RU2242497C2 - Способ получения ацетилена и синтез-газа - Google Patents
Способ получения ацетилена и синтез-газа Download PDFInfo
- Publication number
- RU2242497C2 RU2242497C2 RU2000107366/04A RU2000107366A RU2242497C2 RU 2242497 C2 RU2242497 C2 RU 2242497C2 RU 2000107366/04 A RU2000107366/04 A RU 2000107366/04A RU 2000107366 A RU2000107366 A RU 2000107366A RU 2242497 C2 RU2242497 C2 RU 2242497C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reaction
- acetylene
- mixture
- cooling
- reactor
- Prior art date
Links
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 46
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 title claims description 45
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims description 29
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 title claims description 23
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 47
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 47
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 25
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 17
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 17
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 9
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 53
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 34
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 18
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 18
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims description 8
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 7
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 abstract description 13
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract 1
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 34
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 20
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 17
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 16
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 8
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 7
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 7
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 7
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 6
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 6
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 6
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 5
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 5
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 4
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 3
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007353 oxidative pyrolysis Methods 0.000 description 2
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 2
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- -1 hydrogen- Chemical class 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
- C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
- C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
- C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
- C01B3/36—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using oxygen or mixtures containing oxygen as gasifying agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms
- C07C2/76—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by condensation of hydrocarbons with partial elimination of hydrogen
- C07C2/82—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by condensation of hydrocarbons with partial elimination of hydrogen oxidative coupling
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу получения ацетилена и синтез-газа. Способ получения ацетилена и синтез-газа включает термическую обработку исходной смеси, содержащей один или несколько углеводородов и молекулярный кислород и/или соединения с одним или несколькими элементами кислорода, нагреваемой максимум до 1400°С. Реакцию проводят в реакторе с последующим охлаждением продуктов реакции. Охлаждение осуществляют косвенно или непосредственно до температуры не более 1000°С с последующим косвенным охлаждением. Изобретение позволяет сократить расход энергии, а также значительно сократить образование технического углерода. 6 з.п.ф-лы.
Description
Изобретение относится к способу получения ацетилена и синтез-газа.
Многочисленные способы некаталитического получения ацетилена базируются на пиролизе или на частичном окислении углеводородов. При этом в качестве исходных веществ используют от соединений с короткими цепями, например, метана, до соединений сырых масел с длинными цепями. Технологический процесс, погружение в пламя, делает возможным дополнительное использование кипящих фракций, например, остаточных масел. При пиролитическом и окислительном способе получения ацетилена термодинамические и кинетические параметры имеют принципиальное решающее влияние на выбор условий при проведении реакций. Важными предпосылками соответствующих процессов являются быстрая подача энергии при высоком уровне температур (максимальная температура реакции должна составлять более 1400°С), очень короткая продолжительность реакции исходных веществ или реакционных продуктов (от 10-2 до 10-3 секунд), низкое парциальное давление ацетилена и быстрое охлаждение получаемых газов. Ацетилен получают при пиролизе и частичном окислении в газовой смеси, так называемом крекинг-газе. При этом крекинг-газ обычно содержит приблизительно 5-20% объема ацетилена. Затем ацетилен экстрагируют из крекинг-газа при помощи селективных растворителей, например, N-метилпирролидона, диметилформамида, керосина, метанола или ацетона, и на следующих стадиях очищают.
Некоторые способы получения ацетилена отличаются относительно получения высоких температур для проведения реакции. При этом решающую роль играют подготовка, а также передача тепловой энергии. В предложенном изобретении допускают два принципиально различных способа:
А - способ аллотермического пиролиза с преимущественно электрическим нагреванием
Б - автотермический способ, при котором тепло, возникающее при неполном сгорании исходных продуктов, используют в окислительном пиролизе.
Способ А
К способу А относится способ с использованием электрической дуги. По этому способу углеводороды подвергают пиролизу до температуры кипения 200°С с помощью стабилизированной электрической дуги длиной около 1 м, в центре которой температура составляет до 20000°С. На конце “горелки” газовая смесь имеет рабочее давление около 1,2 бар и температуру 1800°С, которая после впрыскивания воды быстро опускается до температуры около 100°С. Продолжительность реакции составляет несколько миллисекунд, выход ацетилена или этилена (этилен, как правило, получают только при предварительном гашении реакции с углеводородами) достигает 1,0 или 0,42 т на 1,8 т используемого углеводорода. Другой способ с использованием электрической дуги был проведен в двух крупномасштабных технических экспериментах. Вначале Н2 в качестве теплоносителя нагревают на электрической дуге при температуре 3000-4000°С и при этом 30-65%Н2 диссоциируют на атомы. В подключенном реакторе возможно впрыскивание в плазму и расщепление углеводородов всех видов, от метана до сырых масел. Крекинг-газ быстро охлаждают и отделяют. Если в процессе отделения происходит обратное превращение побочных продуктов, то при добавлении легкого бензина возможно получение приблизительно 80% ацетилена/этилена. Концентрация ацетилена в крекинг-газе достигает почти 14% объема.
Способ Б
Предложенный автотермический способ отделения является подходящим при использовании таких исходных продуктов, как, например, метан, жидкий газ или легкий бензин. Предпочтительным исходным продуктом является природный газ, иногда в качестве сырья используют лигроин. В техническом процессе метан и кислород по отдельности предварительно нагревают при температуре 500-600°С, смешивают и помещают в специальную горелку, где реакция происходит в момент образования пламени. Отношение О2 к СН4 составляет около 1/2 для того, чтобы происходило только неполное сгорание. В момент образования пламени происходит как экзотермическое окисление части СН4, так и эндотермическая гидродимеризация СН4 в ацетилене и водороде. Время реакции составляет несколько миллисекунд, затем реакционный газ охлаждают через впрыскивание воды или масла, в качестве агента для гашения реакции, так как в противном случае ацетилен распадется на технический углерод и водород. Однако образование технического углерода не может быть полностью предотвращено - на 100 кг ацетилена выпадает около 5 кг технического углерода. Отделение ацетилена обычно проводят при помощи экстрагирующего агента, например, N-метилпирролидона или диметилформамида. Затем фракционированную дисорбцию и подходящие стадии ректификации используют для отделения побочных компонентов. Содержание ацетилена в крекинг-газе составляет около 8% объема, причем основными компонентами являются водород - 57% объема и угарный газ - 26% объема. В данной пропорции основные компоненты представляют собой получаемый синтетический газ. Автотермическое получение ацетилена всегда включает в себя получение синтетического газа.
Некоторые примененные понятия определены в следующем пояснении.
Под нагреванием понимают все мероприятия и процессы, которые приводят к получению высокой температуры. Среду, например, исходную смесь для получения ацетилена и синтез-газа, нагревают, например, путем зажигания (в результате происходит экзотермическая реакция), путем подачи энергии (например, внешней) или через экзотермические реакции при одновременной или предшествующей подаче энергии (например, предварительном нагревании). Под исходной смесью понимают такую смесь, которую используют в процессе получения ацетилена и синтез-газа. Исходную смесь по желанию можно варьировать, и она содержит соответствующие различные исходные вещества в зависимости от предпочтительного синтез-газа. Исходная смесь всегда содержит молекулярный кислород и/или соединения с одним или несколькими элементами кислорода. Молекулярный кислород может являться подготовленной исходной смесью в виде воздуха, смесью воздуха и кислорода или чистым кислородом. Соединения с элементом кислорода могут являться подготовленным водным паром и/или диоксидом углерода. Кроме этого исходная смесь содержит один или несколько углеводородов. При этом исходная смесь часто содержит, особенно при получении метанола и синтез-газа, большую часть природного газа, а также жидкий газ, например, пропан или бутан, легкий бензин, например, пентан или гексан, бензол или другие ароматические углеводороды, бензин, полученный в результате пиролиза, или остатки перегонки нефти. Превращение исходной смеси в смесь, содержащую ацетилен и синтетический газ, называют термической обработкой. Основными типами реакции являются преимущественно горение (полное окисление), частичное горение (частичное окисление или окислительный пиролиз) и реакции пиролиза (реакции без участия кислорода). Под косвенным охлаждением понимают охлаждение реакционной смеси, если при этом используемый агент охлаждения не вступает в непосредственный контакт с реакционной смесью. Напротив, при непосредственном гашении реакции агент охлаждения вступает в непосредственный контакт с реакционной смесью.
Известные методики получения ацетилена являются общими, температура реакции должна составлять больше 1400°С, а продолжительность реакции несколько миллисекунд. Для избежания нежелательных последствий реакции (например, образования технического углерода) реакционный газ необходимо быстро охладить путем непосредственного впрыскивания агента, гасящего реакцию. При этом температура охлаждения соответствующей смеси сильно отличается в зависимости от использования агента, гасящего реакцию - если таким агентом является масло, то температура охлаждения равна 300°С, если агент - вода, то температура охлаждения равна 100°С. Из полученной смеси ацетилен вымывают с помощью селективного растворителя.
Вышеуказанный способ получения ацетилена и синтез-газа описан в патенте Германии DE-A-4422815. Причем исходную смесь получают в смесительной камере в связи с раздельным предварительным нагреванием. Реакция происходит в момент воспламенения в камере горения. Реакцию заканчивают в емкости с агентом, гасящим реакцию. Так как при высоких температурах ацетилен демонстрирует термодинамическую нестабильность и подвержен быстрому распаду, полученную смесь, содержащую ацетилен, необходимо молниеносно охладить (путем непосредственного введения агента, гасящего реакцию) - косвенное охлаждение было бы слишком инертным.
Существующий в настоящее время способ получения ацетилена и синтез-газа, который описан в патенте Германии DE-A-4422815, имеет существенные недостатки. Основным недостатком является то, что при гашении реакции (непосредственном введении агента) оптимальное восстановление энергии становится невозможным. После введения соответствующего раствора агента, гасящего реакцию, типичная температура максимум 300°С, то есть энергия возвращается на относительно низкий уровень (около 200-300°С), хотя это возможно при высоком уровне температуры (около 1500-1600°С). При нагревании, область применения этого относительно охлаждающего раствора сильно ограничена. Кроме этого, раствор агента, гасящего реакцию, сильно загружен коксом технического углерода и ароматическими компонентами, что затрудняет его дальнейшее использование. Высокий расход энергии, который необходим для получения реакционной температуры, выше, чем 1400°С, является другим важным недостатком. Следующей проблемой этого способа является образование больших количеств технического углерода, которое происходит вследствие очень высоких температур процесса. Образование технического углерода приводит к негативным последствиям, например, к уменьшению выхода ацетилена и синтез-газа, а также к загрязнению используемой аппаратуры. Очистка раствора агента, гасящего реакцию, и смеси крекинг-газа от загрязняющего технического углерода или кокса технического углерода является необходимой, поэтому способы очистки или отделения чаще всего должны быть дополнительно включены в производственный процесс.
В основе данного изобретения лежит задача сокращения расхода энергии при получении ацетилена и синтез-газа и, кроме этого, возможность восстановления используемой энергии. Также при осуществлении предложенного способа количество образующегося технического углерода должно быть незначительным.
Эта задача решается предложенным способом получения ацетилена и синтез-газа путем термической обработки исходной смеси, которая содержит один или несколько углеводородов, молекулярный кислород и/или соединения с одним или несколькими элементами кислорода, причем исходную смесь нагревают, в реакторе приводят к реакции и затем охлаждают. Предложенный способ отличается тем, что исходную смесь нагревают максимум до 1400°С.
Как уже было сказано выше, под нагреванием понимают все мероприятия и процессы, которые приводят исходную смесь к высокой температуре. Исходную смесь для получения ацетилена и синтез-газа нагревают, например, через зажигание (в результате происходит экзотермическая реакция), через подачу энергии (например, внешнее нагревание) или через экзотермические реакции при одновременной или предшествующей подаче энергии (например, при предварительном нагревании). Исходная смесь или реакционные смеси, полученные из исходной смеси, демонстрируют согласно данному способу температуру максимум 1400°С.
Противопоставлением известному способу является более продолжительное среднее время пребывания исходной смеси в реакторе оно составляет 10 миллисекунд.
В предпочтительном варианте осуществления предложенного изобретения используют косвенное охлаждение.
Термическую обработку проводят, как правило, при температуре между 1200°С и 1400°С, наиболее предпочтительной является температура до 1350°С. Причем чаще всего используют только реакционное тепло, которое выделяется в реакторе, так что становится возможным значительное сокращение энергии при электрическом или термическом предварительном нагревании.
“Агенты, быстро гасящие реакцию” используют в качестве предпосылки для получения акцептированного выхода ацетилена, они описаны в Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th Rev. Ed., Vol. Al, Verlag Chemie, Wein-heim, 1985, Seite 106. Необходимо очень быстрое гашение реакции, так как реакции проводят при высокой температуре (выше 1400°С), при высокой температуре продолжительность реакции должна быть короткой, соответственно охлаждение следует проводить быстро. Теперь является возможным получение ацетилена/синтетического газа при сравнительно медленном косвенном охлаждении, а проведение реакции возможно при температуре ниже 1400°С.
Преимуществом данного способа, которое получают благодаря низкой температуре процесса, является, во-первых, незначительное образование технического углерода. Во-вторых, расход энергии является более низким, чем в известных до сих пор способах. Также в предложенном способе становится возможным эффективное восстановление затраченной энергии, так как охлаждение является, предпочтительно, косвенным. При использовании подходящих теплообменных аппаратов для косвенного охлаждения возможно получение ценного пара высокого давления (им, например, приводят в действие турбину). Проведение охлаждения возможно чистым охлаждающим агентом, который в данном способе является соответствующей охлаждающей средой после использования высоких температур. Также возможно комбинирование непосредственного использования агента, гасящего реакцию (при предварительном использовании), и косвенного использования охлаждающего агента, причем охлаждение, как правило, проводят при непосредственном введении агента (при предварительном введении), гасящего реакцию, при температуре максимум 1000°С.
Молекулярный кислород обычно является исходной смесью в виде воздуха или смесью воздуха и кислорода. Соединения, содержащие элемент кислорода, являются, как правило, водным паром и/или углекислым газом. Обычно используют рециклизованный углекислый газ. Для этого обрабатывают углекислый газ, который содержит охлажденная реакционная смесь, и в этом случае подвергают рециклизации реакционную смесь, которая содержит весь углекислый газ.
Как было указано выше, возможно изменение препаративной формы исходной смеси. Препаративная форма используемой исходной смеси является, как правило, крекинг-газом. Основными крекинг-газами, которые могут быть получены согласно данному изобретению, являются, например, из ацетилен/метанол-синтез-газ, ацетилен/аммоний-синтез-газ, ацетилен/водород-, высококалорийный газ, ацетилен/монооксид углерода-высококалорийный газ, ацетилен/оксогаз, ацетилен/этилен-синтез-газ. В соответствии с указанным здесь крекинг-газом необходимо выбрать вид препаративной формы исходной смеси. Наряду с природным газом, используют также жидкий газ (пропан, бутан), легкий бензин, ароматические углеводороды, масло, получаемое в результате пиролиза бензина (из крекинг-процессов) и/или остатки перегонки нефти в вакууме. Исходная смесь может содержать (до 10% объема) возвратного крекинг-газа, рециклизованного газа, например, остаток метана при очистке крекинг-газа, остатки газов при других процессах, или синтетический газ. Для этого некоторое количество охлажденной реакционной смеси подвергают рециклизации. При использовании высших углеводородов (например, жидких углеводородов при температуре окружающей среды) возможно при добавлении водного пара в количестве до 50% объема, предпочтительно до 25% объема к исходной смеси можно получить благоприятный температурный режим процесса и предпочтительное содержание водорода в крекинг-газе. Кислород может являться исходной смесью в виде воздуха. В этом случае синтетический газ получают на основе аммония (идеальная препаративная форма: водород/азот = 3/1) и ацетилена. Добавление водного пара к природному газу с высоким содержанием метана приводит к получению предпочтительно ацетилен/водород-высококалорийный газа. Использование высших углеводородов приводит к получению высококалорийного природного газа ацетилен/монооксид углерода-высококалорийного газа.
Реакцию для получения ацетилена/синтез-газа проводят по предложенному способу при любом давлении, предпочтительно при атмосферном давлении. Подходящими реакторами являются реакторы с подачей пламени, регенеративные реакторы, рекуперативные реакторы или проточные реакторы, предпочтительными являются трубчатые реакторы. Используемыми реакторами с подачей пламени часто являются турбулентная горелка или блок горелки с подключенной камерой сгорания. Соответствующие реакторы с подачей пламени работают с предварительно смешанным пламенем и с диффузионным пламенем. Время обработки в реакторе обычно составляет менее 1 секунды - однако фаза охлаждения длиннее, чем те фазы охлаждения, которые используют в известных способах. Также принципиальным отличием предложенного способа является непосредственное охлаждение, то есть возможно непосредственное введение агента, гасящего реакцию. Гашение проводят, например, путем впрыскивания масла, содержащего агент гашения реакции, воды, пара или холодных возвратных газов. Часто охлаждение проводят при непосредственном введении агента гашения реакции при температуре максимум 1000°С. При использовании углеводородов в качестве агента гашения реакции возможно одновременное проведение крекинг-процесса (крекинг углеводородов, которые содержат агент гашения реакции). Косвенное охлаждение при использовании теплообменного аппарата является обычно наиболее экономичным. При использовании подогретого охлаждающего агента возможна эксплуатация, например, парового генератора высокого давления или предварительное нагревание исходных веществ. В принципе, при косвенном охлаждении возможно использование теплообменного аппарата любого типа.
Если необходимым является получение метанола-синтез-газа, то предпочтительна следующая препаративная форма исходной смеси: природный газ 60-70% (метан около 90% объема) и кислород в оставшемся проценте объема. Оптимальное отношение метана к кислороду составляет примерно 2/1.
Другой предпочтительной препаративной формой, в случае необходимости получения метанола-синтез-газа, является: молекулярный кислород 30-50% объема, водный пар 30-50% объема и углеводороды в оставшемся проценте объема с высоким отношением С/Н (отношение С/Н минимум 0,5 - например, ароматические углеводороды).
Нижеследующий пример более подробно комментирует предложенное изобретение.
Пример осуществления
Природный газ и кислород предварительно смешивают таким образом, чтобы отношение метана к кислороду составляло 2/1. Смесь аддукта имеет следующую препаративную форму: метан 63,5% объема, кислород 34,3% объема, остаток: высшие углеводороды и азот. При температуре около 25°С вышеуказанную смесь помещают в проточный трубчатый реактор, который работает от атмосферного давления. Максимальную температуру процесса регулируют через подходящий температурный режим в реакторе до 1300°С. Затем крекинг-газ помещают в теплообменный аппарат и охлаждают в течение 0,3 секунды при температуре 300°С. При этом возможно образование пара высокого давления. После дальнейшей переработки получают следующую безводную препаративную форму крекинг-газа: метан 10,4%, кислород 0%, ацетилен 9,1%, монооксид углерода 25,8%, водород 50,2%, диоксид углерода 3,4%, остаток: азот, а также незначительное количество технического углерода и высших углеводородов.
Исследование показывает, что предложенный способ является подходящим для получения ацетилена и синтез-газа.
Claims (7)
1. Способ получения ацетилена и синтез-газа, включающий термическую обработку исходной смеси, содержащей один или несколько углеводородов и молекулярный кислород и/или соединения с одним или несколькими элементами кислорода, нагреваемой максимум до 1400°С, проведение реакции в реакторе и охлаждение, отличающийся тем, что охлаждение осуществляют косвенно или непосредственно до температуры не более 1000°С с последующим косвенным охлаждением.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что исходную смесь нагревают исключительно посредством реакционного тепла, которое выделяется в реакторе.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что реакцию проводят при любом давлении, предпочтительно при атмосферном давлении.
4. Способ по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что реакцию ведут в реакторе с подачей пламени, или в регенеративном реакторе, или в рекуперативном реакторе, или в проточном реакторе, предпочтительно выполненном как трубчатый реактор.
5. Способ по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что частичное количество охлажденной реакционной смеси подвергают рециклизации.
6. Способ по одному из пп.1-5, отличающийся тем, что молекулярный кислород представлен исходной смесью в виде воздуха или смеси воздуха и кислорода.
7. Способ по одному из пп.1-6, отличающийся тем, что соединениями, содержащими элемент кислорода, являются водный пар и/или диоксид углерода.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914226.2 | 1999-03-29 | ||
DE19914226A DE19914226A1 (de) | 1999-03-29 | 1999-03-29 | Verfahren zur Herstellung von Acetylen und Synthesegas |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2000107366A RU2000107366A (ru) | 2001-11-27 |
RU2242497C2 true RU2242497C2 (ru) | 2004-12-20 |
Family
ID=7902826
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000107366/04A RU2242497C2 (ru) | 1999-03-29 | 2000-03-28 | Способ получения ацетилена и синтез-газа |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6365792B1 (ru) |
EP (1) | EP1041037B1 (ru) |
JP (1) | JP2001010984A (ru) |
CN (1) | CN1188376C (ru) |
DE (2) | DE19914226A1 (ru) |
RU (1) | RU2242497C2 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2591940C2 (ru) * | 2010-11-11 | 2016-07-20 | Басф Се | Способ и устройство для изготовления ацетилена и синтез-газа |
RU2785072C2 (ru) * | 2018-04-17 | 2022-12-02 | Басф Се | Способ получения ацетилена и синтез-газа |
Families Citing this family (40)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10313527A1 (de) * | 2003-03-26 | 2004-10-14 | Basf Ag | Verfahren zur Durchführung einer Hochtemperaturreaktion, Reaktor zur Durchführung des Verfahrens, Verfahren zum Scale-Up eines Reaktors sowie Verwendung |
DE10313529A1 (de) * | 2003-03-26 | 2004-10-14 | Basf Ag | Reaktor für Hochtemperaturreaktionen und Verwendung |
US7183451B2 (en) * | 2003-09-23 | 2007-02-27 | Synfuels International, Inc. | Process for the conversion of natural gas to hydrocarbon liquids |
US7208647B2 (en) * | 2003-09-23 | 2007-04-24 | Synfuels International, Inc. | Process for the conversion of natural gas to reactive gaseous products comprising ethylene |
DE102004019649A1 (de) * | 2004-04-22 | 2005-11-10 | Basf Ag | Verfahren zur Herstellung von Olefinen und Synthesegas |
US8013197B2 (en) * | 2005-02-18 | 2011-09-06 | Synfuels International, Inc. | Absorption and conversion of acetylenic compounds |
DE102005018981A1 (de) * | 2005-04-23 | 2006-10-26 | Basf Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Acetylen und Synthesegas durch schnelle Mischung der Reaktanden |
EP1741691A1 (en) * | 2005-07-06 | 2007-01-10 | Saudi Basic Industries Corporation | Process for the production of ethylene |
EP2049456B1 (en) * | 2006-01-23 | 2012-03-14 | Saudi Basic Industries Corporation Inc. | Process for the production of ethylene from natural gas with heat integration |
CN100390118C (zh) * | 2006-11-16 | 2008-05-28 | 中国石油化工集团公司 | 用于乙炔炉的混合器装置 |
US7404889B1 (en) * | 2007-06-27 | 2008-07-29 | Equistar Chemicals, Lp | Hydrocarbon thermal cracking using atmospheric distillation |
US8278231B2 (en) * | 2008-11-24 | 2012-10-02 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Heat stable formed ceramic, apparatus and method of using the same |
US8748686B2 (en) * | 2008-11-25 | 2014-06-10 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Conversion of co-fed methane and low hydrogen content hydrocarbon feedstocks to acetylene |
EP2223987A1 (en) * | 2009-02-17 | 2010-09-01 | ISP Marl GmbH | Purification of an aromatic fraction containing acetylenes by selective hydrogenation of the acetylenes |
CN101550055B (zh) * | 2009-05-08 | 2012-11-14 | 清华大学 | 一种含有气固快分结构的等离子体煤裂解过程后处理工艺 |
US8512663B2 (en) | 2009-05-18 | 2013-08-20 | Exxonmobile Chemical Patents Inc. | Pyrolysis reactor materials and methods |
US8399372B2 (en) * | 2009-05-18 | 2013-03-19 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Stabilized ceramic composition, apparatus and methods of using the same |
US8450552B2 (en) * | 2009-05-18 | 2013-05-28 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Pyrolysis reactor materials and methods |
US8322383B2 (en) | 2009-05-27 | 2012-12-04 | Praxair Technology, Inc. | Cylinder preparation for high purity acetylene |
US8398747B2 (en) * | 2009-06-23 | 2013-03-19 | Praxair Technology, Inc. | Processes for purification of acetylene |
US8932534B2 (en) | 2009-11-20 | 2015-01-13 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Porous pyrolysis reactor materials and methods |
EP2595944B1 (de) * | 2010-07-20 | 2014-06-11 | Basf Se | Verfahren zur herstellung von acetylen nach dem sachsse-bartholome-verfahren |
US8975460B2 (en) | 2010-07-20 | 2015-03-10 | Basf Se | Process for preparing acetylene by the Sachsse-Bartholomé process |
US9580312B2 (en) * | 2013-01-16 | 2017-02-28 | Basf Se | Method for producing acetylenes and syngas |
US9682899B2 (en) | 2013-12-06 | 2017-06-20 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Hydrocarbon conversion |
WO2015084575A2 (en) | 2013-12-06 | 2015-06-11 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Production of c2+ olefins |
US9682900B2 (en) | 2013-12-06 | 2017-06-20 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Hydrocarbon conversion |
US10131588B2 (en) | 2013-12-06 | 2018-11-20 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Production of C2+ olefins |
WO2015147919A1 (en) | 2014-03-25 | 2015-10-01 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Production of aromatics and c2+ olefins |
CN106854127B (zh) * | 2015-12-08 | 2021-03-12 | 清华大学 | 烃制乙炔和/或合成气的方法及装置 |
US9857804B2 (en) | 2015-12-23 | 2018-01-02 | Praxair Technology, Inc. | Method and system for optimizing acetylene delivery |
CN106927991B (zh) * | 2015-12-30 | 2020-08-07 | 中国石油天然气股份有限公司 | 沥青质的水蒸气热等离子体裂解处理方法 |
CN108218653B (zh) * | 2016-12-21 | 2023-11-07 | 中国石化集团四川维尼纶厂 | 一种烃部分氧化生产乙炔和合成气的方法 |
EP3762136A4 (en) | 2018-03-07 | 2021-03-24 | SABIC Global Technologies B.V. | PROCESS AND REACTOR FOR PYROLYSIS CONVERSION OF HYDROCARBON GASES |
CN113195092B (zh) | 2018-10-23 | 2022-04-29 | 沙伯环球技术有限公司 | 用于烃转化的方法和反应器 |
US11072749B2 (en) | 2019-03-25 | 2021-07-27 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Process and system for processing petroleum feed |
CN109847394B (zh) * | 2019-03-28 | 2021-08-10 | 湖北三宁化工股份有限公司 | 一种乙二醇精馏装置工艺余热回收利用的***及方法 |
CN111302881B (zh) * | 2020-04-05 | 2023-12-01 | 上海泰普星坦新材料有限公司 | 使用天然气和铁矿石生产乙炔和海绵铁的***和工艺 |
CN113149803B (zh) * | 2021-04-22 | 2022-08-09 | 西南化工研究设计院有限公司 | 一种含乙炔裂解气中高级炔烃高效脱除工艺 |
JP7337301B1 (ja) * | 2022-07-15 | 2023-09-01 | 三菱電機株式会社 | カーボンナノチューブの製造方法及びカーボンナノチューブ製造システム |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2697032A (en) * | 1949-05-05 | 1954-12-14 | Phillips Petroleum Co | Acetylene gas producer |
US2679543A (en) * | 1951-05-14 | 1954-05-25 | Union Oil Co | Production of acetylene |
US2764554A (en) * | 1954-05-19 | 1956-09-25 | Texaco Development Corp | Process for the production of a hydrogen-nitrogen mixture and acetylene |
US2884472A (en) * | 1956-05-29 | 1959-04-28 | Delhi Taylor Oil Corp | Acetylene producing process |
US3644555A (en) * | 1968-08-28 | 1972-02-22 | Magyar Asvanyolaj Es Foeldgaz | Process for the production of acetylene or acetylene and ethylene by pyrolysis of hydrocarbons |
US4973777A (en) * | 1985-11-08 | 1990-11-27 | Institut Francais Du Petrole | Process for thermally converting methane into hydrocarbons with higher molecular weights, reactor for implementing the process and process for realizing the reactor |
GB8709265D0 (en) * | 1987-04-16 | 1987-05-20 | British Petroleum Co Plc | Conversion process |
DE4422815A1 (de) | 1994-06-29 | 1996-01-04 | Basf Ag | Verfahren zur Herstellung von Acetylen und Synthesegas |
-
1999
- 1999-03-29 DE DE19914226A patent/DE19914226A1/de not_active Withdrawn
-
2000
- 2000-03-20 US US09/531,473 patent/US6365792B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-03-23 JP JP2000081106A patent/JP2001010984A/ja not_active Withdrawn
- 2000-03-27 EP EP00105993A patent/EP1041037B1/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-03-27 DE DE50013960T patent/DE50013960D1/de not_active Expired - Fee Related
- 2000-03-28 RU RU2000107366/04A patent/RU2242497C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2000-03-29 CN CN00104799.XA patent/CN1188376C/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2591940C2 (ru) * | 2010-11-11 | 2016-07-20 | Басф Се | Способ и устройство для изготовления ацетилена и синтез-газа |
RU2785072C2 (ru) * | 2018-04-17 | 2022-12-02 | Басф Се | Способ получения ацетилена и синтез-газа |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE50013960D1 (de) | 2007-03-08 |
EP1041037B1 (de) | 2007-01-17 |
EP1041037A2 (de) | 2000-10-04 |
CN1271710A (zh) | 2000-11-01 |
DE19914226A1 (de) | 2000-10-05 |
EP1041037A3 (de) | 2002-04-24 |
CN1188376C (zh) | 2005-02-09 |
US6365792B1 (en) | 2002-04-02 |
JP2001010984A (ja) | 2001-01-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2242497C2 (ru) | Способ получения ацетилена и синтез-газа | |
EP0118391A1 (en) | Thermal cracking process for producing olefins from hydrocarbons | |
EP0158589B1 (en) | Process for the selective production of petrochemical produits | |
EA013242B1 (ru) | Способ производства этилена | |
JPH0421717B2 (ru) | ||
JPS6124434B2 (ru) | ||
JPS601138A (ja) | 炭化水素からオレフイン、および芳香族炭化水素を選択的に製造するための熱分解法 | |
JPH0416512B2 (ru) | ||
KR20020016575A (ko) | 부분 산화 공정용 예비혼합 버너 블록 | |
JPS59152992A (ja) | 炭化水素からオレフインを製造するための熱分解法 | |
KR20070007148A (ko) | 올레핀 및 합성 가스의 제조 방법 | |
WO2022200532A1 (de) | Verfahren zur herstellung eines synthesegasgemischs | |
GB929136A (en) | Improvements in or relating to the production of acetylene and ethylene | |
EP0119158B1 (en) | Thermal cracking process for producing olefins and synthetic gas from hydrocarbons | |
US3248446A (en) | Plasma streams and method for utilizing same | |
US3236906A (en) | Process for preparing acetylene using atomic hydrogen to heat the reaction | |
RU2078117C1 (ru) | Способ плазмохимического пиролиза углеводородов | |
JPH08253432A (ja) | 炭化水素から熱分解によりアセチレンを得る方法 | |
KR840000577B1 (ko) | 부분 연소 가스를 사용한 원유의 분해방법 | |
SU1616954A1 (ru) | Способ получени низших олефинов | |
US3704332A (en) | Pyrolysis of hydrocarbons | |
JPS59205332A (ja) | 炭化水素よりオレフインを製造する方法 | |
JPS60235890A (ja) | 炭化水素から石油化学製品を製造するための熱分解法 | |
RU2232791C1 (ru) | Способ проведения пиролиза жидких углеводородов в трубчатых печах | |
JPH05163166A (ja) | 飽和炭化水素を変換する方法および装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090329 |