ITMI962020A1 - Procedimento per la produzione di acetilene e gas di sintesi - Google Patents
Procedimento per la produzione di acetilene e gas di sintesi Download PDFInfo
- Publication number
- ITMI962020A1 ITMI962020A1 IT96MI002020A ITMI962020A ITMI962020A1 IT MI962020 A1 ITMI962020 A1 IT MI962020A1 IT 96MI002020 A IT96MI002020 A IT 96MI002020A IT MI962020 A ITMI962020 A IT MI962020A IT MI962020 A1 ITMI962020 A1 IT MI962020A1
- Authority
- IT
- Italy
- Prior art keywords
- soot
- process according
- cooling
- acetylene
- cooling medium
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen; Reversible storage of hydrogen
- C01B3/02—Production of hydrogen; Production of gaseous mixtures containing hydrogen
- C01B3/32—Production of hydrogen; Production of gaseous mixtures containing hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide or air
- C01B3/34—Production of hydrogen; Production of gaseous mixtures containing hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide or air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
- C01B3/36—Production of hydrogen; Production of gaseous mixtures containing hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide or air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using oxygen; using mixtures containing oxygen as gasifying agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms
- C07C2/76—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by condensation of hydrocarbons with partial elimination of hydrogen
- C07C2/78—Processes with partial combustion
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S585/00—Chemistry of hydrocarbon compounds
- Y10S585/919—Apparatus considerations
- Y10S585/921—Apparatus considerations using recited apparatus structure
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S585/00—Chemistry of hydrocarbon compounds
- Y10S585/919—Apparatus considerations
- Y10S585/921—Apparatus considerations using recited apparatus structure
- Y10S585/922—Reactor fluid manipulating device
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Description
Descrizione del brevetto per invenzione industriale avente per titolo:
"Procedimento per la produzione di acetilene e gas di sintesi"
La presente invenzione si riferisce ad un procedimento per la produzione di acetilene e gas di sintesi per ossidazione parziale di idrocarburi con ossigeno, caratterizzato dal fatto che i reagenti gassosi sono preriscaldati separatamente,mescolati fortemente nella zona di miscelazione, fatti reagire dopo passaggio in un blocco bruciatore e rapidamente raffreddati con un mezzo di raffreddamento acquoso dopo la reazione.
La produzione di acetilene e di gas di sintesi per ossidazione parziale degli idrocarburi è ben nota. L'ossidazione parziale di metano (gas naturale) a formare acetilene e gas di sintesi è utilizzata in tutto il mondo su larga scala. Mentre la sola produzione di gas di sintesi da gas naturale per ossidazione parziale è un procedimento tecnicamente semplice il procedimento per il gas di sintesi accoppiato con la produzione di acetilene è ristretto a precise condizioni di spazio, tempo e quantità usate. Di solito i reagenti, gas naturali e ossigeno, sono preriscaldati separatamente a temperature fino a 700°C, mescolati con forza nella zona di miscelazione (diffusore) e portati a reagire dopo passaggio in un blocco bruciatore.
Il blocco bruciatore di solito comprende un numero di canali di forma specifica in cui la velocità della miscela reattiva ossigeno/gas naturale è più elevata della velocità di propagazione di fiamma cosicché la fiamma al di sotto del blocco bruciatore non può produrre un ritorno di fiamma nel diffusore quando ha luogo la pre-miscelazione.
La camera di reazione adiacente al blocco bruciatore ha un volume specifico che permette al prodotto gassoso caldo di lasciare la camera di reazione in pochi millisecondi cosicché il tempo di residenza dei gas di reazione contenenti acetilene è molto breve. Il tempo di residenza estremamente breve in combinazione con una pressione bassa porta alla ossidazione parziale degli idrocarburi ad acetilene e gas di sintesi poiché nel breve tempo la conversione totale dei reagenti a gas di sintesi non è possibile. Dopo questo tempo durante il quale gli equilibri di reazione che corrispondono al livello di temperatura tra 1500 e 2000°C non possono essere ottenuti i prodotti di reazione sono quasi istantaneamente raffreddati o raffreddati in modo rapido (quenched) ad una temperatura al di sotto di 300°C utilizzando acqua o oli residui come mezzi di raffreddamento. Il raffreddamento assicura che l'acetilene formato non decomponga a carbonio e idrogeno o che l'acqua formata durante la reazione (acqua di procedimento) non reagisca con l'acetilene a formare monossido di carbonio e idrogeno. Normalmente questi procedimenti sono attuati a pressione atmosferica o a pressione leggermente maggiore. A parte il gas naturale tutti i gas o gli idrocarburi facilmente vaporizzabili possono essere utilizzati cambiando leggermente le condizioni di procedimento. Mentre la produzione unica di gas di sintesi da gas naturale per ossidazione parziale è un procedimento tecnicamente semplice in cui non viene prodotto quasi nessun prodotto collaterale il procedimento per il gas di sintesi accoppiato con la produzione di acetilene porta sempre alla formazione di quantità minori o maggiori di fuliggine a seconda dell'idrocarburo utilizzato come reagente. Al contrario della ossidazione parziale del metano a gas di sintesi durante la quale la formazione di fuliggine può essere quasi completamente soppressa dall'applicazione di pressioni elevate e tempi di residenza relativamente lunghi nel procedimento per l'ossidazione parziale di idrocarburi ad acetilene e gas di sintesi una pressione bassa e un tempo di residenza estremamente corto di pochi millisecondi sono responsabili della produzione di acetilene, cioè l'incompleta conversione dei reagenti a gas di sintesi. Quindi, la formazione di fuliggine non può essere evitata.
Inoltre, la concentrazione dei costituenti maggiori del gas reagito o proveniente dal cracking dipende dal rapporto ossigeno/idrocarburo nell'alimentazione. Con l'aumento del rifornimento di ossigeno la concentrazione di acetilene aumenta fino a passare un massimo. Usualmente il rapporto in volume (a pressione e temperatura standard) dell'ossigeno rispetto al gas naturale non è più di approssimativamente 0,6 per ottenere una concentrazione massima di acetilene.
Il rapido raffreddamento del gas proveniente dal cracking non soltanto porta ad una rimozione di calore dalla miscela gassosa prodotta ma anche ad una eliminazione di fuliggine dai prodotti di reazione.
In accordo con lo stato della tecnica il raffreddamento può essere condotto attraverso due procedimenti, il procedimento di raffreddamento con acqua ed il procedimento di raffreddamento con olio, rispettivamente. (Ullmann's Encyclopedia of Industriai Chemistry, 5a edizione, Volume Al, pagine 97-144).
Nel procedimento di raffreddamento con acqua il prodotto gassoso viene raffreddato ad approssimativamente 80-90°C da un mezzo di raffreddamento acquoso durante il raffreddamento. La parte della fuliggine formata durante la reazione viene rimossa dalla miscela gassosa del prodotto per raffreddamento. La miscela gassosa di prodotto è quindi ulteriormente purificata e raffreddata per lavaggio con acqua ricircolante in una colonna di raffreddamento in cui le ulteriori parti di fuliggine vengono rimosse. Infine la miscela gassosa viene passata attraverso un filtro elettrico in cui l'ulteriore fuliggine viene rimossa e lavata via con acqua. Quindi, l'acqua in uscita dal sistema di raffreddamento, la colonna di raffreddamento e il filtro elettrico trasportano la fuliggine lavata via. Comunque, l'acqua non è capace di disperdere o incorporare stabilmente elevate quantità di fuliggine prodotte nel processo. Per evitare problemi di flusso o problemi associati con le proprietà adesive della fuliggine contenuta nell'acqua, la fuliggine deve essere rimossa dall'acqua. Par questa ragione questi flussi di acqua di scarico sono passati ad un decantatore di fuliggine. In questo decantatore (decantatore a vasca) la fuliggine galleggia a causa del gas rimanente attaccato alla fuliggine. Lo strato di fuliggine superiore contiene dal 4 all'8% in peso di carbonio, a seconda della materia prima di partenza. Questa fuliggine viene ripulita dalla superficie dell'acqua e poi degassificata in recipienti sotto agitazione si ottiene un fango di fuliggine con un contenuto di acqua maggiore del 90%. Questo fango di fuliggine viene incenerito in speciali mezzi di incenerimento. Le acque di scarico combinate vengono quindi passate dai decantatori a vasca alla torre di raffreddamento in cui esse sono raffreddate e quindi fatte ricircolare al raffreddamento, la colonna di raffreddamento e l'elettrofiltro.
Il procedimento di raffreddamento con acqua porta a considerevoli perdite di energia per raffreddare l'acqua nelle torri di raffreddamento ed è associato con problemi di emissione e problemi dovuti al cattivo odore delle emissioni. Le schiume di fuliggine sono una sorgente importante di emissione di aromatici, in particolare benzene, quando esse galleggiano in decantatori a vasca aperti. Nelle torri di raffreddamento possono verificarsi anche emissioni di idrocarburi dall'acqua.
Un secondo procedimento per un rapido raffreddamento dei prodotti di reazione è il raffreddamento con oli, per esempio oli residui o oli pesanti aromatici, ad elevato punto di ebollizione. Nell*utilizzo di questi oli per il raffreddamento rapido o normale la fuliggine formata rimane sospesa nell'olio. Il gas prodotto lascia il bruciatore con una temperatura da 200 a 250°C. Il calore assorbito dal mezzo di raffreddamento può essere trasferito all'acqua con produzione di vapore passando l'olio attraverso caldaie a calore perso prima di riportarlo al raffreddamento. Quindi, le perdite di energia in questo procedimento sono minori che nel procedimento con raffreddamento ad acqua. Il calore rimanente del gas prodotto viene rimosso in mezzi di raffreddamento a sistema chiuso. Per cui le emissioni sono impedite. L'olio raffreddato viene riciclato al bruciatore.
Mentre nel procedimento di raffreddamento con acqua soltanto le perdite di acqua nel decantatore e nella torre di raffreddamento devono essere rimpiazzate nel procedimento a raffreddamento con olio l'aggiunta di considerevoli quantità di olio è necessaria. La ragione di ciò sta nel fatto che parte dell'olio viene sottoposta a cracking nel raffreddamento durante il contatto col gas di reazione avente una temperatura fino a 2000°C. L'olio viene quindi sottoposto a cracking e fatto reagire a dare idrogeno, aromatici più leggeri e fuliggine o carbone. Il carbone o fuliggine formata nella reazione dei gas e nel cracking dell'olio utilizzato per il raffreddamento rimane sospeso nell'olio. Poiché la capacità dell'olio di incorporare carbone e fuliggine e prodotti di cracking degli oli è limitata, una parte dell'olio contenente la fuliggine deve essere rigenerata, essa deve essere separata dalla fuliggine. Questo è compiuto per esempio distillando l'olio per cui il carbone viene ottenuto in forma di granuli fini. Lo svantaggio dei procedimenti di raffreddamento con olio è la rigenerazione tecnicamente costosa degli oli contenenti fuliggine e la necessaria aggiunta di più grandi quantità di oli pesanti. Inoltre, vengono raccolte considerevoli quantità di fuliggine o carbone e prodotti più leggeri di decomposizione degli oli pesanti, i cosiddetti oli di pirolisi. Il vantaggio del procedimento di raffreddamento con olio è che è privo di emissioni e coinvolge soltanto una piccola perdita di calore di procedimento, vedi Ullmann's Encyclopedia of Industriai Chemistry, quinta edizione, Volume Al, pagine 106-115.
Il problema alla base della presente invenzione è evitare gli svantaggi del procedimento di raffreddamento con acqua e del procedimento di raffreddamento con olio.
Il problema è risolto secondo la presente invenzione attraverso l'oggetto delle rivendicazioni del brevetto .
In accordo con una realizzazione della presente invenzione viene fornito un procedimento per la produzione di acetilene e gas di sintesi per ossidazione parziale degli idrocarburi con ossigeno, dove i reagenti gassosi sono preriscaldati separatamente, mescolati intensamente in una zona di miscelazione, fatti reagire dopo passaggio in un blocco bruciatore e rapidamente raffreddati con un mezzo acquoso dopo reazione, e il quale è ulteriormente caratterizzato dal fatto che il mezzo di raffreddamento acquoso viene fatto ricircolare in un sistema chiuso. Si è trovato che la quantità di fuliggine ottenuta nella pròduzione di acetilene e gas di sintesi per ossidazione parziale degli idrocarburi con ossigeno può essere ridotta di una grande quantità.
E' stato anche trovato che con l'aumento del rapporto dell'ossigeno rispetto all'idrocarburo nei gas reagenti la quantità di fuliggine ottenuta nei gas di cracking può essere ridotta di una quantità molto maggiore rispetto alla quantità di acetilene. Quindi per regolare il rapporto ossigeno/idrocarburo la formazione di fuliggini nella produzione di acetilene può essere notevolmente ridotta mentre la formazione di acetilene viene ridotta soltanto di piccole quantità .
Riducendo la concentrazione di acetilene nel gas proveniente dal cracking a metà del suo valore massimo, cioè utilizzando un mezzo della capacità di acetilene del bruciatore (esempio 2), la formazione di fuliggine è in una quantità soltanto di approssimativamente il 7% rispetto alla formazione di fuliggine nel caso in cui il bruciatore sia fatto funzionare alla completa capacità di acetilene (esempio comparativo 1) dando quindi un massimo di resa in acetilene.
Quando il rapporto dell'ossigeno rispetto all'idrocarburo viene aumentato in modo tale che la capacità di acetilene del bruciatore sia ridotta d un terzo del suo massimo (esempio 3) la formazione di fuliggine è ridotta ad approssimativamente il 2% della formazione di fuliggine ad una capacità massima di acetilene del bruciatore (esempio comparativo 1).
La grande riduzione di formazione di fuliggine in confronto con la formazione di acetilene secondo la presente invenzione permette una modifica dei procedimenti di raffreddamento con acqua precedentemente menzionati in modo tale che possano essere forniti sistemi chiusi per il raffreddamento rapido e normale dell'acqua di circolazione. Nel procedimento secondo la presente invenzione il calore di procedimento del raffreddamento con acqua può essere eliminato da adatti sistemi di raffreddamento, per esempio sistemi di raffreddamento ad aria o sistemi di raffreddamento a piastre che possono anche essere applicati in combinazione con torri di raffreddamento. La rimozione della fuliggine in decantatori a vasca aperti e la necessaria rimozione di calore in torri di raffreddamento può quindi essere evitata. Quindi i problemi di odore ed emissione possono essere eliminati i quali altrimenti porterebbero a problemi ambientali. La fuliggine formata durante la reazione è preferibilmente rimossa dall'acqua di raffreddamento rapido o raffreddamento normale e rimane nell'acqua. Quindi 1'elaminazione e incenerimento di quantità maggiori di fanghi di fuliggine o schiume di fuliggine sono obsoleti. La fuliggine viene eliminata dal mezzo di raffreddamento in ricircolazione formato da acqua raffreddante preferibilmente soltanto in quantità tali da corrispondere alle quantità di acqua di procedimento formata nella reazione che deve essere eliminata dalla circolazione. Da questa quantità relativamente piccola di acqua eliminata, la fuliggine può essere separata in ogni maniera.
Secondo un'altra realizzazione della presente invenzione, parte del mezzo di raffreddamento acquoso, preferibilmente almeno in una quantità corrispondente ad almeno l'acqua di procedimento formata nella reazione di ossidazione, viene rimossa dalla circolazione e opzionalmente rimpiazzata da un mezzo acquoso fresco. Quindi la quantità di fuliggine rimossa dalla circolazione e la quantità rimanente in circolazione possono essere regolate.
Il procedimento secondo la presente invenzione quindi combina i vantaggi del procedimento di raffreddamento che utilizza olio, in particolare la ricircolazione in un sistema chiuso con quelli del procedimento di raffreddamento con acqua in cui un mezzo di raffreddamento economico viene utilizzato il quale non è consumato durante il procedimento e quindi non necessita di essere aggiunto in maniera continua. Vengono evitati gli svantaggi di ambedue i procedimenti di raffreddamento, in particolare quelli dei decantatori a vasca aperta e delle torri di raffreddamento nei procedimenti di raffreddamento in acqua e quelli della rigenerazione tecnicamente complicata degli oli contenenti fuliggine e la necessità di aggiungere in maniera continua oli pesanti nel procedimento di raffreddamento con olio.
Gli idrocarburi che possono essere utilizzati secondo la presente invenzione possono essere qualsiasi idrocarburo che sia sufficientemente volatile. Gli idrocarburi possono contenere soltanto un tipo di idrocarburi ma possono essere anche miscele di idrocarburi .
Secondo una realizzazione della presente invenzione il gas naturale è utilizzato come idrocarburo. Tutte le composizioni di gas naturale possono essere utilizzate. Secondo una realizzazione della presente invenzione il gas naturale contiene almeno il 98% in volume di metano.
Secondo la presente invenzione tutti gli idrocarburi inferiori, in particolare il metano, etano, propano e butano paraffinici, sia da soli o in miscela possono essere utilizzati nel presente procedimento. Secondo un'altra realizzazione dell'invenzione il gas può contenere altri gas oltre agli idrocarburi, per esempio azoto, diossido di carbonio, gas rari.
Secondo una realizzazione della presente invenzione il gas utilizzato può essere butano puro.
Il rapporto degli atomi di ossigeno nell'ossigeno e degli atomi di carbonio nell'idrocarburo può essere regolato a seconda del desiderato rapporto in peso tra acetilene e fuliggine o la desiderata produzione di acetilene. Se si desidera una produzione elevata di acetilene il rapporto degli atomi di ossigeno nell'ossigeno rispetto agli atomi di carbonio nell'idrocarburo può essere abbassato, mentre per una produzione più bassa di acetilene combinata con un rapporto in peso molto elevato dell'acetilene rispetto alla fuliggine ed una produzione di fuliggine molto piccola, questo rapporto può essere più elevato. Le condizioni di procedimento possono essere variate a seconda dei prodotti di reazione desiderati secondo la presente invenzione.
Preferibilmente nel procedimento secondo la presente invenzione il rapporto atomico degli atomi di ossigeno nell'ossigeno rispetto agli atomi di carbonio negli idrocarburi è almeno 1,05, preferibilmente il rapporto atomico è fra 1,15 e 1,4.
Secondo una realizzazione della presente invenzione gli idrocarburi utilizzati sono gas naturale e il rapporto in volume standard dell'ossigeno rispetto al gas naturale è al di sopra di 0,6, preferibilmente nell'intervallo fra 0,61 e 0,78, preferibilmente fra 0,625 e 0,7.
Secondo una realizzazione della presente invenzione il rapporto dei reagenti gassosi è scelto in modo tale che l'acetilene e la fuliggine prodotta nella reazione siano ottenute in un rapporto in peso fra 50 e 500, preferibilmente in un rapporto in peso fra 50 e 150.
Secondo una realizzazione della presente invenzione la concentrazione di fuliggine nel mezzo di raffreddamento acquoso non è più dell’1% in peso, preferibilmente fra lo 0,1 e 111% in peso, preferibilmente fra lo 0,2 e lo 0,4% in peso. Preferibilmente il rapporto in volume dell'ossigeno rispetto al gas naturale è intorno a 0,646, il rapporto degli atomi di ossigeno nell'ossigeno rispetto agli atomi di carbonio nell'idrocarburo è approssimativamente 1,3, dando quindi un rapporto in peso dell'acetilene rispetto alla fuliggine di approssimativamente 100.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione sono chiari dai seguenti esempi.
Gli esempi furono condotti utilizzando un'apparecchiatura come viene descritta in Ullmann's Encyclopedia of Industriai Chemistry, Sa edizione, Volume 1, 1985, pagina 107. I gas reagenti erano il gas naturale e l'ossigeno. Il gas naturale conteneva almeno il 98% in volume di metano.
Comunque, qualsiasi composizione di gas naturale o miscela di gas può essere utilizzata secondo la presente invenzione.
I gas reagenti furono riscaldati separatamente a 600°C, miscelati intimamente nella zona di miscelamento del bruciatore e portati a reazione dopo passaggio attraverso un diffusore ed un blocco bruciatore. Dopo un tempo di reazione di pochi millisecondi i gas di cracking contenenti acetilene furono raffreddati con acqua ad una temperatura di 80°C. I prodotti acetilene e gas di sintesi, furono ottenuti in maniera normale per assorbimento frazionato e seguente disassorbimento con l'aiuto di un opportuno solvente. La fuliggine formata come un sottoprodotto venne ottenuta dall'acqua di raffreddamento rapido e normale che veniva rimossa dal circuito chiuso con acqua di raffreddamento rapido o normale. Nel procedimento secondo gli esempi comparativi la fuliggine venne rimossa attraverso un procedimento di decantazione dall'acqua di raffreddamento rapido e normale come precedentemente descritto.
Le esatte condizioni sperimentali e i risultati degli esperimenti sono sommarizzati nella seguente tabella:
* Rapporto degli atomi di ossigeno nell'ossigeno rispetto agli atom naturale
* * nell'acqua dì raffreddamento rimossa
Dai precedenti esempi si può vedere che nel procedimento secondo l'esempio comparativo 1 una concentrazione di fuliggine del 2,1% nell'acgua di procedimento viene ottenuta quando la fuliggine viene rimossa assieme con l'acqua di procedimento. In questo procedimento a causa dell'elevata concentrazione di fuliggine deve essere applicato il procedimento di decantazione favorevole e critico per l'ambiente per rimuovere la fuliggine dall'acqua di raffreddamento rapido e raffreddamento normale. Inoltre il raffreddamento dell'acqua nelle torri di raffreddamento è necessario. Lo stesso avviene nell'esempio comparativo 2, dove una concentrazione di fuliggine dell'1,65% viene ottenuta. La concentrazione di fuliggine è troppo elevata per una ricircolazione del mezzo di raffreddamento. Secondo gli esempi 1 e 3 le concentrazioni di fuliggine vengono ridotte allo 0,36% fino allo 0,07%, rispettivamente. Queste concentrazioni di fuliggine non pongono alcun problema nel riciclo dell 'acqua di raffreddamento rapido e normale in un sistema chiuso. La rimozione di fuliggine attraverso la rimozione dell'acqua di processo formata nel procedimento di reazione è sufficiente per mantenere una concentrazione di fuliggine nell'acqua che non interferisce con la circolazione dell'acqua di raffreddamento rapido e normale. Quindi, è possibile utilizzare il sistema chiuso per la circolazione dell'acqua di raffreddamento rapido e normale negli esempi da 1 a 3. Approssimativamente 3 m<3 >di acqua di processo contenente fuliggine devono essere rimossi per ora. L'acqua rimossa può per esempio essere filtrata per rimuovere la fuliggine o può essere alimentata ad un impianto di purificazione del liquame. Nell'esempio 1 la produzione di acetilene è tre quarti della produzione dell'esempio comparativo 1. La produzione di fuliggine, comunque, è ridotta da 75 kg/ora a 10 kg/ora, quindi di un fattore di quasi 8 (la produzione di fuliggine secondo l'esempio 1 è circa 1/8 della produzione di fuliggine secondo l'esempio comparativo 1).
Nell'esempio 2 la produzione di acetilene viene ridotta ad 1/2 della produzione dell'esempio comparativo 1. la produzione di fuliggine, comunque, viene ridotta di un fattore da 15 a 5 kg/h in confronto all'esempio comparativo 1.
Gli esempi 4 e 5 mostrano i risultati per un rapporto ancora maggiore dell'ossigeno rispetto al gas naturale. Le concentrazioni di fuliggine nell'acqua di circuito ammontano a 0,07 e 0,03% in peso, rispettivamente. La produzione di acetilene decresce a 10 e 6 tonnellate per giorno, rispettivamente. Nello stesso tempo il rapporto in peso dell'acetilene rispetto alla fuliggine alimenta a 347 e 417 rispettivamente. Quindi, se secondo una realizzazione dell'invenzione rese ridotte di acetilene possono essere tollerate la produzione di fuliggine può essere ridotta a quantità molto piccole, dando quindi rapporti in peso molto elevati dell'acetilene rispetto alla fuliggine. Il rapporto dell'ossigeno rispetto al gas naturale utilizzato può quindi, secondo una realizzazione della presente invenzione, dipendere dalle quantità e tipi di prodotti di reazione desiderati e dalla richiesta riduzione della quantità di fuliggine formata nella reazione .
La composizione del gas idrocarburico può essere variata. Nel seguente esempio (esempio 6) l'alimentazione idrocarburica aveva la seguente composizione: metano 86% in volume, etano 0,5% in volume, propano 2,7% in volume, butani 9,6% in volume, pentani 0,1% in volume, dove il resto è azoto, diossido di carbonio ed elio. Questa miscela idrocarburica ha una concentrazione di atomi di carbonio di 1,3428 Nm<3 >C/Nm<3 >della miscela. Furono ottenuti i seguenti risultati: Tabella I
Questo esempio dimostra che la composizione degli idrocarburi utilizzata può essere variata secondo la presente invenzione. La quantità di fuliggine formata era ancora abbastanza bassa per utilizzare un sistema ad acqua di raffreddamente rapido e normale, chiuso. Esempio 7
In questo esempio venne utilizzato butano puro. Alimentazione di butano, Nm<3>/h 1930 (5000 kg) Alimentazione di ossigeno, Nm<3>/h 4200
Rapporto in volume ossigeno/butano 2,176
O/C-Rapporto 1.088
% in volume di acetilene 6,85
Produzione di acetilene, t per giorno 31,5
Gli esempi 3-6 presentano più risultati sperimentali che mostrano che la formazione di fuliggine diminuisce molto più rapidamente della produzione di acetilene quando il rapporto dell'ossigeno rispetto al gas naturale aumenta.
I risultati sperimentali mostrano che secondo la presente invenzione la formazione di fuliggine nel processo per la produzione di acetilene gas di sintesi per ossidazione parziale degli idrocarburi con ossigeno può essere ridotta in modo tale che il mezzo di raffreddamento rapido acquoso utilizzato nel procedimento possa essere fatto ricircolare in un sistema chiuso.
Claims (20)
- RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per la produzione di acetilene e gas di sintesi per ossidazione parziale di idrocarburi con ossigeno, caratterizzato dal fatto che i reagenti gassosi sono preriscaldati separatamente, intimamente mescolati in una zona di miscelamento, fatti reagire dopo passaggio in un blocco bruciatore e rapidamente raffreddati con un mezzo di raffreddamento acquoso dopo reazione, ulteriormente caratterizzato dal fatto che il mezzo di raffreddamento acquoso viene fatto ricircolare in un sistema chiuso.
- 2. Procedimento secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che dopo raffreddamento il mezzo di raffreddamento acquoso viene indirettamente raffreddato, come attraverso mezzi di raffreddamento ad aria, mezzi di raffreddamento a piastra, o altri mezzi di raffreddamento.
- 3. Procedimento secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che dopo raffreddamento parte del mezzo di raffreddamento acquoso, preferibilmente in una quantità corrispondente ad almeno l'acqua di processo formata nella reazione di ossidazione, è rimosso dalla circolazione e opzionalmente rimpiazzato da mezzo acquoso fresco.
- 4. Il procedimento secondo la rivendicazione 3 caratterizzato dal fatto che la fuliggine formata nella reazione e contenuta nel mezzo di raffreddamento acquoso dopo raffreddamento è separata dalla parte del mezzo di raffreddamento acquoso rimosso dalla circolazione.
- 5. Procedimento secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che nei reagenti gassosi il rapporto atomico degli atomi di ossigeno nell'ossigeno rispetto agli atomi di carbonio negli idrocarburi è almeno 1,05.
- 6. Procedimento secondo la rivendicazione 5 caratterizzato dal fatto che il rapporto atomico è fra 1,05 e 1,60, preferibilmente fra 1,05 e 1,40.
- 7. Il procedimento secondo la rivendicazione 5 caratterizzato dal fatto che gli idrocarburi utilizzati sono gas naturale e il rapporto in volume standard dell'ossigeno rispetto al gas naturale è sopra 0,6.
- 8. Procedimento secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che il rapporto in volume standard è fra 0,61 e 0,78, preferibilmente fra 0,625 e 0,70.
- 9. Procedimento per la produzione di acetilene e gas di sintesi per ossidazione parziale di idrocarburi con ossigeno, caratterizzato dal fatto che i reagenti gassosi sono preriscaldati separatamente, mescolati intimamente in una zona di miscelamento, fatti reagire dopo passaggio in un blocco bruciatore e rapidamente raffreddati con un mezzo di raffreddamento acquoso dopo reazione, ulteriormente caratterizzato dal fatto che il rapporto dei reagenti gassosi è scelto in modo tale che l'acetilene la fuliggine prodotta nella reazione vengano ottenuti in un rapporto in peso fra 50 e 500.
- 10. Procedimento secondo la rivendicazione 9 caratterizzato dal fatto che l'acetilene e la fuliggine prodotta nella reazione sono ottenute in un rapporto in peso fra 50 e 150.
- 11. Procedimento secondo la rivendicazione 9 caratterizzato dal fatto che nei reagenti gassosi il rapporto atomico degli atomi di ossigeno nell'ossigeno rispetto agli atomi di carbonio negli idrocarburi è almeno 1,05.
- 12. Procedimento secondo la rivendicazione 11 caratterizzato dal fatto che il rapporto atomico è fra 1,05 e 1,60, preferibilmente fra 1,15 e 1,40.
- 13. Procedimento secondo la rivendicazione 11 caratterizzato dal fatto che gli idrocarburi utilizzati sono gas naturale e il rapporto in volume standard dell'ossigeno rispetto al gas naturale è al di sopra di 0,6.
- 14. Procedimento secondo la rivendicazione 13, caratterizzato dal fatto che il rapporto in volume standard è fra 0,61 e 0,78, preferibilmente fra 0,625 e 0,70.
- 15. Procedimento secondo la rivendicazione 9 caratterizzato dal fatto che il mezzo di raffreddamento acquoso viene fatto ricircolare in un sistema chiuso.
- 16. Procedimento secondo la rivendicazione 9 caratterizzato dal fatto che il mezzo di raffreddamento è indirettamente raffreddato, per esempio attraverso mezzi di raffreddamento ad aria, mezzi di raffreddamento a piastra, o altri mezzi di raffreddamento.
- 17. Procedimento secondo la rivendicazione 15 caratterizzato dal fatto che l'acqua in una quantità corrispondente all'acqua di procedimento formata nella reazione di ossidazione viene rimossa dalla circolazione .
- 18. Procedimento secondo la rivendicazione 15 caratterizzato dal fatto che la fuliggine formata nella reazione e contenuta nel mezzo di raffreddamento acquoso dopo raffreddamento viene separata dalla parte del mezzo di raffreddamento acquoso rimosso dalla circolazione .
- 19. Procedimento secondo la rivendicazione 9 caratterizzato dal fatto che la concentrazione di fuliggine nel mezzo di raffreddamento acquoso non è più di 1% in peso, preferibilmente da 0,1 a 1% in peso, preferibilmente fra 0,2 e 0,4% in peso.
- 20. Procedimento secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che la concentrazione di fuliggine nel mezzo di raffreddamento acquoso è non più dell'1% in peso, preferibilmente fra 0,1 e 1% in peso, preferibilmente fra 0,2 e 0,4% in peso.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/543,879 US5824834A (en) | 1995-10-19 | 1995-10-19 | Process for the production of acetylene and synthesis gas |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ITMI962020A1 true ITMI962020A1 (it) | 1998-04-02 |
| IT1284907B1 IT1284907B1 (it) | 1998-05-28 |
Family
ID=24169897
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| IT96MI002020A IT1284907B1 (it) | 1995-10-19 | 1996-10-02 | Procedimento per la produzione di acetilene e gas di sintesi |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5824834A (it) |
| CN (1) | CN1064947C (it) |
| FR (1) | FR2740131B1 (it) |
| IT (1) | IT1284907B1 (it) |
| RU (1) | RU2133728C1 (it) |
| UA (1) | UA48131C2 (it) |
Families Citing this family (31)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6627666B1 (en) | 2000-08-08 | 2003-09-30 | Rentech Inc. | Fischer-Tropsch synthesis using industrial process off gas feedstreams |
| DE10313529A1 (de) * | 2003-03-26 | 2004-10-14 | Basf Ag | Reaktor für Hochtemperaturreaktionen und Verwendung |
| CN100404485C (zh) * | 2005-05-31 | 2008-07-23 | 中国石油化工集团公司 | 通过烃的部分氧化工艺多产乙炔的方法 |
| EP1741691A1 (en) * | 2005-07-06 | 2007-01-10 | Saudi Basic Industries Corporation | Process for the production of ethylene |
| US8080697B2 (en) * | 2006-01-23 | 2011-12-20 | Saudi Basic Industries Corporation | Process for the production of ethylene from natural gas with heat integration |
| CN101384529B (zh) * | 2006-02-21 | 2013-06-05 | 巴斯夫欧洲公司 | 生产乙炔的方法 |
| US8173853B2 (en) | 2006-04-11 | 2012-05-08 | Basf Se | Process for preparing acetylene by partial oxidation of hydrocarbons |
| US8017823B2 (en) * | 2006-04-11 | 2011-09-13 | Basf, Se | Process for the manufacture of acetylene by partial oxidation of hydrocarbons |
| US20080033065A1 (en) * | 2006-08-04 | 2008-02-07 | General Electric Company | System and method for enhancing co production in a rich combustion system |
| US20080033066A1 (en) * | 2006-08-04 | 2008-02-07 | General Electric Company | System and method for enhancing co production in a gas to liquid system |
| RU2480418C2 (ru) * | 2006-09-28 | 2013-04-27 | Басф Се | Способ отделения сажи от потока сточных вод |
| EP2617796B1 (en) * | 2007-12-31 | 2014-07-16 | Chevron U.S.A., Inc. | Acetylene enhanced conversion of syngas to fischer-tropsch hydrocarbon products |
| US8748686B2 (en) * | 2008-11-25 | 2014-06-10 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Conversion of co-fed methane and low hydrogen content hydrocarbon feedstocks to acetylene |
| RU2580684C2 (ru) * | 2010-11-11 | 2016-04-10 | Басф Се | Способ и устройство для получения ацетилена и синтез-газа |
| US9815751B2 (en) * | 2011-01-19 | 2017-11-14 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Hydrocarbon and oxygenate conversion by high severity pyrolysis to make acetylene and ethylene |
| CN103373889B (zh) * | 2012-04-20 | 2015-01-14 | 中国石油化工集团公司 | 烃部分氧化制备乙炔的方法 |
| US9505676B2 (en) * | 2012-05-03 | 2016-11-29 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Hydrocarbon conversion process |
| WO2013186291A1 (de) | 2012-06-14 | 2013-12-19 | Basf Se | Verfahren zur herstellung von acetylen und synthesegas |
| US9290384B2 (en) | 2012-06-14 | 2016-03-22 | Basf Se | Process for preparing acetylene and synthesis gas |
| EP2892864B1 (de) * | 2012-09-05 | 2016-05-25 | Basf Se | Verfahren zur herstellung von acetylen und synthesegas |
| CN104918879B (zh) * | 2013-01-16 | 2017-07-14 | 巴斯夫欧洲公司 | 生产乙炔和合成气的方法 |
| WO2015028540A1 (de) * | 2013-08-29 | 2015-03-05 | Basf Se | Vorrichtung und verfahren zum herstellen von acetylen und synthesegas |
| WO2015028539A1 (de) * | 2013-08-29 | 2015-03-05 | Basf Se | Vorrichtung und verfahren zum herstellen von acetylen und synthesegas |
| WO2015144754A1 (de) * | 2014-03-26 | 2015-10-01 | Basf Se | Vorrichtung und verfahren zum herstellen von acetylen und synthesegas |
| EP3313806B1 (en) | 2015-06-23 | 2021-02-24 | Uop Llc | Integrated pyrolysis and oxygenate to olefin process |
| WO2019162781A1 (en) * | 2018-02-26 | 2019-08-29 | Sabic Global Technologies B.V. | Processes for oxidative pyrolysis of hydrocarbons to produce syngas and c2 hydrocarbons |
| US11459281B2 (en) | 2018-04-17 | 2022-10-04 | Basf Se | Method for producing acetylene and syngas |
| US11666879B2 (en) | 2018-04-18 | 2023-06-06 | Sabic Global Technologies B.V. | Small channel short fixed bed adiabatic reactor for oxidative coupling of methane |
| JP7705592B2 (ja) | 2020-01-23 | 2025-07-10 | アセト ホールディングス エルエルシー | 気体を処理するための系および方法 |
| EP4311806A1 (de) | 2022-07-28 | 2024-01-31 | Basf Se | Verfahren zur herstellung von acetylen und synthesegas |
| EP4620937A1 (en) | 2024-03-21 | 2025-09-24 | Basf Se | Electrolysis oxygen for sustainable acetylene chemistry |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2503188A (en) * | 1946-03-27 | 1950-04-04 | Socony Vacuum Oil Co Inc | Apparatus for thermal cracking of hydrocarbons |
| US2679542A (en) * | 1951-04-09 | 1954-05-25 | Union Oil Co | Process for the production of acetylene |
| US2721227A (en) * | 1951-07-02 | 1955-10-18 | Stanolind Oil & Gas Co | Method and apparatus for making acetylene |
| US2692902A (en) * | 1952-03-28 | 1954-10-26 | Hydrocarbon Research Inc | Production of acetylene |
| US2765359A (en) * | 1953-02-10 | 1956-10-02 | Hydrocarbon Research Inc | Production of acetylene |
| US2816942A (en) * | 1954-03-29 | 1957-12-17 | Union Oil Co | Production of acetylene |
| US2998464A (en) * | 1957-08-05 | 1961-08-29 | Monsanto Chemicals | Quench system |
| US2966533A (en) * | 1957-11-22 | 1960-12-27 | Basf Ag | Production of acetylene by partial oxidation of hydrocarbons and apparatus therefor |
| NL253164A (it) * | 1959-07-08 | |||
| FR1319326A (fr) * | 1962-01-15 | 1963-03-01 | Heurtey Sa | Procédé de fabrication d'acétylène à partir de gaz riches en méthane et appareillage permettant la mise en oeuvre de ce procédé |
| US3292913A (en) * | 1965-05-14 | 1966-12-20 | Air Prod & Chem | Quench system and chamber |
| US3399245A (en) * | 1966-01-28 | 1968-08-27 | Monsanto Co | Process and apparatus for partial combustion of hydrocarbons |
| US3485590A (en) * | 1967-07-13 | 1969-12-23 | Diamond Shamrock Corp | Flame chamber and quenching chamber apparatus |
| US3676519A (en) * | 1970-01-02 | 1972-07-11 | Lummus Co | Quench process |
| GB8408804D0 (en) * | 1984-04-05 | 1984-05-16 | British Petroleum Co Plc | Conversion process |
| US4575383A (en) * | 1984-04-20 | 1986-03-11 | Atlantic Richfield Company | Process for producing acetylene using a heterogeneous mixture |
| FR2624115B1 (fr) * | 1987-12-03 | 1990-04-13 | Gaz De France | Procede et appareil pour la conversion des hydrocarbures |
| DE3900461A1 (de) * | 1989-01-10 | 1990-07-12 | Basf Ag | Verfahren zur herstellung von acetylen durch unvollstaendige verbrennung von kohlenwasserstoffen |
| US5015799A (en) * | 1989-07-06 | 1991-05-14 | Amoco Corporation | Oxidative coupling process for converting methane and/or natural gas to more transportable products |
-
1995
- 1995-10-19 US US08/543,879 patent/US5824834A/en not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-10-02 IT IT96MI002020A patent/IT1284907B1/it active IP Right Grant
- 1996-10-15 CN CN961224789A patent/CN1064947C/zh not_active Expired - Lifetime
- 1996-10-15 UA UA96103920A patent/UA48131C2/uk unknown
- 1996-10-15 FR FR9612541A patent/FR2740131B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1996-10-18 RU RU96120780A patent/RU2133728C1/ru active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2133728C1 (ru) | 1999-07-27 |
| CN1155532A (zh) | 1997-07-30 |
| FR2740131B1 (fr) | 1998-05-07 |
| CN1064947C (zh) | 2001-04-25 |
| IT1284907B1 (it) | 1998-05-28 |
| US5824834A (en) | 1998-10-20 |
| UA48131C2 (uk) | 2002-08-15 |
| FR2740131A1 (fr) | 1997-04-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ITMI962020A1 (it) | Procedimento per la produzione di acetilene e gas di sintesi | |
| EP2376607B1 (en) | Production of synthesis gas through controlled oxidation of biomass | |
| US6365792B1 (en) | Preparation of acetylene and synthesis gas | |
| AU660749B2 (en) | A method for decomposition of hydrocarbons | |
| KR101658512B1 (ko) | 합성 가스를 발생시키기 위한 방법 및 시스템 | |
| CN113122026B (zh) | 控制炭黑孔隙率的方法 | |
| KR960010834A (ko) | 수송 부분산화장치 및 방법 | |
| JPH0465001B2 (it) | ||
| KR20010024796A (ko) | 보다 저품질의 할로겐화 물질로부터 하나 이상의 유용한생성물을 제조하는 방법 | |
| EP2704988B1 (en) | Zero emissions sulphur recovery process with concurrent hydrogen production | |
| WO2010106547A1 (en) | Counter-current multistage fischer tropsch reactor systems | |
| US4487683A (en) | Acetylene from coal and an electric arc | |
| JP2519691B2 (ja) | 硫酸製造の方法および装置 | |
| US3383171A (en) | Process for splitting waste sulfuric acids | |
| AU2018202653B2 (en) | Method and apparatus for providing oxygenated hydrocarbons | |
| CN104379501A (zh) | 制备乙炔和合成气的方法 | |
| Hrabovsky | Plasma aided gasification of biomass, organic waste and plastics | |
| JPS631299B2 (it) | ||
| JP5886443B2 (ja) | 合成ガスの生成方法及び装置 | |
| RU2408529C1 (ru) | Способ получения синтез-газа и водорода | |
| EP0561521A1 (en) | Treatment of waste or other material | |
| CA2640681C (en) | Use of predehydration towers in an ethane oxidation to acetic acid/ethylene process | |
| RU2817955C1 (ru) | Способ каталитического окисления сероводорода и установка для его осуществления | |
| JP2001122811A (ja) | メタノール製造装置及び製造方法 | |
| WO2025190928A1 (en) | Process and plant for producing very pure carbon from a dibromomethane feedstock |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 0001 | Granted |