Способ получения ацетилена

 

Сущность изобретения: ацетилен получают пиролизом измельченного твердого сырья, смешанного предварительно с водным паром, в пульсирующей в течение 0,001 - 0,009 с струе плазмы. В качестве сырья используют органические отходы. 1 з. п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к получению ацетилена и других непредельных углеводородов.

Известно, что при гидрогенизации углей при низких скоростях нагрева частиц топлива 2-50оС/с возможно получение устойчивых соединений: окиси и двуокиси углерода, водорода, метана, жидких смол. При увеличении скорости нагрева частиц топлива до 104-107 оС/c (условия теплового удара) заметно увеличивается содержание непредельных углеводородов (ацетилена, окиси углерода), в то время, как концентрация метана значительно снижается, а жидкие смолы отсутствуют.

При разложении углей в электрической дуге и в реакторах дуговых плазмотронов в среде водорода выход ацетилена увеличивается до 20-30 об. % . Наибольшая концентрация ацетилена, равная 11,5 об. % , достигается при давлении в системе до 1,0 МПа, температура 4000К и массовом отношении реагентов (0,5-0,75): 1. Но большего выхода ацетилена при взаимодействии водяного пара или продуктов или диссоциации с углеродом твердого топлива в равновесных условиях достичь не удается [1] .

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к данному изобретению является способ получения ацетилена пиролизом твердого сырья в струе плазмы. В качестве сырья использованы измельченные бурый уголь (озокерит), горная смола, асфальт или битум. Процесс ведут в атмосфере водорода. Выход продукта составляет 18,3 об. % ацетилен, 13,5 об. % этилен, 7,2 об. % метан, около 2 об. % угарный газ, остальное водород [2] .

Недостаток такого способа заключается в невысоком выходе целевого продукта - ацетилена.

Целью изобретения является повышение выхода ацетилена.

Поставленная цель достигается тем, что при способе получения ацетилена путем пиролиза измельченного твердого сырья в струе плазмы сырье предварительно смешивают с водяным паром и процесс ведут в пульсирующей в течение 0,001-0,009 с струе плазмы. В качестве сырья целесообразнее использовать органические отходы.

Способ получения ацетилена из угля или органических отходов в электродуговом плазмотроне осуществляется следующим образом.

Создают магнитное поле между электродами плазмотрона. Затем создают высоковольтный электроразряд, который инициирует находящееся между электродами воздушное пространство в плазму. Устойчивое горение плазмы в течение 0,001. . . 0,009 с обеспечивается электроэнергией, подводимой с помощью электродов. Существующее между электродами магнитное поле вытолкнет образовавшуюся плазму в реакторную камеру, в которую одновременно подают смесь распыленного твердого топлива с водяным паром или смесь тонкоизмельченных частиц органических отходов с водяным паром. После чего струю плазмы прерывают через 0,001. . . 0,009 с путем отключения подвода электроэнергии к электродам плазмотрона. Затем вновь включают электрическую схему плазмотрона для создания магнитного поля и электроразряда между электродами, образуя между ними струю плазмы, в которую подают очередную порцию распыленного топлива или измельченных органических отходов. Образующиеся сгустки плазмы из разорванной ее струи направляют вдоль оси реакторной камеры и закалочной камеры. В этих сгустках плазмы в процессе ее прохождения протекают химические реакции с образованием из твердого топлива или органических отходов ацетилена, синтез-газа, состоящего из окиси углерода, двуокиси углерода, метана, окиси азота и остатков твердого вещества в виде сажи. Они проходят закалочную камеру, в которой сажа осаждается на фильтре-сетке, а газы проходят в накопитель и разделяются в нем на ацетилен и синтез-газ.

Прерывание струи плазмы обеспечивает образование дискретных сгустков ее, в которых в полной мере протекают плазмохимические реакции практически со 100% использованием введенного в плазму реагента, повышающие выход ацетилена до более 30 об. % .

П р и м е р 1. Описанным способом формировали импульсную плазму после 0,001 с его горения. В сгустки плазмы подавали реагент в количестве 3,0 кг. В процессе плазмохимического пиролиза образовалось 20 об. % ацетилена, остальное синтез-газ и сажа Производительность по ацетилену около 600 г/см (см. таблицу).

П р и м е р 2. Аналогично примеру 1, но импульс формировали после 0,005 с горения плазмы. Выход ацетилена - 31 об. % , производительность - 930 г/см (см. таблицу).

П р и м е р 3. Аналогично примеру 1, но импульс - после 0,009 с горения плазмы. Выход ацетилена 26 об. % , производительность 800 г/с (см. таблицу).

П р и м е р 4 (контрольный). Аналогично примеру 1, но импульс - через 0,01 с. Практически импульсную плазму получить не удалось, т. к. источник питания - переменный ток частотой 50 Гц.

П р и м е р 5 (контрольный). Аналогично примеру 1, но импульс - через 0,0001 с. Плазма не образовывалась из-за низкого напряжения при указанной длительности импульса.

Таким образом импульсная плазма, сформированная путем разрыва ее струи после 0,001. . . 0,009 с горения работает стабильно, но максимальный выход ацетилена из измельченных органических отходов - 31 об. % при производительности 930 г/с получается при длительности импульса - 0,005 с, в пределах от 0,0035 до 0,0070 с мощность в импульсе плазмы 12 кВА. (56) Зельдович Я. Б. , Рейзер Ю. П. Физика ударных волн и температурных гидродинамических явлений. М. : Наука, 1966, с. 84-91.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЦЕТИЛЕНА путем пиролиза измельченного твердого сырья в струе плазмы, сформированной электродуговым плазматроном, отличающийся тем, что сырье предварительно смешивают с водяным паром и процесс ведут в пульсирующей в течение 0,001 - 0,009 с струе плазмы.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве сырья используют органические отходы.

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу получения ацетилена и синтез-газа или газа-восстановителя из угля по технологии электрической дуги или плазмы и позволяет повысить экономичность способа за счет более полного и эффективного использования сырья

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

Изобретение относится к способу получения ацетилена и синтез-газа
Изобретение относится к химической технологии, точнее, к усовершенствованному способу выделения ацетилена из сбросных газов процесса получения 1,4-бутиндиола (1,4-БИД) на базе ацетилена и формальдегида

Изобретение относится к плазмохимической переработке углей

Изобретение относится к получению винилхлорида

Изобретение относится к переработке продуктов окислительного пиролиза метансодержащего газа

Изобретение относится к способам переработки углекарбонатного минерального сырья и может быть использовано при его глубокой переработке с получением карбида кальция и /или ацетилена
Изобретение относится к химической технологии, в частности к способу получения ацетилена путем гидролиза карбида кальция водой

Изобретение относится к способу очистки от отложений аппарата в способе регенерации очищенного N-метилпирролидона

Изобретение относится к способу переработки углекарбонатного минерального сырья, включающему обжиг известняка в реакторе с получением окиси кальция, производство карбида кальция реакцией части окиси кальция, полученной при обжиге известняка, с углеродом, контактирование части объема полученного карбида кальция с водой с получением ацетилена и едкого кальция, контактирование газообразных отходов процесса обжига известняка с водой для получения угольной кислоты, при этом для обжига известняка используют тепло, получаемое сжиганием части объема ацетилена, получаемого из части объема карбида кальция

Способ получения ацетилена, ацетилен газ, выход ацетилена, образование ацетилена, получение ацетилена из природного газа, получение ацетилена, объем ацетилена, ацетилен как получить, синтез ацетилена, методы получения ацетилена, как получить ацетилен из углерода, получение ацетилена из углерода

Наверх