Реактор для получения ацетилена пиролизом углеводородных газов

 

Изобретение относится к реактору для получения ацетилена термоокислительным пиролизом углеводородного газа и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности. Цель - повышение производительности и упрощение реактора. Реактор содержит футерованный металлический корпус с осевым штуцером для подачи углеводородного газа и радиальным штуцером для подачи кислорода, установленными в верхней части корпуса и с патрубками для подачи закалочной воды, отходящей воды и удаления газов пиролиза, установленных в нижней части корпуса, средство для раздельного ввода в реакционную зону углеводородных газов и кислорода, установленное в верхней части корпуса, выполненное из набора параллельных с зазором установленных пластин (П) из металла или огнеупорного материала, причем каждая П соединена с одной смежной П верхними горизонтальными ребрами, а со второй смежной П - боковыми вертикальными ребрами. 3 ил.

А1

СОЮЗ С(ЩЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУ6ЛИК (19) (11) 1) 4 С 10 G 9/18, С 07 С 11/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АBTOPCHÎMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТНЕННЬЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗО6РЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ CHHT СССР (21) 4172780/31-26 (22) 08. 12.86 (46) 23.04.89. Бюп. Р 15

{71) Московский институт химического машиностроения (72) О.Н. Ермолаев, И.Н. Тупицын и И,А. Фатеева (53) 661.715.342(088.8) (56) Антонов В.Н. и Лапидус А.С..

Производство ацетилена. — М.: -Химия, 1970, с. 184.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1357407, кл. С 07 С 4/04, 1984. (54) РЕАКТОР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ АЦЕТИЛЕНА ПИРОЛИЗОМ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ГАЗОВ (57) Изобретение относится к реактору для получения ацетилена FQpMooKHc» лительным пиролизом углево)яородного газа и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности. Цель — повышение производиИзобретение относится к реактору для получения ацетилена термоокислительным. пиролизом углеводородного газа и может быть использовано в химических и нефтехимических производствах.

Целью изобретения является повышение производительности реактора (за счет более полного использования реакционного объема и сокращения времени прогрева путем развития поверхности контакта между кислородом и углеводородом) и упрощение конструкции реактора. тельности и упрощение реактора. Реактор содержит футерованный металлический корпус с осевым штуцером для подачи углеводородного газа и радиальным штуцером для подачи кислорода, установленными в верхней части корпуса, и с патрубками для подачи закалачной воды, отходящей воды и удаления газов пиролиза, установленных в нижней части корпуса, средство для раздельного ввода в реакционную зону углеводородных газов и кислорода, установленное в верхней части корпуса, выполненное из набора параллельных с зазором установленных пластин (П) из металла или огнеупорного материала, причем каждая П соединена с одной смежной П верхними горизонтальными ребрами, а со второй смежной П вЂ” боковыми вертикальными ребрами. 4 ил.

° На фиг. 1 представлен реактор, продольное сечение; на фиг..2 — сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 средство для раздельного ввода углеводородного газа и кислорода, аксонометрия; на фиг. 4 — схема потоков углеводородного газа и кислорода на

I выходе из средства для их раздельного ввода.

Реактор содержит футерованный металлический корпус 1 с осевым штуцером 2 для ввода углеводородного газа и радиальным штуцером 3 для ввода кислорода в верхней части корпуса 1

1474167 и патрубками 4-6 для эакалочной воды, .для отвода газов пиролиза и остаточной воды соответственно в нижней части корпуса 1, В верхней части корпуса 1 установлено средство 7 для раздельной подачи углеводородного газа и кислорода, выполненное из набора параллельных металлических (или из огнеупорного материала) плас- 1О тин 8, причем каждая пластина соединена с одной смежной пластиной верхними горизонтальными ребрами 9, а с второй смежной пластиной — боковыми вертикальными ребрами 10. Пластины 8 15 установлены между собой с зазором и образуют между собой узкие щели 11, открытые .внизу в зону 12 реакции, патрубок для закалочной воды снабжен форсункой 13 для закалки продуктов 20 зоны 12 реакции. Средство 7 для раздельного ввода углеводородов н кислорода соединено с корпусои 1 прн по- мощи фланцевого соединения (не показано) н сваркой с фланцами — со мту- 25 церами 2,3, для подачи углеводорода и кислорода, в щели 11. Щели 11 для прохода углеводородного газа могут быть шириной 4 мм при их количестве

37, а для прохода кислорода — мири- . ф ной 2,5 мм при их количестве 38 толщина пластин 9-5 ми.

Реактор работает следующим образом. углеводородный гаэ поступает че- 35 рез штуцер 2 в узкие щели 11, образованные металлическими разделяющими ппастинаии 8, н вытекает в реакционную:зону 12 в виде тонкой плоской струи. Кислород через штуцер 3 по- 40 ступает в соседние щели 11 и истекает в реакционную зону 12 в виде тонких плоских струй параллельно струям углеводородного газа. На совпадающих плоских границах начальных участков 45 струи 14 (фиг, 4) происходит прямой контакт между углеводородным газом и кислородом и устанавливается очень короткий фронт кинетического горения (фиг. 4), в котором интенсивно выделяется большое количество тепла, приводящее к быстрому росту температуры и-прогреву прилегающих тонких слоев непрореагировавшего углеводородного газа выше 1200 С и его терми-55 ческому разложению за сантисекунды, Кислород и углеводородный газ, подаваемые по всему сечению, полностью заполняют реакционную зону

12, что исключает возможность возникновения рециркуляции продуктов пиролиза в зону разложения.

Продукты пиролиза, содержащие

С Н, закаливаются охлаждающей водой, подаваемой при помощи форсунки 13, и покидают реактор через патрубок 5, а остаточная вода с некоторым содержанием отмытой сажи — через патрубок 6.

Повышение производительности предлагаемого реактора по сравнению с известным обеспечивается эа счет освобождения части реакционного объема эа счет конструкции средства для раздельной подачи Газов»

Нри одних н тех же режимах работы реактора его производительность определяется как произведение величи ны удельной производительности m на площадь сечения реакционной зоны

NС Н, m1 где m — удельная производительность

1 реактора, кг/(м . с);

F — площадь сечения реакционР ной зоны, м

Поскольку m остается величиной постоянной (время реакции не меняется), то единичная производительность реактора пропорциональна изменению площади сечения реакционной камеры: . И н, а

И а2 — а2 1-(а /а) Ф где 1 — внутренний диаметр реакР ционной камеры, м;

Йэ - наружный диаметр вставки (по прототипу), и.

Таким образом, даже при одной и той же удельной производительности и тех же режимах и размерах реакционной эоны производительность предлагаемого реактора по сравнению с известным возрастает от 19 до 56Х.

Сравнительные расчеты приводят при следующих конструктивных и режимных характеристиках реактора: диаметр реакционной камеры с1 0,4 м, температура сырья на входе 650 С, давление газа в реакционной зоне

0,105 МПа.

Состав газа пиролиза зависит от исходного сырья (природный газ, по14741 путный гаэ, этан, бутан, пропан и т.д.), и поэтому его состав переменный. В технологии производства ацетилена в качестве характеристи5 ки газов обычно используется объемное содержание ацетилена в газе пиролиза, которое по регламенту не должно быть меньше 7-8 об.X. Для заданного вида сырья этот выход 10 ацетилена определяется температурным уровнем процесса, скоростью прогрева, конструкцией реакционной зоны и скоростью закалки, для предлагаемого реактора выход ацетилена - не 15 меньше 9 об.X.

Таким образом, предлагаемый реактор по сравнению с известным при более простои конструктивном выполнении и технологии изготовления 20 обеспечивает. новыаение производитель,ности в 1,2-1,56 раэ эз счет более полного использования реакционной эоны, дает повышенный выход ацетилена за счет локализации фронта горе- 25 ния на начальном участке струи, увеличения скорости прогрева тонких струй и сокращения времени химического превращения.

67 6

Формула изобретения

Реактор для получения ацетилена пиролиэом углеводородных газов, содержащий футерованный металлический корпус с осевым штуцером для подачи углеводородного rasa и радиальным штуцером для подачи кислорода, установленными в верхней части корпуса, и патрубками для подачи эакалочной воды, отходящей воды н удаления газов пиролиза, установленны»в» в нижней части корпуса, средство для раздельного ввода в реакционную зону углеводород»в»х.пазов и кислорода, установленное в верхней части корпуса, отличающийся тем, что > с целью цовииенмя производитель» ности и упрощения реактора, средство для раздельиого ввода углеводор ц« ных газов и кислорода вэваанено из набора параллапы»ых пластин, установленных с зазором мез»ду ними, причем каждая пластина соединена с одной смежной пластиной верхншмш горизои тальными ребрами, а с другой, см ной пластиной — боковмаи вертикальными ребрам».

Фиа.1

1474167

Ф е. 5

Составитель Т. Ильинская

Техред А.Кравчук Корректор А. Обручар

ФРГ.,У

Редактор Н. Гунько

Заказ 1841/23 Тираж 446 Подписное

ВНЯИПИ Государственного- комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101

Реактор для получения ацетилена пиролизом углеводородных газов Реактор для получения ацетилена пиролизом углеводородных газов Реактор для получения ацетилена пиролизом углеводородных газов Реактор для получения ацетилена пиролизом углеводородных газов 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к аппаратуре по нефтепереработке, в частности к термическому крекингу нефтяных остатков с получением нефтяного пека , и позволяет повысить эффективность и качество целевых продуктов

Изобретение относится к способу получения ацетилена и синтез-газа

Изобретение относится к реактору для получения ацетилена термоокислительным пиролизом углеводородного газа и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности

Наверх