一种采用天然气非催化部分氧化制备乙炔的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及天然气部分氧化法的应用，尤其涉及一种采用天然气非催化部分氧化 制备己快的方法。
【背景技术】
[0002] 己快是一种非常重要的基础化工原料，被广泛应用于醋酸己帰、1,4-了二醇等物 质的生产。其生产方法主要有电弧法、非催化部分氧化法、等离子法等，其中电弧法和等离 子法因为电耗大、对设备要求较苛刻，至今难W推广应用。而非催化部分氧化法具有能耗 低、污染小等优点，是西欧和北美国家生产己快的主要方法。天然气非催化部分氧化法制备 己快的基本原理在叫Imann'SEncyclopediaofIn化Strial化emist巧中有详细的描述。
[0003] 现有技术中，天然气非催化部分氧化法制备己快的过程中所采用的生产装置的结 构和生产过程主要为：天然气管路和氧气管路，先分别与气体加热器连接，天然气与氧气先 分别预热至600~65(TC后，先将天然气接入己快反应炉，待天然气的温度达到设定值时， 打开辅氧调节阀，操作点火枪进行点火；点火成功后再引入氧气进行投氧，天然气和氧气 组成的反应气体在己快炉反应室内发生部分氧化反应，经过几毫砂的反应后冷却W结束反 应，姪部分氧化裂解为包含有己快、一氧化碳、二氧化碳、氨气W及炭黑等组分的裂化气混 合物；从己快反应炉出来的送些物质，均依次进入气液分离器、净化装置，该裂化气混合物 经过净化装置中的除尘器处理后，其少部分进一步冷却后送入在线分析装置进行分析，大 部分裂化气经过净化装置连接的下游装置压缩和分离，即可得到产品己快和合成气；为了 调控裂解反应的进行，装置中串接有控制装置，且将该控制装置设置为DCS控制系统。
[0004] 该方法中，己快的收率受到原料姪的组成、反应温度、姪与氧气之比（简称氧比） 等工艺条件的影响。现有的工艺中，也有对天然气非催化部分氧化反应产物进行检测的步 骤，但其仅仅限于产物成分的检测分析，并不能自动地、及时地对工艺条件进行准确优化调 整而改善产物成分组成，也不能确定上述因素对天然气部分氧化效果的影响，及对己快收 率的影响规律，而不利于该工艺在不同气质条件下的应用推广。此外，现有工艺中副产的炭 黑粉尘一般均较高，而随着炭黑粉尘含量的增加，其己快的收率增会大大降低。因此，完全 有必要对天然气非催化部分氧化制备己快工艺过程进行在线监测，W通过及时获得检测数 据，进而及时调整控制系统，实时地调整和优化其工艺条件，来实现尽可能地减少炭黑粉尘 含量、提高己快产物收率的制备目的。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种采用天然气非催化部分氧化制备己快的方法，该方法 通过对天然气部分氧化效果进行在线监测，W减少炭黑粉尘含量、提高己快产物收率。
[0006] 本发明的目的是送样实现的：
[0007] -种采用天然气非催化部分氧化制备己快的方法，它是将天然气预热后通入己快 反应炉中，再通入辅氧进行点火；点火成功后投氧反应，并控制由天然气和氧气组成的反应 气体温度达到57(TC~60(TC;反应所得的产物裂化气从己快反应炉出来后，依次进入气液 分离器、净化装置和下游装置，其特征在于：通过在己快反应炉与气液分离器之间增设的 炭黑粉尘检测仪，对裂化气在线实时检测，并将所测得的粉尘含量反馈给与该炭黑粉尘检 测仪串接的控制装置，同时通过在净化装置与下游装置之间的管道上增设的在线色谱分析 仪，对从净化装置出来的气体组分在线实时检测，并将所测得的己快体积百分含量反馈给 与在线色谱分析仪串接的控制装置；该控制装置根据检测反馈所得的粉尘含量和己快体积 百分含量，实时调控在己快反应炉内进行的裂解反应的条件参数，而实现及时调整优化裂 解反应效果。
[0008] 上述天然气和氧气的体积比例（即氧比）为0. 53~0. 56,优选为0. 55。上述将 天然气预热后，通入己快反应炉中的同时，还按照天然气；惰性气体的体积比为1.2:1~ 1. 4:1的量加入有惰性气体，待其分别预热后再通入己快反应炉中混合，至该混合气体的温 度达到57(TC~60(TC时，切断惰性气体，再通入辅氧进行点火。用惰性气体代替氧气升温 可W减少氧气的消耗，节约生产成本，同时还能降低高温天然气发生爆炸的风险。
[0009] 上述控制装置根据检测反馈所得的粉尘含量和己快体积百分含量，实时调控在己 快反应炉内进行的裂解反应的条件参数时，具体是按照W下步骤进行的：
[0010] 当粉尘含量< 540〇99111，己快含量<7.8%时，将反应气体的温度值提高1%~ 5 %，或者将氧比降低0. 001~0. 020 ;
[0011] 当540〇99111《粉尘含量< 600〇99111，己快含量>7.8%时，将反应气体的温度值降 低2%~5%，并且将氧比提高0. 005~0. 015 ;
[0012] 当540〇99111《粉尘含量< 600〇99111，己快含量<7.8%时，将反应气体的温度值降 低2%~5%，并且将氧比降低0. 005~0. 015 ;
[001引 当600化口111《粉尘含量< 7000口口111，己快含量>7.8%时，将反应气体的温度值降 低3%~7%，并且将氧比提高0.OlO~0. 025 ;
[0014] 当600099111《粉尘含量< 700099111，己快含量<7.8%时，将反应气体的温度值降 低3%~7%，并且将氧比降低0.OlO~0. 030 ;
[0015] 当粉尘含量> 700〇99111，己快含量>7.8%时，将反应气体的温度值降低5%~ 10%，并且将氧比提高0.010~0.040 ;
[0016] 当粉尘含量> 700〇99111，己快含量<7.8%时，将反应气体的温度值降低5%~ 10%，并且将氧比降低0. 005~0.020;
[0017] 上述参数调整范围较常规生产的参数范围大，因此，在调整反应气体的温度或/ 和氧比时，需要采用小幅度慢调，即每次W温度为5°C的调整幅度，氧比为0.OOl的调整幅 度进行，并严格控制在该范围内进行调整。调整时要结合注意炉内反应情况、粉尘含量与己 快体积百分含量的检测结果，在上述范围内进行，W避免因超范围调整、快速调整而容易导 致反应不稳定，甚至出现媳火现象，或者容易导致副产较多，己快收率大大降低等情形，而 根据实时检测结果合理地在线优化调整上述参数，W降低炭黑生成量，提高己快收率。
[0018] 上述炭黑粉尘检测仪，采用的是静电粉尘检测仪。该检测仪是采用静电电场测定 粉尘的，它避免了因为裂化气夹带水而造成的检测不准确。目前现有技术中正是因为裂化 气夹带水有，才造成了常规的粉尘检测仪在线检测不准，故而多采用人工分析，其分析效率 低，不能有效及时反馈到控制系统，造成参数调整迟缓，影响反应效果。
[0019] 上述净化装置包括除尘器；其除尘器，具体可采用电除尘器或袋式除尘器，优选采 用电除尘器。采用电除尘器压差较小，自动化程度较高，除尘效果更好。
[0020] 上述己快反应炉内通过设置的热电偶温度计，W实时检测天然气和氧气混合气体 的温度。上述控制装置，采用DCS控制系统来实现其功能。
[0021] 更为详细的说，本发明公开的采用天然气非催化部分氧化制备己快的方法，其特 征在于，它是按照W下步骤进行的：将36mVh~42mVh的天然气经加热器预热，之后通入己 快反应炉的上部；同时，按照天然气；惰性气体的体积比为1. 2:1~1. 4:1的量加入经加热 器预热后的惰性气体，接入己快反应炉顶部；打开连接有阀口并直接接入己快反应炉中的 烧嘴板处的辅氧管道，通入用量为0. 37~0. 38mVh的辅氧，采用电子点火枪进行自动点火 操作；点火成功后，通入经加热器预热的氧气至己快反应炉顶部，控制天然气和氧气的体积 比（即氧比）为0. 53~0. 56,同时控制反应气体的温度为570°C~60(TC，即在己快反应炉 的反应室内发生非催化部分氧化反应；所得反应产物裂化气，依次经过与己快反应炉连接 的气液分离器，W及与气液分离器顶部管道相连的除尘器后，再通入下游装置中；该制备过 程中，还通过在己快反应炉与气液分离器之间增设的炭黑粉尘检测仪，对裂化气在线实时 检测，并将所测得的粉尘含量反馈给与炭黑粉尘检测仪串接的控制装置，同时通过在净化 装置与下游装置之间的管