一種采用天然氣非催化部分氧化制備乙炔的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及天然氣部分氧化法的應(yīng)用，尤其涉及一種采用天然氣非催化部分氧化 制備己快的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 己快是一種非常重要的基礎(chǔ)化工原料，被廣泛應(yīng)用于醋酸己帰、1,4-了二醇等物 質(zhì)的生產(chǎn)。其生產(chǎn)方法主要有電弧法、非催化部分氧化法、等離子法等，其中電弧法和等離 子法因為電耗大、對設(shè)備要求較苛刻，至今難W推廣應(yīng)用。而非催化部分氧化法具有能耗 低、污染小等優(yōu)點，是西歐和北美國家生產(chǎn)己快的主要方法。天然氣非催化部分氧化法制備 己快的基本原理在叫Imann'SEncyclopediaofIn化Strial化emist巧中有詳細(xì)的描述。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中，天然氣非催化部分氧化法制備己快的過程中所采用的生產(chǎn)裝置的結(jié) 構(gòu)和生產(chǎn)過程主要為：天然氣管路和氧氣管路，先分別與氣體加熱器連接，天然氣與氧氣先 分別預(yù)熱至600~65(TC后，先將天然氣接入己快反應(yīng)爐，待天然氣的溫度達(dá)到設(shè)定值時， 打開輔氧調(diào)節(jié)閥，操作點火槍進(jìn)行點火；點火成功后再引入氧氣進(jìn)行投氧，天然氣和氧氣 組成的反應(yīng)氣體在己快爐反應(yīng)室內(nèi)發(fā)生部分氧化反應(yīng)，經(jīng)過幾毫砂的反應(yīng)后冷卻W結(jié)束反 應(yīng)，姪部分氧化裂解為包含有己快、一氧化碳、二氧化碳、氨氣W及炭黑等組分的裂化氣混 合物；從己快反應(yīng)爐出來的送些物質(zhì)，均依次進(jìn)入氣液分離器、凈化裝置，該裂化氣混合物 經(jīng)過凈化裝置中的除塵器處理后，其少部分進(jìn)一步冷卻后送入在線分析裝置進(jìn)行分析，大 部分裂化氣經(jīng)過凈化裝置連接的下游裝置壓縮和分離，即可得到產(chǎn)品己快和合成氣；為了 調(diào)控裂解反應(yīng)的進(jìn)行，裝置中串接有控制裝置，且將該控制裝置設(shè)置為DCS控制系統(tǒng)。
[0004] 該方法中，己快的收率受到原料姪的組成、反應(yīng)溫度、姪與氧氣之比（簡稱氧比） 等工藝條件的影響?，F(xiàn)有的工藝中，也有對天然氣非催化部分氧化反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行檢測的步 驟，但其僅僅限于產(chǎn)物成分的檢測分析，并不能自動地、及時地對工藝條件進(jìn)行準(zhǔn)確優(yōu)化調(diào) 整而改善產(chǎn)物成分組成，也不能確定上述因素對天然氣部分氧化效果的影響，及對己快收 率的影響規(guī)律，而不利于該工藝在不同氣質(zhì)條件下的應(yīng)用推廣。此外，現(xiàn)有工藝中副產(chǎn)的炭 黑粉塵一般均較高，而隨著炭黑粉塵含量的增加，其己快的收率增會大大降低。因此，完全 有必要對天然氣非催化部分氧化制備己快工藝過程進(jìn)行在線監(jiān)測，W通過及時獲得檢測數(shù) 據(jù)，進(jìn)而及時調(diào)整控制系統(tǒng)，實時地調(diào)整和優(yōu)化其工藝條件，來實現(xiàn)盡可能地減少炭黑粉塵 含量、提高己快產(chǎn)物收率的制備目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種采用天然氣非催化部分氧化制備己快的方法，該方法 通過對天然氣部分氧化效果進(jìn)行在線監(jiān)測，W減少炭黑粉塵含量、提高己快產(chǎn)物收率。
[0006] 本發(fā)明的目的是送樣實現(xiàn)的：
[0007] -種采用天然氣非催化部分氧化制備己快的方法，它是將天然氣預(yù)熱后通入己快 反應(yīng)爐中，再通入輔氧進(jìn)行點火；點火成功后投氧反應(yīng)，并控制由天然氣和氧氣組成的反應(yīng) 氣體溫度達(dá)到57(TC~60(TC;反應(yīng)所得的產(chǎn)物裂化氣從己快反應(yīng)爐出來后，依次進(jìn)入氣液 分離器、凈化裝置和下游裝置，其特征在于：通過在己快反應(yīng)爐與氣液分離器之間增設(shè)的 炭黑粉塵檢測儀，對裂化氣在線實時檢測，并將所測得的粉塵含量反饋給與該炭黑粉塵檢 測儀串接的控制裝置，同時通過在凈化裝置與下游裝置之間的管道上增設(shè)的在線色譜分析 儀，對從凈化裝置出來的氣體組分在線實時檢測，并將所測得的己快體積百分含量反饋給 與在線色譜分析儀串接的控制裝置；該控制裝置根據(jù)檢測反饋所得的粉塵含量和己快體積 百分含量，實時調(diào)控在己快反應(yīng)爐內(nèi)進(jìn)行的裂解反應(yīng)的條件參數(shù)，而實現(xiàn)及時調(diào)整優(yōu)化裂 解反應(yīng)效果。
[0008] 上述天然氣和氧氣的體積比例（即氧比）為0. 53~0. 56,優(yōu)選為0. 55。上述將 天然氣預(yù)熱后，通入己快反應(yīng)爐中的同時，還按照天然氣；惰性氣體的體積比為1.2:1~ 1. 4:1的量加入有惰性氣體，待其分別預(yù)熱后再通入己快反應(yīng)爐中混合，至該混合氣體的溫 度達(dá)到57(TC~60(TC時，切斷惰性氣體，再通入輔氧進(jìn)行點火。用惰性氣體代替氧氣升溫 可W減少氧氣的消耗，節(jié)約生產(chǎn)成本，同時還能降低高溫天然氣發(fā)生爆炸的風(fēng)險。
[0009] 上述控制裝置根據(jù)檢測反饋所得的粉塵含量和己快體積百分含量，實時調(diào)控在己 快反應(yīng)爐內(nèi)進(jìn)行的裂解反應(yīng)的條件參數(shù)時，具體是按照W下步驟進(jìn)行的：
[0010] 當(dāng)粉塵含量< 540〇99111，己快含量<7.8%時，將反應(yīng)氣體的溫度值提高1%~ 5 %，或者將氧比降低0. 001~0. 020 ;
[0011] 當(dāng)540〇99111《粉塵含量< 600〇99111，己快含量>7.8%時，將反應(yīng)氣體的溫度值降 低2%~5%，并且將氧比提高0. 005~0. 015 ;
[0012] 當(dāng)540〇99111《粉塵含量< 600〇99111，己快含量<7.8%時，將反應(yīng)氣體的溫度值降 低2%~5%，并且將氧比降低0. 005~0. 015 ;
[001引 當(dāng)600化口111《粉塵含量< 7000口口111，己快含量>7.8%時，將反應(yīng)氣體的溫度值降 低3%~7%，并且將氧比提高0.OlO~0. 025 ;
[0014] 當(dāng)600099111《粉塵含量< 700099111，己快含量<7.8%時，將反應(yīng)氣體的溫度值降 低3%~7%，并且將氧比降低0.OlO~0. 030 ;
[0015] 當(dāng)粉塵含量> 700〇99111，己快含量>7.8%時，將反應(yīng)氣體的溫度值降低5%~ 10%，并且將氧比提高0.010~0.040 ;
[0016] 當(dāng)粉塵含量> 700〇99111，己快含量<7.8%時，將反應(yīng)氣體的溫度值降低5%~ 10%，并且將氧比降低0. 005~0.020;
[0017] 上述參數(shù)調(diào)整范圍較常規(guī)生產(chǎn)的參數(shù)范圍大，因此，在調(diào)整反應(yīng)氣體的溫度或/ 和氧比時，需要采用小幅度慢調(diào)，即每次W溫度為5°C的調(diào)整幅度，氧比為0.OOl的調(diào)整幅 度進(jìn)行，并嚴(yán)格控制在該范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整時要結(jié)合注意爐內(nèi)反應(yīng)情況、粉塵含量與己 快體積百分含量的檢測結(jié)果，在上述范圍內(nèi)進(jìn)行，W避免因超范圍調(diào)整、快速調(diào)整而容易導(dǎo) 致反應(yīng)不穩(wěn)定，甚至出現(xiàn)媳火現(xiàn)象，或者容易導(dǎo)致副產(chǎn)較多，己快收率大大降低等情形，而 根據(jù)實時檢測結(jié)果合理地在線優(yōu)化調(diào)整上述參數(shù)，W降低炭黑生成量，提高己快收率。
[0018] 上述炭黑粉塵檢測儀，采用的是靜電粉塵檢測儀。該檢測儀是采用靜電電場測定 粉塵的，它避免了因為裂化氣夾帶水而造成的檢測不準(zhǔn)確。目前現(xiàn)有技術(shù)中正是因為裂化 氣夾帶水有，才造成了常規(guī)的粉塵檢測儀在線檢測不準(zhǔn)，故而多采用人工分析，其分析效率 低，不能有效及時反饋到控制系統(tǒng)，造成參數(shù)調(diào)整遲緩，影響反應(yīng)效果。
[0019] 上述凈化裝置包括除塵器；其除塵器，具體可采用電除塵器或袋式除塵器，優(yōu)選采 用電除塵器。采用電除塵器壓差較小，自動化程度較高，除塵效果更好。
[0020] 上述己快反應(yīng)爐內(nèi)通過設(shè)置的熱電偶溫度計，W實時檢測天然氣和氧氣混合氣體 的溫度。上述控制裝置，采用DCS控制系統(tǒng)來實現(xiàn)其功能。
[0021] 更為詳細(xì)的說，本發(fā)明公開的采用天然氣非催化部分氧化制備己快的方法，其特 征在于，它是按照W下步驟進(jìn)行的：將36mVh~42mVh的天然氣經(jīng)加熱器預(yù)熱，之后通入己 快反應(yīng)爐的上部；同時，按照天然氣；惰性氣體的體積比為1. 2:1~1. 4:1的量加入經(jīng)加熱 器預(yù)熱后的惰性氣體，接入己快反應(yīng)爐頂部；打開連接有閥口并直接接入己快反應(yīng)爐中的 燒嘴板處的輔氧管道，通入用量為0. 37~0. 38mVh的輔氧，采用電子點火槍進(jìn)行自動點火 操作；點火成功后，通入經(jīng)加熱器預(yù)熱的氧氣至己快反應(yīng)爐頂部，控制天然氣和氧氣的體積 比（即氧比）為0. 53~0. 56,同時控制反應(yīng)氣體的溫度為570°C~60(TC，即在己快反應(yīng)爐 的反應(yīng)室內(nèi)發(fā)生非催化部分氧化反應(yīng)；所得反應(yīng)產(chǎn)物裂化氣，依次經(jīng)過與己快反應(yīng)爐連接 的氣液分離器，W及與氣液分離器頂部管道相連的除塵器后，再通入下游裝置中；該制備過 程中，還通過在己快反應(yīng)爐與氣液分離器之間增設(shè)的炭黑粉塵檢測儀，對裂化氣在線實時 檢測，并將所測得的粉塵含量反饋給與炭黑粉塵檢測儀串接的控制裝置，同時通過在凈化 裝置與下游裝置之間的管