一种气态烃制乙炔反应器.pdf

一种气态烃制乙炔反应器，由反应器壳体、耐火材料层、顶喷嘴、侧喷嘴、反应室、急冷段、急冷喷嘴、急冷气液出口、急冷液出口、反应气出口等组成；反应器壳体顶部轴向开孔设置顶喷嘴，上部均匀设置3个以上倾斜上喷的侧喷嘴，中部沿圆周设置急冷喷嘴，急冷喷嘴下部设置锥形收缩作为急冷气液出口，底部轴向开孔设置急冷液出口，锥形收缩与反应器壳体形成环形空间的上部设置反应气出口；倾斜上喷的侧喷嘴与水平方向夹角为15°～75°。

1、一种气态烃制乙炔反应器，包括反应器壳体、耐火材料层、顶喷嘴、侧喷嘴、反应室、急冷段、急冷喷嘴、急冷气液出口、急冷液出口、反应气出口等组成，其特征在于反应器壳体顶部轴向开孔设置顶喷嘴，上部均匀设置3个以上倾斜上喷的侧喷嘴，中部沿圆周设置急冷喷嘴，急冷喷嘴下部设置锥形收缩作为急冷气液出口，底部轴向开孔设置急冷液出口，锥形收缩与反应器壳体形成环形空间的上部设置反应气出口；急冷喷嘴上部的反应器壳体内壁设置耐火材料层，形成反应室；急冷喷嘴下部的反应器壳体锥形收缩，不使用耐火材料层，形成急冷段。 2、根据权利要求书1所述的一种气态烃制乙炔反应器，其特征在于倾斜上喷的侧喷嘴与水平方向夹角为15°～75°。



一、技术领域

本实用新型涉及一种气态烃制乙炔反应器，属于化工机械设备。

二、背景技术

天然气、煤层气、炼厂干气、油田伴生气等富含甲烷的气态烃氧化热解制取乙炔是目前除电石法 外的主要乙炔生产工艺，就是预热到600-650℃的原料天然气和氧进入多管式烧嘴板乙炔炉，在 1500℃下，甲烷裂解制得8％左右的稀乙炔，再用N-甲基吡咯烷酮提浓制得99％的乙炔成品。 其反应器为径向下喷式的单管或多管式烧嘴板乙炔炉。这种反应器得甲烷热解反应主要是在燃烧火焰 中进行，由于火焰炬的温度场为高梯度温度场，同时存在着反应不足和反应过分的情况，生成气中既 有大量未反应的甲烷、又有大量过反应生成的炭黑。另外这种反应器处理量大型化困难、调节幅度小、 能量利用率低，气体压降大，存在较大的爆炸危险，操作难度大、要求高。

三、发明内容

本实用新型目的在于提供一种气态烃制乙炔反应器，通过多个喷嘴的Y形组合来形成较为均一的 反应温度场，以保证反应平稳进行，大幅度的提高设备的处理能力和调节能力，降低能耗和操作难度。

本实用新型的技术解决方案为：一种气态烃制乙炔反应器，由反应器壳体、耐火材料层、顶喷嘴、侧 喷嘴、反应室、急冷段、急冷喷嘴、急冷气液出口、急冷液出口、反应气出口等组成；反应器壳体顶部轴 向开孔设置顶喷嘴，上部均匀设置3个以上倾斜上喷的侧喷嘴，中部沿圆周设置急冷喷嘴，急冷喷嘴下部 设置锥形收缩作为急冷气液出口，底部轴向开孔设置急冷液出口，锥形收缩与反应器壳体形成环形空间的 上部设置反应气出口；倾斜上喷的侧喷嘴与水平方向夹角为15°～75°；急冷喷嘴上部的反应器壳体内壁 设置耐火材料层，形成反应室；急冷喷嘴下部的反应器壳体锥形收缩，不使用耐火材料层，形成急冷段。

四、附图说明

附图为本实用新型结构流化床反应器示意图。

附图的图面说明如下：

1-反应器壳体  2-耐火材料层  3-顶喷嘴  4-侧喷嘴  5-反应室  6-急冷喷嘴  7-急冷段  8-锥 形收缩  9-急冷气液出口  10-急冷液出口  11-反应气出口

五、具体实施方式

结合附图，对本实用新型的实施例做描述。

一种气态烃制乙炔反应器，由反应器壳体(1)、耐火材料层(2)、顶喷嘴(3)、侧喷嘴(4)、 反应室(5)、急冷喷嘴(6)、急冷段(7)、锥形收缩段(8)、急冷气液出口(9)、急冷液出口(10)、 反应气出口(11)等组成；反应器壳体(1)顶部轴向开孔设置顶喷嘴(3)，上部均匀设置3个以上 倾斜上喷的侧喷嘴(4)，中部沿圆周设置急冷喷嘴(6)，急冷喷嘴(6)下部设置锥形收缩(8)作 为急冷气液出口(9)，底部轴向开孔设置急冷液出口(10)，锥形收缩(8)与反应器壳体(1)形成 环形空间的上部设置反应气出口(11)；倾斜上喷的侧喷嘴(4)与水平方向夹角为15°～75°；急冷 喷嘴(6)上部的反应器壳体(1)内壁设置耐火材料层(2)，形成反应室(5)；急冷喷嘴(6)下部 的反应器壳体(1)锥形收缩(8)，不使用耐火材料层(2)，形成急冷段(7)。

气态烃和氧气按一定比例通过顶喷嘴(3)和侧喷嘴(4)喷入反应室(5)燃烧反应，Y型火焰炬 相互碰撞、互为稳焰，形成稳定均匀的温度场，气态烃瞬间裂解成为乙炔；急冷水或油经急冷喷嘴(6) 成幕状喷入急冷段(7)，淬冷反应气体，最大程度的保存乙炔；急冷到100℃以下的反应气体和急冷 液经急冷气液出口(9)喷出，气液惯性分离；急冷液经急冷液出口(10)排出，换热后循环使用；含 有8％左右稀乙炔的急冷后反应气体经反应气出口(11)排出，吸收分离提纯得到纯乙炔产品。

本实用新型具有稳定均匀的温度场，反应生成乙炔的选择性和甲烷转化率高、易于大型化、操作 弹性大、能量利用率高、气体压降小、操作要求低，另外设备简单、投资低。