Производство ацетилена

Принципиальная технологическая схема окислительного пиролиза метана до ацетилена приведена на рис. 5. Производство ацетилена состоят из следующих стадий (отделений): пиролиза, компрессии и концентрирования.

Отделение пиролиза предназначено для получения газов пиролиза, содержащих ацетилен, и очистки их от нежелательных примесей (сажа и ароматические углеводороды). К этому отделению относятся также сажеотстойники, в которых воду очищают от сажи. Пиролиз будет подробно рассмотрен ниже, поэтому здесь остановимся на нем кратко.

Кислород после кислорододувки 1 и природный газ из коллектора, пройдя радиационно-конвективные подогреватели 2 и 3, поступают в смеситель 5. Там газовые потоки тщательно смешиваются и поступают в реактор 6, где происходит разложение метана до ацетилена. Из реактора газы пиролиза, пройдя «закалку», направляются для дальнейшего охлаждения в скруббер-охладитель 8, орошаемый водой. После этого газовая смесь проходит систему сажеочистки: электрофильтр 9 пенный аппарат 10. Охлажденные и очищенные от сажи газы поступают в предварительный абсорбер 11 (форабсорбер), где из них растворителем частично извлекаются ароматические соединения.

Все воды, содержащие сажу (из реактора, скруббера-охладителя, электрофильтра и пенного аппарата), через гидрозатворы 7 самотеком поступают в сажеотстойник 41. Всплывшая на поверхность сажа подается из сажеотстойника скребковым транспортером 40 в емкость 42 с мешалкой, откуда шламовым насосом 43 направляется на сжигание.

Отделение компрессии предназначено для сжатия газов пиролиза турбокомпрессорами. Во избежание самопроизвольного разложения ацетилена его парциальное давление на стадии выделения не должно превышать 1,4 ат. Поэтому давление процесса выбирают таким, чтобы обеспечить безопасность при извлечении ацетилена из газовой смеси, и принимают равным примерно 10 ат.

Отделение концентрирования предназначено для разделения смеси газов пиролиза на узкие фракции, ацетилен-концентрат, синтез-газ и высшие ацетиленовые углеводороды.

Газы пиролиза под давлением около 10 ат поступают в низ абсорбера 18, где растворителем (N-метилпирролидон, диметилформамид и др.), поступающим сверху, из них извлекаются хорошо растворимые газы: ацетилен, высшие ацетиленовые углеводороды и часть двуокиси углерода. Нерастворенные газы (СО, Н₂, СН₄, Ns и др.) направляются к потребителю. Эта фракция называется синтез-газом, так как может быть использована для получения аммиака или метанола

Отработанный раствор с содержащимися в нем газами поступает из абсорбера в верхнюю часть десорбера 21 (I ступени), где путем снижения до избыточного давления 0,2-0,3 ат и отдувки ацетиленом из раствора выделяют двуокись углерода. В связи с тем, что двуокись углерода увлекает с собой некоторое количество ацетилена, эти газы возвращают на всасывание компрессора Поэтому их называют возвратными газами.

Растворитель, содержащий ацетилен и высшие ацетиленовые углеводороды, из куба десорбера 21 насосом 44 подается в теплообменник 23. После этого он поступает в верхнюю часть десорбера 25 (II ступени), где в результате повышения температуры выделяется часть растворенного ацетилена. Из верхней части десорбера 25 раствор поступает в среднюю часть аппарата, где поддерживается остаточное давление 0,2 ат. В этих условиях весь ацетилен десорбируется из раствора.

Выделившийся ацетилен, пройдя конденсатор 30, подается вакуум-насосом 31 в верхнюю часть десорбера 25 и затем - в низ десорбера 21. Из средней части десорбер 21 отбирают товарный ацетилен, который после промывателя 20 и огнепреградителя 19 направляют к потребителю.

Высшие ацетиленовые углеводороды выделяются в кубе десорбера 25 при дальнейшем подогреве раствора (для подвода необходимого тепла имеется кипятильник 26). Затем они проходят вспомогательную колонну 27, где отмываются пары растворителя, барометрический конденсатор 28 и вакуум-эжекционную установку 29 и направляются на сжигание.

Высокая температура водного раствора в кубе десорбера 25 способствует образованию полимеров высших ацетиленовых углеводородов. При значительном их количестве ухудшается абсорбционная способность рабочего раствора и забивается теплообменная аппаратура. Поэтому во избежание накапливания полимеров в растворе часть его выводят на регенерацию.

Регенерацию проводят методом двухступенчатого упаривания в вакууме. Первая ступень осуществляется непрерывно в системе: циркуляционный насос 32-подогреватель 33- испаритель 34; вторая ступень проводится периодически в испарителе 37 (II ступень). В обеих ступенях конденсация паров растворителя происходит в конденсаторах 35 и 38, а разрежение создается вакуум-инжекционными установками 36 и 39. Полимеры, выделенные из раствора, направляют на сжигание.

Технологическая схема окислительного пиролиза

Производство ацетилена окислительным пиролизом природного газа может состоять из нескольких линий (ниток), каждая из которых включает подогреватель природного газа, подогреватель кислорода, ацетиленовый реактор, систему аппаратов сажеочистки и др. Ниже дается описание одной линии пиролиза (рис. 6).

Кислород из коллектора поступает в подогреватель, там он проходит противотоком к дымовым газам через змеевики конвективной зоны, а затем прямотоком - через змеевики радиационной зоны. В камере сжигания подогревателя имеется горелка для подачи природного газа, зажигаемая постоянно горящей дежурной горелкой. Работа дежурной горелки контролируется специальным прибором, включенным в систему защитной блокировки. Расход кислорода автоматически регулируется регулятором соотношения Рз в зависимости от количества подаваемого природного газа в реактор. Соотношение количеств кислорода и природного газа периодически корректируется вручную в зависимости от состава природного газа, температуры подогрева и концентрации кислорода. Уменьшение расхода кислорода ниже нормы сопровождается световыми сигналами (предупредительным и аварийным); кроме этого, предусмотрена система блокировки, переводящая линию в состояние безопасности. В трубопроводе кислорода перед подогревателем предусмотрен подвод азота (избыточное давление 5 ат) на случай аварийной остановки, вызванной срабатыванием защитной блокировки.

Поступающий природный газ дросселируется до давления 2 ат и направляется в подогреватель природного газа 3. Давление в коллекторе природного газа регистрируется, при его уменьшении в ЦПУ загорается сигнальная лампа. Заданный расход природного газа в подогревателе 3 поддерживается регулятором Р2, связанным регулятором соотношения с регулятором расхода кислорода Рз. Регулятор соотношения работает таким образом, что при любом изменении расхода природного газа автоматически изменяется расход кислорода, чтобы отношение О₂: СН₄ оставалось строго постоянным. Необходимо изменять расход природного газа медленно, чтобы регулятор соотношения успевал следить за этими переменами. Рекомендуется изменять расход небольшими ступенями, примерно по 50 лг. При уменьшении расхода природного газа ниже нормы в ЦПУ загораются световые предупредительный и аварийный сигналы. Кроме того, при снижении расхода природного газа до аварийной нормы срабатывает автоматическая защитная блокировка, переводящая линию в состояние безопасности.

Природный газ, нагретый в конвективной зоне подогревателя 3 до 350-400° С, поступает в фильтр 2 для очистки от механических примесей. В случае забивания фильтрующей ткани мелкие частицы ржавчины, окалины и т.п. проходят через фильтр, вызывая преждевременное загорание газовой смеси в смесителе реактора. Поэтому при увеличении сопротивления фильтра необходимо очищать фильтрующую ткань. Очищенный природный газ поступает в радиационную зону подогревателя. Степень подогрева природного газа устанавливают в зависимости от содержания гомологов метана, которые значительно понижают температуру самовоспламенения природного газа. Направление газовых потоков и контроль за работой подогревателя природного газа такие же, как в подогревателе кислорода.

Предварительно подогретые технический кислород и природный газ раздельно направляют в смеситель 4 реактора. Однородность метано-кислородной смеси и постоянство ее состава оказывают большое влияние на выход ацетилена и стабильность процесса пиролиза. При раздельной подаче метана и кислорода в реакционную зону не удается обеспечить равномерное распределение кислорода по всему объему метана, и в этом случае оптимальные условия процесса не достигаются. Поэтому для обеспечения равномерной концентрации кислорода исходную газовую смесь предварительно перемешивают.

В промышленных установках получения ацетилена окислительным пиролизом метана исходные газы подогревают до 600° С. При этих условиях концентрация метана в смеси близка к пределам воспламенения, а температура смеси приближается к температуре самовоспламенения метана. Поэтому смешение нужно проводить быстро (меньше чем за индукционный период воспламенения смеси), чтобы исключить возможность самовоспламенения смеси.

После смесителя смесь поступает в реакционную зону, предварительно пройдя через горелку реактора. Горелка изготовлена из металла, нижняя часть ее охлаждается циркулирующим конденсатом. Количество конденсата, поступающего на охлаждение горелки, замеряется прибором Кэ, показания которого вынесены в ЦП. Уменьшение расхода конденсата сопровождается предупредительным и аварийным световыми сигналами. При уменьшении расхода конденсата ниже нормы срабатывает защитная блокировка, и реактор переводится в состояние безопасности.

Горелка имеет щель, по которой в зону реакции поступает смесь природного газа и кислорода. Для устранения возможности проскока пламени из реакционной зоны в смеситель необходимо скорость газа в щели поддерживать больше скорости распространения пламени. Если проскок пламени все же происходит, о чем свидетельствует повышение температуры в этой камере, то срабатывает защитная блокировка. При этом в реактор подается азот, и линия пиролиза автоматически переводится в состояние безопасности. Для стабилизации горения газовой смеси в реакционной зоне к корню факела подают дополнительный кислород двумя потоками: в центр горелки и на периферию. Регистрация количества стабилизующего кислорода вынесена в ЦПУ (прибор Кг).

В результате реакции, происходящей в пламени при оптимальном соотношении кислорода и природного газа и при высоком предварительном подогреве, 30% метана крекируется до ацетилена, а 60% превращается в СО₂, СО, Н₂ и Н₂О (остальное количество метана не вступает в реакцию). В газах пиролиза кроме указанных выше компонентов содержатся следующие примеси, образующиеся в результате побочных реакций: пропадиен (аллен) С₃Н₄, метилацетилен С₃Н₄, бутадиен - 1,3 (дивинил) С₃Н₆, винилацетилен С₄Н₄, диацетилен С₄Н₂ и олефины.

Наиболее существенным побочным продуктом является сажа, которая получается главным образом при разложении ацетилена. В нормальных производственных условиях часть ее оседает на стенках реакционного канала в виде закоксованного агломерата, который при определенном количестве оказывает нежелательное влияние на ход реакции. Поэтому его периодически удаляют с помощью сажеочистного механизма

Зона реакции ограничивается горелкой, охлаждаемой конденсатом, и зоной «закалки». Для предохранения образовавшегося ацетилена от разложения газы пиролиза подвергают «закалке» горячей и холодной оборотной водой, подаваемой от периферии газового потока к его центру из сопел, расположенных по кольцу в три яруса. При каждой плановой остановке необходимо проверить, хорошо ли работают сопла для распыления воды; в случае необходимости их нужно прочистить. Количество воды, поступающей на «закалку», регистрируется прибором Кз. а уменьшение расхода сопровождается предупредительным и аварийным световыми сигналами в ЦПУ. При уменьшении расхода воды ниже допустимой нормы срабатывает защитная блокировка, переводящая линию пиролиза в состояние безопасности.

В нормальных производственных условиях в нижней части реактора температура газа около 80° С. Если реакционное пламя гаснет, температура начинает быстро падать. На этот случай предусмотрена защитная блокировка, приводящая к остановке реактора, так как в противном случае смесь природного газа и кислорода может пройти в электрофильтр, газгольдер газов пиролиза и в компрессор.

При нормальном режиме вода в нижней части реактора находится на уровне выпускной трубы. Аварийный сигнал указывает на закупорку выпускной трубы. Путем очистки коксоотделителя 6 это нарушение может быть устранено. Операция осуществляется из центрального пункта путем дистанционного управления задвижками Ду 28 и Ду 29.

Газы пиролиза из нижней части реактора поступают в скруббер 7, орошаемый оборотной водой, где охлаждаются до 60 °С - оптимальной температуры для эффективной работы электрофильтра 9. Температура газов на входе в электрофильтр поддерживается постоянной с помощью регулятора Pg путем изменения количества подаваемой в скруббер воды. В скруббере одновременно с охлаждением газа происходит частичное улавливание сажи и смол.

На период пуска и налаживания технологического режима, а также в случае превышения оптимального количества кислорода (выше 0,8 объемн.%) некондиционные газы пиролиза направляют через - предохранительный гидрозатвор 18 на свечу 8 для сжигания. При этом задвижка Зб на линии подачи газов пиролиза к электрофильтру бывает полностью закрыта. Предусмотренная защитная блокировка не дает возможности открыть эту задвижку до тех пор, пока содержание кислорода в газах пиролиза не станет меньше 0,8 объемн.%.

На свече имеются постоянно горящие дежурные горелки, к которым подводится природный газ. Для зажигания дежурных горелок подводят запальный газ, который, пройдя инжекционный смеситель, зажигается с помощью электрозапального устройства. Контроль за наличием факела на свече осуществляется из ЦПУ. Для предотвращения сажеобразования при полном сжигание газов на факел подводят водяной пар.

На линии газов пиролиза после скруббера 7 установи лен на отводе предохранительный гидрозатвор 18, предназначенный для поддержания давления газов пиролиза в системе постоянным. В случае повышения давления сверх 1500 мм вод. ст. газы сбрасывают через этой гидрозатвор на свечу 8.

После скруббера 7 газы направляют в электрофильтр 9, где улавливаются частицы сажи и смолы. В электрофильтре газы проходят через неоднородное электрическое поле постоянного направления и высокое го напряжения, образующееся между осадительными коронирующими электродами. При разности потенциалов 45-55 тыс. в у коронирующих электродов создается постоянный коронный разряд, в зоне которого происходит ударная ионизация газа с образованием огромного количества ионов и электронов. Последние, двигаясь под действием электрического поля, сталкиваются с частицами сажи и смолы, адсорбируются ими и сообщают им свой заряд. Затем частицы движутся к осадительным электродам и отлагаются на них.

Питание электрофильтра током высокого напряжения происходит от повысительно-выпрямительных электроагрегатов типа АФА-90-200, установленных в специальном помещении.

При любом нарушении технологического режима, а также в случае понижения температуры в коробках изоляторов ниже 120° С подач л на электрофильтр тока высокого напряжения автоматически прекращается. При этом закрывается задвижка 36 на линии подачи газа в электрофильтр и открывается задвижка 37 на линии сброса газов на свечу. В случае зарастания осадительных электродов фильтр периодически промывают водой. Во время промывки питание фильтра током высокого напряжения автоматически прекращается, и очистка газа не происходит Поэтому время промывки желательно максимально сокращать.

Из электрофильтра газы поступают в пенный аппарат 10 с четырьмя решетками провального типа, который предназначен для охлаждения газа водой до 35-40 °С с одновременным доулавливанием частиц сажи, прошедших через электрофильтр. Температура газов на выходе из пенного аппарата поддерживается постоянной путем изменения количества воды, подаваемой в аппарат; эта температура тоже регистрируется в ЦПУ.

После окончательной очистки и охлаждения газы пиролиза поступают в агрегатный коллектор. При этом они подвергаются непрерывному автоматическому анализу на содержание метана и ацетилена; показания регистрируются в ЦПУ. Из коллектора газы, очищенные от сажи и охлажденные до 35-40° С, поступают в форабсорбер 11 для предварительной промывки растворителем, который используют на стадии концентрирования ацетилена. После предварительной промывки поток газов направляют к компрессорам или в газгольдер.

Из отделения концентрирования свежий растворитель с 2% воды непрерывно подают в форабсорбер, а соответствующее количество циркулирующего растворителя возвращают в отделение концентрирования. Подача свежего растворителя контролируется прибором К*. Количество свежего растворителя устанавливают таким, чтобы концентрация воды в циркулирующем растворителе не превышала 10%. Циркулирующий растворитель перекачивается насосом 12 через холодильник 13 в форабсорбер, где стекает по тарелкам вниз. Уровень растворителя в форабсорбере поддерживается регулятором Рд\ в ЦПУ подается световой сигнал в случае достижения верхнего и нижнего допустимого уровня.

Вода после «закалки» газов пиролиза из коксоотделителя 6, а также из скруббера 7, электрофильтра 9 и пенного аппарата 10 через гидрозатворы 14, 15 и 16 самотеком поступает в сажеотстойник. В гидрозатворы подается азот из коллектора при избыточном давлении 2000 мм вод. ст., чтобы исключить возможность попадания воздуха в систему.

В подаваемом на процесс азоте содержалось 97-98 объемн.% (N₂-Ar). В N-метилпирролидоне, выходящем из форабсорбера, содержание воды достигало 10 вес.%.

На стр. 30 даны некоторые технологические показатели процесса окислительного пиролиза метана до ацетилена, полученные при промышленном испытании реактора с кольцевой горелкой.

Оборудование линии окислительного пиролиза

Радиационно-конвективные подогреватели предназначены для высокотемпературного подогрева природного газа и кислорода и представляют собой вертикальные аппараты, состоящие из конвективной (верхняя) и радиационной (нижняя) зон. Тепловоспринимающая поверхность конвективной зоны представляет собой змеевики различного диаметра, а радиационная зона - многозаходный змеевик постоянного диаметра. Для равномерного обтекания дымовыми газами тепловоспринимающей поверхности в центре конвективной зоны установлен специальный вытеснитель.

Тепло, необходимое для нагрева технологических газов, образуется при сжигании некоторого количества природного газа в горелках, установленных в нижней части подогревателя. Воздух, необходимый для горения, проходит в радиационную зону за счет инжекции в горелке (первичный воздух), а частично за счет тяги, обеспечиваемой дымовой трубой (вторичный воздух). Нагреваемый газ проходит сначала по змеевикам конвективной зоны сверху вниз, а затем по змеевику радиационной зоны снизу вверх» Таким образом, в конвективной зоне подогревателя осуществлен принцип противотока, а. в радиационной зоне - принцип прямотока.

Корпус подогревателя и дымовая труба изготавливаются из углеродистой стали, а тепловоспринимающая поверхность - из нержавеющей и жаропрочной сталей. Подогреватель футерован огнеупорными материалами.

На рис. 7 показан подогреватель природного газа. Тепловоспринимающая поверхность конвективной зоны подогревателя состоит из пяти трехзаходных змеевиков 2, 3, 4, 5 и 6. В радиационной зоне имеется один пятизаходный змеевик 9. В подогревателе предусмотрена возможность вывода нагреваемого газа после конвективной зоны для очистки от сероорганических соединений.

Топливный газ сжигается в инжекционных горелках 15 конструкции «Стальпроект» Вторичный воздух поступает в радиационную зону через отверстия 16 в поду подогревателя, количество его регулируют заслонкой, установленной в дымовой трубе. Для регулирования степени нагрева газа в змеевике радиационной зоны имеется специальное устройство 14.

На рис. 8 показан подогреватель кислорода. Тепловоспринимающие поверхности конвективной и радиационной зон представляют собой пять однозаходных змеевиков. Отличительные особенности данной конструкции следующие:

1) Нагреваемый газ после конвективной зоны не собирается в коллектор, как в подогревателе природного газа, а идет по тем же змеевикам в радиационную зону. Вся тепловоспринимающая поверхность выполнена из труб одного диаметра.

2) Топливный газ сжигается в горелках неполного предварительного смешения. Количество вторичного воздуха регулируют жалюзийной решеткой на горелке.

Газовые горелки для радиационно-конвективных газоподогревателей используются двух типов: факельные неполного предварительного смешения и бесфакельные инжекционные.

На рис. 9 показана факельная горелка неполного предварительного смешения. Подаваемый на сжигание газ за счет высоких скоростей в сопле 5 инжектирует первичный воздух, поступающий по кольцевому зазору между регулировочной шайбой 4 и конфузором 3. Смесь газа и воздуха, пройдя смесительную трубу 2, поступает в лучи 6 горелочного венчика /. В лучах имеются отверстия, и поток газа разделяется дополнительно на большое число малых потоков Основное число отверстий в лучах расположено под углом к вертикали, благодаря чему получается закрученный газовый поток. При рассредоточенном и направленном под углом к вертикали подводе сжигаемого газа обеспечивается равномерное заполнение радиационной зоны продуктами горения. Вторичный воздух поступает в пространство между лучами горелочного венчика. Соотношение количеств первичного и вторичного воздуха регулируется; благодаря чему устанавливается необходимая конфигурация пламени для обеспечения наиболее эффективной теплоотдачи.

Реактор (реакционная печь) окислительного пиролиза метана до ацетилена состоит из следующих частей: смесительного устройства, горелки (или горелочного блока), реакционной зоны и зоны «закалки».

Смеситель обеспечивает равномерную концентрацию исходных газов в горизонтальном сечении аппарата перед их поступлением в горелочный блок. Смесители могут быть различной конструкции, но при их разработке соблюдают следующие условия 1) время пребывания газовой смеси в смесителе меньше индукционного периода воспламенения смеси (при 600° С он составляет 2-3 сек), 2) скорость газового потока в смесителе больше скорости распространения пламени.

Горелки (или горелочные блоки) реакционной печи могут быть двух видов В первых газовый поток перед (ходом в реакционную зону расчленяется на большое число струй малого диаметра Это так называемые многоканальные горелки В них скорости реакционного газового потока сравнительно малы. Для горелок второго типа (кольцевых) характерны высокие скорости газового потока, расчлененного на небольшое число мощных струй.

Реакционная зона во всех печах ограничена, сбоку - стенками печи, сверху - горелкой (или горелочным блоком), снизу - зоной «закалки». Геометрические размеры и объем реакционной зоны должны обеспечивать замыкание факела и стабильный процесс пиролиза. Боковые стенки реакционной зоны можно изготовлять из огнеупоров (см. рис. 11 и 13) или из металла (рис. 12). В реакторах, представленных на рис. 11 и 13, наблюдаются меньшие потери тепла в окружающее пространство, чем в реакторе на рис. 12, но на стенках реакционной зоны отлагается сажа, поэтому необходим сажеочистной механизм. В реакторе, изображенном на рис. 12, стенки реакционной зоны защищены от действия температуры водяным экраном. Вода стекает тонкой пленкой по внутренним стенкам реакционной зоны и одновременно смывает сажу. Поэтому в таких реакторах сажеочистной механизм не нужен.

Зона «закалки» предназначена для быстрого охлаждения газов пиролиза. Это достигается впрыскиванием мелкораспыленной охлаждающей воды в поток газов пиролиза. Зона «закалки» представляет собой систему форсунок, подающих воду от периферии газового потока к центру и расположенных несколькими ярусами.

Скруббер предназначен для охлаждения газов пиролиза и первичной очистки их от сажи и смол. Он работает по принципу противотока: газ поступает снизу вверх, а охлаждающая вода - сверху вниз. На верху скруббера имеется два штуцера: для выхода кондиционного газа на дальнейшую очистку (в электрофильтр) и для выхода некондиционного газа на сжигание (на свечу). Скруббер орошается водой из форсунок 3, расположенных двумя ярусами.

Для обеспечения эффективного контакта охлаждаемого газа с водой в скруббере установлена рядами насадка 4 из решеток, собранных из стальных уголков «на перо» (каждый следующий ряд насадки повернут на 45° относительно предыдущего ряда). Возможна также установка полых скрубберов, не имеющих насадки. В таком скруббере гидравлическое сопротивление меньше, но условия контакта охлаждаемого газа с водой хуже, чем в скруббере с насадкой.

Электрофильтр СПМ-8 (сажевый, пластинчатый, мокрый) предназначен для улавливания сажи из газов пиролиза. Он представляет собой стальной вертикальный односекционный аппарат прямоугольного сечения с плоским днищем и пирамидальной крышкой.

Газ, пройдя диффузор 5 с разделительными стенками и две газораспределительные решетки 4, поступает в пространство между осадительными и коронирующими электродами, в котором создается электрическое поле.

Осадительный электрод 3 представляет собой стальной лист с загнутыми нижней и боковыми кромками. К верхней кромке листа приварена специальная скоба, которая является опорой листа при его подвесе. Осадительные электроды опираются на швеллеры корпуса. Коронирующий электрод 2 представляет собой нихромовый провод, концы которого заключены в защитные трубки. Коронирующие электроды закреплены на верхней раме подвеса.

Для удаления с электродов осевшей сажи и увлажнения газа в крышке корпуса установлены форсунки, через которые непрерывно подается мелкораспыленная вода. В случае зарастания осадительных электродов их периодически промывают водой. Для этого предусмотрена специальная система из двух поворотных коллекторов с соплами. Собирающуюся в электрофильтре сажу удаляют водой, подаваемой в смывные сопла в нижней части корпуса, и в побудительное сопло, расположенное под сливной трубой.

Пенный аппарат предназначен для охлаждения газов пиролиза и доочистки их от сажи (рис. 16). Он представляет собой сварной стальной аппарат с вертикальным ходом газа. Корпус аппарата 5 - цилиндрический с коническим днищем 7. Охлаждаемый газ входит в аппарат через внутреннюю трубу 2 и проходит снизу вверх, противотоком к охлаждающей воде. Основными рабочими элементами аппарата являются решетки 4, представляющие собой стальные листы с отверстиями (провальные тарелки).

При такой конструкции решеток достигается хороший контакт между газом и водой. Кроме того, отсутствие переливных устройств обеспечивает протекание газа и воды через одни и те же отверстия. При очень малых скоростях газа жидкость полностью проходит через отверстия. С повышением скорости газа вода начинает задерживаться на решетке, и газ барботирует через жидкость. Газовая струя на некотором расстоянии от места истечения разрушается из-за сопротивления воды и переходит в поток пузырьков, образующих газожидкостный слой. Этот слой представляет собой пену и наблюдается только в моменты прохождения газа. При выходе пузырьков из газожидкостного слоя и их разрушении образуются брызги, которые поднимаются над слоем на некоторую высоту в зависимости от их размеров и скорости газа.

В верхней части аппарата имеется слой насадки для улавливания капель влаги, увлекаемых потоком газа.

Для удобства монтажа каждая решетка изготовлена из двух половин, скрепленных болтами. Щель между решеткой и корпусом аппарата уплотнена асбестом и залита цементным раствором Над каждой решеткой установлено по два смотровых окна 3 диаметром 100 мм. Вода поступает на верхнюю решетку из кольцевого коллектора через форсунки.

Форабсорбер служит для селективной очистки газов пиролиза от ароматических и части высших ацетиленовых углеводородов растворителем. Растворитель поступает в форабсорбер сверху-сначала на распределительную тарелку 3, а затем самотеком на решетчатые тарелки 4. Газ поступает в форабсорбер снизу.

Для его равномерного распределения по сечению аппарата предусмотрен специальный распределительный коллектор 7. С целью уменьшения уноса растворителя в верхней части аппарата установлены колпачковые тарелки 2, орошаемые конденсатом, а на штуцере для выхода газа предусмотрен каплеотбойник 1. Аппарат изготовлен из углеродистой стали.

Ниже дана характеристика такого аппарата:

Рис. 13. Теплообменник-

1 - калач; 2 - перегородка, 3 - опора; 4 - корпус

Каждый элемент-двухходовой по трубному пространству Охлаждаемый растворитель проходит по трубам, а охлаждающая вода - по межтрубному пространству теплообменника. Для улучшения теплообмена в аппарате использован принцип противотока. Кроме того, с целью увеличения коэффициента теплопередачи осуществляется турбулизация потока воды в межтрубном пространстве теплообменника с помощью перегородок 2 Корпус и трубки теплообменника изготовлены из углеродистой стали.

Теплообменник (рис. 18) предназначен для охлаждения растворителя, используемого для очистки газов пиролиза в форабсорбере. Представляет собой горизонтальный кожухотрубный аппарат, состоящий из двух.

Регулирование и контроль процесса окислительного пиролиза

Производство ацетилена и, в частности, линия пиролиза относится к таким технологическим процессам, осуществление которых в промышленных масштабах без использования комплексной автоматизации не представляется возможным. Большие скорости газовых потоков, значительные температуры и высокая степень взрывоопасности процесса требуют применения многочисленных приборов автоматического контроля и регулирования, а также системы аварийных предупредительных сигнализаций и защитных блокировок.

Все указывающие и регистрирующие приборы, лампы предупредительной и аварийной сигнализации, кнопки управления отсекателями и электрозадвижками вынесены на щит в центральном пункте управления (ЦПУ), с которого производится пуск и остановка линии пиролиза. Оператор в любой момент может вмешаться в ход технологического процесса: пустить его, остановить или, переведя автоматические регуляторы в положение «ручное», управлять процессом дистанционно. Для облегчения обслуживания и уменьшения возможных ошибок оператора на панелях центрального щита управления условными символами изображена технологическая схема агрегатов пиролиза.