[實用新型]一種等離子體烷烴類氣體轉化成乙炔的氣體混合反應裝置

有效

• 申請號: 201320593046.X
• 申請日: 2013-09-25
• 公開（公告）號: CN203582763U
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 黃崢嶸;劉軍;熊新陽;李永宏;徐勇;李自兵;慕龍;靖志國;周歡;池建忠;張方英;張磊
• 申請（專利權）人: 新疆天業(集團)有限公司;新疆兵團現代綠色氯堿化工工程研究中心（有限公司）
• 主分類號: C07C11/24
• 分類號: C07C11/24;C07C4/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種氣體混合反應裝置，尤其是涉及一種等離子體烷烴類氣體轉化成乙炔的氣體混合反應裝置。

背景技術

等離子體是指處于電離狀態的氣態物質，其中帶負電荷的粒子（電子、負離子）數等于帶正電荷的粒子（正離子）數。通常與物質固態、液態和氣態并列，稱為物質第四態。通過氣體放電或加熱的辦法，從外界獲得足夠能量，使氣體分子或原子中軌道所束縛的電子變為自由電子，便可形成等離子體。?因此利用等離子體作為高溫熱源從而實現一系列的化學反應過程得到了越來越多的應用。?等離子體在化學工業中的真正應用是在20世紀50年代以后。聯邦德國赫斯和赫司特化工廠于50年代成功地從甲烷和其他烴類在氫等離子體中熱解制取乙炔。此后，美國、蘇聯和日本都相應地建造了等離子體制乙炔的實驗工廠。此法流程簡單，對原料適應性強。

近年來，頁巖氣開發得到了各國的重視，2011年，美國頁巖氣產量達到1800億立方米，占美國天然氣總產量的34%，改變了美國天然氣供應格局。頁巖氣技術取得突破性進展，大大提前了美國頁巖氣商用化的時間表，其他國家也對頁巖氣充分重視起來，全球頁巖氣勘探開發進入空前的活躍期。?2011年12月3日，經國務院批準，國土資源部發布新發現礦種公告，將頁巖氣作為獨立礦種加強管理。2012年3月16日，國家能源局正式發布了《頁巖氣“十二五”發展規劃》，我國頁巖氣勘探開發大幕開啟。

因此，如何將等離子技術應用到頁巖氣，煤層氣的后期處理技術上顯得尤為重要，直接將頁巖氣，煤層氣轉換成基礎的有機化工原料-乙炔的技術必將成為碳系氣體轉化的必然途徑。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種利用高溫等離子體對烷烴類氣體進行裂解制乙炔過程中的等離子體與烷烴類氣體混合反應的裝置。

實現上述目的的技術方案是，一種等離子體烷烴類氣體轉化成乙炔的氣體混合反應裝置，包括等離子體熱源、混合段上部、混合段上部冷卻、混合段下部、混合段上部和下部組合成的環形氣室、氣體加速結構、喉管、烷烴類氣體噴口、烷烴類氣體和熱等離子體混合反應區、環行氣室和氣體加速結構由混合段上部和混合段下部合而成，烷烴類氣體和熱等離子體混合反應區也由混合段上部、混合段下部和喉管組成，烷烴類氣體噴口分布在混合反應區的截面上。

上述的等離子體熱源為氫氣，氮氣，氬氣等離子中的任一一種或兩種以上，即為單一氣體等離子或氫氣、氮氣、氬氣的混合氣的等離子。

上述的烷烴類氣體為天然氣，頁巖氣，煤層氣以及其它裂解形成乙炔的烷烴類氣體或者以烷烴類氣體為主要成分的混合氣體。

上述的氣體加速結構為文丘里式、縮頸式或者增壓式任一一種，實現氣體加速。

上述的混合段上部，混合段下部，喉管均設置有冷卻結構。

上述的烷烴類氣體噴口分布在混合反應區圓周方向的截面上，與等離子熱源的方向垂直或者成一定的角度，可均勻分布或者非均勻分布方式，同時可以在軸向進行若干層布置。

本實用新型的有益效果是：利用高溫的等離子熱源，直接將烷烴類氣體裂解制成乙炔，是縮短化工工藝流程的重大變革。利用加速結構，提高了原料氣體的入射速度，減小了原料氣體和等離子體之間的相對速度，增強了原料氣體和等離子體之間的混合效果，同時減輕了結焦幾率，提高了乙炔氣體的產量。

附圖說明

圖１是本實用新型實施例1的結構圖。

圖2是本實用新型實施例1的圓周分布示意圖。

附圖標號：1等離子體熱源，2混合段上部，3混合段上部冷卻，4混合段下部，?5環形氣室，6氣體加速結構，7喉管，8烷烴類氣體噴口，9烷烴類氣體和熱等離子體混合反應區。

具體實施方式

下面結合附圖詳細描述本實用新型。

實施例1。

參照附圖1及附圖2，按照如下次序依次連接的設備：?等離子熱源1位于混合段上部2的上方，混合段上部冷卻3置于混合段上部2的內部。混合段上部2放置在混合段下部4的內腔內，通過焊接的方式連接。混合段上部和下部組合形成的空腔為環行氣室5，利用文丘里加速原理，設計氣體加速結構6在氣源壓力1.3MP情況下，出口速度可達到700-800米每秒，很好的對等離子熱源1的高速氣流形成沖擊，增加了混合效率，同時由于氣體出口速度較快，因此不宜在側壁上形成結焦物，從而達到長時間運行的目的。