專利名稱：一種氣態(tài)烴制乙炔的工藝和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣態(tài)烴制乙炔工藝和設(shè)備，屬于石油化工領(lǐng)域。
二背景技術(shù)：
天然氣、煤層氣、煉廠干氣、油田伴生氣等富含甲烷的氣態(tài)烴氧化熱解制取乙炔是目前
除電石法外的主要乙炔生產(chǎn)工藝，就是預(yù)熱到600-650'C的原料天然氣和氧進入多管式燒嘴板乙炔爐，在150(TC下，甲垸裂解制得8%左右的稀乙炔，再用N-甲基吡咯烷酮提濃制得99%的乙炔成品。其反應(yīng)器為徑向下噴式的單管或多管式燒嘴板乙炔爐。這種反應(yīng)器得甲烷熱解反應(yīng)主要是在燃燒火焰中進行，由于火焰炬的溫度場為高梯度溫度場，同時存在著反應(yīng)不足和反應(yīng)過分的情況，生成氣中既有大量未反應(yīng)的甲垸、又有大量過反應(yīng)生成的炭黑。另外這種反應(yīng)器處理量大型化困難、調(diào)節(jié)幅度小、能量利用率低，氣體壓降大，存
在較大的爆炸危險，操作難度大、要求高。
三
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種氣態(tài)烴制乙炔工藝和設(shè)備。該工藝采用Y型熱解爐，能夠形成較為均一的反應(yīng)溫度場，以保證反應(yīng)平穩(wěn)進行，大幅度的提高裝置的處理能力和調(diào)節(jié)能力，降低能耗和操作難度，易于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
本發(fā)明的技術(shù)方案
一種氣態(tài)烴制乙炔工藝和設(shè)備，氣態(tài)烴和氧氣按.1: 0.4—0.65的比例混合后，通過Y型熱解爐的頂噴嘴和側(cè)噴嘴噴入反應(yīng)室發(fā)生燃燒熱解，反應(yīng)溫度為1300-150CTC ，氣態(tài)烴瞬間裂解成為乙炔；急冷水或油經(jīng)Y型熱解爐的中部急冷噴嘴成幕狀噴入急冷
段，淬冷反應(yīng)氣體；急冷到10crc以下的反應(yīng)氣體和急冷液經(jīng)急冷氣液出口噴出，氣
液慣性分離；急冷液經(jīng)急冷液出口排出，換熱后循環(huán)使用；含有8%左右稀乙炔的急冷
后反應(yīng)氣體經(jīng)反應(yīng)氣出口排出，吸收分離提純得到純乙炔產(chǎn)品。
Y型熱解爐由反應(yīng)器殼體、耐火材料層、頂噴嘴、側(cè)噴嘴、反應(yīng)室、急冷段、急冷噴嘴、急冷氣液出口、急冷液出口、反應(yīng)氣出口等組成；反應(yīng)器殼體頂部軸向開孔設(shè)置頂噴嘴，上部均勻設(shè)置3個以上傾斜上噴的側(cè)噴嘴，中部沿圓周設(shè)置急冷噴嘴，
急冷噴嘴下部設(shè)置錐形收縮作為急冷氣液出口，底部軸向開孔設(shè)置急冷液出口，錐形
收縮與反應(yīng)器殼體形成環(huán)形空間的上部設(shè)置反應(yīng)氣出口；傾斜上噴的側(cè)噴嘴與水平方向夾角為15° 75° ;急冷噴嘴上部的反應(yīng)器殼體內(nèi)壁設(shè)置耐火材料層，形成反應(yīng)室；急冷噴嘴下部的反應(yīng)器殼體錐形收縮，不使用耐火材料層，形成急冷段。
四

附圖是發(fā)明的設(shè)備結(jié)構(gòu)圖。
其中1-反應(yīng)器殼體 2-耐火材料層 3-頂噴嘴 4-側(cè)噴嘴 5-反應(yīng)室 6-急冷噴嘴 7-急冷段 8-錐形收縮 9-急冷氣液出口10-急冷液出口 11-反應(yīng)氣出口
五.
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細的介紹 一種氣態(tài)烴制乙炔工藝和設(shè)備，氣態(tài)烴和
3氧氣按1: 0.4—0.65的比例混合后，逋這Y型熱解爐旳頂噴嘴(3)和側(cè)噴嘴(4)噴 入反應(yīng)室(5)發(fā)生燃燒熱解，反應(yīng)溫度為1300-150(TC， Y型火焰炬相互碰撞、互為 穩(wěn)焰，形成穩(wěn)定均勻的溫度場，氣態(tài)烴瞬間裂解成為乙塊；急冷水或油經(jīng)急冷噴嘴(6) 成幕狀噴入急冷段(7)，淬冷反應(yīng)氣體，最大程度的保存乙炔；急冷到10(TC以下的
反應(yīng)氣體和急冷液經(jīng)急冷氣液出口 ( 9 )噴出，氣液慣性分離；急冷液經(jīng)急冷液出口 ( 1 0 ) 排出，換熱后循環(huán)使用；含有8%左右稀乙炔的急冷后反應(yīng)氣體經(jīng)反應(yīng)氣出口 (11)排
出，吸收分離提純得到純乙炔產(chǎn)品。
Y型熱解爐由由反應(yīng)器殼體(1)、耐火材料層(2)、頂噴嘴(3)、側(cè)噴嘴(4)、 反應(yīng)室(5)、急冷噴嘴(6)、急冷段(7)、錐形收縮段(8)、急冷氣液出口 (9)、急 冷液出口 (10)、反應(yīng)氣出口 (11)等組成；反應(yīng)器殼體(1)頂部軸向開孔設(shè)置頂噴 嘴(3)，上部均勻設(shè)置3個以上傾斜上噴的側(cè)噴嘴(4)，中部沿圓周設(shè)置急冷噴嘴(6)， 急冷噴嘴(6)下部設(shè)置錐形收縮(8)作為急冷氣液出口 (9)，底部軸向開孔設(shè)置急 冷液出口 (10)，錐形收縮(8)與反應(yīng)器殼體(1)形成環(huán)形空間的上部設(shè)置反應(yīng)氣出 口 (11);傾斜上噴的側(cè)噴嘴(4)與水平方向夾角為15° 75° ;急冷噴嘴(6)上 部的反應(yīng)器殼體(1)內(nèi)壁設(shè)置耐火材料層(2)，形成反應(yīng)室(5);急冷噴嘴(6)下 部的反應(yīng)器殼體(1)錐形收縮(8)，不使用耐火材料層(2)，形成急冷段(7)。
本發(fā)明的一種氣態(tài)烴制乙炔工藝和設(shè)備具有以下突出的優(yōu)點(1)具有穩(wěn)定均勻 的溫度場，反應(yīng)生成乙炔的選擇性和甲烷轉(zhuǎn)化率高；(2)易于大型化、操作彈性大、
能量利用率高、氣體壓降小、操作要求低；(3)設(shè)備簡單、投資低。
權(quán)利要求
1. 一種氣態(tài)烴制乙炔工藝和設(shè)備，氣態(tài)烴和氧氣按1∶0.4—0.65的比例混合后，通過Y型熱解爐的頂噴嘴和側(cè)噴嘴噴入反應(yīng)室發(fā)生燃燒熱解，反應(yīng)溫度為1300-1500℃，氣態(tài)烴瞬間裂解成為乙炔；急冷水或油經(jīng)Y型熱解爐的中部急冷噴嘴成幕狀噴入急冷段，淬冷反應(yīng)氣體；急冷到100℃以下的反應(yīng)氣體和急冷液經(jīng)急冷氣液出口噴出，氣液慣性分離；急冷液經(jīng)急冷液出口排出，換熱后循環(huán)使用；含有8％左右稀乙炔的急冷后反應(yīng)氣體經(jīng)反應(yīng)氣出口排出，吸收分離提純得到純乙炔產(chǎn)品。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所提供的一種氣態(tài)烴制乙炔工藝和設(shè)備，其特征在于Y型熱解爐 的殼體頂部軸向開孔設(shè)置頂噴嘴，上部均勻設(shè)置3個以上傾斜上噴的側(cè)噴嘴，中 部沿圓周設(shè)置急冷噴嘴，急冷噴嘴下部設(shè)置錐形收縮作為急冷氣液出口，底部軸 向開孔設(shè)置急冷液出口 ，錐形收縮與反應(yīng)器殼體形成環(huán)形空間的上部設(shè)置反應(yīng)氣 出口；急冷噴嘴上部的反應(yīng)器殼體內(nèi)壁設(shè)置耐火材料層，形成反應(yīng)室；急冷噴嘴 下部的反應(yīng)器殼體錐形收縮，不使用耐火材料層，形成急冷段。
3、根據(jù)權(quán)利要求書2所述的Y型熱解爐，其特征在于傾斜上噴的側(cè)噴嘴與水平方向 夾角為15° 75° 。
全文摘要
一種氣態(tài)烴制乙炔工藝和設(shè)備，氣態(tài)烴和氧氣按1∶0.4-0.65的比例混合后，通過Y型熱解爐的頂噴嘴和側(cè)噴嘴噴入反應(yīng)室發(fā)生燃燒熱解，反應(yīng)溫度為1300-1500℃，氣態(tài)烴瞬間裂解成為乙炔；急冷水或油經(jīng)Y型熱解爐的中部急冷噴嘴成幕狀噴入急冷段，淬冷反應(yīng)氣體；急冷到100℃以下的反應(yīng)氣體和急冷液經(jīng)急冷氣液出口噴出，氣液慣性分離；急冷液經(jīng)急冷液出口排出，換熱后循環(huán)使用；含有8％左右稀乙炔的急冷后反應(yīng)氣體經(jīng)反應(yīng)氣出口排出，吸收分離提純得到純乙炔產(chǎn)品。
文檔編號C07C11/24GK101486626SQ20091000912
公開日2009年7月22日 申請日期2009年2月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月19日
發(fā)明者喬英云, 田原宇, 蓋希坤 申請人:山東科技大學(xué)