一种乙炔的制备方法技术

本发明专利技术公开一种乙炔的制备方法，涉及材料技术领域，能够避免在乙炔的制备过程中出现反应器堵塞现象，保证乙炔的制备顺利进行。所述乙炔的制备方法包括：在含氢气体存在下，对碳质物料进行加氢气化反应，得到含甲烷的合成气；对含甲烷的合成气进行等离子体裂解反应，得到乙炔。本发明专利技术提供的乙炔的制备方法用于制备乙炔。

Process for preparing acetylene

The invention discloses a method for preparing acetylene, relating to the technical field of materials, which can avoid the phenomenon of reactor blockage during the preparation of acetylene and ensure the smooth preparation of acetylene. Including the preparation method of acetylene in the presence of hydrogen containing gas, hydrogenation gasification of carbonaceous materials, to produce synthetic gas containing methane; plasma pyrolysis reaction of synthesis gas containing methane, acetylene get. The process for preparing acetylene provided by the invention is used for preparing acetylene.

【技术实现步骤摘要】
一种乙炔的制备方法
本专利技术涉及材料
，尤其涉及一种乙炔的制备方法。
技术介绍
乙炔是一种重要的有机化工基本原料，可用于制造聚氯乙烯、丁二醇、醋酸、丙烯腈等，也可用于照明和金属切割焊接。电石法是生产乙炔的传统方法，但是通过电石法制备乙炔的能耗严重且会带来大量的污染。目前，为了克服电石法制备乙炔所引起的不利影响，利用等离子体裂解技术制备乙炔受到了人们的极大关注；但是，由于碳质物料受等离子体高温作用会变软变黏，变软变黏后的碳质物料黏附在反应器壁上，在高温作用下发生焦化，会出现反应器壁结焦现象，导致反应器堵塞，影响乙炔制备反应的正常进行。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种乙炔的制备方法，用于避免在乙炔的制备过程中出现反应器堵塞现象，保证乙炔的制备顺利进行。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种乙炔的制备方法，包括：在含氢气体存在下，对碳质物料进行加氢气化反应，得到含甲烷的合成气；对含甲烷的合成气进行等离子体裂解反应，得到乙炔。优选的，合成气中油品的产率小于3％。优选的，加氢气化反应的反应时间大于10s，反应压力大于7MPa，反应温度大于850℃。优选的，对含甲烷的合成气进行等离子体裂解反应之前，还包括：将合成气与等离子气体混合，得到等离子混合气；其中，等离子混合气中氢气与甲烷的物质的量之比为(0.5-3)：1。较佳的，等离子气体为氢气，或者，等离子气体为氢气和氩气。较佳的，对含甲烷的合成气进行等离子体裂解反应，得到乙炔，包括：将等离子混合气加热至3000℃-3500℃，使等离子混合气中的合成气进行等离子体裂解反应，得到包含乙炔的混合气体；对包含乙炔的混合气体进行后处理，得到乙炔。较佳的，对包含乙炔的混合气体进行后处理，得到乙炔，包括：通过淬冷剂对包含乙炔的混合气体进行冷却；将冷却后的包含乙炔的混合气体进行分离，得到乙炔。较佳的，淬冷剂的流量大于0.7m3/h。优选的，碳质物料为煤、沥青、石油焦、半焦、焦炭、生物质中的一种或多种。与现有技术相比，本专利技术提供的乙炔的制备方法具有如下有益效果：本专利技术提供的乙炔的制备方法，首先通过对碳质物料进行加氢气化反应，以得到含甲烷的合成气，然后将含甲烷的合成气作为等离子体裂解反应的原料，通过对含甲烷的合成气进行等离子体裂解反应，以得到乙炔，这样就避免了现有技术中直接对固体状态的碳质物料进行等离子体裂解反应，所出现的碳质物料变软变黏，并黏附在反应器器壁上的问题，从而保证了乙炔的制备能够顺利进行。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例提供的乙炔的制备方法流程图一；图2为本专利技术实施例提供的乙炔的制备方法流程图二；图3为本专利技术实施例提供的乙炔的制备方法流程图三；图4为本专利技术实施例提供的乙炔的制备设备的示意图。附图说明：1-加氢气化炉，11-加氢气化炉进料口；12-加氢气化炉排焦口，13-加氢气化炉出料口；14-加氢气化炉主体，2-等离子体发生器；21-等离子体发生器进料口，22-等离子体发生器出料口；23-等离子体电极，24-等离子体发生器主体；25-淬冷剂入口，3-气体分离装置；4-氢气储罐。具体实施方式下面结合本专利技术提供的乙炔的制备方法进行详细说明。请参阅图1，本专利技术提供一种乙炔的制备方法，包括：步骤S1：在含氢气体存在下，对碳质物料进行加氢气化反应，得到含甲烷的合成气；步骤S3：对含甲烷的合成气进行等离子体裂解反应，得到乙炔。本专利技术提供的乙炔的制备方法，首先通过对碳质物料进行加氢气化反应，以得到含甲烷的合成气，然后将含甲烷的合成气作为等离子体裂解反应的原料，通过对含甲烷的合成气进行等离子体裂解反应，以得到乙炔，这样就避免了现有技术中直接对固体状态的碳质物料进行等离子体裂解反应，所出现的碳质物料变软变黏，并黏附在反应器器壁的问题，从而保证了乙炔的制备能够顺利进行。需要说明的是，上述步骤S1中碳质物料为煤、沥青、石油焦、半焦、焦炭、生物质中的一种或多种；优选的，碳质物料选取挥发分大于30％的煤，这是考虑到碳质物料的挥发分与得到的合成气中的甲烷含量密切相关，碳质物料的挥发分越大，得到的合成气中的甲烷含量就越大，从而在后续对含甲烷的合成气进行等离子体裂解反应后，就能得到高收率的乙炔；当碳质物料的挥发分大于30％时，能够保障得到的合成气中的甲烷含量大于80％。具体的，上述步骤S1中，在含氢气体存在下，对碳质物料进行加氢气化反应的过程包括：碳质物料快速分解产生挥发分和半焦；然后，产生的挥发分继续与氢气反应生成二次裂解产物，部分半焦中的碳还可以继续与氢气反应生成甲烷；其中，挥发分与氢气反应生成二次裂解产物的过程包括脱羧反应、脂肪烃断链裂解反应等，最终生成包括甲烷、水、油品(苯、萘、菲等)及少量的一氧化碳和二氧化碳的合成气，其中，油品因其本身的物理特性容易造成反应器堵塞、污染，因此若油品的产率过高，在后续将合成气转移至等离子体发生器进行等离子体裂解反应时，就更容易出现等离子体发生器堵塞、污染的问题，阻碍等离子体裂解反应，导致乙炔的产率受到影响，专利技术人通过试验发现，通过提高碳质物料加氢气化反应的反应压力和反应温度，不仅能够提高合成气中的甲烷含量，而且还能促进油品的裂解，进而降低油品的产率，但是，当反应压力和温度过高时，对设备的要求也相应增高，因此，优选的，本专利技术将上述加氢气化反应的反应时间设置为10s-15s，反应压力设置为7MPa-9MPa，反应温度为设置为850℃-1000℃，在该条件下，可使油品产率小于3％。优选的，为了提高碳质物料的附加值，上述加氢气化产生的半焦可进一步作为碳质原料以进行加氢气化反应，得到含甲烷的合成气；并且，为了避免一氧化碳和二氧化然等成分中的氧对等离子体裂解反应的影响，在对含甲烷的合成气进行等离子体裂解反应，得到乙炔之前，还包括对合成气进行提纯，以使合成气中的甲烷纯度更高。具体的，如图2所示，上述步骤S3中对含甲烷的合成气进行等离子体裂解反应之前，还包括：步骤S2：将合成气与等离子气体混合，得到等离子混合气；其中，等离子混合气中氢气与甲烷的物质的量之比为(0.5-3)：1。值得注意的是，等离子混合气中的甲烷含量越高越有利于提高等离子体裂解反应产生的乙炔的产率，而上述等离子混合气中氢气的存在对产物乙炔的产率也有重要影响，主要原因在于，在对含甲烷的合成气进行等离子体裂解反应，得到乙炔的过程中，存在如下可逆反应：因此，等离子混合气中氢气的存在能够抑制乙炔的分解，同时使上述反应可逆反应向生成乙炔的方向移动；并且，当氢浓度高时，高温下产生的含碳自由基，在后续的淬冷过程中将更多地与等离子体中存在的原子态或激发态的氢复合生成乙炔，从而进一步提高乙炔的产率。具体的，上述步骤S3对含甲烷的合成气进行等离子体裂解反应，得到乙炔，包括：步骤S31：将等离子混合气加热至3000℃-3500℃，使等离子混合气中的合成气进行等离子体裂解反应，得到包含乙炔的混合气体。需要说明的是，由于上述步骤S31是将经加氢气化反应得到的含甲烷的合成气作为原料气，所以得到的合成气中富含氢气，为了避免在等离子体裂解反应中引入其他的气体可能造成的干扰，本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种乙炔的制备方法，其特征在于，包括：在含氢气体存在下，对碳质物料进行加氢气化反应，得到含甲烷的合成气；对所述含甲烷的合成气进行等离子体裂解反应，得到乙炔。

【技术特征摘要】
1.一种乙炔的制备方法，其特征在于，包括：在含氢气体存在下，对碳质物料进行加氢气化反应，得到含甲烷的合成气；对所述含甲烷的合成气进行等离子体裂解反应，得到乙炔。2.根据权利要求1所述的乙炔的制备方法，其特征在于，所述合成气中油品的产率小于3％。3.根据权利要求1所述的乙炔的制备方法，其特征在于，所述加氢气化反应的反应时间大于10s，反应压力大于7MPa，反应温度大于850℃。4.根据权利要求1所述的乙炔的制备方法，其特征在于，所述对含甲烷的合成气进行等离子体裂解反应之前，还包括：将所述合成气与等离子气体混合，得到等离子混合气；其中，所述等离子混合气中氢气与甲烷的物质的量之比为(0.5-3)：1。5.根据权利要求4所述的乙炔的制备方法，其特征在于，所述等离子气体为氢气，或者，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪国庆，王蕾，聂永广，周三，董婵，马丽荣，郑征，
申请(专利权)人：新奥科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13