Реакторы электрокрекинга метана

В процессах электрокрекинга затрачиваемое тепло используется более целесообразно, так как для получения 1 т ацетилена требуется нагревать меньшее количество газов. Достоинством электрокрекинга является возможность получения газов с меньшим количеством примесей и с более высоким содержанием ацетилена. При этом процессе источник тепла является наиболее дорогим, но зато возможно кратковременное отключение реакторов для регулирования нагрузок электрических систем в часы пик (если допускаются перерывы в обеспечении потребителя ацетиленом). Сырьем для электрокрекинга могут быть газообразные углеводороды (метан) и жидкие (бензин). [c.397]

Влияние примеси водорода к метану на процесс электрокрекинга изучалось при разных давлениях и формах разряда. Оно было изучено также при атмосферном давлении в однофазной дуге переменного тока в лабораторном реакторе. В качестве исходных продуктов были использованы как концентрированный метан (93—96 об. % СН ), так и смеси метана с водородом в соотношениях СН Н2= [c.275]

Реактор для электрокрекинга метана в плазменной струе (рис. 2.16) состоит из вольфрамового катода и медного анода, охлаждаемого водой. Газ-теплоноситель (Аг или Иг) проходит через каналы в дуговую камеру между анодом и катодом, в которой горит дуга, где он нагревается до 4000— 4500 °С. Метан подают в реактор 2 в плазменную струю. Время пребывания его в зоне реакции составляет 10 " —10 с. Закалка реакционных газов водой осуществляется в закалочной камере 3. В газоотделительной камере 4 происходит отделение газообразных продуктов от воды. [c.76]

Электрокрекинг проводится в реакторе (рис. 86), дуга в котором создается постоянным током между электродами. Исходная газовая смесь с большой скоростью (более 100 м/с) под избыточным давлением 0,5- Н/м входит по касательной в верхнюю расширенную часть реактора, выполненную в виде стального пустотелого цилиндра, проходит зону действия электрической дуги (1600 °С) и выходит из нее по охлаждаемой водой узкой трубе, являющейся анодом. Газы, пропускаемые здесь с большой скоростью (600—1000 м/с), в конце трубы имеют температуру 600 °С непосредственным вспрыскиванием воды обеспечивается их быстрое охлаждение до 150 °С ( закалка ). Образовавшийся при этом в результате испарения воды перегретый водяной пар уходит вместе с реакционными газами. Для выделения ацетилена используют растворители воду, ацетон, диметилформамид и др. Для зажигания дуги при пуске реактора применяют пусковой электрод. Расход электроэнергии на 1 кг концентрированного ацетилена составляет примерно 10 кВт-ч. Конверсия метана за один пропуск через реактор составляет 40—50%. Содержание ацетилена в газе до 14%. Данным методом можно перерабатывать метан природного газа и пары гомологов метана, что является одним из достоинств этого метода. [c.202]

Процесс электрокрекинга заключается в быстром пропускании метана через зону высоких температур, создаваемых электрической дугой. Реактором в этом методе служит электроду-говая печь, в которой при пропускании постоянного тока напряжением 7000—8000 В создается дуга с температурой около 2000°С. Электродуговая печь вертикального типа (рис. 11.9) состоит из верхней цилиндрической реакционной камеры диаметром 1 м и высотой 0,4 м и трубы диаметром 0,1 м и длиной 1,0 м. На камере установлен медный катод в виде гильзы, а на верхней части трубы — анод. Катодная гильза и анодная труба снабжены рубашками водяного охлаждения. Метан под давлением подается тангенциально в камеру, за счет чего поток газа приобретает вихревую скорость около 100 м/с и напргшляется от периферии к трубе. При этом он как бы втягивает электрическую дугу в кольцевое пространство анода, где при температуре 1600°С и происходит пиролиз метана. Продукты пиролиза проходят со скоростью 600—1000 м/с через охлаждаемую водой анодную трубу, охлаждаясь при этом до 600 С и поступают в закалочное устройство. В нем за счет впрыскивания воды пирогаз быстро охлаждается до 150°С. Мощность электрической печи по метану составляет 2800 м /ч, что соответствует производительности по ацетилену 15 т/сут. Степень конверсии метана за один проход достигает 0,55 при расходе электроэнергии 10 кВт-ч/кг ацетилена. [c.257]

Электропечь приведенных размеров имеет произ1Водитель-ность по метану около 2800 суточную производительность по ацетилену 15 т. Наряду с ацетиленом при электрокрекинге образуются побочные продукты водород, сажа, этилен и высшие ацетилены ( винилацетилен, метилацетилен и др.). Конверсия метана за один пропуск через реактор достигает 45—50%. При работе на природном газе расход электроэнергии составляет [c.247]

Влияние примеси водорода к метану на процесс электрокрекинга изучалось при разных давлениях и формах разряда. Оно было изучено также при атмосферном давлении в однофазной дуге переменного тока в лабораторном реакторе. В качестве исходных веществ были использованы как концентрированный метан (93—96 об. % СН4), так и смеси метана с водородом в соотношениях СН4 Нг = 69,4 27,2 59,1 37,2 и 48,4 48,4. Результаты исследования (рис. XI.4) показывают, что степень общего превращения метана Д представляет собой независимо от концентрации водорода функцию так называемой приведенной удельной энергии С//Усн4- Последняя определяется в данном случае как отношение мощности разряда к скорости протока метана или, что то же самое, к общей скорости смеси V, умноженной на объемную долю метана в исходной смеси. Кривая на рис. Х1.4 вычислена по формуле (Х1.4) с соответствующей заменой общей удельной энергии на приведенную. Сумма кинетических констант кх + кг равна 0,184 м 1квт-ч. Таким образом оказывается, что энергетическая эффективность разряда, т. е. в соответствии с соотношением (Х1.9) количество метана, превращающееся на единицу количества затраченной энергии при и/у О, не зависит от степени разбавления метана водородом. Иным словами, водород является как бы [c.290]

Электрическая печь приведенных размеров имеет мощность по метану примерно 2800 м /ч, что дает производительность по ацетилену 15 т в сутки. Наряду с ацетиленом при электрокре-кинте образуются побочные продукты водород, сажа, этилен и высщие ацетиленовые углеводороды (винилацетилен, метил-ацетилен и др.). Степень конверсии метана за один проход через реактор достигает 45—50%. При работе на природном газе расход электроэнергии составляет 9,5—10 кВт-ч на 1 кг ацетилена. Продукты реакции содержат 13—14% (масс.) ацетилена, 1% (масс.) этилена, 30—35% (масс.) метана и 50—55% (масс.) водорода. Недостаток процесса — большой выход сажи (до 50 кг и более на 1 т ацетилена), хотя сажа получается высококачественной и является товарным продуктом. Из 1000 метана при электрокрекинге образуются 300 кг ацетилена, 26 кг этилена, 21 кг сажи и 1170 м водорода. Производство ацетилена электрокрекингом обходится дешевле, чем при карбидном методе. [c.26]

Прообразом современных плазмохимических процессов, использующих электродуговые генераторы плазмы, может слул ить процесс электрокрекинга природного газа. На рис. 1.2 представлен один из вариантов схемы электродугового плазмотрона-реактора для процесса электрокрекинга природного газа [7]. Дуга горит между стальными водоохлаждаемыми электродами 1 и 2 в вихревом потоке природного газа, вдуваемого через кольцо закрутки 3. Данное устройство позволило достигнуть довольно высоких уровней мощности (--1—2 МВт) при КПД 75—80%. Однако одно из основных требований к таким установкам не выполнялось — ресурс плазмотрона-реактора составлял всего лишь несколько часов, так как каналы его электродов забивались сажей. Аналогичный результат был получен при недавних полупромышленных испытаниях плазмотрона с двухсторонним истечением конструкции ИТМО АН БССР [8] мощностью 1 МВт. Этот плазмотрон, позволивший получить вполне удовлетворительные результаты в плазмохимическом процессе фиксации атмосферного азота, оказался непригодным для процесса получения ацетилена из природного газа. Как и в случае электрокрекинга, ресурс работы этого плазмотрона не превышал 10 ч вследствие забивки сажей электродных каналов. Все это — результат стремления удовлетворить двум противоречивым требованиям, а именно для поддержания горения дуги в совмещенном плазмотроне-реакторе необходимо нагреть рабочий газ до температуры 10 ° К, метан при такой температуре за времена — сек диссоциирует на элементы — углерод и водород в то же время этот же рабочий газ является и перерабатываемым сырьем в плазмохимическом процесса получения ацетилена и по требованиям этого процесса не должен нагреваться более 2000° К. [c.7]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология