Способ получения ацетилена

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскик Социалистичесиик Республик(23) ПриоритетОпубликова ое к авт. свид 51)М. К 07 С 11/2 осударственныи комитет СССР но делам изобретений и открытий.342(088.8 ата опубликования описания 23048 71) Заявит СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЦЕТИЛЕ водородсодержа одаси онуыходазов ченио пиро- вание 600 льном 5, ввод нуива 25 м с 6 30,нИзобретение относится к процессуполучения ацетилена термоокислительным пиролизом метана.Известеч способ получения ацетилена, включающий смешение кислорсо смесью метана, водорода и окиуглерода путем ввода кислорода всмесь газов и подачу образующейсясмеси в зону окислительного пчроли,эа 11,Однако при вводе кислорода вметано-водородную смесь максимальновозможная температура получаемойсмеси 350-400 оС. При более высокихтемпературах происходит воспламенение смеси еще до ввода ее в зонуокислительного пиролиэа. Низкаятемпература смеси, подаваемой вз пиролиэа, приводит к низкомув у продукта и большому сажеобр анию. Известен также способ полуацетилена путем.окислительноглиза метана, включающий смешипредварительно подогретых до700 оС метана и кислорода в мосоотношении О.СН 4=0,55 - 0,6метано-кислородной смеси в эоокислительного пиролиза и смеш 375 (21) 2 1182 86/2 3-04аявки Но ние с водородом илищим газом 2.Воспламенение смеси происходит вмомент добавления водорода и реакция окислительного пиролиэа метанапротекает в так называемой областидиффузионного горения.Однако при осуществлении способа .окислительного пиролиза в фдиффузионном пламени в промышленныхреакторах больших габаритов наблю"даются отдельные зоны с резко повышенной температурой до 2000 С, чтоо,приводит к разложению образовавшегося ацетилена и, следовательно, к снижению выхода продукта.,Кроме того, наличие местных зонперегрева часто приводит к оплавлению стенок реактора и нарушениюпроцесса.Цель изобретения - повышениевыхода продукта при осуществлениипроцесса в промышленных реакторах.Указанная цель достигается тем,что согласно способу получения ацетилена путем окислительного пиролиэаетана, включающему приготовлениемеси предварительно подогретых до00-650 С метана и кислорода в мольом соотношении Оо: СН 4= 0,55 - 0,65и смешиваниеоих с водородом иливодородсодержащим газом с метанокислородной смесью осуществляютдо ввода. в зону окислительного пиролиза путем введения водорода иливодородсодержащего газа в поток смесиметана и кислорода боковыми радиальными струями с линейной скоростью,обеспечивающей предотвращение воспламенения смеси до ее ввода в зонуокислительиого пиролиза.Осуществление процесса при указанных условиях позволяет получитьгомогенную смесь кислорода, метанаи водорода, имеющую температуру до800 оС, подавать эту смесь в зонуокислительного пиролиза и проводитьпроцесс пиролиза при фкинети-,ческом горениифф. При этом отсутствуют зоны местного перегрева, чтоприводит к повышению выхода продуктаи повышению надежности работы реактора,П р и м е р 1. Осуществляютпроцесс получения ацетилена в промышленном реакторе, имеющем струйныйсмеситель, горелочное устройство,Футерованный цилиндрический сосуд,образующий реакционную зону окислительного пиролиза, и закалочноеустройство. Диаметр смесителя 400 мм.В качестве источника метана используют природный газ с содержаниемметана 98,В смесителе струйчатого типасначала смешивают подогретые до650 С метан и кислород. Затем впоток метано-кислородной смеси черезраспределительное устройство, установленное в нижней части смесителяна расстоянии 750 мм до входасмеси в горелочное устройство, радиальнымиструями диаметром 3 ммовпрыскивают подогретую до 1100 Ссмесь водорода с окиеью углеродапри молярном соотношении Н:СО==2,4:1. Скорость вылета отдельной. струи из отверстия составляет300-350 м/с.Полученную смесь газов с малярным соотношением ОфСН 4.(Н+ СО)0,57 г 1,ОЙДО,4, имеющую 800 С, чеа.орез горелочное устройство подаютв реакционную зону. На выходе иэреактора .(после эакалочного устроЯства получают сухие газы пиролиэаследующего состава, об.: С 2 Нт 8,5 уС 1 Н 4 0,1) СН 4 39 У СО 2 7; СО 245 У,01 О 2; Й 1 592 у Я 1 О. Выход ацетилена в расчете на углерод природного газа 38,6, количество образовавшейся сажи в расчете на 1 м природного газа 3,6 г.П р и м е р 2. Проводят процессполучения ацетилена в тех же условиях, что и в примере 1, но вместоводорода с окисью углерода.используют чистый водород. На окислительный пиролиз направляют метано-кисформула изобретения 50 Способ получения ацетилена.окис-.лительным пиролизом метана, включающий приготовление смеси предварительно подогретых до температуры600-700 дС метана и кислорода в мольном соотношении О.СН 4= 0,55-0,65и смешивание их с водородом иливодородсодержащим газом, о т л ич а ю щ и й с я тем,что, с целью 60 повышения выхода продукта при осу-.ществлении процесса в промышленныхреакторах, смешивание водорода иливодородсодержащего газа с метано-.кислородной смесью осуществляют до 65 ввода в зону окислительного пиролиэаЪ лородоводородную смесь газов примолярном соотношении 02.СН 4 Н== 0,56:1,ОЙДО,5, имеющую 800 фС. Навыходе из реактора (после закалки)получают сухие газы пиролиза следующего состава, об.: СК 9,015 СдН 4 0,1; СН 4 3,81 СОд 1,9 СО 20,21О О 2; Н 2 63 8; 02 1 О. Выходацетилена в расчете на углеродприродного газа 41, Количествообразовавшейся сажи в расчете на1 мз природного газа 3,3 г.П р и м е р 3. Проводят процесс,получения ацетилена в тех же условиях,что и в примере 1. В метано-кислоородную смесь, имеющую 650 С, впрыс 15 кивают водород, имеющий 20 С. Наокислительный пиролиз направляютметано-кислородо в"дородную смесьгазов при соотношении О:СН 4:Нр=О, 60: 1, О: О, 15, имеющую 62.0 С. На20 выходе иэ реактора (после закалки)получают сухие газы пиролиза следующего состава, об.: СН 8,1;СН 4 0,1; СН 4 3,6; СО 3,9; СО 210;Н 61,7; О 0,31 М 1,3. Выход аце 25тйлена в расчете на углерод природного газа 36, 4. Количество образовавшейся сажи в расчете на 1 м приЪродного газа 4,1 г.П р и м е р 4. (Известный способ),Проводят получение ацетилена в тех же0 условиях, что и в примере 1. Метанокислородную смесь при 650 С направляют через горелочное устройствов зону окислительного пиролиза. Тудаже направляют отдельно поток водорода, подогретый до 1100 С. На выходе из реактора получают сухие газы Фиролиэа следующего состава, об.гСИ 7,9; С 2 Н 4 0,1; СН 4 4,0; СО 2 3,7)СО 21,7 Г Н 2 61 2 О 0 2 1 Ч 1 ф 240 Выход ацетйлена в расчете на углеродприродного газа 34,5. Количествообразовавшейся сажи на 1 м природ 3ного газа 5,2 г,Из приведенных примеров видно,что при осуществлении предлагаемогопроцесса выход ацетилена увеличивается, на 2"7, а количество сажиуменьшается в 1,3-1,6 раза./Корректор С. Шекмар Редактор С. Патрущева Заказ 1997/30 Тираж 443 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР ло делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раумская иаб., д, 4/5Ь е е еаеве Филиал ППП Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4путем введения водорода или водородсодержащего газа в поток смеси метаиа и кислорода боковыми радиальнымиструями с линейной скоростью, обеспе 1 чивающей предотвращение воспламенениясмеси до ее ввода в зону окислительного пиролиэа. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Миллер А. Ацетилен, его своЯства, получение и применение. Л.,Химия, 1968, т. 1, с, 405. 2, Патент США 9 2679542,кл, 260-679, 1954 (прототип),