Способ получения этилена и ацетилена

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советски к Социал истичмии и Реапубпик)й. Кл.С 07 С 3/48С 10 Й 9/46 Государственный комитетСовета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий Приоритет -(43) Опубликовано 25,12,78.Бюллетень47 (45) Дата опубликования описания 25,1278(72) Авторы изобретения Полак, А. А. Овсянников, В, Т, Попов, О. Ю, И. Шмыков.и Г, Ф, Чурин рсултанов,1) ЗаяантЕЛЬ Институт нефтехимического синтеза им. А. В. Топчиева 54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭТИЛЕНА И АЦЕТИЛЕНА Изобретение относится к способу в нетурбулиэованной плазменной струе получения этилена и ацетилена путем достигают 3000-5000 град/мм, а после плазмохимического пиролиза углеводо- турбулиэации не превышают 100 родов. 200 град/мм в приосевых областях потоИзвестен способ получения этилена ка и незначительно увеличиваются к и ацетилена путем пиролиэа углеводо- его периФерии (особенно в условиях, родного сырья в плазменной струе водо- когда стенки реактора принудительно рода при 1200-2200 оС и времени контак- охлаждаются снаружи). Вводимое в турта ф 1,4 10 сек.булизованный поток плазмы углеводоПо такому способу нельзя получить родное сырье уже не контактирует с выэтилен со значительным выходом (вы- сокотемпературным газом ядра струи, ход 10 об.). поэтому глубина превращения сырья знаИзвестен также способ получения . чительно уменьшается. Таким образом, этилена и ацетилена путем пиролиза этилен, образующийся в процессе пере- углеводородного сырья в плазменной ф мешивания сырья с плазмой, удается в струе водорода при температуре 1300- значительной степени сохранить.1400 С и времени контакта 70-200 мксек. Во-вторых, предварительная турбулиС целью повышения выхода этилена зация плазменной струи позволяет сокра процесс ведут в турбулизованной плаз- тить на 30-50 время перемешивания менной струе 4 с числом Рейнольдса сырья с плазмой вследствие повышения 510 - 310 при градиентах температу- интенсивности турбулентности в зоне ры в зоне реакции не выше 200 град/мм. смешения струи плазмы со струями сырьяПредварительная турбулизация струи Сокращение времени перемешивания приплазмы влияет на выход этилена двояко. водит к уменьшению времени нахождения Во-Первых, применение турбулизации при- сырья и образовавшегося из него этиводит к тому, что столь характерное лена в условиях повышенных температур для плазменных струй высокотемператур- (по сравнению с расчетной температуное ядро (с температурой плазмы 10000- рой проведения реакции). В результате 12000 К) практически полностью исчеза- значительно уменьшается степень разлоет. Радиальные градиенты температуры жения образовавшегося этилена и, следо50254 Формула изобретения Составитель Н, БогдановаРедактор Л. Письман Техред С,Беца Корректор С. Шекмар Заказ 7309/49 Тираж 517 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР пс делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская чаб д. 4/5Филиал ППП Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 вательно, повышается селективность процесса пиролиза и отношении этилена,Для того, чтобы сохранить и далее режим пиролиза с возможно минимальными градиентами температуры в зоне реакции, температуру внутренних поверхностей стенок реактора поддерживают близкой к температуре проведения 5 процесса путем обеспечения соответствующей теплоизоляции наружных поверхностей стенок реактора. Применение прину" дительной турбулиэации струи водородной плазмы реактора сгорячимистен,)О ками позволяет проводить процесс пиролиза в условиях, близких к изотермическим, увеличить выход этилена (до 47 вес. в расчете на сырье), а так- же снизить температуру проведения процесса на 15 по сравнечию с известным способом.Способ осуществляют следующим образом.Водород подают в электродуговой плазмотрон и после нагревания в нем до среднемассовой температуры 3000- 3200 К направляют в турбулизатор, где водородную нлэзменную струю турбулизуют путем ввода высоконапорной струи водорода. Из турбулизатора поток водорода поступает в реактор, куда вводят пиролизуемое сырье, Закалку продуктов пиролиза осуществляют впрыскиванием сырьяили воды. В зависимости от среднемассовой температуры водо родной плазменной струи состав пиролиза изменяется в следующих пределах, об.:Этилен 12-15Ацетилен 5-6 35Метан 10-13Водород 64-66Выход этилена и ацетилена в расчете на сырье составляет в сумме 58- 67 веспричем выход этилена - 40- 40 47 вес. На получение 1 т смеси этилена и ацетилена расходуется 1,3-1,7 т сырья и 3500-4000 кВт/ч электроэнергии.П р и м е р 1, В электродуговой плазмотрон подют водород с расходом 1,12 нмф/ч и после нагревания направляют в реактор, куда вводят водород 45 с расходом 0,084 нм/ч для турбулизации плазменной струи (число Рейнольдса 9 49 10 ф), а также пропан с расходом0,35 нмф/ч. Мощность плазменной струи2,25 кВт. ПродУкты реакции охлаждают.в трубчатом тепуообменнике. Температура реакции 1350 К, температура стенокреактора 1100 К.Состав газов пиролиза, об.;Водород 64,9Метан 12,8Зтилен 12,4Ацетилен 5,5Пропилен 1,6Пропав и выше 1,5Расход газообразных продуктов реакции 2,65 нм/ч. Степень превращенияисходного сырья 85. Выход этилена40,8, этилена и ацетилена в сумме58,4. На получение 1 т смеси этилена и ацетилена расходуется 4100 кВт/чэлектроэнергии и 1,7 т сырья,П р и м е р 2. Процесс ведут пометодике примера 1, но в качествесырья используют бензин с расходом1,4 кг/ч (число Рейнольдса 5 10),Состав газообразных продуктов пиролиза, об,:Водород 66,0Метан 10,2Этилеч 15,0Ацетилен 6,2Пропилеи 1,8Высшие углеводороды 1,0Расход газообразных продуктов реакции 2,7 нм /ч. Степень превращения3бензина 92. Выход этилена 47, этилена и ацетилена в сумме 67. На получение 1 т смеси этилена и ацетиленарасходуется 3500 кВт/ч электроэнергиии 1,3 т сырья. Способ получения этилена и ацетилена путем пиролиза углеводородного сырья в плазменной струе водорода при 1300-1400 С и времени контакта 70- 200 мксек, о т л и ч а ю щи й с я тем, что, с целью повышения выхода этилена, процесс ведут в турбулизованной плазменной с 4 тРуе с числом Рей" нольдса 5 10 - 310 при градиентах температуры в зоне реакции не выше 200 град/мм,