[發(fā)明專利]用于制備低碳烯烴的反應裝置、生產(chǎn)系統(tǒng)和生產(chǎn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010713315.6
• 申請日: 2020-07-22
• 公開（公告）號: CN111826173B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設計）人: 張世程;蘇毅;朱惠春;張先裕;唐昭帆;朱國慶
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七一一研究所;上海齊耀熱能工程有限公司
• 主分類號: C10B49/10
• 分類號: C10B49/10;C10B57/00
• 代理公司: 北京市磐華律師事務所 11336
• 代理人: 郭佳寅

1.一種用于制備低碳烯烴的反應裝置，其特征在于，所述反應裝置為壓力反應裝置，所述反應裝置包括：

裝置本體，所述裝置本體包括沿著裝置本體的長度方向依次連通的燃燒室、混合室和裂解室，所述混合室和所述裂解室為兩個連通的腔室；

所述燃燒室設置有接入部，所述燃燒室的燃料進口、氧化劑進口和蒸汽進口均設置于所述接入部，所述接入部位于所述反應裝置沿其長度方向的端部；

所述混合室包括文丘里段、連接段、出口段和原料進口，所述文丘里段包括依次連通的收縮段、喉部和擴散段，所述收縮段的徑向尺寸沿流體流動方向逐漸減小至所述喉部的徑向尺寸，所述出口段經(jīng)由所述連接段與所述擴散段連通，所述出口段與所述裂解室連通；所述喉部的徑向尺寸小于所述收縮段和所述擴散段的徑向尺寸；所述擴散段的徑向尺寸沿流體流動方向逐漸增大；所述連接段為一直線段或者漸縮段，所述出口段的徑向尺寸沿流體流動方向漸縮至所述裂解室的徑向尺寸；所述流體流動方向為從所述燃燒室朝向所述裂解室的方向；

所述原料進口設置于所述文丘里段的壓力最低位置；

所述原料在所述混合室停留時間為0.001-0.01s；所述裂解室的反應時間控制在0.001-0.1s，所述裂解室的裂解溫度控制在600-1800℃；合成氣的預定溫度為800-2000℃；所述原料經(jīng)預熱或者氣化后輸送至所述文丘里段，所述原料與所述合成氣在所述混合室混合，所述原料被所述合成氣加熱至所述裂解溫度。

2.根據(jù)權利要求1所述的反應裝置，其特征在于，所述裂解室為一管段。

3.根據(jù)權利要求1所述的反應裝置，其特征在于，所述原料進口設置于所述喉部。

4.根據(jù)權利要求1所述的反應裝置，其特征在于，所述燃燒室、所述混合室和所述裂解室各自的中心線共線。

5.根據(jù)權利要求1所述的反應裝置，其特征在于，所述裝置本體還包括與所述裂解室連通的余熱回收室，所述余熱回收室內設置有包括換熱管的換熱結構，所述換熱管用于接入冷流體或裂解氣。

6.根據(jù)權利要求5所述的反應裝置，其特征在于，所述余熱回收室的出口端設置有急冷噴嘴。

7.根據(jù)權利要求1所述的反應裝置，其特征在于，

所述燃燒室和所述裂解室的壁體設置有用于調節(jié)溫度的調溫換熱管或冷卻夾套，所述調溫換熱管或冷卻夾套用于接入冷流體；并且/或者

所述裝置本體的壁體設置有保溫層，所述保溫層由耐火材料制成。

8.一種用于制備低碳烯烴的生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，包括根據(jù)權利要求1至7中的任一項所述的反應裝置。

9.根據(jù)權利要求8所述的生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，還包括：

一級及以上冷卻裝置，所述一級及以上冷卻裝置與所述反應裝置的出口連通，用于冷卻裂解氣與合成氣形成的混合氣；

洗滌裝置，所述洗滌裝置與所述冷卻裝置的出口連通，用于脫除酸性氣體；以及

分離裝置，所述分離裝置與所述洗滌裝置的出口連通，用于獲得低碳烯烴和合成氣。

10.根據(jù)權利要求9所述的生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，

還包括壓縮機，所述壓縮機設置于所述一級及以上冷卻裝置與所述洗滌裝置之間的管路，用于使所述混合氣增壓；并且/或者

還包括連通管路，所述連通管路連通所述一級以上冷卻裝置與所述洗滌裝置。

11.根據(jù)權利要求8所述的生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，還包括汽包，所述汽包的冷流體管路與余熱回收室的換熱管連通，形成余熱回收流路，所述燃燒室的調溫換熱管或冷卻夾套用于接收給水并與所述汽包的熱流體管路連通，形成調溫流路。