Установка для переработки углеводородов

Союз Севвтскнк Сфцналнстнчесннк Республнк(6 ) Дополнительное к авт. свмд-ву - (22) Заявлено 0210.78 (21) 2668296/23-26 с йрмсоедименмем заявкм Нов(23) ПрморитвтОпубликовано 230881. Бюллетень Й 9 31 Дата опубликования описания 230881(51) М. Кл.з С 10 С 9/18 Государствеинмй комитет СССР но дедам изобретений и открытий(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИУГЛЕВОДОРОДОВ Изобретение относится к химической технологии и энергетике и может быть использовано при разработке и проектировании установок по комплексному использованию сырьевых ресурсов, особенно, природного газа, при усовершенствовании энерготехнологических установок одновременного получения азотной кислоты, ацетилена и электроэнергии.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является установка для переработки углеводородов с получением химических продуктов и электроэнергии, включающая реактор с камерой сжигания, подсоединенные с ней и расположенные последовательно парогенератор с турбогенератором, устройство для выделения окислов азота, устройство для утилизации"продуктов сжигания и компрессов 11,Недостатком известной установки является-отсутствие возможности производить одновременно с электроэнергией и окислами азота ацетилен, Для его производства необходимо дополнительно ввести самостоятельную установку, не связанную единым технологическим циклом. Цель изобретения - удешевлениеполучения химических продуктов иэлектроэнергии.Поставленная цель достигаетсятем, что в установке для переработкиуглеводородог с получением химических продуктов и электроэнергии, вклю чающей реактор с камерой сжигания,подсоединенные к ней и расположенныепоследовательно парогенератор с тур, богенератором, устройство для выделения окислов азота, устройство дляутилизации продуктов сжигания, икомпрессор, в качестве реактора используют реактор типа ударной трубы,содержащей детонационную камеру сжигания и камеру для получения ацетилена, компрессор установлен передустройством для выделения окисловазота, и установка снабжена подсоединенными к камере для полученияацетилена и расположенными последовательно парогенератором, компрессором и устройством для выделенияацетилена, подсоединенным к устройству для утилизации продуктов сгорания.На чертеже схаматично изображенаустановка для переработки углеводоЗ 0 родов..В установке в качестве камеры сжи.гания использовано устройство дляполучения ацетилена, состоящее издвух частей - детонационной камеры 1сгорания и реакционной камеры 2, каждая из которых подсоединена к магистрали 3 подачи природного газа. Подвод природного газа к реакционной камере осуществляется через участок магистрали подачи природного газа,проходящий через теплообменник 4,установленный в парогенераторе 5,соединенный с турбогенератором 6.Компрессор 7 рабочего давления, соединенный с выходом парогенератора,:установлен непосредственно передустановкой по выделению окислов азота 8, на выходе которой установлено,устройство 9 утилизации продуктовсгорания с турбогенератором. Выходреакционной камеры 2 через дополнительный теплообменник 10, выполненный в виде парогенератора с турбогенератором 11, дополнительный компрессор 12 и устройство 13 для выделенияацетилена соединен с устройством 9утилизации продуктов сгорания. Одиниз исходных продуктов - воздух, обогащенный кислородом, подводится помагистрали 14 к детонационной камере1 сгорания.Установка работает следующимобразом.Обогащенный кислородом воздух иприродный газ - метан по магистра. -лям поступает в детонационную камеру, предварительно нагретые в теплообменнике парогенератора 5 до температуры 600-630 С,Процесс заполНения детонационнойи реакционной камер ведут при атмосферном давлении. Расходы компонентоврегулируют таким образом, чтобы заполнение камер заканчивалось одновременно. После заполнения камер, смесьв детонационной камере поджигают,формируется детонационная волна, которая переходит в отсоединенную ударную волну, распространяющуюся в реакционной камере в среде нагретого природного газа. При этом в реакционнойкамере происходит пиролиз метана, врезультате которого из части метанаобразуются ацетилен, этилен, водород.После сгорания газов в детонационной камере и пиролиза метана в реакционной камере цикл работы заканчивается, свежие порции исходных компонентов снова заполняют камеру сжигания М цикл повторяется,При детонационнЬм режиме горенияв продукта сгорания образуется значительное количество окислов азота(до 2-х ), что происходит в результате термического связывания кислорода и азота воздуха, Окислы азотасохраняются в продуктах сгорания засчет закалки в волне разрежения идальнейшего охлаждения в парогенера 45 50 55 60 65 При лабораторных исследованиях камеры сжигания при различных состояниях компонентов горючей смеси (метана, кислорода, азота), выход окислов азота колеблется от 1,6 до 2, а ацетилена - до 7. Анализ процессов происходящих в реакционной камере позволяет утверждать, что выход ацетилена может быть доведен до 19, Таким образом, при сжигании в данной установке 90000 нм э в час природного газа (что соответствует расходу газа на средней тепловой электростанции) помимо традиционного производства электроэнергии, каждый час производится 10 т азотной кислоты и 11 т ацетилена, что равно часовой производительности существующих заводов по производству азотной кислоты и ацетилена.Ступенчатое сжигание топлива (сначала в камере сжигания, а затем торе 5. В парогенераторе тепло продуктов сгорания расходуется на получение водяного пара, который затемиспользуется в турбогенераторе длявыработки электроэнергии.Отдав тепло в парогенераторе, продукты сгорания сжимаются компрессоромдо 16 атм и поступают в установкудля выделения окислов азота. В установке выделенные окислы связывают 10 ся до азотной кислоты, которая и является целевым продуктом,Богатые кислородом продукты, оставшиеся после выделения окисловазота направляют в устройство утилизации продуктов сгорания, где ихсжимают вместе с синтез-газом, полученным при пиролизе природного газа,Отработанные газы выбрасываются ватмосферу.Продукты пиролиза природного газа20 из реакционной камеры поступают в теплообменник 10, пар которого используется для выработки электроэнергиив турбогенераторе 11.Охладившиеся в теплообменнике25 газы пиролиза сжимают компрессором15 до 10 атм и направляют в устройство по выделению ацетилена из газов пиролиза, Выделенный ацетиленявляется целевым продуктом.Оставшиеся после извлечения ацетилена газы, т.е. этилен, метан иводород (синтез-газ) направляют вустройство утилизации продуктов сгорания, где их сжигают в газах поступивших из установки для выделенияокислов азота. Как указывалось ранее,отработанные газы выбрасываются ватмосферу, а выделившееся тепло используется для производства электроэнергии.40 Предлагаемое устройство позволяетрешиТь в одном из направлений проблему комплексного использования природного горючего топлива,857228 формула изобретения Составитель Н. Агеенкоедактор Г. Волкова Техред М, Рейвес КорректорГ ни 5/41 Тира ВНИИПИ ГосУДаРс по делам изо 113035, Москва, Жказ 7 54 ен Подпиого комитета СССРний и открытийРаушская наб., д. 4/ ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 и в устройстве утилизации продуктовсгорания) позволяет сократить количество врелных вйбросов в атмосферупо сравнению с тепловыми электростанциями, и тем самым упрощает задачуборьбы за чистоту окружающей среды. Установка для переработки углеводородов с получением химических продуктов и электроэнергии, включающая реактор с камерой сжигания, подсоединенные к ней и расположенные последовательно парогенератор с турбогенератором, устройство для выделения окислов азота, устройство для утилизации продуктов сжигания,и компрессор, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,с целью удешевления получения химических продуктов и электроэнергии, в качестве реактора используют реактортипа ударной трубы, содержащий детонационную камеру сжигания и камеру дляполучения ацетилена, компрессор установлен перед устройством для выделения окислов азота, и установка снабжена подсоединенными к камере дляполучения ацетилена и расположенными последовательно парогенератором,компрессором и устройством для выделения ацетилена, подсоединеннымк устройству для утилизации продуктов сгорания.Источники. информации,принятые во внимание при экспертизе1. Получение окислов азота термическим путем в высоконапорном парогенераторе, Отчет МХП., М., 1969.