Способ получения ацетилена Советский патент 1981 года по МПК C07C11/24 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИ| АЦЕТИЛЕНА

1

Изобретение относится к процессуполучения ацетилена термоокислительным пиролизом метана.

Известеч способ получения ацетиена, включающий смешение кислорода со смесью метана, водорода и окиси углерода путем ввода кислорода в смесь газов и подачу образующейся смеси в зону окислительного пчроли-i: за 1.

Однако при вводе кислорода в етано-водородную смесь максимгшьно возможная температура получаемой смеси 350-400с. При более высоких температурах происходит воспламенение смеси еще до ввода ее в зону окислительного пиролиза. Низкая температура смеси/ подаваемой в зону пиролиза, приводит к низкому выходу продукта и большому сажеобразованию.

Известен также способ получени ацетилена путем окислительного пироиза метана, включающий смешивание предварительно подогретых до 600700°С метана и кислорода в мольном соотношении ,55 - 0,65, ввод етано-кислородной смеси в зону кислительного пиролиза и смешивание с водородом или водородсодержащим газом 2.

Воспламенение смеси происходит в момент добавления водорода и реакция окислительного пиролиза метана протекает в так называемой области диффузионного горения .

Однако при осуществлении способа окислительного пиролиза в диффу0зионном пламени в промышленных реакторах больших габаритов наблюдаются отдельные зоны с резко повышенной температурой до 2000 С, что приводит к разложению образовавшего5 ся ацетилена и, следовательно, к снижению выхода продукта..

Кроме того, наличие местных зон перегрева часто приводит к оплавлению стенок реактора и нарушению 0 процесса.

Цель изобретения - повышение выхода продукта при осуществлении процесса в промышленных реакторах.

Указанная цель достигается тем, 5 что согласно способу получения ацетилена путем окислительного пиролиза метана, включающему приготовление смеси предварительно подогретых до 60р-650°С метана и кислорода в моль0 .ном соотнетиении Oj: СН4 0,55 - 0,65 и смешивание,..,их с водородом или водородсодержащим газом с метанокислородной смесью осуществляют до ввода в зону окислительного пир лиза путем введения водорода или водородсодержащего газа в поток см метана и кислорода боковыми радиальными струями с линейной скорос обеспечивающей предотвращение воспламенения смеси до ее ввода в зо окислительного пиролиза. Осуществление процесса при указ ных условиях позволяет получить гомогенную смесь кислорода, метана и водорода, имеющую температуру до 800°С, подавать эту смесь в зону окислительного пиролиза и проводит процесс пиролиза при кинетическом горении При этом отсутс вуют зоны местного перегрева, что приводит к повьЕпению выхода продук и повьнаению надежности работы реак ра. Пример 1. Осуществляют процесс получения ацетилена в промьпиленном реакторе, имеющем струйн смесителтл, горелочное устройство, футерованный цилиндрический сосуд, образующий реакционную зону окисли тельного пиролиза, и закалочное устройство. Диаметр смесителя 400 м В качестве источника метана используют природный газ с содержани метана 98%. В смесителе струйчатого типа сначала смешивают подогретые до 650 С метан и кислород. Затем в поток метано-кислородной смеси чере расгтределительное устройство, установленное в нижней части смесителя на ра: стоянии 750 мм до входа смеси в горелочное устройство, ради альными струями диаметром 3 мм впрыскивают подогретую до смесь водорода с окисью углерода при молярном Соотношении НугСО 2,4;1, Скорость вылета отдельной струи из отверстия составляет 300-350 м/с. Полученную сМесь газов с молярным соотношением О:СН ;{Н2+ СО) 0,57:1,0:0,4, имеющую 800°С, через горелочное устройство подают в реакционную зону. На выходе иэ реактора (после закалочного устройства получают сухие газы пиролиза следующего состава, об.%: С2Н2 8,5; о; и СН4 3,9 COg 2,7; СО 24, Oj 0,2; Н259,2; N2 1,0. Выход ацетилена в расчете на углерод природного газа 38,6%, количество образовавшейся сажи в расчете на 1 м при родного газа 3,6 г. Пример 2. Проводят процесс получения ацетилена в тех же условиях, что и в примере 1, но вместо водорода с окисью углерода используют чистый водород. На окислительный пиролиз направляют метано-кислородоводородную смесь газов при молярном соотношении Oi-CH iKy 0,56:1,0:0,5, имеющую . На выходе из реактора (после закалки) получают сухие газы пиролиза следующего состава, об.%: CjHj 9,0; СуП 0,1; СН4 3,8; СО 1,9; СО 20,2; 0 0,2; Н2 63,8; N2 1,0. Выход ацетилена в расчете на углерод природного газа 41%. Количество образовавшейся сажи в расчете на 1 м природного газа 3,3 г. Пример 3. Проводят процесс/ получения ацетилена в тех же условиях, что и в примере 1. В метано-кислородную смесь, имеющую 650°С, впрыскивают водород, имеющий 20с. На окислительный пиролиз направляют метано-кислородо.водородную смесьгазов при соотношении О2:СН4:Ш 0,60:1,0:0,15, имеющую 62.0°С. На выходе из реактора (после закалки) получают сухие газы пиролиза следующего состава, об.%: 8,1; С2Н4 0,1; СН4 3,6; СО 3,9; СО 21,0; H/j 61,7; Оз 0,3; N 1,3. Шдход ацетилена в расчете на углерод природного газа 36,4%. Количество образовавшейся сажи В расчете на 1 м природного газа 4;, 1 г. Пример 4. (Известный способ). Проводят получение ацетилена в тех же условиях, что и в примере 1. Метанокислородную смесь при 650 С направляют через горелочное устройство в зону окислительного пиролиза. Туда же направляют отдельно поток водорода, подогретый до 1100°С. На выходе из реактора получают сухие газы пиролиза следующего состава, об.%: CjHj 7,9; С2Н4 0,1; СН4 4,0; СО 3,7; СО 21, 7 ;« Н 2 61, 2 ; О 0, 2 ; N 1,2 . Выход ацетилена в расчете на углерод природного газа 34,5%. Количество образовавшейся сажи на 1 м природного газа 5,2 г. Из приведенных примеров видно, что при осуществлении предлагаемого процесса выход ацетилена увеличивается, на 2-7%, а количество сажи уменьшается в 1,3-1,6 раза. Формула изобретения Способ получения ацетилена окйслительным пиролизом метана, включаюищй приготовление смеси предва- рительно подогретых до температуры 600-700с метана и кислорода в мольном соотношении OytCH 0,55-0,65 и смешивание их с водородом или водородсодержащим газом, о т л ичающийся тем,что, с целью повышения выхода продукта при осуществлении процесса в пролвлшленных реакторах, смешивание водорода иЛи водородсодержащего газа с метано- ; кислородной смесью осуществляют до ввода в зону окислительного пиролиза

путем введения водорода или водородсодержащего газа в поток смеси меТаиа и кислорода боковыми радиальншли струями с лииейиой скоростью, обеспе({ивающей предотвращение воспламенения смеси до ее ввода в зону окислительного пиролиза.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Патент США 2679542, кл, 260-679, 1954 (прототип),