SU857228A1 - Unit for processing hydrocarbons - Google Patents

Description

(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ УГЛЕВОДОРОДОВ(54) SETTING FOR HYDROCARBON PROCESSING

Изобретение относитс  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 получени  азотной кислоты, ацетилена и электроэнергии.The invention relates to chemical technology and energy and can be used in the development and design of plants for the integrated use of raw materials, especially natural gas, in the improvement of energy technology plants for the simultaneous production of nitric acid, acetylene and electricity.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  установка дл  переработки углеводородов с получением химических продуктов и электроэнергии, включающа  реактор с камерой сжигани , подсоединенные с ней и расположенные последовательно парогенератор с турбогенератором , устройство дл  выделени  окифтрв аэота, устройство дл  утилизации продуктов -сжигани  и компрессов l.The closest in technical essence to the present invention is an installation for processing hydrocarbons to produce chemical products and electricity, including a reactor with an combustion chamber, a steam generator with a turbogenerator arranged in series with it, a device for separating aerocouple cells, and a device for burning and compresses l.

Недостатком известной установки  вл етсй-отсутствие возможности производить одновременно с электроэнергией и окислами азота ацетилен. Дл  его производства необходимо дополнительно ввести самосто тельную установку , не св занную единым технологическим циклом.A disadvantage of the known installation is the inability to produce acetylene simultaneously with electricity and nitrogen oxides. To produce it, it is necessary to additionally introduce an independent unit, not connected with a single technological cycle.

Цель изобретени  - удешевление получени  химических продуктов и электроэнергии.The purpose of the invention is to reduce the cost of obtaining chemical products and electricity.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в. установке дл  переработки углеврдородог с получением химических продуктов и- электроэнергии, включающей реактор с камерой сжигани , The goal is achieved by c. the processing unit for the carbon industry to produce chemical products and electricity, including a reactor with an combustion chamber,

10 подсоединенные к ней и расположенные последовательно парогенератор с турбогенератором , устройство дл  выделени  окислов азота, устройство дл  утилизации продуктов сжигани , и 10 connected to it and arranged in series a steam generator with a turbo-generator, a device for extracting nitrogen oxides, a device for disposing of the products of combustion, and

15 компрессор, в качестве реактора используют реактор типа ударной трубы, содержащей детонационную камеру сжигани  и камеру дл  получени  ацетилена , компрессор установлен перед 15, a reactor is used as a reactor of a shock tube type containing a detonation combustion chamber and a chamber for producing acetylene, the compressor is installed in front of

20 устройством дл  выделени  окислов азота, и установка снабжена подсоединенными к камере дл  получени  ацетилена и расположенными последовательно парогенератором, компрессо25 ром и устройством дл  выделени  ацетилена,подсоединенным к устройству дл  утилизации продуктов сгорани .20 with a device for separating nitrogen oxides, and the installation is equipped with a steam generator, a compressor generator and an acetylene recovery device connected to the chamber for receiving acetylene and connected to a device for the disposal of combustion products, connected to the chamber.

На чертеже схаматично изображена установка дл  переработки углеводо30 родов .The drawing shows schematically an installation for processing hydrocarbons of the genera.

.В ycTatKJBKe в качестве камеры сжигани  использовано устройство дл  получени  ацетилена, состо щее из двух частей - детонационной камеры 1 сгорани  и реакционной камеры 2, кажда  из которых подсоединена к магистрали 3 подачи природного газа, Подвод природного газа к реакционной камере осуществл етс  через участок магистрали подачи природного газа, проход щий через теплообменник 3, установленный в парогенераторе 5, соединенный с турбогенератором 6. Компрессор 7 рабочего давлени , соединенный с выходом парогенератора, установлен непосредственно перед установкой по выделению окислов азота 8, на вьлходе которой установлено, устройство 9 утилизации продуктов сгорани  с турбогенератором. Выход . реакционной камеры 2 через дополнительный теплообменник 10, выполненный в виде парогенератора с турбогенератором 11, дополнительный компрессор 12 и устройство 13 дл  выделени  ацетилена соединен с устройством Э утилизации продуктов сгорани . Один из исходных продуктов - воздух, обогащенный кислородом, подводитс  по магистрали 14 к детонационной камере 1 сгорани .In ycTatKJBKe, an acetylene production device consisting of two parts, a detonation combustion chamber 1 and a reaction chamber 2, each connected to a natural gas supply line 3, is used as the combustion chamber. Natural gas is supplied to the reaction chamber through a line section supply of natural gas passing through the heat exchanger 3, installed in the steam generator 5, connected to the turbogenerator 6. The compressor 7 operating pressure, connected to the output of the steam generator, is installed directly continuously before installation on the allocation of nitrogen oxides 8, in which vlhode established recycling device 9 turbogenerator combustion products. Output . the reaction chamber 2 through an additional heat exchanger 10, made in the form of a steam generator with a turbo-generator 11, an additional compressor 12 and an acetylene separation device 13 are connected to the device E utilizing combustion products. One of the starting products, oxygen-enriched air, is supplied via line 14 to the detonation combustion chamber 1.

Установка работает следующим образом.The installation works as follows.

Обогащенный кислородом воздух и природный газ - метан по магистра л м поступает в детонационную камеру , предварительно нагретые в теплообменнике парогенератора 5 до температуры 600-630 0.The air enriched with oxygen and natural gas — methane — is transported via the gas main to a detonation chamber, which is preheated in the heat exchanger of the steam generator 5 to a temperature of 600-630 0.

Процедс заполнени  детонационной и реакционной камер ведут при атмосферном давлении. Расходы компонентов регулируют таким образом, чтобы заполнение камер заканчивалось одновременно . После заполнени  камер, смесь в детонационной камере поджигают, формируетс  детонационна  волна, котора  переходит в отсоединенную ударную волну, распростран ющуюс  в реакционной камере в среде нагретого природного газа. При этом в реакционной камере происходит пиролиз метана, в результате которого из части метана образуютс  ацетилен, этилен, водород.The procedures for filling the detonation and reaction chambers are carried out at atmospheric pressure. The costs of the components are adjusted in such a way that the filling of the chambers ends simultaneously. After the chambers are filled, the mixture in the detonation chamber is set on fire, a detonation wave is formed, which passes into a disconnected shock wave propagating in the reaction chamber in the environment of heated natural gas. In this case, methane pyrolysis occurs in the reaction chamber, as a result of which acetylene, ethylene, and hydrogen are formed from part of the methane.

После сгорани  газов в детонационной камере и пиролиза метана в ре акционной камере цикл работы заканчиваетс , свежие порции исходных компонентов снова заполн ют камеру сжигани  iii цикл повтор етс .After the combustion of gases in the detonation chamber and the pyrolysis of methane in the reaction chamber, the work cycle is over, fresh portions of the starting components are again filled in the combustion chamber iii, the cycle is repeated.

При детонационнЬм режиме горени  в продукта сгорани  образуетс  значительное количество окислов азота (до 2-х %), что происходит в результате термического св зывани  кислорода и азота воздуха. Окислы азота сохран ютс  в продуктах сгорани  за счет закалки в волне разрежени  и дальнейшего охлаждени  в парогенераторе 5. В парогенераторе тепло продуктов сгорани  расходуетс  на получение вод ного пара, который затем используетс  в турбогенераторе дл  выработки электроэнергии. г Отдав тепло в парогенераторе, продукты сгорани  сжимаютс  компрессором до 16 атм и поступают в установку дл  выделени  окислов азота, В установке выделенные окислы св зываютс  до азотной кислоты, котора  и  вл етс  целевым продуктом.In the detonation mode of combustion, a significant amount of nitrogen oxides (up to 2%) is formed in the combustion product, which occurs as a result of thermal bonding of oxygen and nitrogen in the air. Nitrogen oxides are retained in the combustion products due to quenching in the dilution wave and further cooling in the steam generator 5. In the steam generator, the heat of the combustion products is consumed to produce water vapor, which is then used in the turbogenerator to generate electricity. After discharging heat in the steam generator, the combustion products are compressed by compressor to 16 atm and fed to the plant for the separation of nitrogen oxides. In the plant, the separated oxides are bound to nitric acid, which is the desired product.

Богатые кислородом продукты, оставшиес  после выделени  окислов азота направл ют в устройство утилизации продуктов сгорани , где ихThe oxygen-rich products left after the release of nitrogen oxides are sent to the device for the disposal of combustion products, where

сжимают вместе с синтез-газом, полученным при пиролизе природного газа. Отработанные газы выбрасываютс  в атмосферу. , Продукты пиролиза природного газаcompressed with the synthesis gas obtained by the pyrolysis of natural gas. Exhaust gases are emitted into the atmosphere. Natural gas pyrolysis products

.из реакционной камеры поступают в теплообменник 10, пар которого используетс  дл  выработки электроэнергии в турбогенераторе 11.From the reaction chamber, heat exchanger 10 is supplied, the steam of which is used to generate electricity in the turbine generator 11.

Охладившиес  в теплообменникеCooled in heat exchanger

газы пиролиза сжимают компрессором 15 до 10 атм и направл ют в устройство по выделению ацетилена из газов пиролиза. Выделенный ацетилен  вл етс  целевым продуктом.pyrolysis gases are compressed with a compressor of 15 to 10 atm and sent to a device for the separation of acetylene from pyrolysis gases. The isolated acetylene is the desired product.

Оставшиес  после извлечени  ацетилена газы, т.е, этилен, метан и водород (синтез-газ) направл ют в устройство утилизации продуктов сгорани , где их сжигают в газах поступивших из установки дл  выделени  окислов азота. Как указывалось ранее, отработанные газы выбрасываютс  в атмосферу, а выделившеес  тепло используетс  дл  производства электроэнергии .The gases left after the extraction of acetylene, i.e., ethylene, methane and hydrogen (synthesis gas), are sent to a combustion product utilization device, where they are burned in the gases coming from the plant for the separation of nitrogen oxides. As previously indicated, the exhaust gases are emitted into the atmosphere, and the heat released is used to generate electricity.

Предлагаемое устройство позвол ет решить в одном из направлений проблему комплексного использовани  природного горючего топлива,The proposed device allows solving in one of the directions the problem of the integrated use of natural combustible fuel,

При лабораторных исследовани х камеры сжигани  при различных состо ни х компонентов горючей смеси (метана, кислорода, азота), выход окислов азота колеблетс  от 1,6%In laboratory studies of the combustion chamber at various states of the components of the combustible mixture (methane, oxygen, nitrogen), the yield of nitrogen oxides ranges from 1.6%

до 2%, а ацетилена - до 7%. Анализ процессов происход щих в реакционной камере позвол ет утверждать, что выход ацетилена может быть доведен до 19%. Таким образом, при сжигании в данной установке 90000 нм up to 2%, and acetylene - up to 7%. An analysis of the processes occurring in the reaction chamber suggests that the yield of acetylene can be increased to 19%. Thus, when burning in this installation 90000 nm

в час природного газа (что соответствует расходу газа на средней тепловой электростанции) помимо традиционного производства электроэнергии , каждый час производитс  10 тper hour of natural gas (which corresponds to the gas consumption at an average thermal power plant), in addition to traditional electricity production, 10 tons are produced every hour

азотной кислоты и 11 т ацетилена, что равно часовой производительности существующих заводов по производству азотной кислоты и ацетилена. Ступенчатое сжигание топливаnitric acid and 11 tons of acetylene, which is equal to the hourly productivity of existing plants for the production of nitric acid and acetylene. Grade Combustion

Claims (1)

(сначала в камере сжигани , а затем в устройстве утилизации продуктов сгорани ) позвол ет сократить количество вредных вБ бросов в атмосферу по сравнению с тепловыми электростан ци ми, и тем самым упрощает задачу борьбы за чистоту окружающей среды. Формула изобретени  Установка дл  переработки углеводородов с получением химических продуктов и электроэнергии, включающа  реактор с камерой сжигани , подсое-. диненйые к ней и расположенные последовательно парогенератор с турбогенератором , устройство дл  выделени  окислов азота,устройство дл  утилиза ции продуктов сжигани ,и компрессор, отличающа с  тем, что.(first in the combustion chamber, and then in the device for the disposal of combustion products) reduces the number of harmful vibrations in the atmosphere compared with thermal power plants, and thus simplifies the task of fighting for a cleaner environment. Claims An installation for processing hydrocarbons to produce chemical products and electricity, including a reactor with an combustion chamber, is connected. arranged to it and arranged in series a steam generator with a turbo generator, a device for separating nitrogen oxides, a device for disposing of the products of combustion, and a compressor, characterized in that. бb Ацетилен с целью удешевлени  получени  химических продуктов и электроэнергии, в качестве реактора используют реактор типа ударной трубы,содержащий детонационную камеру сжигани  и камеру дл  получени  ацетилена, компрессор установлен перед устройством дл  выделени  окислов азота, и установка снабжена подсоединенными к камере дл  получени  ацетилена и расположенными последовательно парогенератором, компрессором и устройством дл  выделени  ацетилена, подсоединенным к устройству дл  утилизации продуктов сгорани . Источники .информации,, прин тые во внимание при экспертизе 1. Пол чение окислов азота термическим путем в высоконапорном парогенераторе . Отчет МХП,, М., 1969.Acetylene is used to reduce the cost of obtaining chemical products and electricity. A reactor is a shock tube type reactor containing a detonation combustion chamber and an acetylene chamber, a compressor is installed in front of the device for the separation of nitrogen oxides, and the plant is connected to the acetylene chamber. a steam generator, a compressor and an acetylene recovery device connected to a device for disposing of combustion products. Sources of information taken into account during the examination 1. Thermal nitrogen oxides treatment in a high-pressure steam generator. Report MHP ,, M., 1969.