[发明专利]一种天然气裂解制乙炔工艺中高级炔废气综合利用系统

说明书

一种天然气裂解制乙炔工艺中高级炔废气综合利用系统，包括：加压设备，用于对高级炔混合气体进行增压；安全设备，用于阻止高级炔混合气体爆燃及回火；燃烧供热设备，用于将高级炔混合气体燃烧供热；管路设备，依次连接加压设备、安全设备和燃烧供热设备；温度监控设备，用于监测高级炔混合气体的温度而进行温度联锁控制高级炔混合气体的供给；压力监控设备，用于监测高级炔混合气体的压力而进行压力联锁控制高级炔混合气体的流量。本发明的天然气裂解制乙炔工艺中高级炔废气综合利用系统减少了天然气的消耗，节能环保，高级炔回收利用率高，且系统运行稳定安全，易于操作。

技术领域

本发明涉及天然气裂解制乙炔领域，具体为天然气裂解制乙炔工艺中高级炔废气综合利用系统。

背景技术

天然气中的甲烷与氧气发生部分氧化反应，并发生甲烷的裂解反应生成乙炔，同时生成氢气、一氧化碳和水，以及少量的二氧化碳、丁二炔、乙烯基乙炔、其他烃类物质以及碳黑。

主要的反应方程式如下：

合成气反应

CH₄+O₂→CO+H₂O+H₂ △H＝-278kJ/mol

乙炔生成反应

2CH₄→C₂H₂+3H₂ △H＝+376kJ/mol

乙炔分解反应

C₂H₂→2C+H₂ △H＝-227kJ/mol

总反应式

5CH₄+3O₂→HC≡CH+6H₂+3CO+3H₂O

>1500℃～0.1MPa,1-3ms

丁二炔、乙烯基乙炔等高级炔组分会自聚形成高级炔聚合物易在管道内析出会堵塞管道及系统。如果高级炔排入火炬焚烧处理燃烧不充分将形成大量黑烟，对环境带来极大污染并造成能量浪费。一般情况下，高级炔会送到发电厂燃烧供电。在正常生产中从系统内排出～300Nm³/h高级炔,经高级炔压缩机入口加入稀释天然气,压缩后将压力增加从系统内抽出。高级炔气经高级炔阻解器后被送入高级炔增压机进一步增压。在入口设置有压力控制阀来控制高级炔压力。为了进一步对高级炔进行增压，在入口再次补充稀释天然气对高级炔进一步稀释后送入高级炔增压机，将压力增加至～80KpG送至电厂锅炉焚烧，后经系统改造后送入乙炔装置原料气预热炉内回收利用。但是在高级炔回收系统实际运行过程中由于高级炔输送至电厂管道长度过长，导致高级炔聚合物大量析出，在送往电厂的过程中频繁发生高级炔管道及系统堵塞和憋压，导致高级炔压缩机频繁联锁停车，严重影响了乙炔装置的稳定生产。因此高级炔始终无法送至电厂焚烧处理，故一直排放至高级炔火炬焚烧处理，由于高级炔气热值高，造成严重浪费，同时火炬长期燃烧高级炔会使火炬使用寿命缩短，如果乙炔火炬烧坏将导致乙炔装置停车，从而导致整个公司停产。

综上所述，现有技术中的天然气裂解制乙炔工艺中高级炔废气利用系统存在环境污染大、热能利用率低、生产稳定性低以及系统操作复杂。

发明内容

通过对天然气裂解制乙炔工艺中高级炔废气利用系统进行系统改造、仪表设置、联锁设置、新增设备等工程将高级炔进行回收利用，解决了现有技术中环境污染大、热能利用率低、生产稳定性低以及系统操作复杂的技术问题。