一種烴生產乙炔的反應器的製作方法
2024-02-05 06:18:15
專利名稱：一種烴生產乙炔的反應器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種生產乙炔的反應設備，尤其涉及烴部分氧化制乙炔的反應設備。
背景技術：
乙炔是一種非常重要的基礎化工原料，廣泛應用於醋酸乙烯、1.4-丁二醇等的生產。其生產方法主要有電石法、電弧法、部分氧化法、等離子法等，其中電石法應用最廣，但是電石法生產乙炔具有能耗高、汙染重等不足。隨著國家對環境管理日益嚴格，其應用受到很大的限制。電弧法和等離子法因為電耗大、對設備要求較苛刻，至今難以推廣應用。部分氧化法具有能耗低、汙染小等優點，是西歐和北美國家生產乙炔的主要方法。在該工藝中，烴與氧氣分別預熱至600 650°C，在氣體混合器內充分混合後經過擴散段進入反應器，經過幾毫秒的反應後噴水或油淬冷以結束反應，天然氣裂解為包含有乙炔、一氧化碳、二氧化碳、氫氣以及炭黑等的裂化氣混合物。從反應器出來的裂解氣經過除塵以及進一步冷卻後進入提濃工段，在提濃裝置中用NMP、NMF等溶劑將裂解氣分離為乙炔氣、高級炔烴氣以及合成氣。烴部分氧化制乙炔的基本原理在Ullmann’s Encyclopedia of IndustrialChemistry中有詳細的描述。但是，現有的烴部分氧化制乙炔反應器具有操作難度大、要求高，反應室無法調節及反應室熱量損失大的缺點。
實用新型內容本實用新型的目的在於提供一種可以調節淬火水噴頭高度的烴生產乙炔的反應器。為了實現上述目的，採用以下技術方案:一種烴生產乙炔的反應器，包括反應室，反應室的下端連接供裂解氣和炭黑水輸出的管道，其特徵在於:所述反應室內設置有通過淬火連接管連接的淬火噴頭，淬火連接管伸出反應室，且淬火連接管與反應器之間為密封連接，通過淬火連接管的上下移動，可以調整淬火噴頭位於反應室內的高度。為了降低溫度梯度，減小了由於「冷壁效應」給部分氧化反應帶來的影響，所述反應室的內壁設置有非金屬材料層。所述非金屬材料層為陶瓷、氧化鋁以及石英材質製成的非金屬層，優選石英材料。所述反應室的上部外壁設置有保溫材料層。為了對反應室進行有效散熱，所述反應室下部的外壁上設置有冷凝套管。為了便於清潔反應室內的炭黑，所述反應室內設置有對內壁和燒嘴板表面進行刮碳的刮刀，刮刀通過刮碳連接管連接至反應室外部，刮碳連接管與反應器之間為密封連接。為了方便觀察反應進行情況，所述反應室的上部設置有視鏡。為了引燃反應室內輔氧燒嘴，所述反應室的上部設置有點火孔。所述淬火連接管位於刮碳連接管內，淬火連接管和刮碳連接管的末端均設置有手柄。[0013]所述管道上連接有對淬火連接管進行固定的固定架，淬火連接管可以在固定架內上下移動。本實用新型通過調節淬火水噴頭的高度以獲得最大乙炔收率的最佳高度，在反應室上部用非金屬材料和保溫材料代替水夾套，從而降低溫度梯度，減小了由於「冷壁效應」給部分氧化反應帶來的影響。同時，可以採用刮刀對反應室內及燒嘴板表面的炭黑進行清除，減少了炭黑的聚集。
圖1是本實用新型實施例的結構示意圖。圖中，1-氣體混合器，2-擴散管，3-燒嘴板，4-反應室，5-淬火連接管，6_刮碳連接管，7-輔氧管，8-視鏡，9-無機非金屬材料層，10-保溫材料層，11-冷凝套管，12-熱電偶，13-淬火水管，14-固定架，15-手柄，16-淬火噴頭，17-密封層，18-刮刀，19-點火孔，20-燒嘴，21-輔氧燒嘴。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型做進一步說明。如圖1所示，將烴與氧氣分別預熱至600 650°C，在氣體混合器I中快速混合，經過擴散管2進入燒嘴板3，用熱電偶12測量氧氣與烴混合物的溫度，氧氣與烴的混合物經過燒嘴20進入反應室4，輔氧經過輔氧管7進入反應室並引發烴與氧氣的混合物的反應，通過視鏡8可以觀測氣體混合物在反應室內的反應情況。通過手柄15以及固定架14調節淬火水噴頭16的高度，及時淬滅火焰，獲得最佳反應時間，得到最大乙炔收率。為了防止炭黑在反應室內聚集，反應室及燒嘴板表面的炭黑可以用刮刀18定期除去。反應室內壁使用非金屬材料層9，可降低溫度梯度，減小由於「冷壁效應」給部分氧化反應帶來的負面影響，同時可減少炭黑在反應室內壁的聚集。無機非金屬材料層9的材料可以是陶瓷、氧化鋁以及石英，優選石英。為了防止乙炔深度裂解為炭黑和氫氣，採用水淬冷的方法結束反應，即淬火水經過淬火水管13和淬火噴頭16進入反應室，迅速將裂化氣冷卻到300°C以內，終止反應的繼續進行。為了防止氣體從刮炭裝置與乙炔爐的連接處洩露，在連接處安裝有密封層17。為了防止反應室下端金屬壁在高溫下損壞，在反應室下端設有冷凝套管11，以便及時帶走金屬壁上面的熱量。
權利要求1.一種烴生產乙炔的反應器，包括反應室，反應室的下端連接供裂解氣和炭黑水輸出的管道，其特徵在於:所述反應室內設置有通過淬火連接管連接的淬火噴頭，淬火連接管伸出反應室，且淬火連接管與反應器之間為密封連接，通過淬火連接管的上下移動，可以調整淬火噴頭位於反應室內的高度。
2.如權利要求1所述的烴生產乙炔的反應器，其特徵在於:所述反應室的內壁設置有非金屬材料層。
3.如權利要求1或2所述的烴生產乙炔的反應器，其特徵在於:所述反應室的上部外壁設置有保溫材料層。
4.如權利要求3所述的烴生產乙炔的反應器，其特徵在於:所述反應室下部的外壁上設置有冷凝套管。
5.如權利要求4所述的烴生產乙炔的反應器，其特徵在於:所述反應室內設置有對內壁進行刮碳的刮刀，刮刀通過刮碳連接管連接至反應室外部，刮碳連接管與反應器之間為密封連接。
6.如權利要求5所述的烴生產乙炔的反應器，其特徵在於:所述反應室的上部設置有視鏡。
7.如權利要求6所述的烴生產乙炔的反應器，其特徵在於:所述淬火連接管位於刮碳連接管內，淬火連接管和刮碳連接管的末端均設置有手柄。
8.如權利要求7所述的烴生產乙炔的反應器，其特徵在於:所述管道上連接有對淬火連接管進行固定的固定架，淬火連接管可以在固定架內上下移動。
專利摘要本實用新型公開了一種烴生產乙炔的反應器，包括反應室，反應室的下端連接供裂解氣和炭黑水輸出的管道，關鍵在於所述反應室內設置有通過淬火連接管連接的淬火噴頭，淬火連接管伸出反應室，且淬火連接管與反應器之間為密封連接，通過淬火連接管的上下移動，可以調整淬火噴頭位於反應室內的高度，所述反應室的內壁設置有非金屬材料層。本實用新型通過調節淬火水噴頭的高度以獲得最大乙炔收率的最佳高度，在反應室上部用非金屬材料和保溫材料代替水夾套，從而降低溫度梯度，減小了由於「冷壁效應」給烴部分氧化反應帶來的負面影響。
文檔編號B01J12/00GK202962441SQ20122045611
公開日2013年6月5日 申請日期2012年9月7日 優先權日2012年9月7日
發明者陳天文, 陳林, 趙寰, 黎園, 安傑, 王萍萍, 周偉, 張發平 申請人:中國石油化工集團公司, 中國石化集團四川維尼綸廠