一種用於天然氣部分氧化制乙炔的火炬排放氣回收裝置及使用方法與流程

2023-05-18 22:13:21 3

本發明涉及天然氣部分氧化制乙炔工藝中一種火炬排放氣回收利用裝置，屬於排放氣回收裝置領域。

背景技術：

在天然氣部分氧化制乙炔工藝中，原料天然氣在天然氣加熱爐中加熱，之後進入反應爐；原料氧氣經過氧氣加熱爐加熱，之後進入反應爐；加熱後的天然氣與加熱後的氧氣按照特定比例在反應爐中反應，反應後的裂化氣進入下遊裝置；在反應爐與下遊裝置之間設置有去火炬放空裝置，生產線開停車的氣體介質和故障狀態下產生的氣體（簡稱火炬排放氣）都通過去火炬放空裝置燃燒掉，具體裝置見圖1。實際生產中，需要先將原料天然氣、氧氣加熱至550—650℃，再按照一定比例進行混合，才能進行反應生成含有C2H2、CO、H2等組分的裂化氣。在反應器開車、停車過程中，為了防止設備受損，需要對該生產線的天然氣加熱爐、氧氣加熱爐、反應器進行升溫、降溫。用於升溫、降溫的介質---天然氣和氮氣，在後續過程中會被排放至火炬（去火炬放空裝置）燃燒掉。此外，當生產線出現如反應不好，生成的裂化氣中氧含量超標，送至下遊裝置後會造成下遊裝置催化劑失效；或者生產線出現堵塞，壓力過高影響到設備安全等異常情況時，由儀表聯鎖保護系統自動將生產的裂化氣被排放至火炬燃燒掉。火炬排放氣的大量燃燒，會造成空氣中的PM2.5等有害物質增多，不利於環境保護。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種用於天然氣部分氧化制乙炔的火炬排放氣回收裝置。

本發明的目的是這樣來實現的：

一種用於天然氣部分氧化制乙炔的火炬排放氣回收裝置，其特徵在於：包括用於反應爐輸出端的火炬排放氣回收的氣體回收裝置；與天然氣加熱爐連通的用於回收的火炬排放氣壓縮的壓縮裝置。

為了增加氣體回收裝置的使用方便以及使用壽命，上述氣體回收裝置是對排放的火炬排放氣進行緩衝收集，如採用緩衝氣櫃收集。

上述氣體回收裝置優選設置在去下遊裝置之前；更優選設置在去火炬放空裝置之前。

為了提高回收效率以及使用方便，壓縮裝置優選壓縮機。

為了提高天然氣部分氧化制乙炔的生產效率與安全性，壓縮裝置的氣體輸出端與反應爐的天然氣輸入端之間設置有氣體成分檢測儀，優選設置在壓縮裝置輸出端與天然氣加熱爐輸入端之間。

本發明的另一目的在於提供一種用於天然氣部分氧化制乙炔的火炬排放氣回收利用方法，該方法使用上述回收裝置用於天然氣部分氧化制乙炔的火炬排放氣回收利用，該方法在有效實現了廢物利用，節約資源的同時，安全性高、穩定性好。

一種使用上述裝置回收利用天然氣部分氧化制乙炔的火炬排放氣的方法，其特徵在於：火炬排放氣經回收、氣體壓縮、與原料天然氣混合後，進行氣體成分檢測，然後進行天然氣部分氧化制乙炔；所述氣體成分檢測時，當95%<CH4含量≤99%時，混合天然氣與氧氣加熱溫度控制在600℃—650℃，加入比例控制在1.6—1.9；當90%≤CH4含量≤95%，H2含量在3%—6%，CO含量在2%—4%時，混合天然氣與氧氣加熱溫度控制在550—600℃，加入比例控制在1.95—2.05。

上述排放氣回收步驟採用回收裝置進行，氣體壓縮步驟採用壓縮裝置進行，氣體成分檢測步驟採用氣體成分檢測儀進行。

本發明的有益效果：

本發明提供了一種火炬排放氣回收裝置，用在天然氣部分氧化制乙炔工藝中，減少了火炬排放氣的燃燒量，從而減少了固體顆粒物的排放，利於PM2.5的控制，同時也減少了二氧化碳量的排放，減少了大氣的汙染，促進生態環境的保護，符合綠色化學的理念。通過本發明的使用，在天然氣部分氧化制乙炔工藝中，大部分火炬排放氣被回收利用，減少了能源的消耗，節約了能源資源。本發明設置的緩衝氣櫃，減少了回收的火炬排放氣對壓縮機的衝擊，延長了整個回收利用裝置的使用壽命。本發明在回收氣體與原料天然氣混合後，經過氣體在線分析儀分析，根據混合氣體的情況調節天然氣加熱爐的加熱溫度，以及天然氣與氧氣的物料比例，從而確保裝置能夠安全、有效、穩定的運行。

附圖說明

圖1 是現有技術中天然氣部分氧化制乙炔的工藝裝置；

圖2 是包含有本發明實施例的天然氣部分氧化制乙炔裝置。

具體實施方式

下面通過實施例對本發明進行具體描述。有必要在此指出：以下實施例只用於對本發明進行進一步說明，不能理解為對本發明保護範圍的限制。

實施例1

參見圖2，在圖1的基礎上，增加了火炬排放氣回收利用裝置。

用天然氣部分氧化制乙炔工藝時，在現有技術的基礎上，在反應爐與去火炬放空裝置勭之間設置有氣體回收管線，氣體回收管線的另一端與緩衝氣櫃相連，緩衝氣櫃與壓縮機入口相連，壓縮機出口與原料天然氣管道由氣體送出管線相連，原料天然氣管道與氣體送出管線的連接端與反應爐之間設置有氣體組分檢測儀。本領域技術人員根據生產實際需要確定是否在管線上設置開關或者閥門。

經天然氣加熱爐加熱的天然氣進入反應爐與氧氣反應製備乙炔，生產中產生的去火炬放空的氣體（生產線開停車和故障狀態下排放至火炬燃燒的氣體）由反應爐與去火炬放空裝置之間的氣體回收管線收集，經過氣櫃緩衝，然後進入壓縮機壓縮，壓縮後的氣體通過氣體送出管線輸入原料天然氣管道中與原料天然氣混合，混合氣體經過氣體組分檢測儀分析，然後進入天然氣加熱爐加熱，其中根據氣體組分檢測儀的檢測結果調整天然氣加熱爐溫度，然後與氧氣按照一定比例在反應爐中反應。

根據原料天然氣管線上氣體組分檢測儀測得的CH4、CO、H2、C2H2組分的含量，對原料天然氣和氧氣的加熱溫度、加入比例進行調整，以確保裝置的安全、穩定運行。

當原料氣管線上氣體組分檢測儀監測到CH4含量在95%-99%，只有微量CO、H2組分時，則反應器的原料天然氣與氧氣加熱溫度控制在600℃—650℃，加入比例控制在1.6—1.9；當原料氣管線上氣體組分檢測儀監測到CH4含量在90%-95%，H2含量在3%—6%，CO含量在2%—4%時，則原料天然氣與氧氣加熱溫度控制在550—600℃，加入比例控制在1.95—2.05。這樣更能確保裝置的安全、穩定運行。