[發明專利]淬冷器和制備乙炔的裝置

有效

• 申請號: 201410318266.0
• 申請日: 2014-07-04
• 公開（公告）號: CN105272814B
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 李軒;吳昌寧;韓建濤;郭屹
• 申請（專利權）人: 神華集團有限責任公司;北京低碳清潔能源研究所
• 主分類號: C07C11/24
• 分類號: C07C11/24;C07C4/04;C07C1/00
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司11283
• 代理人: 李翔,黃志興

技術領域

本發明涉及化工領域，具體地，涉及一種淬冷器以及制備乙炔的裝置。

背景技術

乙炔是重要的基礎化工原料。目前，制備乙炔的通常方法包括電石法、甲烷電弧裂解法等。但隨著工業應用中對環境和能耗要求的提高，利用熱等離子體裂解碳質材料(如煤炭)制備乙炔的工藝逐漸興起。

利用熱等離子體裂解碳質材料(如煤炭)制備乙炔的工藝的基本原理為：在高溫、高焓、高反應活性的電弧熱等離子體射流中，使煤炭的揮發分甚至固定碳可直接轉化為乙炔。而在完成裂解后，乙炔作為熱等離子體裂解碳質材料的主要氣相產物，需要確保乙炔具有較好的穩定性，以有效防止乙炔繼續分解為碳黑和氫氣，獲得理想的乙炔產出率。因此，需要利用淬冷器對熱等離子體裂解碳質材料的混合產物進行淬冷。

目前，本領域中已經提出了若干種淬冷器，例如中國發明專利CN101823935B。在傳統的淬冷器中，大都通過將裂解氣和淬冷劑同時通入淬冷器內部空間中，使裂解氣和淬冷劑在該內部空間中進行混合，從而實現淬冷。然而，這種傳統的淬冷器僅依靠裂解氣和淬冷劑在空間上分布而實現混合，難以達到裂解氣和淬冷劑更為充分的混合，進而也難以進一步提高淬冷效率。

因此，在熱等離子體裂解碳質材料制備乙炔的工藝中，如何實現更為理想的淬冷效率成為本領域需要解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于熱等離子體裂解碳質材料制備乙炔的工藝中的淬冷器、淬冷方法和制備乙炔的裝置，該技術方案能夠獲得較高的淬冷效率。

為了實現上述目的，本發明提供一種用于熱等離子體裂解碳質材料制備乙炔的工藝中的淬冷器，該淬冷器包括淬冷器本體，該淬冷器本體包括：

裂解產物入口，用于將裂解產物導入所述淬冷器本體內部；

淬冷劑入口，用于將淬冷劑導入所述淬冷器本體內部，所述裂解產物入口和淬冷劑入口設置為能夠使得導入所述淬冷器本體內部的裂解產物和淬冷劑在所述淬冷器本體內彼此混合并在所述淬冷器本體內形成旋流；

固體/液體產物出口，該固體/液體產物出口在所述淬冷器本體的底部朝下設置，用于將固體/液體產物從所述淬冷器本體內部排出；以及

氣體產物出口，該氣體產物出口朝上設置且通向所述淬冷器本體外部，用于將氣體產物從所述淬冷器本體內部排出。

優選地，所述淬冷器本體包括形成有內圓周面的側壁，所述裂解產物入口設置在所述淬冷器本體的上部，所述裂解產物入口貫穿所述淬冷器本體的側壁并使所述裂解產物入口朝向所述淬冷器本體內部的開口方向與該裂解產物入口處的水平切線方向之間形成夾角α1；所述淬冷劑入口貫穿所述淬冷器本體的側壁并使所述淬冷劑入口朝向所述淬冷器本體內部的開口方向與該淬冷劑入口處的水平切線方向之間形成夾角α2，所述夾角α1＝α2，且優選為0度至60度。

優選地，所述淬冷器本體具有螺旋管道，所述裂解產物入口連通于所述螺旋管道的上端開口，所述淬冷劑入口通入所述螺旋管道，以形成所述旋流。

優選地，所述淬冷劑入口為多個，沿所述淬冷器本體的軸向和/或周向間隔設置。

優選地，所述多個淬冷劑入口中的至少一個與所述裂解產物入口彼此緊鄰并形成為雙通道通孔結構。

優選地，所述淬冷器本體包括圓錐筒形的底壁，所述固體/液體產物出口設置在所述底壁徑向尺寸較小的底端。

優選地，所述淬冷器本體具有氣體產物排出管道，該氣體產物排出管道的第一端在所述淬冷器本體內位于所述旋流的終結區域或與所述旋流終結區域相鄰近的區域A，所述氣體產物排出管道的第二端位于所述淬冷器本體外部而形成所述氣體產物出口。

優選地，所述氣體產物排出管道的至少所述第一端為豎直延伸的。

優選地，所述氣體產物排出管道整體沿所述冷淬器本體的軸向豎直延伸。

優選地，所述淬冷器本體包括換熱管路，該換熱管路與所述旋流的路徑彼此密閉地相伴設置。

根據本發明的另一方面，還提供了制備乙炔的裝置，該裝置包括：反應器，該反應器利用熱等離子體使碳質材料裂解以產生裂解產物，該反應器具有裂解產物出口；和淬冷器，該淬冷器為本發明所提供的上述淬冷器，所述反應器的所述裂解產物出口與所述淬冷器的所述裂解產物入口相通。

通過上述技術方案，由于將裂解產物和淬冷劑能夠以旋流方式彼此混合，從而能夠使淬冷劑與待進行淬冷處理的裂解產物充分且更為均勻地混合，實現更好的淬冷效率，進而獲得較高的乙炔收率。

本發明的其他特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

附圖說明