Способ высокотемпературной конверсии углеводородов

 

Юо 132352

Класс 23b, 1р4

12к, 1р

СССР (И (((,ц",Г„;ДЯ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

11ог)писные "pynn((Л, (1(i 9 и 44

И..М, Артюхов

СПОСОБ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ КОН ВЕРСИ И

УГД EВОДО РОДОВ

;}ииняр««о 1(> ининин !9(>() и, )а Ъ (то((П«>/2> и К<>«нит>") н<,(<,)нч инин>нп ни«« и открытий при (;о«)отр . <(инистр»)> (.О:Р

ОпУб )HKI>BHI)>t «< . (>Io.<4)åòñíå ни>впнпнни» .Х< (!} >н 1()(>)) «.

Спосооы высокот(мие1}атурпо}(к(>пвсрсии углеводо1}о(ов, I(n((1)I»4)..i) метана, в синтез-газы и ацетилен известны.

Процесс совместного получения ацетилен» II синтез-гязя осу)г(ествляется при частичном горении исходных углеводородов или термическом их рязложении:)од действием какni()-либо теплоноси«еля. В получаемой по этому способу газовой смеси (С2Н, СО, H. и других) содер жится нез««ачительнîp к;>лпчество гцстпле, я, «ы \(. лени(hl>òорой пз обшей смеси связано с оольшими затратами.

Получение ацетилена в концентрированном виде, !I;))(1)II I()(з карбида кальция (СяС ) влечет зя <обой высокий расход электроэнергии.

Предлагаемый способ высокотемпературной конверсии углеводородов отлич<птся оТ известных тем, что, с целью сокращения про)(.}водственпых затрат раздельным получением синтез-газов и ацетилена. процесс конверсии углеводородов проводят ня контакте из порошкообразного хлористого кальция с примесью гидратя окиси кальция и сажи.

Н«(фиг l изображена принцип)(яльняя технологическая схема высокотемпературной конверсии углеводородов; ня фи«.. 2 — схема реактора первой стадии.

По технологической схеме (фиг. 1) исходное сырье для «(роцес я (углеводороды) под собственным дяв,тением поступают в горелку г, куда одновременно подается воздух или кислород насосом 2.

Продукты кислородной конверсии, )юлученные з резульг«}те ча Tè÷ного горения, поступают в инжекторнук} систему первой стадии т Ii одновременно из сушилки 4 через питатель 5 подается мелкий порошок, состоящий из хлористого кальция с незначительной примесью окпсп кальция и саки. — 2—

На поверхности твердых частиц порошк» происходит разложение углеводородов н» водород и углерод с образованием карбида кальция и окислов углерода. Реакция эта начинается в инжекторной системе 3 и заканчивается в реакторе первой стадии б, представляющем аппарат циклонного типа, в котором завершается реакция конверсии †образование синтез-газа и карбида кальция с одновременным отделением твердых частиц, падающих в бункер (на чертеже не изображено). Газы, пройдя шахту «Л» (ôèã. 2) и пылеотделитель «b», поступают в выходную часть реактора «В», откуда по трубопроводу 8 направляются в су цилку 4. Карбид кальция вместе с примесями сажи поступает в инжекторное устройство 7, куда одновременно подается вода насосом 9.

На приведенной стадии процесса выпадения углерода, образования карбида кальция и хлористого водорода протекают следующие результирующие реакции:

С»С1 - -2СН.— С»С вЂ” 2НС!+ ЗН ... (1) (m — n) п/2 CaCI + CnHm — и/2СаС: - пНС1+, Н, (2)

Из сушильного агрегата смесь синтез-газа и хлористого водорода поступает в реактор 3-й стадии 10, а кароид кальция вместе с водой поступает по трубе 11 в реактор второй стадии 12, где происходит выделение ацетилена по реакции:

СаС -,— 2H>0 = Са(ОН) + С Н, ...... (3)

В реакторе третьей стадии гидрят окиси кальция взаимодействует с хлористым водородом»о реакции:

Са (ОН) ° 2НСI — СаС1 + 2Н О....... (4)

Ацетилен из реактора 12 поступает на очистку, Синтез-газ из реактора 10, полностью освободившись оТ хлористого водорода, пройдя холодильник 1> и скруббер 14, тоже направляется на очистку.

Вода и хлористый кальций из реактора 10 поступают в отстойник б для отделения твердых частиц от жидкости. Хлористый кальций при помощи шнека 1б и транспортера 17 вместе с поступающим вновь C»CI возвращается в бункер 18, а затем через сушилку 4 вновь вступает в реакцию.

Вода вместе с примесями СаС1>, Ся(ОН) >, НСI и свежей щелочи из реактора 12 через отстойник 15 поступает ь холодильник 19, из которого насосом 20 подается в скруббер 14 для промывки синтез-газа и удаления из него СО>, НСI, а также и возможных примесей сероводорода.

Десорбция СО осуществляется в колонке 21, куда вода подается насосом 22.

Результирующие реакции, протекающие в трех сгядиях процесса, можно выразить в следующем виде: и/2СаС1 + CnHm -:и/2С Н + - 1-4+ n/2СаС1 .. (5)

Из рассмотрения реакций 1 — 5 следует, что СаС1, Н О, СаС, НСI и Ся (ОН) g теоретически, нс считая неизбежных производственных потерь, не расходуются, а лишь участвуют в качестве промежуточных продуктов в отдельных стадиях этого процесса.

Кальций же является как оы переносчиком углерода, совершая циркуляцию по замкнутому циклу, а карбид кальция служит промежуточным реагентом, подвергаясь превращению в одном и том >ке процессе.

Следовательно, предлагаемый процесс совместного получения ацетилена и си нтез-газа является экономически целесообразным, снижающим себестоимость получаемых целевых продуктов.

11редмет изобретения

CIIoco6 «ысокотемпературной конверсии iiI ILBoдородов, например метана, частичным сжиганием его в смеси с кислородом и обогащенным кислородом воздухом, отличающийся тем, что, с целью сокращения производственных затрат раздельным получением продуктов реакции ацетилена и синтез-газов, процесс конверсии осуществляк3т на контакте, порогпкообразного хлористого кальция с примесью гидрата окиси кальция и сажи с последующей перераооткой известными способами продуктов сгорания в целевые продукты — ацети,тен и синтез-газы

¹ 132352

Техред А. Л. Сосина

Корректор Л. Чекунова

Р,гактор С. А. Барсуков

Обз ем 0,17 и., I.

11епа 5 кон.

)1одп. к н к 2.1-61

Зак. 10518

Формат бум, 70; 108>t„, Тираж 600

ЦБТИ при Комитете по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, М. Черкасский пер., д. 2/6

Типография ЦБТИ Комитета по делам изобретений и открытий нрн Совете Министров СССР, Москва, Петровка, 14.