (ru) Способ получения ацетилена и синтез-газа
JPH0656705A (ja) 炭素質触媒を用いる炭化水素の改善された脱水素化方法
JPS631299B2 (ru)
US3932595A (en) Process of manufacturing carbon bisulfide
KR960004876B1 (ko) 불순한 메탄올의 개질 방법 및 그를 위한 장치
RU2075432C1 (ru) Способ получения синтез-газа
RU2202592C1 (ru) Способ переработки нефтяного сырья
EP0516506B1 (fr) Procédé catalytique de production d'hydrocarbures liquides à partir du gaz naturel
RU2785072C2 (ru) Способ получения ацетилена и синтез-газа
RU2786214C1 (ru) Способ глубокой переработки углеводородного сырья
US3505400A (en) Process for the production of acetic acid
CN111954651B (zh) 制备乙炔和合成气的方法