Реактор для пиролиза метана и других углеводородов до ацетилена Советский патент 1949 года по МПК B01F5/04 

Широкому использованию метана в качестве сырья для получения ацетилена препятствуют необычайно тяжелые условия пиролиза: реакцию необходимо вести при температуре 1175-1200°С и .резко охлаждать продукты реакции (до 400°) для того, чтобы избежать снижающих выход ацетилена вторичных реакций. Кроме того, вследствие недостаточного количества тепла, выде.ляющегося при окислении метана, необходим подвод в реакционную зону до-поЛНительнОГО тепла. Это затруднительно не только noTOiMy, что подвод тепла приходится вести при очень высокой температуре реакционной зоны, но, главным образом, ввиду высокоскоростного характера процесса пиролиза: продолжительность нагрева должна измеряться лишь тысячными долями секунды.

Предлагаемый, согласно изобретению, реактор позволяет просто осуществить и четко регулировать -этот трудный технологический редким.

Основная идея конструкции заключается в использовании инжекционного смесителя в качестве реакцнонного аппарата.

Путем инжектирования легко осуществить чрезвычайно высокую скорость смешения газов, обеспечиваю.щую высокоскоростной контакт метана с кислородом, а благодаря предварительному подогреву кислорода, легко разрешается вопрос подачи тепла в реакционную зону.

На чертеже изображен продольный разрез реактора в примерной форме его выполнения. Реактор состоит из цилиндрической или иной формы топочной камеры 6, предназначенной для высокотемпературного нагрева кислорода, направляемого на реакцию, и реакционной камеры 10, выполненной в виде инл екционного смесителя.

Топочная камера 6 обогрев ается посредством горелки 2, направленной по ее оси. Горелка питается газокислородной (метанокислородной) смесью, подаваемой по трубе 1. Кислород, необходимый для окисления метана, подают в топочную камеру по трубе 3, через кольцевой коллектор 4 и щели 5. Нагрев кислорода происходит за счет его смешения с горячими продуктами горения. Нагретый до необходимой температуры кислород (800-1000°С) в смеси с продуктами горения (НоО;

:,-

СОа) поступает в форкамеру 9 смесителя.

Предназначенный для пиролиза метан, предварительно подогретый до 500-600°С, подают под давлением до двух ат через трубу 7. При поддерживании в реакторе давления, близкого к атмосферному, метан будет вытекать из сопла 8 с критической скоростью,. создавая разрежение в форкамере 9 и увлекая за собой нагретый кислород в реакционную камеру 10. В последней происходит интенсивное смешение метана с кислородом и реакции окислительного пиролиза. Смешение газов полностью заканчивается в канале длиною до 10 м.

Прореагировавшая газовая смесь по трубе JJ удаляется в закалочную камеру. Топочная камера 6, форкамера 9 и реакционная камера 10

изготовляются из высокоогнеупорного материала: динаса, магнезита, корунда.

Пред-мет изобретения

1.Реактор для пиролиза метана и других углеводородов до ацетилена с подогреванием кислорода донеобходимой для реакции температуры путем сжигания части метана, отличаюш,ийся тем, что, с целью предотвращения побогчиых процессов и проведения реакции с .максимальной скоростью, реактор выполнен в виде иижекционного смесителя и соединенной с ним камеры для подогрева кислорода.

2,Реактор по п. 1, отличающийся тем, что камера для подогрева и инжекционный смеситель расположены так, что образуют между собою угол.

C-Ii,- ,/