氣體裂解反應(yīng)裝置及其應(yīng)用的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提出了氣體裂解反應(yīng)裝置及其應(yīng)用，該裝置包括混合器、氣體預(yù)熱器、裂解裝置、分離器以及急冷器；還包括粉體溫控加熱器；所述粉體溫控加熱器的粉體出口端設(shè)置在靠近所述氣體預(yù)熱器端的所述裂解裝置上，并連通；所述混合器、氣體預(yù)熱器、裂解裝置、分離器、急冷器通過(guò)管道依次連通；或所述混合器、氣體預(yù)熱器、裂解裝置、急冷器、分離器通過(guò)管道依次連通。本發(fā)明裝置在使用過(guò)程中，儲(chǔ)能粉末在裂解管內(nèi)循環(huán)，可起到?jīng)_刷作用，完全掃除積碳；裂解管內(nèi)不再有積碳沉積，就不會(huì)產(chǎn)生飛溫現(xiàn)象，可減少維修次數(shù)，延長(zhǎng)裂解管壽命；使用過(guò)程中節(jié)能，減少副反應(yīng)，提高產(chǎn)品得率。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及裂解反應(yīng)裝置【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是指一種氣體裂解反應(yīng)裝置及其應(yīng)用。 氣體裂解反應(yīng)裝置及其應(yīng)用

【背景技術(shù)】
[0002] 氣體裂解反應(yīng)是化工產(chǎn)品制備的重要工藝過(guò)程；例如：石油烯烴裂解制備乙烯丙 烯；裂解二氟一氯甲烷（R22)制備四氟乙烯；裂解四氟乙烯制備六氟丙烯等等；裂解反應(yīng)裝 置（也稱(chēng)為裂解爐）就是這個(gè)工藝過(guò)程最重要的一個(gè)設(shè)備（或裝置）。
[0003] 現(xiàn)有的裂解爐有三種：蓄熱爐裂解、砂子爐裂解、管式爐裂解；主要的是管式裂解 爐，尤其是過(guò)熱水蒸氣稀釋管式裂解爐；由于裂解反應(yīng)必須在高溫下進(jìn)行，許多裂解反應(yīng)還 是強(qiáng)吸熱反應(yīng)，需要外部補(bǔ)充熱能才能使反應(yīng)正常進(jìn)行；過(guò)熱水蒸氣溫度高、攜帶大量的 熱能，同時(shí)還可以稀釋原料氣，降低原料氣分壓，有利于主反應(yīng)進(jìn)行；已成為工業(yè)上制取四 氟乙烯、乙烯、丙烯的重要方法之一。對(duì)于二氟一氯甲烷（R22)裂解制取四氟乙烯而言，目 前我國(guó)國(guó)內(nèi)普遍采用過(guò)熱水蒸氣稀釋管式裂解法進(jìn)行生產(chǎn)；R22在裂解制取四氟乙烯中的 主要副反應(yīng)產(chǎn)物有二氟甲烷、二氟二氯甲烷、三氟乙烯、三氟氯乙烷、四氟氯乙烷、五氟氯乙 烷、六氟丙烯、八氟環(huán)丁烷、八氟異丁烯等，此外還有氯化氫、氟化氫、一氧化碳等；在四氟 乙烯精制過(guò)程中，除去氯化氫、氟化氫、一氧化碳等，并提取出六氟丙烯、八氟環(huán)丁烷等氣體 后，其余的含氟雜氣可以循環(huán)回到裂解爐重新裂解反應(yīng)。
[0004] 現(xiàn)有裝置存在的主要問(wèn)題是：1、管壁積碳嚴(yán)重（其后果是造成管子堵塞；影響傳 熱；出現(xiàn)積碳突然燃燒，局部高溫把管子熔融，的"飛溫"現(xiàn)象，發(fā)生設(shè)備事故；由于需要清 除積碳，使得裝置不能連續(xù)生產(chǎn)）。2、用蒸汽作為熱能攜帶源和稀釋用氣，能耗較高，3、溫度 控制不夠精確，副反應(yīng)較多。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提出一種氣體裂解反應(yīng)裝置及其應(yīng)用，解決了現(xiàn)有技術(shù)中裂解反應(yīng)器容易 積碳并因此燒壞裂解反應(yīng)器以及能耗較高的問(wèn)題。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：
[0007] -種氣體裂解反應(yīng)裝置，包括混合器、氣體預(yù)熱器、裂解裝置、分離器以及急冷 器；
[0008] 還包括粉體溫控加熱器；所述粉體溫控加熱器的粉體出口端設(shè)置在靠近所述氣體 預(yù)熱器端的所述裂解裝置上，并連通；
[0009] 所述混合器、氣體預(yù)熱器、裂解裝置、分離器、急冷器通過(guò)管道依次連通；
[0010] 或所述混合器、氣體預(yù)熱器、裂解裝置、急冷器、分離器通過(guò)管道依次連通。
[0011] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述裂解裝置為裂解管。
[0012] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述裂解管的材質(zhì)為石英、碳化硅或有色金屬合金。
[0013] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述分離器為旋風(fēng)分離器、袋式除塵器或沉降室分離器。
[0014] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述急冷器的冷卻方式為間接冷卻；冷卻介質(zhì)為水、液體二 氟一氯甲烷（R22)或被裂解的液體原料；冷卻介質(zhì)的流動(dòng)方向可以與裂解氣逆向，也可以 與裂解氣同向。
[0015] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述粉體溫控加熱器的粉體進(jìn)口端與所述分離器的粉體出 口連通；或者在所述分離器與所述粉體溫控加熱器之間設(shè)置儲(chǔ)能粉末輸送設(shè)備。
[0016] 儲(chǔ)能粉末在粉體溫控加熱器內(nèi)升溫后進(jìn)入裂解裝置內(nèi)，與被裂解原料氣一起運(yùn)行 至分離器內(nèi)，分離后重新進(jìn)入粉體溫控加熱器，循環(huán)往復(fù)。儲(chǔ)能粉末在分離器中被氣體帶走 而減少時(shí)，通過(guò)儲(chǔ)能粉末加入口補(bǔ)充。
[0017] 所述混合器設(shè)有原料氣入口和雜氣回用入口；所述急冷器設(shè)有冷卻介質(zhì)入口、冷 卻介質(zhì)出口以及裂解氣出口；所述粉體溫控加熱器設(shè)有儲(chǔ)能粉末加入口。
[0018] 一種氣體裂解反應(yīng)裝置應(yīng)用于二氟一氯甲烷（R22)裂解制四氟乙烯（TFE);或四 氟乙烯（TFE)裂解制六氟丙烯（HFP);或二氟一氯甲烷（R22)裂解制四氟乙烯（TFE)和六 氟丙烯（HFP);或石油烯烴裂解生產(chǎn)乙烯和丙烯。
[0019] 一種使用上述氣體裂解反應(yīng)裝置制備氣體的方法，包括：
[0020] 在混合器內(nèi)通入原料氣；
[0021] 控制預(yù)熱器溫度在360-470°C，預(yù)熱所述原料氣；
[0022] 通過(guò)粉體溫控加熱器的儲(chǔ)能粉末被加熱到775_955°C ;
[0023] 預(yù)熱后的所述原料氣與被加熱后的所述儲(chǔ)能粉在裂解裝置中相遇，發(fā)生裂解反 應(yīng)，生成裂解氣體；
[0024] 所述裂解氣體進(jìn)入分離器，分離掉儲(chǔ)能粉末后，進(jìn)入急冷器中，冷卻后即得裂解 氣。
[0025] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，冷卻后的所述裂解氣經(jīng)過(guò)氣體分離和精餾即得成品；分離 掉積碳后的雜氣重新回到混合器。
[0026] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述原料氣使用原料氣與分離掉積碳后的雜氣混合氣替 代，其中雜氣與原料氣在混合器中的混合比例為1: 3-8。
[0027] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述儲(chǔ)能粉末為黑色金屬、有色金屬、陶瓷、無(wú)機(jī)合成材料 中的一種或幾種。
[0028] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案所述儲(chǔ)能粉末為鎳、鉻、鉻合金、鎳鉻合金、鎳銅合金、鎳鐵合 金、鎳銅鐵合金、碳化硅、陶瓷、硅鋁酸鹽結(jié)晶體中的一種或幾種的混合物。
[0029] 所述加熱方式為電、燃?xì)饣蛉济杭訜帷?br> [0030] 所述裂解時(shí)間為0. 02S-0. 5s，急冷器內(nèi)的冷卻介質(zhì)可以是水，也可以是被裂解的 原料液體。用水做冷卻介質(zhì)時(shí)，出急冷器后的水用于加熱被裂解的原料液體，使之升溫，以 節(jié)約能耗。用被裂解原料液體做冷卻介質(zhì)時(shí)，在急冷器內(nèi)吸熱汽化后的被裂解原料氣體進(jìn) 入預(yù)熱器內(nèi)。
[0031] 有益效果
[0032] (1)本發(fā)明的氣體裂解裝置在使用過(guò)程中，儲(chǔ)能粉末在裂解管內(nèi)循環(huán)，可起到?jīng)_刷 作用，完全掃除積碳；裂解管內(nèi)不再有積碳沉積，就不會(huì)產(chǎn)生飛溫現(xiàn)象，可減少維修次數(shù)，延 長(zhǎng)裂解管壽命。
[0033] (2)本發(fā)明的氣體裂解裝置在使用時(shí)，儲(chǔ)能粉末由于儲(chǔ)能粉末能起到催化劑作用， 裂解管就可以采用非金屬材料，如：石英管、碳化硅管等；這些材料的熔點(diǎn)大大高于金屬合 金材料，使裂解溫度與裂解管材料熔點(diǎn)之間的溫差增大，可以提高裂解管壽命。并大幅度降 低裂解管的制造成本。
[0034] (3)本發(fā)明的制備方法中以?xún)?chǔ)能粉末代替原來(lái)的過(guò)熱蒸汽，可大大降低能耗；因 為旋風(fēng)分離后的粉末仍然處于高溫，只要很少的熱能就可以加熱至所需溫度。
[0035] (4)本發(fā)明以?xún)?chǔ)能粉末作為熱能攜帶體，通過(guò)溫控加熱器，可精確控制裂解溫度， 減少副反應(yīng)，提商廣品得率。
[0036] (5)本發(fā)明以回用的雜氣來(lái)稀釋原料氣，在降低原料氣分壓的同時(shí)，可以抑制副反 應(yīng)的進(jìn)行，提商廣品轉(zhuǎn)化率。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0037] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施方案或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施方案 或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅 是本發(fā)明的一些實(shí)施方案，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提 下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0038] 圖1為本發(fā)明的一種氣體裂解反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039] 圖2為本發(fā)明的第二種氣體裂解反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040] 圖3為本發(fā)明的第三種氣體裂解反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0041] 下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施 例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范 圍。
[0042] 本發(fā)明提供了一種氣體裂解反應(yīng)裝置，該裝置解決了現(xiàn)有技術(shù)中裂解反應(yīng)器容易 積碳并因此燒壞裂解反應(yīng)器的問(wèn)題，且該裝置具有節(jié)能、減少副反應(yīng)、提高產(chǎn)品得率等優(yōu) 點(diǎn)。下面具體介紹。
[0043] 參見(jiàn)圖1所示：氣體裂解反應(yīng)裝置1。具體包括，混合器11、氣體預(yù)熱器12、裂解 裝置13、分離器14、急冷器15和粉體溫控加熱器16?；旌掀?1、氣體預(yù)熱器12、裂解裝置 13、分離器14、急冷器15通過(guò)管道依次連通。粉體溫控加熱器16設(shè)置有粉體出口端161、 粉體進(jìn)口端162和儲(chǔ)能粉末加入口 163。粉體溫控加熱器16的粉體出口端161設(shè)置在靠近 氣體預(yù)熱器12端的裂解裝置13上，并連通，粉體溫控加熱器16的粉體進(jìn)口端162與分離 器14的粉體出口連通。儲(chǔ)能粉末在粉體溫控加熱器16內(nèi)升溫后進(jìn)入裂解裝置13內(nèi)，與被 裂解原料氣一起運(yùn)行至分離器14內(nèi)，分離后重新進(jìn)入粉體溫控加熱器16,循環(huán)往復(fù)。儲(chǔ)能 粉末在分離器14中被氣體帶走而減少時(shí)，通過(guò)儲(chǔ)能粉末加入口 163補(bǔ)充。儲(chǔ)能粉末在裂解 裝置13內(nèi)循環(huán)時(shí)，可起到?jīng)_刷作用，完全掃除積碳；裂解裝置13內(nèi)不再有積碳沉積，就不會(huì) 產(chǎn)生飛溫現(xiàn)象，可減少維修次數(shù)，延長(zhǎng)裂解裝置13壽命。裂解裝置13選用裂解管，其外部 全保溫，材質(zhì)可以選用石英、碳化硅或有色金屬合金。分離器14選擇旋風(fēng)分離器或本領(lǐng)域 技術(shù)人員公知的其它類(lèi)型的分離器（如布袋除塵器、沉降室分離器等）?；旌掀?1設(shè)有原 料氣入口 111和雜氣回用入口 112。急冷器15設(shè)有冷卻介質(zhì)入口 151、冷卻介質(zhì)出口 152 以及裂解氣出口 153。急冷器15的冷卻方式為間接冷卻；冷卻介質(zhì)選擇水、液體二氟一氯 甲烷（R22)或被裂解的液體原料中一種；冷卻介質(zhì)的流動(dòng)方向可以與裂解氣逆向，也可以 與裂解氣同向。
[0044] 參見(jiàn)圖2所示：氣體裂解反應(yīng)裝置2。該裝置2與上述裝置1不同之處在于，急冷 器15與分離器14的位置互換。也就是混合器11、氣體預(yù)熱器12、裂解裝置13、急冷器15、 分離器14通過(guò)管道依次連通。其余連接關(guān)系不變。這樣從裂解管出來(lái)的氣體直接進(jìn)入急 冷器15中，從急冷器15出來(lái)的氣體進(jìn)入分離器14中，分離器14中分離的儲(chǔ)能粉末進(jìn)入粉 體溫控加熱器16中；所以?xún)?chǔ)能粉末在裂解裝置13、急冷器15、分離器14、粉體溫控加熱器 16中循環(huán)利用。
[0045] 參見(jiàn)圖3所示：氣體裂解反應(yīng)裝置3。該裝置3與上述裝置2不同之處在于，在分 離器14和粉體溫控加熱器16之間設(shè)置了儲(chǔ)能粉末輸送設(shè)備17。該輸送設(shè)備可以是斗式提 升機(jī)、螺旋輸送機(jī)、氣流輸送機(jī)等。
[0046] 實(shí)施例1
[0047] 使用上氣體裂解反應(yīng)裝置1制備四氟乙烯（TFE)氣體的方法，其中：
[0048] 原料為R22,裂解管的材質(zhì)為石英，儲(chǔ)能粉末為高鎳合金粉末，冷卻介質(zhì)為R22液 體。
[0049] 步驟S1 :將二氟一氯甲烷（R22)氣相通入混合器內(nèi)；
[0050] 步驟S2 :控制預(yù)熱器溫度在420°C，預(yù)熱二氟一氯甲烷（R22)氣體；
[0051] 步驟S3 :通過(guò)粉體溫控加熱器的高鎳合金粉末被加熱到955°C ;
[0052] 步驟S4 :預(yù)熱后的R22高速氣流夾帶著已經(jīng)在粉體溫控加熱器中完成加熱的高鎳 合金粉末一起進(jìn)入裂解管，在高鎳合金粉末的高溫作用下，發(fā)生裂解反應(yīng)生成四氟乙烯；裂 解反應(yīng)時(shí)間控制在〇. 25s左右。
[0053] 步驟S5 :步驟S4生產(chǎn)的四氟乙烯從裂解管出來(lái)后進(jìn)入旋風(fēng)分離器，分離掉高鎳 合金粉末，進(jìn)入急冷器中快速冷卻至450°C溫度以下，離開(kāi)急冷器后的氣體進(jìn)入后續(xù)處理裝 置，經(jīng)過(guò)氣體分離和精餾，得到四氟乙烯成品。從旋風(fēng)分離器分離出來(lái)的高鎳合金粉末直接 進(jìn)入粉體溫控加熱器，重新被加熱至所需溫度。也就是說(shuō)鎳粉末在粉體溫控加熱器、裂解管 和旋風(fēng)分離器中循環(huán)。
[0054] 在急冷器內(nèi)吸熱汽化后的R22氣體進(jìn)入預(yù)熱器內(nèi)預(yù)熱。
[0055] 在后續(xù)處理裝置中分離出來(lái)的雜氣重新回到混合器內(nèi)，以1:3的比例與二氟一氯 甲烷（R22) -起經(jīng)過(guò)上述S1-S5步驟，制得四氟乙烯成品。產(chǎn)品得率為95. 2%
[0056] 實(shí)施例2
[0057] -種使用上述氣體裂解反應(yīng)裝置1制備六氟丙烯（HFP)氣體的方法，其中：
[0058] 裂解管的材質(zhì)為高鎳合金管，原料為T(mén)FE，儲(chǔ)能粉末為碳化硅粉末，冷卻介質(zhì)為水。
[0059] 步驟S1 :將四氟乙烯（TFE)氣相通入混合器內(nèi)；
[0060] 步驟S2 :控制預(yù)熱器溫度在450°C，預(yù)熱四氟乙烯（TFE)氣體；
[0061] 步驟S3 :通過(guò)粉體溫控加熱器的碳化硅粉末被加熱到850°C ;
[0062] 步驟S4 :預(yù)熱后的TFE高速氣流夾帶著已經(jīng)在粉體溫控加熱器中完成加熱的碳化 硅粉末一起進(jìn)入裂解管，在碳化硅粉末的高溫作用下，發(fā)生裂解反應(yīng)生成六氟丙烯；反應(yīng)時(shí) 間控制在0. 12s左右。
[0063] 步驟S5 :步驟S4生產(chǎn)的六氟丙烯從裂解管出來(lái)后進(jìn)入旋風(fēng)分離器，分離掉碳化硅 粉末，進(jìn)入急冷器中快速冷卻至450°C溫度以下，離開(kāi)急冷器后的氣體進(jìn)入后續(xù)處理裝置經(jīng) 過(guò)氣體分離和精餾，得到六氟丙烯成品。從旋風(fēng)分離器分離出來(lái)的碳化硅粉末直接進(jìn)入粉 體溫控加熱器，重新被加熱至所需溫度。也就是說(shuō)碳化硅粉末在粉體溫控加熱器、裂解管和 旋風(fēng)分離器中循環(huán)。
[0064] 急冷器內(nèi)的冷卻介質(zhì)是水，出急冷器后的水用于加熱TFE，使之升溫，以節(jié)約能耗。 在后續(xù)處理裝置中分離出來(lái)的雜氣重新回到混合器內(nèi)，以1:6的比例與四氟乙烯（TFE) - 起經(jīng)過(guò)上述S1-S5步驟，制得六氟丙烯成品。產(chǎn)品得率為96. 5%
[0065] 實(shí)施例3
[0066] 一種使用上述氣體裂解反應(yīng)裝置2制備四氟乙烯（TFE)和六氟丙烯（HFP)氣體的 方法，其中：
[0067] 裂解管的材質(zhì)為高純石英管，原料為R22,儲(chǔ)能粉末為鎳銅合金與陶瓷粉末的混合 物，混合質(zhì)量比為1: 1。冷卻介質(zhì)為R22液體。
[0068] 步驟S1 :將二氟一氯甲烷（R22)氣相通入混合器內(nèi)；
[0069] 步驟S2 :控制預(yù)熱器溫度在410°C，預(yù)熱二氟一氯甲烷（R22)氣體；
[0070] 步驟S3 :通過(guò)粉體溫控加熱器的鎳銅合金和陶瓷粉末被加熱到890°C ;
[0071] 步驟S4 :預(yù)熱后的R22高速氣流夾帶著已經(jīng)在粉體溫控加熱器中完成加熱的鎳銅 合金和陶瓷粉末一起進(jìn)入裂解管，在鎳銅合金和陶瓷粉末的高溫作用下，發(fā)生裂解反應(yīng)，生 成四氟乙烯和六氟丙烯。反應(yīng)時(shí)間控制在0. 35s左右。
[0072] 步驟S5 :步驟S4生產(chǎn)的四氟乙烯和六氟丙烯從裂解管出來(lái)后進(jìn)入急冷器中快速 冷卻至410°C溫度以下，之后進(jìn)入旋風(fēng)分離器，分離掉儲(chǔ)能粉末，離開(kāi)旋風(fēng)分離器后的氣體 進(jìn)入后續(xù)處理裝置經(jīng)過(guò)氣體分離和精餾，得到四氟乙烯和六氟丙烯成品。從旋風(fēng)分離器分 離出來(lái)的鎳銅合金和陶瓷粉末直接進(jìn)入粉體溫控加熱器，重新被加熱至所需溫度。也就是 說(shuō)鎳銅合金和陶瓷粉末在粉體溫控加熱器、裂解管、急冷器和旋風(fēng)分離器中循環(huán)。
[0073] 在后續(xù)處理裝置中分離出來(lái)的雜氣重新回到混合器內(nèi)，以1:8的比例與二氟一氯 甲烷（R22) -起經(jīng)過(guò)上述S1-S5步驟，制得四氟乙烯和六氟丙烯成品。合計(jì)的產(chǎn)品得率為 97. 6%
[0074] 實(shí)施例4
[0075] -種使用上述氣體裂解反應(yīng)裝置3制備乙烯和丙烯的方法，其中裂解管的材質(zhì)為 高鎳合金，包括：
[0076] 原料為乙烷，儲(chǔ)能粉末為鎳粉末與硅鋁酸鹽結(jié)晶體的混合粉末，混合質(zhì)量比為 1:3。冷卻介質(zhì)為水。
[0077] 步驟S1 :將乙烷氣相通入混合器內(nèi)；
[0078] 步驟S2 :控制預(yù)熱器溫度在470°C，預(yù)熱乙烷氣體；
[0079] 步驟S3 :通過(guò)粉體粉體溫控加熱器的儲(chǔ)能粉末被加熱到865°C ;
[0080] 步驟S4 :預(yù)熱后的乙烷高速氣流夾帶著已經(jīng)在粉體溫控加熱器中完成加熱的儲(chǔ) 能粉末一起進(jìn)入裂解管，在儲(chǔ)能粉末的高溫作用下，發(fā)生裂解反應(yīng)生成乙烯和丙烯；反應(yīng)時(shí) 間控制在0. 22s左右。
[0081] 步驟S5 :步驟S4生產(chǎn)的六氟丙烯從裂解管出來(lái)后進(jìn)入急冷器中快速冷卻至400°C 溫度以下，離開(kāi)急冷器后的氣體進(jìn)入旋風(fēng)分離器，分離掉碳化硅粉末，之后進(jìn)入后續(xù)處理裝 置經(jīng)過(guò)氣體分離和精餾，得到乙烯和丙烯成品。
[0082] 從旋風(fēng)分離器分離出來(lái)的儲(chǔ)能粉末通過(guò)輸送設(shè)備加入粉體溫控加熱器，重新被加 熱至所需溫度。也就是說(shuō)儲(chǔ)能粉末在粉體溫控加熱器、裂解管和旋風(fēng)分離器中循環(huán)。
[0083] 在后續(xù)處理裝置中分離出來(lái)的雜氣重新回到混合器內(nèi)，以1:4的比例與乙烷氣一 起經(jīng)過(guò)上述S1-S5步驟，制得乙烯和丙烯成品。
[0084] 合計(jì)的產(chǎn)品得率為92. 9%。
[0085] 實(shí)施例5
[0086] 一種使用上述氣體裂解反應(yīng)裝置3制備乙烯和丙烯的方法，其中裂解管的材質(zhì)為 高鎳合金，包括：
[0087] 原料為乙烷，儲(chǔ)能粉末為鎳粉末與硅鋁酸鹽結(jié)晶體的混合粉末，混合質(zhì)量比為 1:3。冷卻介質(zhì)為水。
[0088] 步驟S1 :將乙烷氣相通入混合器內(nèi)；
[0089] 步驟S2 :控制預(yù)熱器溫度在360°C，預(yù)熱乙烷氣體；
[0090] 步驟S3 :通過(guò)粉體粉體溫控加熱器的儲(chǔ)能粉末被加熱到885°C ;
[0091] 步驟S4 :預(yù)熱后的乙烷高速氣流夾帶著已經(jīng)在粉體溫控加熱器中完成加熱的儲(chǔ) 能粉末一起進(jìn)入裂解管，在儲(chǔ)能粉末的高溫作用下，發(fā)生裂解反應(yīng)生成乙烯和丙烯；反應(yīng)時(shí) 間控制在0.20s左右。
[0092] 步驟S5 :步驟S4生產(chǎn)的六氟丙烯從裂解管出來(lái)后進(jìn)入急冷器中快速冷卻至400°C 溫度以下，離開(kāi)急冷器后的氣體進(jìn)入旋風(fēng)分離器，分離掉碳化硅粉末，之后進(jìn)入后續(xù)處理裝 置經(jīng)過(guò)氣體分離和精餾，得到乙烯和丙烯成品。
[0093] 從旋風(fēng)分離器分離出來(lái)的儲(chǔ)能粉末通過(guò)輸送設(shè)備加入粉體溫控加熱器，重新被加 熱至所需溫度。也就是說(shuō)儲(chǔ)能粉末在粉體溫控加熱器、裂解管和旋風(fēng)分離器中循環(huán)。
[0094] 在后續(xù)處理裝置中分離出來(lái)的雜氣重新回到混合器內(nèi)，以1:4的比例與乙烷氣一 起經(jīng)過(guò)上述S1-S5步驟，制得乙烯和丙烯成品。
[0095] 合計(jì)的產(chǎn)品得率為91. 7%。
[0096] 實(shí)施例6
[0097] 使用上氣體裂解反應(yīng)裝置1制備四氟乙烯（TFE)氣體的方法，其中：
[0098] 原料為R22,裂解管的材質(zhì)為石英，儲(chǔ)能粉末為高鎳合金粉末，冷卻介質(zhì)為R22液 體。
[0099] 步驟S1 :將二氟一氯甲烷（R22)氣相通入混合器內(nèi)；
[0100] 步驟S2 :控制預(yù)熱器溫度在470°C，預(yù)熱二氟一氯甲烷（R22)氣體；
[0101] 步驟S3 :通過(guò)粉體溫控加熱器的高鎳合金粉末被加熱到775°C ;
[0102] 步驟S4 :預(yù)熱后的R22高速氣流夾帶著已經(jīng)在粉體溫控加熱器中完成加熱的高鎳 合金粉末一起進(jìn)入裂解管，在高鎳合金粉末的高溫作用下，發(fā)生裂解反應(yīng)生成四氟乙烯；裂 解反應(yīng)時(shí)間控制在〇. 12s左右。
[0103] 步驟S5 :步驟S4生產(chǎn)的四氟乙烯從裂解管出來(lái)后進(jìn)入旋風(fēng)分離器，分離掉高鎳 合金粉末，進(jìn)入急冷器中快速冷卻至400°C溫度以下，離開(kāi)急冷器后的氣體進(jìn)入后續(xù)處理裝 置，經(jīng)過(guò)氣體分離和精餾，得到四氟乙烯成品。從旋風(fēng)分離器分離出來(lái)的高鎳合金粉末直接 進(jìn)入粉體溫控加熱器，重新被加熱至所需溫度。也就是說(shuō)鎳粉末在粉體溫控加熱器、裂解管 和旋風(fēng)分離器中循環(huán)。
[0104] 在急冷器內(nèi)吸熱汽化后的R22氣體進(jìn)入預(yù)熱器內(nèi)預(yù)熱。
[0105] 在后續(xù)處理裝置中分離出來(lái)的雜氣重新回到混合器內(nèi)，以1:3的比例與二氟一氯 甲烷（R22) -起經(jīng)過(guò)上述S1-S5步驟，制得四氟乙烯成品。產(chǎn)品得率為89. 8%
[0106] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種氣體裂解反應(yīng)裝置，其特征在于包括混合器、氣體預(yù)熱器、裂解裝置、分離器以 及急冷器； 還包括粉體溫控加熱器；所述粉體溫控加熱器的粉體出口端設(shè)置在靠近所述氣體預(yù)熱 器端的所述裂解裝置上，并連通； 所述混合器、氣體預(yù)熱器、裂解裝置、分離器、急冷器通過(guò)管道依次連通； 或所述混合器、氣體預(yù)熱器、裂解裝置、急冷器、分離器通過(guò)管道依次連通。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣體裂解反應(yīng)裝置，其特征在于，所述裂解裝置為裂解 管。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣體裂解反應(yīng)裝置，其特征在于，所述分離器為旋風(fēng)分 離器、袋式除塵器或沉降室分離器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣體裂解反應(yīng)裝置，其特征在于，所述急冷器的冷卻方 式為間接冷卻；冷卻介質(zhì)為水、液體二氟一氯甲烷（R22)或被裂解的液體原料。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣體裂解反應(yīng)裝置，其特征在于，所述粉體溫控加熱器 的粉體進(jìn)口端與所述分離器的粉體出口連通；或者在所述分離器與所述粉體溫控加熱器之 間設(shè)置儲(chǔ)能粉末輸送設(shè)備。
6. -種氣體裂解反應(yīng)裝置應(yīng)用于二氟一氯甲烷（R22)裂解制四氟乙烯（TFE);或四氟 乙烯（TFE)裂解制六氟丙烯（HFP);或二氟一氯甲烷（R22)裂解制四氟乙烯（TFE)和六氟 丙烯（HFP);或石油烯烴裂解生產(chǎn)乙烯和丙烯。
7. -種使用上述1-5任一權(quán)利要求所述的氣體裂解反應(yīng)裝置制備氣體的方法，包括： 在混合器內(nèi)通入原料氣； 控制預(yù)熱器溫度在360-470°C，預(yù)熱所述原料氣； 通過(guò)粉體溫控加熱器的儲(chǔ)能粉末被加熱到775-955°C ; 預(yù)熱后的所述原料氣與被加熱后的所述儲(chǔ)能粉在裂解裝置中相遇，發(fā)生裂解反應(yīng)，生 成裂解氣體； 所述裂解氣體進(jìn)入分離器，分離掉儲(chǔ)能粉末后，進(jìn)入急冷器中，冷卻后即得裂解氣。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的氣體裂解反應(yīng)裝置制備氣體的方法，其特征在于，所述原料 氣使用原料氣與分離掉積碳后的雜氣混合氣替代，其中雜氣與原料氣在混合器中的混合比 例為1:3-8。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的氣體裂解反應(yīng)裝置制備氣體的方法，其特征在于，所述儲(chǔ)能 粉末為黑色金屬、有色金屬、陶瓷、無(wú)機(jī)合成材料中的一種或幾種。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的氣體裂解反應(yīng)裝置制備氣體的方法，其特征在于，所述儲(chǔ)能 粉末為鎳、鉻、鉻合金、鎳鉻合金、鎳銅合金、鎳鐵合金、鎳銅鐵合金、碳化娃、陶瓷、娃錯(cuò)酸鹽 結(jié)晶體中的一種或幾種的混合物。
【文檔編號(hào)】C07C2/76GK104086341SQ201410284697
【公開(kāi)日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年6月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月23日
【發(fā)明者】應(yīng)盛榮, 姜戰(zhàn), 應(yīng)悅 申請(qǐng)人:衢州市鼎盛化工科技有限公司