способ плазмохимического пиролиза углеводородов

Формула изобретения

Способ плазмохимического пиролиза углеводородов, включающий нагрев плазмообразующего газа, содержащего углеводороды, в качестве которого используют в том числе и хвостовые газы, подачу и смешивание сырья с этим газом, охлаждение продуктов реакции и выделение из пиролизного газа ацетилена, отличающийся тем, что из хвостовых газов перед их использованием в качестве плазмообразующего газа выделяют водород, который подвергают очистке и сжижению.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области неорганической химии, а конкретно к процессам получения газов плазмохимическим методом путем пиролиза углеводородов, например электрокрекингом.

Известны способы плазмохимического пиролиза углеводородного сырья путем его смешивания с теплоносителем, нагретым в электрической дуге (В.Н.Антонов и др. "Производство ацетилена", "Химия", Москва, 1970, стр. 131-151).

Известен способ плазмохимического пиролиза углеводородов, преимущественно для получения ацетилена, включающий нагрев в электрической дуге плазмообразующего газа, содержащего углеводороды, подачу и смешивание сырья с этим газом, охлаждение продуктов реакции, причем в качестве плазмообразующего газа используют хвостовые газы (патент РФ 2078117, 29.12.93 г., МПК С 10 G 15/12 - прототип).

Данный способ осуществляется в устройстве, содержащем реактор, адсорбер, системы отвода ацетилена и возврата хвостовых газов в реактор (см. В.Н.Антонов и др. "Производство ацетилена", "Химия", Москва, 1970, стр. 92-98).

Недостатком известного способа является использование всех остаточных продуктов пиролиза (кроме ацетилена) так называемых хвостовых газов в качестве плазмообразующего газа, которые просто сжигают, хотя в их составе имеются и довольно ценные газы, например, такие как водород.

Задачей изобретения является повышение эффективности всего процесса за счет выделения водорода из хвостовых газов.

Поставленная задача достигается за счет того, что в способе плазмохимического пиролиза углеводородов, включающем нагрев содержащего углеводороды плазмообразующего газа, в качестве которого используют хвостовые газы, подачу и смешение сырья с этим газом, охлаждение продуктов реакции и выделение из пиролизного газа ацетилена, согласно изобретению из хвостовых газов выделяют водород, который очищают от примесей, а затем сжижают.

Хвостовые газы используют в качестве плазмообразующего газа после выделения из них водорода, чем достигается повышение эффективности процесса.

Достижение указанной технической задачи и реализация способа осуществляются в устройстве по схеме, представленной на чертеже, где основными элементами являются:

1. Реактор.

2. Адсорбер.

3. Система отвода ацетилена.

4. Система возврата хвостовых газов.

5. Система выделения водорода.

6. Устройство очистки водорода.

7. Устройство сжижения водорода.

Реактор 1 функционально связан с абсорбером 2, соединенным с системами отвода ацетилена 3 и возврата хвостовых газов 4. В систему возврата хвостовых газов 4 вмонтирована система выделения водорода 5 с устройствами его тонкой очистки 6 и сжижения 7.

Способ реализуется следующим образом.

Подаваемое в реактор 1 углеводородное сырье под действием электрической дуги нагревают, разлагают на компоненты и подают в адсорбер 2, где происходят охлаждение и очистка пирогазов.

Из адсорбера 2 все хвостовые газы (за исключением основного продукта - ацетилена, который поступает в систему отвода 3) подают в систему их отвода 4, а затем в систему выделения водорода 5.

Выделенный водород очищают в устройстве очистки 6 и сжижают в устройстве сжижения 7. Оставшиеся хвостовые газы из системы возврата 4 подают в реактор 1, где используют в качестве плазмообразующего газа.

Состав пирогаза, получаемого в результате химической реакции в реакторе 1, в пересчете на сухой газ (в объемных процентах) следующий: СН₄ - 4,3; N₂ - 0,9; Н₂ - 77,4; С₂Н₂ - 11,4; С₂Н₄ - 0,32; СО - 5,0; C₃Н₄ - 0,01; C₃Н₄ - 0,2; C₄Н₂ - 0,44; C₄Н₄ - 0,01; C₄Н₆ - 0,01; C₆Н₈ - 0,01.

Давление в реакторе 0,01-2,0 кгс/см², время образования ацетилена - порядка 0,001 с.

Таким образом, предложенным способом получают два ценных продукта - ацетилен и жидкий водород, что позволяет повысить эффективность процесса.