天然气制乙炔工艺简介.pdf
《天然气制乙炔工艺简介.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《天然气制乙炔工艺简介.pdf(6页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、 第 4期 1 8 2 0 0 5年 4月 中国氯碱 C h i n a Ch l o r Al k ali No 4 Ap r ,2 0 0 5 天然气制乙炔工艺简介 夏项,杨朝窟,秦圣样,薛 定,张德胜(1 重庆三阳化工股份有限公司,重庆 4 0 4 0 0 1;2 重庆索特天然气化工股份有限公司,重庆 4 0 4 0 0 1)摘 要:简要介绍了引进乌克兰3t a&气制 乙炔装置工艺单元组成及各单,L-Y-艺原理。关键词:天 然气;乙炔;工艺 Br i e f i n t r o d uc t i o n o f a c e t y l e ne p r o c e s s by na t
2、 ur a l g a s X A D i,Y A N G C h a o ,Q,S h e n g-x i a n g I,XU E D i ,Z H A N G D e s k(1 C h o n g q i n g S h a n y a n g C h e mi c a l C o ,L t d ,C h o n g q i n g 4 0 4 0 0 1,C h i n a;2 C h o n g q i n g S o t e N a t u r al G a s C h e m i c al C o,L t d,C h o n g q i n g 4 0 4 0 0 1,C h
3、i n a)Ab s t r a c t:Un i t c o mp o n e n t o f 3 0 k t a Uk r a i n i a n a c e t y l e n e u n i t w i t h n a t u r al g a s a s f u e l a n d i t s p r o c e s s we r e b r i e fl y i n t r o d u c e d Ke y wo r d s:n a t u r a l g a s;a c e t y l e n e;p r o c e s s 1 装置简介 天然气生产乙炔在技术上是有保证的,经济上
4、 也是可行的。在国外,天然气制乙炔已有相当的规 模,而我国仅川维一家,长期没有发展。2 0 0 4 年5 月国 家发改委编制的 三峡库区经济和社会发展规划 对 库区的经济发展提出了明确具体的目标,提出大力 发展盐气化工,适度发展天然气化工,给三峡库区天 然气化工发展带来了新机遇。1 9 9 4 年原川东天然气 氯碱工程从乌克兰国立化工研究院引进天然气制乙 炔工艺软件包,后由于工程下马装置没建成。乌克兰3万t a 天然气制乙炔装置由下列工艺 单元组成:甲烷氧化裂解(部分氧化);裂解气压缩;乙炔提浓;溶剂回收;3(5)一甲基吡咯唑生产;废物 脱除和焚烧;气柜;就地循环冷却水系统。工艺流程 简图见图
5、I。2 o甲烷(N G)氧化裂解 3万t a 乙炔装置氧化裂解单元由4 套独立相似 的氧化裂解装置组成,每套装置能力为7 5 0 0 t a,每 套氧化裂解装置由下列部分组成。(I)氧气预热炉(器)压力为I 5 M P a 的氧气经过过滤器除去机械杂 质后送往氧气预热炉预热6 5 0 c c,氧气预热炉底安 装有燃烧器以燃烧天然气来提供预热氧气所需的热 量,通过 自动遥控调节供给燃烧器的天然气流量来 控制氧气预热炉出口氧气的温度。(2)天然气预热炉(器)压力为O 3 5 加5 0 MP a 的天然气通过过滤器 除 去机械杂质后进人天然气预热器预热到6 5 0 c c,天 然气预热炉底部安装有燃
6、烧器以燃烧天然气来提供 预热天然气所需的热量,通过 自动遥控调节供给燃 烧器的天然气流量来控制天然气预热炉出口的天然 气温度。天然气和氧气预热后送往乙炔炉,送往乙炔 炉的天然气流量借助流量控制器控制稳定,流量的 变化通过比例调节器来影响氧气的流量,从而确保 送往乙炔炉的氧和天然气 比例为设定的流量比例。(3)乙炔炉(反应器)乙炔炉 由混合室、燃烧器、反应室骤冷装置(三 环水淬冷)和壳体构成,预热后的氧气和天然气在混 合室快速混合后,经由燃烧器进入反应室,混合气在 燃烧器出口处着火,向乙炔炉燃烧器供给一些氧,以 使天然气一氧混合气燃烧稳定,此氧经 由燃烧器喷 嘴送人反应室,用流量控制器保持稳定燃
7、烧用氧流 量恒定。天然气在反应室中进行氧化和热分解反应,发生如下反应:2 C H 4 1 C 2 H 2+3 H 2 Q (1)C H 4+O 2-C O 2+2 H 20+Q (2)维普资讯 http:/ 第4期 夏 顶,等:天然气制 乙炔工艺简介 1 9 就地循环冷却水 C H 4+1 2 0 2-*C 0+2 H 2+Q C O+H OC O 2+H 2+Q C 2 H 2-*2 C+H 2-Q 图 1 天然气部分氧化法制乙炔工艺流程筒图(3)(4)(5)除此之外,还有一些副反应发生,生成丁二炔、甲基乙炔、乙烯基乙炔、苯、萘等。乙炔的产率取决于乙炔生产反应(1)和分解反 维普资讯 htt
8、p:/ 2 0 中国氯碱 2 0 0 5年 第 4期 应(5)之间的反应速率,在连续负荷条件下,这些反 应速率的比例可通过改变过程温度来调节。正常操作时,反应室底部会有一些炭黑沉积,采 用液压制炭机构定期清除炭黑,三环淬冷水排出的 含炭黑水从乙炔炉底部排出送往含炭黑水总管。乙炔炉配置有连锁保护系统,用以在任何操作 条件遭到破坏时切断向乙炔炉供氧并 向混合室供 N:。乙炔炉正常操作时要检测压差、温度和混合室压 力。温度为8 5的裂解气由乙炔炉侧部接管引出 送往洗涤塔冷却并除去部分炭黑。(4)洗涤塔 洗涤塔为上下2 段的泡罩塔,从乙炔炉送来的裂 解气和来 自就地循环冷却水系统的冷却水在塔中逆 流接
9、触将裂解气冷却到3 5并除去部分炭黑后送 人裂解气总管。送往洗涤塔的冷却水流量采用遥测 并根据洗涤塔出口处裂解气的温度进行调节。洗涤塔后裂解气总管上设有1 条将裂解气送人 火炬系统的管线,在装置开车和停车置换或裂解装 置保护系统动作时使用。在洗涤塔后裂解气总管上安装有水封,一旦裂 解气总管压力超过水封设定压力值,裂解气排放到 火炬系统(火炬为长明火炬)。洗涤塔底部的含炭黑水送往炭黑水总管。(5)除尘器(电滤器)电除尘器采用湿法板式电滤器,设计电压7 8 万V,实际电压4万 6万V,电流2 0 0 m A。裂解气在洗涤 塔下段冷却到6 0后 由洗涤塔送人电除尘器,裂解 气通过电除尘器电晕电极与沉
10、淀电极之间形成的电 场,在电场作用下,炭黑粒子移向沉淀电极并沉淀在 沉淀电极上。裂解气通过电除尘器除去精细炭黑后 返回洗涤塔上段,从洗涤塔上段顶部进入裂解气总 管再进入裂解气压缩单元。电除尘器电极定期用来 自就地循环冷却水系统 的水进行清洗,清洗时停止向电极供应电,并停止向 该电除尘器供应裂解气,从电除尘器底部排出的含 炭黑水进入炭黑水总管。在电除尘器的裂解气人 口管线,洗涤塔顶至裂 解气总管的裂解气管线和洗涤塔至火炬系统的裂解 气排放管线上均安装有遥控切断阀,用于遥控电除 尘器停车。电滤器还设有连锁保护系统,用于在电滤器发 生故障时自动切断电除尘器的裂解气供应和电极电 的供应。氧化裂解单元设
11、有1 个乙炔炉燃烧器和乙炔炉 壳体冷却用冷凝液的封闭循环系统,该封闭循环系 统由泵、冷凝液、贮罐和冷却器组成。在泵停开时,用 1 台N:充压的贮罐供应乙炔炉冷却所需水。氧化裂解单元设有1 个液压传动炭黑清除机构 的液压供应系统,该系统由泵和贮罐组成,用1 台N 充压的贮罐向液压传动机构供水。氧化裂解单元设有1 个N 气柜,当裂解停开时确 保N 2 的供应。-氧化裂解单元设有1 个用于燃烧裂解气的火炬 系统(此火炬为长明火炬)。3 裂解气压缩单元 压缩单元由2 台螺杆压缩机(1 台备用)、洗涤塔 和气柜组成。裂化气中含有微量高级炔,压缩过程因 分压及温度升高会 自聚产生部分聚合物,而且裂化 气中
12、还有微量炭黑,故选用螺杆压缩机。从裂解单元 洗涤塔来的裂解气,从一段解吸塔来的循环气以及 当裂解气不足时一部分来 自乙炔吸收塔的合成气通 过压缩机升压至1 1 M P a 后进入洗涤塔与冷却水逆 流接触冷却后(压力0 9 MP a)送往提浓单元。压缩机出口管线的压力由乙炔提浓单元内乙炔 吸收塔出口处的合成气压力控制器设定。压缩机人 口前的裂解气管路系统中设有裂解气 气柜,以便持续保持此裂解气管线内的压力,并缓冲 裂解气产气量的波动和装置运行中的消耗波动。4 乙炔提浓单元 裂解气中乙炔 的体积分数为8 左右,在压缩机 人 口裂解气和循环气的混合气中乙炔的体积分数为 1 0 左右。在提浓单元,裂解
13、气和循环气的混合气用 N 一甲基 吡咯烷酮(N MP)作溶剂,根据含碳不 同的 炔烃在溶剂中溶解度不同以及压力温度不同,该物 质在溶剂中溶解度不同,通过吸收和解吸等过程,将 乙炔从混合气中回收出来。在提浓单元,混合气被分离成3 种馏分。即合成 气(在N 一 甲基吡咯烷酮中溶解度比乙炔低的气体如-I 2、C 0 等的混合气);乙炔(产品);高级炔及 同系物 的混合物。提浓单元为单系列工艺系统,该系统由以下各 部分组成,能力为3万t a。4 1 丁二炔吸收塔 由于吸收解吸操作具有气液 比小的特点,一般 的板式塔较难操作,板效率也较低,故丁二炔吸收塔 选用填料塔。从压缩单元来的裂解气和循环气的混 合
14、气和从塔顶流下的溶剂(N 一甲基吡咯烷酮)逆流 维普资讯 http:/ 第4期 夏顶,等:天然气制乙炔工艺简介 2 1 接触,丁二炔和其他高级炔类按其在N 一 甲基吡咯烷 酮中的溶解度及其分压的不同,在此塔中被吸收,同 时,也吸收部分乙炔。脱除丁二炔及高级炔后的混合 气送往乙炔吸收塔。吸收了丁二炔及高级炔的溶剂 借压缩单元送来的裂解混合气的压力排至乙炔解吸 塔的上部。用流量控制器控制送往丁二炔吸收塔的溶剂流 量,并根据此塔出口处气体流量和气体中丁二炔的 体积百分数进行调节。用液位控制器控制丁二炔吸收塔底部溶剂液位 的恒定。4 2乙炔 吸收 塔 乙炔吸收塔为填料塔,从丁二炔吸收塔出来的 脱除了丁
15、二炔和高级炔的混和气与从塔顶喷下的 N M P 溶剂(2 0 o C)逆流接触,由于进此塔的N MP 溶剂 进塔前用冷冻水冷却,温度比丁二炔吸收塔的溶剂 温度低,乙炔和N M P 溶剂中溶解度高于乙炔的气体 被完全吸收,不溶于N MP 溶剂的气体(H 、C O 等)从 该塔顶部排出,该气体称为合成气,一部分至合成气 火炬,(当装置停车或合成气用户故障时)一部分返 回压缩机人 口(当裂解气不足时),一部分送往 乙炔 解吸塔作气提气,大部分送至甲醇装置作生产甲醇 的原料(1 o 5 o m t,C H )。吸收了乙炔的溶剂借裂 解混合气的压力排往一段解吸塔。用流量控制器控制送往乙炔吸收塔的N MP
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 天然气 乙炔 工艺 简介
限制150内