Реактор для получения ацетилена пиролизом углеводородных газов

(19) (11) ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯА ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ еакторуоокислидиого о впроизводствах,Целью изобретшение производит(за счет более преакционного объмени прогрева пуности контакта муглеводородом) иции реактора. ения является повыельности реактора олиого использования ема и сокращения вретем развития поверх- ежду кислородом и упрощение конструкГОСУДАРСТНЕННЬИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Московский институт химического машиностроения(56) Антонов В.Н. и Лапидус А.С Производство ацетилена. - М.: Химия) 1970, .с. 184.Авторское свидетельство СССР У 1357407, кл. С 07 С 4/04, 1984. (54) РЕАКТОР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ АЦЕТИЛЕНА ПИРОЛИЗОМ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ГАЗОВ (57) Изобретение относится к реактору для получения ацетилена термоокис" лительным пиролизом углево)яородного газа и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности. Цель - повышение производиИзобретение относится к для получения ацетилена тер тельным.пиролизом углеводор газа и может быть использов химических и нефтехимически а) 4 С 10 С 9/18, С 07 С 11/24 тельности и упрощение реактора. Реактор содержит футерованный металлический корпус с осевым штуцером дляподачи углеводородного газа и радиальным штуцером для подачи кислорода, установленными в верхней части корпуса, и с патрубками для подачи закалачной воды, отходящей водыи удаления газов пиролиза, установленных в нижней части корпуса, средство для раздельного ввода в реакционную зону углеводородных газови кислорода, установленное в верхней части корпуса, выполненное изнабора параллельных с зазором установленных пластин (П) из металлаили огнеупорного материала, причемкаждая П соединена с одной смежной Пверхними горизонтальными ребрами,а со второй смежной П - боковымивертикальными ребрами. 4 ил. На фиг. 1 представлен реактор, продольное сечение; на фиг 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 средство для раздельного ввода углеводородного газа и кислорода,. аксонометрия; на фиг. 4 - схема потоков углеводородного газа и кислорода навыходе из средства для их раздельно" го ввода.Реактор содержит футерованный металлический корпус 1 с осевым штуцером 2 для ввода углеводородного газа и радиальным штуцером 3 для ввода кислорода в верхней части корпуса 1.для отвода газов пиролиза и остаточной воды соответственно в нижнейчасти корпуса 1, В верхней частикорпуса 1 установлено средство 7для раздельной подачи углеводородного газа и кислорода, вьиолненноеиз набора параллельных металлических(или из огнеупорного материала) плас Отин 8, причем каждая пластина соединена с одной смежной пластиной верхними горизонтальными ребрами 9, а свторой смежной пластиной - боковымивертикальными ребрами 10. Пластины 8 15установлены между собой с зазором иобразуют между собой узкие щели 11,открытые .внизу в зону 12 реакции,патрубок для закалочной воды снабженфорсункой 13 для закалки продуктов 20зоны 12 реакции. Средство 7 для раздельного ввода углеводородов и кисло"рода соединено с корпусом 1 при по-мощи фланцевого соединения (не показано) н аваркой а фланцами - ао атуцерами 2,3, для подачи углеводородаи кислорода, в щели 11. Щади 11 дляпрохода углеводородного газа могутбыть шириной 4 мм при их количестве37, а для прохода кислорода - анри Оной 2,5 мм при их количестве 38,толщина пластин 9-5 мм,Реактор работает следующим образом.Углеводородный гаэ поступает через штуцер 2 в узкие щели 11, образованные металлическими разделяющимиппастинаии 8, н вытекает в реакционную зону 12 в виде тонкой плоскойструи. Кислород через штуцер 3 по Оступает в соседние щели 11 и истекает в реакционную зону 12 в виде тонких плоских струй параллельно струямуглеводородного газа, На совпадающихплоских границах начальных участков 45струи 14 (фиг, 4) происходит прямойконтакт между углеводородным газоми кислородом и устанавливается оченькороткий Фронт кинетического горения(Фиг. 4), в котором интенсивно выделяется большое количество тепла, приводящее к быстрому росту температуры и прогреву прилегающих тонкихслоев непрореагировавшего углеводородного газа выше 1200 С и его терми ческому разложению за сантисекунды,Кислород и углеводородный газ,подаваемые по всему сечению, полностью заполняют реакционную зону 12, что исключает возможность возникновения рециркуляции продуктовпиролиза в зону разложения,Продукты пиролиза, содержащиеС Н, закаливаются охлаждающей водой,подаваемой при помощи форсунки 13,и покидают реактор через патрубок 5,а остаточная вода с .некоторым содер"жанием отмытой сажи - через патрубок 6.Повышение производительностипредлагаемого реактора по сравнениюс известным обеспечивается эа счетосвобождения части реакционного объема эа счет конструкции средствадля раздельной подачи газовНри одних н тех же режимах работы реактора его производительностьопределяется как произведение величи-ны удельной производительности шна площадь сечения реакционной зоныс и ш ь где щ - удельная производительностьреактора, кг/(м 2.с); Р - площадь сечения реакцион- Р ной зоны, м2Поскольку ш остается величиной постоянной (время реакции не меняется), то единичная производительность реактора пропорциональна изменению площади сечения реакционной камеры; . Исн, ауИса - а 1 -(с И где Й - внутренний диаметр реак- Рционной камеры, м; й 8 - наружный диаметр вставки(по прототипу), и.Таким образом, дажепрн одной и той же удельной производительности и тех же режимах и размерах реакционной эоны производительность предлагаемого реактора по сравнению с известным возрастает от 19 до 567. 1Сравнительные расчеты приводят при следующих конструктивных и режимных характеристиках реактора: диаметр реакционной камеры с 1 0,4 м, температура сырья на входе 650 С, давление газа в реакционной зоне - О, 105 МПа.Состав газа пиролиза зависит от исходного сырья (природный газ, по 14741путный гаэ, этан, бутан, пропан и т.д.), и поэтому его состав переменный. В технологии производства ацетилена в качестве характеристи 5 ки газов обычно используется объемное содержание ацетилена в газе пиролиэа, которое по регламенту не должно быть меньше 7-8 об.Х. Для заданного вида сырья этот выход 10 ацетилена определяется температурным уровнем процесса, скоростью прогрева, конструкцией реакционной зоны и скоростью закалки, для предлагаемого реактора выход ацетилена - не 1 б меньше 9 об.Х.Таким образом, предлагаемый реактор по сравнению с известным при более простои конструктивном выполнении и технологии изготовления 20 обеспечивает повышение производитель,ности в 1,2-1,56 раэ эз счет более полного использования реакционной эоны, дает повышенный выход ацетилена за счет локализации фронта горе ния на начальном участке струи, увеличения скорости прогрева тонких струй и сокращения времени химического превращения. 67 6 Формула изобретения Реактор для получения ацетилена пиролиэом углеводородныхгазов, содержащий футерованный металлический корпус с осевым штуцером для подачи углеводородного газа и радиальным штуцером для подачи кислорода, установленными в верхней части корпуса, и патрубками для подачи эакалочной воды, отходящей воды н удаления газов пиролиза, установленныю в нижней части корпуса, средство для раздельного ввода в реакционную зону углеводороджх.сазов и кислорода, установленное в верхней части корпуса, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что с целью цовииеняя пройэводнтйль ности и упрощения реактора, средство для раздельиого ввода углеводоро 1 цных газов и кислорода вьвашнено из набора параллельных пластин, установленных с зазором мезду ними, причем каждая пластина соединена с одной смежной пластиной верхвюе горизоа тальнцми ребрами, а с другой , смм;. ной пластиной - боковьваи вертикальными ребраьы.14.74167 т бруч нько о едакто я н ород, ул, Г оизводстве итель Т. ИльинскаяА. Кравчук аказ 1841/23 Тираж 446КИПИ Государственного комитета по иэобр113035, Москва, Ж, Раув ский комбинат "Патент" Подпис но еоткрытиям при ГКНТ С д 4/5