專利名稱：脫除等離子體裂解天然氣制乙炔中炭黑及高聚物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種脫除炭黑及高聚物的方法，具體講是一種脫除等離子體裂解天然 氣制乙炔中炭黑及高聚物的方法。
背景技術(shù)：
乙炔是有機化學(xué)工業(yè)的一種重要原料，也是具有特殊用途的高熱值燃料。隨著國 際市場上石油及石油制品價格的持續(xù)上升，使用天然氣制取的乙炔將大規(guī)模成為石油制品 的替代品。乙炔的生產(chǎn)方法主要有電石乙炔法、烴類裂解法、由煤直接制取乙炔法等。傳統(tǒng)電 石法設(shè)備投資大，有多次重復(fù)污染的嚴重問題，在發(fā)達國家早已被天然氣制乙炔工藝取代。 目前，常用的天然氣制乙炔工藝包括天然氣部分氧化法和等離子體裂解法。天然氣部分氧 化法由于有氧氣參加反應(yīng)，因而必須增加復(fù)雜的防爆設(shè)備，并使分離和提純費用提高，增加 成本。天然氣等離子體法制乙炔具有工藝簡單，裂化氣易分離，原料利用率高，投資省，成本 低，生產(chǎn)安全可靠，無污染等特點，在技術(shù)經(jīng)濟等方面均優(yōu)于其它乙炔制備方法。由于甲烷氣體在高溫下進行反應(yīng)，乙炔的生產(chǎn)過程中會副產(chǎn)一定量由甲烷脫氫生 成的炭黑顆粒和由反應(yīng)過程中產(chǎn)生的乙烯、乙炔等聚合而成的高聚物。乙炔的生產(chǎn)過程中 產(chǎn)生的炭黑具有分散度大、密度輕、顆粒小、親水性差等特點，現(xiàn)有脫除炭黑及高聚物的工 藝主要有過濾法、常溫水洗法和多級電除塵法，過濾法一般運用于小規(guī)模裝置，且對反應(yīng)氣 體阻力大、脫除效果差；常溫水洗法由于炭黑親水性差等特點同樣脫除效果差且能耗較高； 多級電除塵法可以將反應(yīng)氣體中的炭黑脫除到10mg/Nm3以下，但其存在流程復(fù)雜，裝置投 資高且能耗大等缺點。等離子體裂解天然氣制乙炔過程中所產(chǎn)生的炭黑及高聚物的含量通 常大于30g/Nm3，遠高于其它乙炔生產(chǎn)方法，如果采用現(xiàn)有工藝流程不能將其有效、經(jīng)濟的 脫除到工藝要求的含量以下。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中脫除炭黑及高聚物方法達不到裂解法制乙炔 工藝要求的不足，提供一種脫除等離子體裂解天然氣制乙炔中炭黑及高聚物的方法。該 方法能夠更加徹底的脫除粗乙炔原料氣中的炭黑及高聚物，同時降低乙炔的損耗和生產(chǎn)成 本。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是 一種脫除等離子體裂解天然氣制乙炔中炭黑及高聚物的方法，包括以下步驟
A、來自造氣工序的裂解氣由底部進料端進入熱水洗滌塔，經(jīng)60°C 130°C溫度的熱水 噴淋洗滌和多孔填料吸附后，從熱水洗滌塔頂部出料端排出；
B、出熱水洗滌塔的氣體進入單級電除塵器進行單級電除塵處理；
C、經(jīng)單級電除塵處理后的氣體由底部進料端進入冷水洗滌塔，經(jīng)20°C 4O °C溫度的 水噴淋冷卻后進入氣柜進行后續(xù)處理。
作為優(yōu)選方式，在所述步驟A中噴淋洗滌用熱水的溫度為60°C 120°C。作為優(yōu)選方式，所述多孔填料為沸石、多孔氧化鋁、多孔碳化硅或分子篩。進一步優(yōu)選，所述分子篩為4A分子篩或5A分子篩。本發(fā)明對炭黑進行洗滌時采用的是熱水洗滌，這與常規(guī)冷水洗滌有很大的區(qū)別。 采用熱水進行洗滌利用了變溫吸附的原理，增強了高聚物及炭黑顆粒與填料之間的親和 力，更有利于高聚物與炭黑顆粒在填料表面的吸附。由于裂解法產(chǎn)生的炭黑顆粒為多孔結(jié) 構(gòu)，有較大吸附能力，因此在炭黑顆粒中吸附有許多氣體，使得隨熱水洗滌下的炭黑密度比 水小，會浮于水面上。使用熱水洗滌可使得炭黑上浮的速度更快，更利于采用浮升法脫除炭 黑。同時乙炔氣體在溫度更高的水中溶解度更小，更有利于提高乙炔的收率。本發(fā)明的熱水洗滌塔采用多孔填料進行吸附，相對于傳統(tǒng)工藝采用的普通金屬填 料具有多孔、比表面積大等特點，可有效地提高洗滌劑與氣體的接觸面積，提高洗滌效率， 且對氣體阻力小；同時，填料的多孔表面可以吸附粗乙炔氣體中的聚合物和部分炭黑顆粒， 凈化氣體。填料材質(zhì)耐高溫，硬度高，使用該種填料可有效減少填料的處理次數(shù)，延長裝置 運行周期，吸附后的填料可以通過高溫焚燒的方法進行處理，填料可重復(fù)使用，將吸附的高 聚物和炭黑顆粒轉(zhuǎn)化成為C O 2及水排放到界外，避免了環(huán)境污染。本發(fā)明的有益效果在于能夠更加徹底的脫除粗乙炔原料氣中的炭黑及高聚物， 滿足等離子體裂解天然氣制乙炔的工藝要求；同時降低了乙炔的損耗，填料可重復(fù)使用。


本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中 圖1為本發(fā)明的工藝流程圖2為現(xiàn)有技術(shù)的工藝流程圖。圖中標記1熱水洗滌塔、2電除塵器、3洗滌塔、4炭黑水總管、5冷水洗滌塔。
具體實施例方式本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥 的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。實施例1 如圖1所示，一種脫除等離子體裂解天然氣制乙炔中炭黑及高聚物的方 法，包括以下步驟
A、來自造氣工序的裂解氣(炭黑顆粒含量30g/Nm3)進入熱水洗滌塔1底部進料端，經(jīng) 熱水噴淋洗滌和多孔填料吸附后，從熱水洗滌塔1頂部出料端經(jīng)管道進入電除塵器2進料 端；
B、經(jīng)電除塵器2處理后(電除塵電壓為50kV)的氣體經(jīng)管道進入洗滌塔3底部進料端， 經(jīng)冷卻水(溫度為40°C，壓力為ImH2O)噴淋冷卻至40°C左右后進入氣柜的進料端。所述步驟A中噴淋洗滌用熱水的溫度為80°C，壓力為1. 4mH20。所述多孔填料為 沸石。其處理效果見表1。實施例2 如圖1所示，一種脫除等離子體裂解天然氣制乙炔中炭黑及高聚物的方 法，包括以下步驟
A、來自造氣工序的裂解氣(炭黑顆粒含量50g/Nm3)進入熱水洗滌塔1底部進料端，經(jīng)
4熱水噴淋洗滌和多孔填料吸附后，從熱水洗滌塔1頂部出料端經(jīng)管道進入電除塵器2進料 端；
B、經(jīng)電除塵器2處理后(電除塵電壓為60kV)的氣體經(jīng)管道進入洗滌塔3底部進料端， 經(jīng)冷卻水(溫度為30°C，壓力為ImH2O)噴淋冷卻至40°C左右后進入氣柜的進料端。所述步驟A中噴淋洗滌用熱水的溫度為100°C，壓力為1. 4mH20。所述多孔填料為 4A分子篩或5A分子篩。熱水洗滌塔為兩臺，當(dāng)其中一臺填料吸附的高聚物和炭黑顆粒達到 一定量后，則切換為另一臺進行吸附操作。其處理效果見表1。實施例3 如圖1所示，一種脫除等離子體裂解天然氣制乙炔中炭黑及高聚物的方 法，包括以下步驟
A、來自造氣工序的裂解氣(炭黑顆粒含量30 50g/Nm3)進入熱水洗滌塔1底部進料 端，經(jīng)熱水噴淋洗滌和多孔填料吸附后，從熱水洗滌塔1頂部出料端經(jīng)管道進入電除塵器2 進料端；
B、經(jīng)電除塵器2處理后的氣體經(jīng)管道進入洗滌塔3底部進料端，經(jīng)冷卻水(溫度為 25°C，壓力為ImH2O)噴淋冷卻至35 °C左右后進入氣柜的進料端。所述步驟A中噴淋洗滌用熱水的溫度為90°C。所述多孔填料為多孔氧化鋁或多孔 碳化硅。熱水洗滌塔可以為一臺或多臺。比較例如圖2所示，一種脫除等離子體裂解天然氣制乙炔中炭黑及高聚物的方 法，包括以下步驟
A、來自造氣工序的裂解氣(炭黑顆粒含量40g/Nm3)進入冷水洗滌塔5底部進料端，經(jīng) 30°C冷水(溫度為30°C，壓力為1. 4mH20)噴淋洗滌后，從冷水洗滌塔5頂部出料端經(jīng)管道進 入電除塵器2進料端；
B、經(jīng)電除塵器2(電除塵電壓為50kV)處理后的氣體經(jīng)管道進入氣柜的進料端。其處 理效果見表2。表1本發(fā)明脫除炭黑及高聚物的處理效果表
表2比較例脫除炭黑及高聚物的處理效果表
由上述兩個表格可見，本發(fā)明可脫除炭黑顆粒含量到0. 01-0. 03g/Nm3，優(yōu)于比較例的數(shù)據(jù)，并完全滿足等離子體裂解天然氣制乙炔的工藝要求。 本發(fā)明并不局限于前述的具體實施方式
。本發(fā)明擴展到任何在本說明書中披露的 新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。
權(quán)利要求
一種脫除等離子體裂解天然氣制乙炔中炭黑及高聚物的方法，其特征在于包括以下步驟A、來自造氣工序的裂解氣由底部進料端進入熱水洗滌塔，經(jīng)60℃～130℃溫度的熱水噴淋洗滌和多孔填料吸附后，從熱水洗滌塔頂部出料端排出；B、出熱水洗滌塔的氣體進入單級電除塵器進行單級電除塵處理；C、經(jīng)單級電除塵處理后的氣體由底部進料端進入冷水洗滌塔，經(jīng)20℃～4０℃溫度的水噴淋冷卻后進入氣柜進行后續(xù)處理。
2.如權(quán)利要求1所述的脫除等離子體裂解天然氣制乙炔中炭黑及高聚物的方法，其特 征在于所述步驟A中噴淋洗滌用熱水的溫度為60°C 120°C。
3.如權(quán)利要求1或3所述的脫除等離子體裂解天然氣制乙炔中炭黑及高聚物的方法， 其特征在于所述多孔填料為沸石、多孔氧化鋁、多孔碳化硅或分子篩。
4.如權(quán)利要求4所述的脫除等離子體裂解天然氣制乙炔中炭黑及高聚物的方法，其特 征在于所述分子篩為4A分子篩或5A分子篩。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種脫除等離子體裂解天然氣制乙炔中炭黑及高聚物的方法，包括以下步驟A、來自造氣工序的裂解氣由底部進料端進入熱水洗滌塔，經(jīng)60℃～130℃溫度的熱水噴淋洗滌和多孔填料吸附后，從熱水洗滌塔頂部出料端排出；B、出熱水洗滌塔的氣體進入單級電除塵器進行單級電除塵處理；C、經(jīng)單級電除塵處理后的氣體由底部進料端進入冷水洗滌塔，經(jīng)20℃～4０℃溫度的水噴淋冷卻后進入氣柜進行后續(xù)處理。本發(fā)明能夠更加徹底的脫除粗乙炔原料氣中的炭黑及高聚物，滿足等離子體裂解天然氣制乙炔的工藝要求；同時降低了乙炔的損耗，填料可重復(fù)使用。
文檔編號C07C11/24GK101921163SQ201010250769
公開日2010年12月22日 申請日期2010年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月11日
發(fā)明者古共偉, 吳路平, 曾健, 毛震波, 賈繪如, 邱傳珪 申請人:西南化工研究設(shè)計院