一种采用天然气部分氧化法制乙炔的裂解炉制造技术

本发明专利技术涉及乙炔裂解设备，特别涉及一种采用天然气部分氧化法制乙炔的裂解炉。本发明专利技术的采用天然气部分氧化法制乙炔的裂解炉包括混合器、烧嘴板、炉体和水淬冷装置；炉体内部中空，且上端开口；烧嘴板密封安装在炉体的开口端，其下端具有内部中空上下端敞口的气体反应室，气体反应室位于炉体的开口端内部；混合器密封安装在烧嘴板的上端，且出气端与气体反应室连通；水淬冷装置设置在炉体内，并位于气体反应室下方靠近气体反应室的位置；炉体具有点火器，点火器的点火端伸入气体反应室内。优点：整体结构简单，体积小，气体混合均匀，混合气体燃烧效率高，便于碳焦的清理，生产效率高，有效降低了生产成本。

Cracking furnace for acetylene production by partial oxidation of natural gas

The invention relates to an acetylene cracking equipment, in particular to a cracking furnace using partial oxidation of natural gas to produce acetylene. The invention adopts the cracking furnace gas acetylene partial oxidation method including mixer, burner plate, furnace body and water quenching device; the furnace body is hollow, and the upper opening; the burner plate seal is installed on the open end of the furnace body and the lower end is provided with a gas inside of the hollow upper and lower exposure to the reaction chamber, the open end of the internal the gas reaction chamber of the furnace body; the sealing plate is arranged on the upper end of the burner in the mixer, and the air outlet and gas reaction chamber; water quenching device is arranged in the furnace body, and is located near the gas reaction chamber below the gas reaction chamber position; a furnace body with the ignition, the ignition igniter extends into the gas reaction chamber. The utility model has the advantages of simple structure, small volume, uniform gas mixture, high combustion efficiency of the mixed gas, convenient cleaning of carbon coke, high production efficiency, and effectively reducing the production cost.

【技术实现步骤摘要】
一种采用天然气部分氧化法制乙炔的裂解炉
本专利技术涉及乙炔裂解设备，特别涉及一种采用天然气部分氧化法制乙炔的裂解炉。
技术介绍
乙炔裂解炉是天然气部分氧化法制乙炔的核心设备。天然气和氧气先分别通过预热炉加热到650℃左右，然后分别进入乙炔裂解炉混合器快速混合。然后混合气体通过烧嘴板多个混合喷管后，经过点火器点燃，在反应室发生氧化和热解反应。其中大约60％天然气与氧气发生火焰燃烧，同时释放出大量的热量。约30％的天然气在这些热量条件下发生裂解反应,还有约5％的天然气没有参与反应，而是以甲烷的形式存在于最后的裂解气中。这个过程的反应如下：氧化反应：裂解反应：2CH4→C2H2+3H2-Q(4)乙炔分解反应：C2H2→2C+H2-Q(5)这个反应过程中产生的炭黑，一部分随裂解气排出，一部分则会粘附在烧嘴板反应室内壁上，经过一定时间的累积，反应室内壁聚集的焦炭使得反应室容积变小，这样则改变了气体的停留时间，影响了反应效果。所以需要定期使用刮炭装置清理反应室内壁的附着物。裂解气体经上下两层环状喷水管淬冷装置喷出的水冷却后从下壳体侧面管口排出，而炭黑水则从下壳体底部排出。目前运行比较成熟的是四川维尼厂引进BASF技术制造的乙炔裂解炉。虽然在近二十年，该乙炔裂解炉很好的满足了生产需求，但同时也存在不少问题。该乙炔裂解炉高达12米多，一定程度限制了安装空间。混合器不仅内部结构复杂，整体尺寸也非常大，需要现场组装。一方面给装配工作带来极大的不便，另一方面，现场组装难以保证设备的装配精度，影响设备寿命和生产效率。烧嘴板的套筒法兰为了配合混合喷管的分布，其内孔迎接喷管一端设计为六边形，这便给机加工带来不便。现有乙炔裂解炉烧嘴板反应室为多边形棱台结构，由于棱台折线边的存在，刮炭过程中反应室受力非常不均匀，不但影响了刮炭效率，还容易损坏设备，想要实现自动刮炭的功能也较难。目前运行的乙炔裂解炉水淬冷装置分为三层或一层布置，三层布置由于喷头个数太多，喷孔直径太小容易造成堵塞；一层布置由于水量过于集中，冷却效果差。所以非常有必要对现有乙炔裂解炉进行改良，来降低设备的加工成本和提高加工效率。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种采用天然气部分氧化法制乙炔的裂解炉，有效的克服了现有技术的缺陷。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种采用天然气部分氧化法制乙炔的裂解炉，包括混合器、烧嘴板、炉体和水淬冷装置；上述炉体内部中空，且上端开口；上述烧嘴板密封安装在上述炉体的开口端，其下端具有内部中空上下端敞口的气体反应室，上述气体反应室位于上述炉体的开口端内部；上述混合器密封安装在上述烧嘴板的上端，且出气端与上述气体反应室连通；上述水淬冷装置设置在上述炉体内，并位于上述气体反应室下方靠近气体反应室的位置；上述炉体具有点火器，上述点火器的点火端伸入上述气体反应室内。本专利技术的有益效果是：整体结构简单，体积小，气体混合均匀，混合气体燃烧效率高，便于碳焦的清理，生产效率高，有效降低了生产成本。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。进一步，上述混合器包括外壳体、中壳体、内壳体和扩散管；上述外壳体为内部中空的圆柱状壳体，且其中部同轴设有上下贯穿其的安装通孔；上述中壳体为内部中空且上下端均敞口的圆筒状壳体，且其外径与上述安装通孔的直径相等；上述中壳体密封安装在上述安装通孔内，且其上下端分别延伸至上述外壳体的上下端外部；上述中壳体位于上述外壳体内部的一段侧壁上均布有多个贯穿其侧壁的进气孔；上述内壳体为圆柱状壳体，并同轴设置在上述中壳体内，且上述内壳体外壁与中壳体内壁之间通过多个连接件相连；上述外壳体侧壁上设有连通其内部的氧气进气管；上述扩散管为内部中空且上下端均敞口的圆筒状结构，且其内径由上至下逐渐均匀增大，上述扩散管的上端与上述中壳体的下端密封连接并内部连通，其下端构成上述混合器的出气端。采用上述进一步方案的有益效果是整个混合器结构简单，制造成本低，气体混合均匀，效率高，利于后期乙炔的生产。进一步，上述混合器还包括圆环形的挡板，上述挡板设置在上述外壳体内对应上述氧气进气管的位置，并同轴套设在上述中壳体外，上述挡板上端及下端与上述中壳体的外壁之间分别通过多个连接件相连。采用上述进一步方案的有益效果是该环形档板的设计，使得进入外壳体内的氧气能够通过环形档板的引导均匀分散在外壳体与中壳体之间形成的腔体内，从而利于氧气均匀的进入中壳体内部，确保气体在中壳体内部混合更为均匀。进一步，多个上述进气孔呈上下多层等间距的分布在上述中壳体位于上述外壳体内部的一段侧壁上，并分别由外至内向下倾斜设置，每层的多个上述进气孔沿周向均匀的分布在上述中壳体的外周上。采用上述进一步方案的有益效果是该设计使得由进气孔进入的氧气能够在中壳体内由上至下流动的天然气引流下有效的进入中壳体内，降低气流的阻力。进一步，每个上述进气孔的中心线均与上述中壳体的中轴线之间形成夹角β，且β＝45°。采用上述进一步方案的有益效果是该角度设计合理，利于氧气的快速进入。进一步，上述烧嘴板包括烧嘴板主体和上述气体反应室；上述烧嘴板主体上均布有多个上下贯穿其的混合喷管；上述气体反应室竖直设置，并为内部中空且上下端均开口的圆筒结构，其上端与上述烧嘴板主体的下端连接固定；多个上述混合喷管分别与上述气体反应室内部的空腔连通；上述气体反应室侧壁内部环设有冷却腔，上述反应室外壁上分别设有与上述冷却腔连通的冷却液进口和冷却液出口；上述烧嘴板主体密封安装在上述炉体的开口端；上述混合器出气端通过多个上述混合喷管与上述气体反应室连通。采用上述进一步方案的有益效果是烧嘴板结构简单，加工方便，利于后期对应反应室的刮碳工作，同时，通冷通过对反应室的冷却可避免生成的乙炔气体在高温下继续反应，并且利于后续对乙炔气体的收集。进一步，上述烧嘴板主体包括圆柱形的连接部和一体成型同轴设置在上述连接部上端的圆柱形的凸台；上述凸台的直径小于上述连接部的直径；多个上述混合喷管均布在上述烧嘴板主体上对应上述凸台的位置，多个上述混合喷管由上向下依次贯穿上述凸台和连接部，上述气体反应室的上端与上述连接部的下端连接固定。采用上述进一步方案的有益效果是结构设计合理，利于与反应室的连接配合。进一步，还包括刮碳机构，上述刮碳机构包括驱动杆和敲击棒，上述敲击棒竖直设置在上述炉体内，其上端伸入上述气体反应室内，上述敲击棒的上端安装有敲打头，上述炉体的侧壁上开有供上述驱动杆穿过的孔位，上述驱动杆一端穿过上述孔位并伸入上述炉体内与上述敲击棒连接固定，另一端位于上述炉体外，上述驱动杆可在外力作用下驱动敲击棒移动，并带动上述敲打头敲打上述气体反应室的内侧壁。采用上述进一步方案的有益效果是通过该刮碳装置，可有效对反应室内壁混合气体燃烧后粘附在反应室内壁上的碳焦进行敲打除焦渣，操作比较方便，确保反应室内气体混合更均匀，燃烧效果更好。进一步，上述水淬冷装置由至少两个上下间隔并水平设置的环形管道和水管接头组件组成，每个上述环形管道的内侧均间隔设有多个与其连通的喷头，位于最上方的上述环形管道内侧的多个上述喷头的喷淋方向均朝向上述气体反应室的下端开口处，其他上述环形管道内侧的多个上述喷头的喷淋方向均水平朝向环形管道的中部，上述水管接头组件安装在上述炉体侧壁上，并分别通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用天然气部分氧化法制乙炔的裂解炉，其特征在于：包括混合器(1)、烧嘴板(2)、炉体(3)和水淬冷装置(4)；所述炉体(3)内部中空，且上端开口；所述烧嘴板(2)密封安装在所述炉体(3)的开口端，其下端具有内部中空上下端敞口的气体反应室(21)，所述气体反应室(21)位于所述炉体(3)的开口端内部；所述混合器(1)密封安装在所述烧嘴板(2)的上端，且出气端与所述气体反应室(21)连通；所述水淬冷装置(4)设置在所述炉体(3)内，并位于所述气体反应室(21)下方靠近气体反应室(21)的位置；所述炉体(3)具有点火器(5)，所述点火器(5)的点火端伸入所述气体反应室(21)内。

【技术特征摘要】
1.一种采用天然气部分氧化法制乙炔的裂解炉，其特征在于：包括混合器(1)、烧嘴板(2)、炉体(3)和水淬冷装置(4)；所述炉体(3)内部中空，且上端开口；所述烧嘴板(2)密封安装在所述炉体(3)的开口端，其下端具有内部中空上下端敞口的气体反应室(21)，所述气体反应室(21)位于所述炉体(3)的开口端内部；所述混合器(1)密封安装在所述烧嘴板(2)的上端，且出气端与所述气体反应室(21)连通；所述水淬冷装置(4)设置在所述炉体(3)内，并位于所述气体反应室(21)下方靠近气体反应室(21)的位置；所述炉体(3)具有点火器(5)，所述点火器(5)的点火端伸入所述气体反应室(21)内。2.根据权利要求1所述的一种采用天然气部分氧化法制乙炔的裂解炉，其特征在于：所述混合器(1)包括外壳体(11)、中壳体(12)、内壳体(13)和扩散管(14)；所述外壳体(11)为内部中空的圆柱状壳体，且其中部同轴设有上下贯穿其的安装通孔；所述中壳体(12)为内部中空且上下端均敞口的圆筒状壳体，且其外径与所述安装通孔的直径相等；所述中壳体(12)密封安装在所述安装通孔内，且其上下端分别延伸至所述外壳体(11)的上下端外部；所述中壳体(12)位于所述外壳体(11)内部的一段侧壁上均布有多个贯穿其侧壁的进气孔(121)；所述内壳体(13)为圆柱状壳体，并同轴设置在所述中壳体(12)内，且所述内壳体(13)外壁与中壳体(12)内壁之间通过多个连接件相连；所述外壳体(11)侧壁上设有连通其内部的氧气进气管(111)；所述扩散管(14)为内部中空且上下端均敞口的圆筒状结构，且其内径由上至下逐渐均匀增大，所述扩散管(14)的上端与所述中壳体(12)的下端密封连接并内部连通，其下端构成所述混合器(1)的出气端。3.根据权利要求1所述的一种采用天然气部分氧化法制乙炔的裂解炉，其特征在于：所述混合器(1)还包括圆环形的挡板(15)，所述挡板(15)设置在所述外壳体(11)内对应所述氧气进气管(111)的位置，并同轴套设在所述中壳体(12)外，所述挡板(15)上端及下端与所述中壳体(12)的外壁之间分别通过多个连接件相连。4.根据权利要求3所述的一种采用天然气部分氧化法制乙炔的裂解炉，其特征在于：多个所述进气孔(121)呈上下多层等间距的分布在所述中壳体(12)位于所述外壳体(11)内部的一段侧壁上，并分别由外至内向下倾斜设置，每层的多个所述进气孔(121)沿周向均匀的分布在所述中壳体(12)的外周上。5.根据权利要求4所述的一种采用天然气部分氧化法制乙炔的裂解炉，其特征在于：每个所述进气孔(121)的中心线均与所述中壳体(12)的中轴线之间形成夹角β，且β＝45°。6.根据权利要求1至5任一项所述的一种采用天然气部分氧化法制乙炔的裂解炉，其特征在于：所述烧嘴板(2)包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍锐，夏杰，
申请(专利权)人：北京联创鼎新石化设备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11