Способ получения ацетилена

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистичесиик

Ресо н 823376

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 190375 (21) 2118286/23-04 р1)м. к. с присоединением заявки ¹

С 07 С 11/24

Государственным комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 230481, Бюллетень № 15

Дата опубликования описания 230481 (53) УДН 661. 715. . 342 (088. 8) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИ9 АЦЕТИЛЕНА

Изобретение относится к процессуполучения ацетилена термоокислительным пиролизом метана.

Иэвестеч способ получения ацетилена, включающий смешение кислорода со смесью метана, водорода и окиси углерода путем ввода кислорода в смесь газов и подачу образующейся смеси в зону окислительного пчроли, эа (1), Однако при вводе кислорода в метано-водородную смесь максимально возможная температура получаемой смеси 350-4000С. При более высоких температурах происходит воспламенение смеси еще до ввода ее в зону окислительного пиролиэа. Низкая температура смеси, подаваемой в зону пиролиэа, приводит к низкому выходу продукта и большому сажеобразованию.

Известен также способ получена ацетилена путем.окислительного пиро лиза метана, включающий смешивание предварительно подогретых до 600700оС метана и кислорода в мольном соотношении О2.СН4 — — 0,55 — 0,65, ввод метано-кислородной смеси в зону

° окислительного пиролиза и смешивание с водородом или водородсодержащим газом (2) .

Во "пламенение смеси происходит в момент добавления водорода и реакция окислительного пиролиэа метана протекает в так называемой области диффузионного горения .

Однако при осуществлении способа . окислительного пиролиза в диффузионном пламени в промышленных реакторах больших габаритов наблюдаются отдельные зоны с резко повышенной температурой до 2000 С, что о

:,приводит к разложению образовавшего15 ся ацетилена и, следовательно, к снижению выхода продукта., Кроме того, наличие местных зон перегрева часто приводит к оплавлению стенок реактора и нарушению

20 процесса.

Цель изобретения — повышение выхода продукта при осуществлении процесса в промышленных реакторах.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу получения ацетилена путем окислительного пиролиэа метана, включающему приготовление смеси предварительно подогретых до

600-650 С метана и кислорода в моль30 .ном соотношении Оо.. СН4= 0,55 — 0,65

823376 и смешиваниеоих с водородом или водородсодержащим газом с метанокислородной смесью осуществляют до ввода. в зону окислительного пиролиза путем введения водорода или водородсодержащего газа в поток смеси метана и кислорода боковыми радиальными струями с линейной скоростью, обеспечивающей предотвращение воспламенения смеси до ее ввода в зону окислительиого пиролиза.

Осуществление процесса при указанных условиях позволяет получить гомогенную смесь кислорода, метана . и водорода, имеющую температуру до

800 С, подавать эту смесь в зону окислительного пиролиза и проводить процесс пиролиза при кинети-, ческом горении . При этом отсутствуют зоны местного перегрева, что приводит к повышению выхода продукта и повышению надежности работы реактора.

Пример 1. Осуществляют процесс получения ацетилена в промышленном реакторе, имеющем струйный смесительг горелочное устройство, Футерованный цилиндрический сосуд, образующий реакционную зону окислительного пиролиза, и закалочное устройство. Диаметр смесителя 400 мм.

В качестве источника метана используют природный газ с содержанием метана 98Ъ.

В смесителе струйчатого типа сначала смешивают подогретые до

650 C метан и кислород. Затем в поток метано-кислородной смеси через распределительное устройство, установленное в нижней части смесителя на расстоянии 750 мм до входа смеси в горелочное устройство, радиальными струями диаметром 3 мм о впрыскивают подогретую до 1100 С смесь водорода с окисью углерода

flpH MoJIRpHoM соотношении Н2гСО=

=2,4г1. Скорость вылета отдельной . струи из отверстия составляет 300-350 м/с.

Полученную смесь газов с малярным соотношением О:СН4г(Н2+ CO)

0,57г1,0:0,4, имеющую 800 С, чео рез горелочное устройство подают в реакционную зону. На выходе иэ реактора .(после эакалочного устройства получают сухие газы пиролиэа следующего состава, об.Ъ: С2Н2 8,5г

С2Н4 О, 1; СН4 3 9; СО2 2,7; СО 24,5У, 02 0,2; Й 2 59,2; N g 1,0. Выход ацетилена в расчете на углерод природного газа 38,6Ъ, количество образо.— вавшейся сажи в расчете на 1 м приа родного газа 3,6 г.

Пример 2. Проводят процесс получения ацетилена в тех же условиях, что и в примере 1, но вместо водорода с окисью углерода.используют чистый водород. На окислительный пиролиз направляют метано-кисФормула изобретения

Способ получения ацетилена. окис-. лительным пиролизом метана, включающий приготовление смеси предва-. рительно подогретых до температуры

600-700г С метана и кислорода в мольном соотношении 02гСН4= 0,55-0,65 и смешивание их с водородом или водородсодержащим газом, о т л ич а ю шийся тем,что, с целью

60 повышения выхода продукта при осу-. ществлении процесса в промгшлениых реакторах, смешивание водорода игги водородсодержащего газа с метано-. кислородной смесью осуществляют до

65 ввода в зону окислительного пиролиэа

Ъ лородоводородную смесь газов при молярном соотношении 02гСН4гН =

= 0,56г1,0г0,5, имеющую 800 С. На выходе из реактора (после закалки) получают сухие газы пиролиза следующего состава, о6.Ъ: С2Н2 9,0; C2H4 0,1; СН4 3,8; СО2 1,9; СО 20,2г

О г 0,2; Hg 63,8; Н2 1,0. Выход ацетилена в расчете на углерод природного газа 41Ъ, Количество образовавшейся сажи в расчете на

1 мз природного газа 3,3 г.

Пример 3. Проводят процесс получения ацетилена в тех же условиях, что и в примере 1. В метано-кислоо родную смесь, имеющую 650 С, впрысг5 кивают водород, имеющий 20 С. На окислительный пиролиз направляют метано-кислородо в"дородную смесь газов при соотношении О2гСН4гH=

=0,60г 1,0г0, 15, имеющую 620 С. На

g0 выходе иэ реактора (после закалки) получают сухие газы пиролиза следующего состава, об.Ъ: С2Н2 8,1г

С2Н4 0,1; СН4 3,6; СО2 3,9; CO 21гОг

Н2 61,7; 02 0,3; N2 1,3. Выход аце25 тйлена в расчете на углерод природного газа 36, 4Ъ. Количество образовавшейся сажи в расчете на 1 м приЪ родного газа 4, 1 r, Пример 4. (Известный способ) .

Проводят получение ацетилена в тех же условиях, что и в примере 1. Метанокислородную смесь при 650 С направ« ляют через горелочное устройство в зону окислительного пиролиза. Туда же направляют отдельно поток водорода, подогретый до 1100 С. На выходе из реактора получают сухие газы Ф пиролиэа следующего состава, об.Ъг

С2Н2 7,9; С284 0,1; СНф 4,0; СО2 3,7)

1,2 02 0)2 Ng l(2 °

4р Выход ацетйлена в расчете на углерод природного газа 34,5Ъ. Количество образовавшейся сажи на 1 м природ3 ного газа 5,2 r.

Из приведенных примеров видно, что прн осуществлении предлагаемого процесса выход ацетилена увеличивается, на 2-7Ъ, а количество сажи уменьшается в 1,3-1,6 раза.

Составитель И. Вабмиидра

Техред A.савка

Корректор С. Шекмар

Редактор С. Патрушева

Заказ 1997/30 Тираж 443 Подпис ное

SHHH0H Государственного комитета СССР ло делам изобретений и открытий

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

Ф е е еаеве филиал ППП Патент, r. ужгород, ул. Проектная, 4 путем введения водорода или водородсодержащего гаэа в поток смеси мета иа и кислорода боковыми радиальными струями с линейной скоростью, обеспе1чивающей предотвращение воспламенения смеси до ее ввода в зону окислительного пиролиэа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Хиллер A. Ацетилен, его своЯства, получение и применение. Л., Химия, 1968, т. 1, с. 405.

2. Патент США 9 2679542, кл. 260-679, 1954 (прототип),