热等离子体裂解含甲烷气体制乙炔方法

摘要

本发明公开了一种热等离子体裂解含甲烷气体制乙炔方法，用等离子体发生器将氩气或氮气或氢气电离为等离子体射流，在反应器中形成高温环境；原料气进气装置是相向对称多道进气环，原料气经进气环喷入反应器，与贯穿进气环的等离子体射流混合，迅速充分均热；所用反应器是收缩式反应器，混合气在反应器内被约束，使反应器中的温度保持稳定；所用的冷却装置是气动冷却膨胀腔，与反应器结合，裂解气在膨胀腔内被急冷；使实验室技术成功地转变成工程技术。本方法主产乙炔，联产碳黑，副产氢气，也可主产碳黑；使用本方法生产乙炔，主要技术、经济指标都将达到或超过国外实验室现有的实验水平，经济效益、环境效益好。

主权项

1.一种热等离子体裂解含甲烷气体制乙炔方法，是将工作气体的成流气送入等离子体发生器，在强电场的作用下电离形成高温等离子体射流，此高温射流在反应器内形成5000K以上的高温环境，含甲烷的原料气经进气装置进入反应器，与工作气体混合传热，均热后的混合气温度2000-4500K，原料气的甲烷成分在此温度被脱氢偶联，生成含乙炔的裂解气，裂解气经冷却装置急冷温度降至350-1000K，经气固分离器除去裂解气中的碳黑，再按常规方法分离出裂解气中的乙炔，其特征在于：所述进气装置是相向对称多道进气环，原料气经进气环各道喷入反应器，其运动轨迹由圆周指向圆心呈辐射汇聚状，与贯穿进气环的等离子体射流混合，被迅速充分均热；所述反应器是呈漏斗状的收缩式“Y”型反应器，均热后的混合气在“Y”型反应器内被约束，使反应器中的温度保持在2000-4500K；所述冷却装置是气动冷却膨胀腔，裂解气在膨胀腔内被缓冲，流速骤减被急冷，温度降至350-1000K；所述原料气与工作气体的流量比为0.7-2∶1；所述原料气在反应器中的停留时间为0.4-40ms。