一种用于天然气部分氧化制乙炔的火炬排放气回收装置及使用方法与流程

本发明涉及天然气部分氧化制乙炔工艺中一种火炬排放气回收利用装置，属于排放气回收装置领域。

背景技术：

在天然气部分氧化制乙炔工艺中，原料天然气在天然气加热炉中加热，之后进入反应炉；原料氧气经过氧气加热炉加热，之后进入反应炉；加热后的天然气与加热后的氧气按照特定比例在反应炉中反应，反应后的裂化气进入下游装置；在反应炉与下游装置之间设置有去火炬放空装置，生产线开停车的气体介质和故障状态下产生的气体（简称火炬排放气）都通过去火炬放空装置燃烧掉，具体装置见图1。实际生产中，需要先将原料天然气、氧气加热至550—650℃，再按照一定比例进行混合，才能进行反应生成含有C₂H₂、CO、H₂等组分的裂化气。在反应器开车、停车过程中，为了防止设备受损，需要对该生产线的天然气加热炉、氧气加热炉、反应器进行升温、降温。用于升温、降温的介质---天然气和氮气，在后续过程中会被排放至火炬（去火炬放空装置）燃烧掉。此外，当生产线出现如反应不好，生成的裂化气中氧含量超标，送至下游装置后会造成下游装置催化剂失效；或者生产线出现堵塞，压力过高影响到设备安全等异常情况时，由仪表联锁保护系统自动将生产的裂化气被排放至火炬燃烧掉。火炬排放气的大量燃烧，会造成空气中的PM2.5等有害物质增多，不利于环境保护。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于天然气部分氧化制乙炔的火炬排放气回收装置。

本发明的目的是这样来实现的：

一种用于天然气部分氧化制乙炔的火炬排放气回收装置，其特征在于：包括用于反应炉输出端的火炬排放气回收的气体回收装置；与天然气加热炉连通的用于回收的火炬排放气压缩的压缩装置。

为了增加气体回收装置的使用方便以及使用寿命，上述气体回收装置是对排放的火炬排放气进行缓冲收集，如采用缓冲气柜收集。

上述气体回收装置优选设置在去下游装置之前；更优选设置在去火炬放空装置之前。

为了提高回收效率以及使用方便，压缩装置优选压缩机。

为了提高天然气部分氧化制乙炔的生产效率与安全性，压缩装置的气体输出端与反应炉的天然气输入端之间设置有气体成分检测仪，优选设置在压缩装置输出端与天然气加热炉输入端之间。

本发明的另一目的在于提供一种用于天然气部分氧化制乙炔的火炬排放气回收利用方法，该方法使用上述回收装置用于天然气部分氧化制乙炔的火炬排放气回收利用，该方法在有效实现了废物利用，节约资源的同时，安全性高、稳定性好。

一种使用上述装置回收利用天然气部分氧化制乙炔的火炬排放气的方法，其特征在于：火炬排放气经回收、气体压缩、与原料天然气混合后，进行气体成分检测，然后进行天然气部分氧化制乙炔；所述气体成分检测时，当95%<CH₄含量≤99%时，混合天然气与氧气加热温度控制在600℃—650℃，加入比例控制在1.6—1.9；当90%≤CH₄含量≤95%，H₂含量在3%—6%，CO含量在2%—4%时，混合天然气与氧气加热温度控制在550—600℃，加入比例控制在1.95—2.05。

上述排放气回收步骤采用回收装置进行，气体压缩步骤采用压缩装置进行，气体成分检测步骤采用气体成分检测仪进行。

本发明的有益效果：

本发明提供了一种火炬排放气回收装置，用在天然气部分氧化制乙炔工艺中，减少了火炬排放气的燃烧量，从而减少了固体颗粒物的排放，利于PM2.5的控制，同时也减少了二氧化碳量的排放，减少了大气的污染，促进生态环境的保护，符合绿色化学的理念。通过本发明的使用，在天然气部分氧化制乙炔工艺中，大部分火炬排放气被回收利用，减少了能源的消耗，节约了能源资源。本发明设置的缓冲气柜，减少了回收的火炬排放气对压缩机的冲击，延长了整个回收利用装置的使用寿命。本发明在回收气体与原料天然气混合后，经过气体在线分析仪分析，根据混合气体的情况调节天然气加热炉的加热温度，以及天然气与氧气的物料比例，从而确保装置能够安全、有效、稳定的运行。

附图说明

图1 是现有技术中天然气部分氧化制乙炔的工艺装置；

图2 是包含有本发明实施例的天然气部分氧化制乙炔装置。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出：以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制。

实施例1

参见图2，在图1的基础上，增加了火炬排放气回收利用装置。

用天然气部分氧化制乙炔工艺时，在现有技术的基础上，在反应炉与去火炬放空装置勭之间设置有气体回收管线，气体回收管线的另一端与缓冲气柜相连，缓冲气柜与压缩机入口相连，压缩机出口与原料天然气管道由气体送出管线相连，原料天然气管道与气体送出管线的连接端与反应炉之间设置有气体组分检测仪。本领域技术人员根据生产实际需要确定是否在管线上设置开关或者阀门。

经天然气加热炉加热的天然气进入反应炉与氧气反应制备乙炔，生产中产生的去火炬放空的气体（生产线开停车和故障状态下排放至火炬燃烧的气体）由反应炉与去火炬放空装置之间的气体回收管线收集，经过气柜缓冲，然后进入压缩机压缩，压缩后的气体通过气体送出管线输入原料天然气管道中与原料天然气混合，混合气体经过气体组分检测仪分析，然后进入天然气加热炉加热，其中根据气体组分检测仪的检测结果调整天然气加热炉温度，然后与氧气按照一定比例在反应炉中反应。

根据原料天然气管线上气体组分检测仪测得的CH₄、CO、H₂、C₂H₂组分的含量，对原料天然气和氧气的加热温度、加入比例进行调整，以确保装置的安全、稳定运行。

当原料气管线上气体组分检测仪监测到CH₄含量在95%-99%，只有微量CO、H₂组分时，则反应器的原料天然气与氧气加热温度控制在600℃—650℃，加入比例控制在1.6—1.9；当原料气管线上气体组分检测仪监测到CH₄含量在90%-95%，H₂含量在3%—6%，CO含量在2%—4%时，则原料天然气与氧气加热温度控制在550—600℃，加入比例控制在1.95—2.05。这样更能确保装置的安全、稳定运行。