处理气体的系统和方法技术方案

本发明专利技术包括一种用于将含有碳氢化合物的流入气体转化为流出气体产品的气体处理系统，其中该系统包括气体输送子系统、等离子体反应室和微波子系统，其中气体输送子系统与等离子体反应室流体连通，使气体输送子系统将含碳氢化合物的流入气体导入等离子体反应室，微波子系统将微波能量导入等离子体反应室，使含碳氢化合物流入气体通电，从而在等离子体反应室中形成等离子体，等离子体影响转化一种碳氢化合物，在含碳氢化合物的流入气体中流入流出气体的产品，包括乙炔和氢气。本发明专利技术还包括气体处理系统的使用方法。理系统的使用方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】处理气体的系统和方法
[0001]相关申请
[0002]本申请要求2020年1月23日递交的美国临时申请第62/964,977号、2020年2月3日递交的美国临时专利申请62/969,494号、2020年3月9日递交的美国临时专利申请62/986,998号和2020年5月4日递交的美国临时专利申请63/019,851号和2020年7月16日递交的美国临时专利申请63/052,524号的优先权。上述每篇申请通过引证在此全部并入本文。

技术介绍

[0003]乙炔可用作化学前体或工业燃烧的原料，如焊接和金属切割。乙炔的商业生产从二十世纪初就开始了。最初的乙炔生产方法是以煤为原料，通过电石中间层的工艺。其他方法是在二十世纪后期发展起来的，主要使用热裂解或电弧炉等热基工艺。
[0004]煤制乙炔过程分为三步：一是将煤加热生成高碳焦炭；二是将焦炭在氧化钙存在下进一步加热生成电石；三是电石与水反应生成乙炔和氢氧化钙。前两步需要非常高的温度，而最后一步是放热。这种形成乙炔的方法仍在商业上使用，特别是在很容易购买到煤的中国。
[0005]然而，这一过程将煤和石灰原料中的杂质带入最终产品中，因此产生的乙炔受到磷化氢、砷化氢和硫酸氢等杂质的污染。所有这些物质都能使催化剂中毒，导致随后的化学反应，因此，在乙炔产品投入商业使用之前，需要将其从乙炔产品中擦掉。用于进一步化学加工的化学级乙炔必须是纯度大于99.6％的C2H2，含有<25ppm的磷化氢/砷化氢/硫化氢。工业级乙炔燃烧用于焊接和金属切割应用，可以容忍更多杂质(>98.0％的纯C2H2，<500ppm的磷化氢/砷化氢/硫化氢)。因此，在美国，煤制乙炔的生产仅限于形成工业级乙炔；尽管如此，即使煤制乙炔仅用于焊接和金属切割，潜在危险污染物的存在也令人担忧。
[0006]作为替代方法，乙炔可以通过部分氧化作用从碳氢化合物中制备，例如通过巴斯夫开发的工艺，如美国专利5,824,834中所述。在这个过程中，碳氢化合物原料和氧气被预热，然后在燃烧室中发生反应，使产生的气体达到>1500℃的温度。燃烧反应用水进行淬火，以实现快速冷却，产生乙炔、氢气、一氧化碳、蒸汽和氧气的气体混合物(称为“裂解气”)副产品。这种生产乙炔的方法产生约7.5％的乙炔，以及大量的氢气(57％)、一氧化碳(26％)和甲烷(5.2％)。其中一种副产品是烟灰，在进一步加工过程中，烟灰需要从裂解气体中去除。其他副产品包括高级碳氢化合物，包括烷烃、烯烃、炔烃和芳烃。从裂解气体中除去杂质并回收其中所含的乙炔是一项重大的工程挑战。
[0007]除了生产问题外，乙炔还很难处理和运输。它爆炸性很强。当通过管道运输时，压力保持在较低的水平，只能短距离运输。工业用乙炔在高压下泵入罐中，溶解在溶剂中，例如二甲基甲酰胺、N
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甲基
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吡咯烷酮或丙酮。当乙炔瓶打开时，溶解气体蒸发并通过连接软管流向焊枪或切割火焰。然而，一个钢瓶中的全部乙炔是不能使用的，因为一定量的乙炔仍然溶解在溶剂中，并在这种状态下返回给制造商。随着20世纪中叶石化工业的兴起，乙炔继续在工业上使用(即用于焊接、金属切割等)，但作为化学反应的前体被取代，取而代之的是直接从石油而不是煤中提取的其他原料(如乙烯)。随着石油变得越来越贵，天然气也越
来越便宜，人们越来越关注乙炔作为进一步化工加工的平台，而不是石油原料.
[0008]此外，丰富的天然气正在推动人们寻找更多方法来使用这种材料，而不燃烧它，以减少其温室气体效应，并避免通过简单燃烧将其转化为另一种温室气体CO2。除天然气外，其他混合气源，如海洋包合物、煤矿瓦斯和沼气也含有甲烷气体。沼气是自然产生的混合气源，由有机废物在各种人为环境(如垃圾填埋场、粪池、废物设施等)和自然环境(如泥炭沼泽、融化的永久冻土等)中的厌氧分解产生。在这种环境中出现的厌氧细菌消化积聚在那里的有机物质，产生主要由二氧化碳和甲烷组成的气体混合物。在垃圾填埋场衍生的气体混合物中可以发现甲烷含量高的沼气是危险的，因为甲烷具有潜在易燃性。此外，甲烷是一种潜在的温室气体。目前，可以净化从有机分解中收集的沼气(例如垃圾填埋场、废物设施、蓄水池等，或含有腐烂有机材料的自然区域)，以去除CO2和其他微量气体，从而产生高浓度的甲烷以产生能量。然而，仅仅燃烧富含甲烷的沼气就会产生另一种温室气体CO2。最好确定沼气或其他混合气体源的用途，这些资源可以在不燃烧的情况下开发其能源潜力，以减少甲烷的温室气体效应，同时避免将甲烷转化为另一种温室气体CO2。
[0009]对非烃燃料来源的需求不断增加，从而支持将甲烷用作生产氢气的原料，而氢气反过来又可以用作动力源。从天然气中的甲烷中提取氢气的传统技术已经存在。例如，蒸汽重整可以产生氢气和一氧化碳；然后，蒸汽重整过程产生的氢气可以纯形式用于其他应用，如氢燃料电池或燃气轮机，在这些应用中，氢气与氧气结合形成水，而不会产生温室气体排放。其他过程，如部分氧化，可以产生富氢合成气，这是一种可燃混合物，可以用作燃料。然而，传统的甲烷制氢技术也有缺点。蒸汽重整在高温下进行，能耗高，需要能够承受恶劣反应条件的昂贵材料。蒸汽重整使用催化剂将甲烷转化为氢气，但催化剂容易受到常见污染物的毒害。与蒸汽重整相比，部分氧化是一种效率较低的制氢技术，容易形成烟尘，并且氢气产量有限。虽然目前90％以上的氢是通过使用烃源的热化学过程产生的，但它也可以通过电解水和其他非碳化学过程产生。
[0010]氢是一种零排放燃料源，可用于多种商业应用。大多数氢被用作工业化学过程的原料，但它作为一种可以替代碳氢化合物的燃料来源正在被广泛接受。例如，氢可以为燃料电池或内燃机提供动力，在燃烧时与大气中的氧气结合。因此，使用氢作为燃料可以避免产生二氧化碳等碳基温室气体。氢越来越多地被用于为卡车和客车等车辆提供动力，它已经成为公共汽车等公共交通车辆的既定燃料。随着所谓的“氢经济”的出现，预计对氢的需求将增加，氢将被用作热能生产、车辆和长途能源运输的燃料来源。
[0011]因此，本领域需要一种利用天然气或沼气等混合气源和/或更多纯化烃原料(例如甲烷、乙烷、丙烷和丁烷及其组合)形成高价值产品的工艺。对于打算生产乙炔的那些工艺，使用混合气体源(例如天然气或沼气)和/或更纯净的碳氢化合物原料(例如甲烷、乙烷、丙烷和丁烷)作为原料将是有利的，避免了其他混合气体转化工艺或碳氢化合物燃烧工艺的限制，同时利用了这些原料的丰富性。
[0012]同时，本领域需要一种工艺，该工艺可以使用诸如天然气或沼气等混合气体源和/或更纯净的碳氢化合物原料，以方便且具有成本效益的方式生产乙炔。生产杂质最少的乙炔尤其有利，这样就可以安全地使用，而无需大量额外加工。此外，本领域还需要可规模可控且有效地提供替代燃料，例如氢。最好以经济和对环境负责的方式开展这些进程。
[0013]此外，乙炔还可用作各种工业应用的燃料，例如金属切割。这种用途代表了一个重
要的市场，在规模上可与乙炔的各种石化用途本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种含碳氢化合物的流入气体转化为流出气体产品的系统，包括：气体输送子系统、等离子体反应室，微波子系统和流出物分离和处理系统；其中，所述气体输送子系统：i.与等离子体反应室流体连通，并引导一种或者多种气体进入等离子体反应室，其中所述一种或者多种气体包括含有碳氢化合物的流入气体；和ii.包括输送导管和气体喷射器，a.其中输送管道与气体喷射器流体连通，其中输送管道将一种或多种气体输送至气体喷射器，并且其中，所述输送管道包括原料气输送管道，该原料气输送管道将含有碳氢化合物的流入气体输送到气体喷射器中；以及b.其中气体喷射器将一种或多种气体输送至等离子体反应室；其中，所述等离子体反应室：i.与流出物分离和处理系统流体连通，和ii.等离子体反应室布置在具有近端和远端的细长反应器管内，并且细长反应器管在尺寸上适于与微波子系统相互作用；其中，所述微波子系统：i.将微波能量导入等离子体反应室，以使含有碳氢化合物的流入气体通电，从而在等离子体反应室中形成等离子体，其中，所述等离子体使所述含有碳氢化合物的流入气体中的碳氢化合物转化为所述流出气体产品，所述流出气体产品包括乙炔和氢；ii.包括用于将微波能量引导到等离子体反应室的施加器，并且等离子体反应室布置在穿过施加器并与其垂直相交的细长反应管的区域中；以及iii.还包括电源、磁控管和波导管，其中所述电源使所述磁控管通电以产生微波能量，所述微波能量由所述波导管传送到所述施加器，并且其中所述施加器将微波能量引导到所述施加器内的反应室延长反应管，从而在等离子体反应室中形成等离子体，其中，流出气体产物在等离子体反应室内向远端流向细长反应器管的远端，流出产物可从细长反应器管的远端流出，形成流出物流进入流出物分离和处理子系统，以及其中，流出物分离和处理系统包括短周期变温吸附系统，该系统适用于从流出物流中分离氢。2.一种用于将含碳氢化合物的流入气体转化为含VCM(氯乙烯单体)的液体产品的系统，包括：气体输送子系统、等离子体反应室，微波子系统和VCM反应器和分离器子系统；其中，所述气体输送子系统：i.与等离子体反应室流体连通，并引导一种或者一种以上气体进入等离子体反应室，其中所述一种或者一种以上气体包括含有碳氢化合物的流入气体；和ii.包括输送导管和气体喷射器，a.其中输送管道与气体喷射器流体连通，其中输送管道将一种或多种气体输送至气体喷射器，并且其中，所述输送管道包括原料气输送管道，该原料气输送管道将含有碳氢化合物的流入气体输送到气体喷射器中；和b.其中气体喷射器将一种或多种气体输送至等离子体反应室；其中，所述等离子体反应室：
i.与流出物分离和处理系统流体连通，以及ii.等离子体反应室布置在具有近端和远端的细长反应器管内，并且细长反应器管在尺寸上适于与微波子系统相互作用；其中，所述微波子系统：i.将微波能量导入等离子体反应室，以使含有碳氢化合物的流入气体通电，从而在等离子体反应室中形成等离子体，其中，所述等离子体使所述含有碳氢化合物的流入气体中的碳氢化合物转化为所述流出气体产品，所述流出气体产品包括乙炔和氢；ii.包括用于将微波能量引导到等离子体反应室的施加器，并且等离子体反应室布置在穿过施加器并与其垂直相交的细长反应管的区域中；以及iii.进一步包括电源、磁控管和波导管，其中所述电源使所述磁控管通电以产生微波能量，所述微波能量由所述波导管传送到所述施加器，并且其中所述施加器将微波能量引导到所述施加器内的反应室延长反应管，从而在等离子体反应室中形成等离子体，其中，流出气体产物在等离子体反应室内流向细长反应器管的远端，并从细长反应器管的远端流出，形成流入VCM反应器和分离器子系统的流出流，其中VCM反应器和分离器子系统包括VCM反应器和多个分离器；i.其中，多个分离器包括第一分离系统、第二分离系统和第三分离系统；ii.其中，第一分离系统与细长反应器管流体连通，是一个流出物分离器，适于从流出流中去除较高的乙炔和芳烃，产生净化的流出物流，以输送到VCM反应器，其中净化的流出物流包括乙炔气；以及其中：(a)VCM反应器与第一分离系统和第二分离系统流体连通；(b)VCM反应器接收净化的流出物流并引导净化的流出物流穿过催化床，该催化床使乙炔气体与氯化氢气体流发生反应以产生VCM；和(c)VCM反应器将其中形成的VCM排出含有VCM的流出流中，该流出流被引导至第二分离系统；其中，第二分离系统是一个冷凝系统，包括压缩机、冷却器和液气分离器，第二分离系统适用于将VCM冷凝为液体VCM，并从VCM流出物流中分离液体VCM，产生含有VCM的液体产物和残余气流；以及其中残余气流被引导至与第二分离系统流体连通的第三分离系统，其中第三分离系统处理残余气流以从残余气体中分离纯化的氢气。3.一种将含碳氢化合物的流入气体转化为含VCM(氯乙烯单体)的液体产品的系统，包括：气体输送子系统、等离子体反应室，微波子系统和VCM反应器和分离器子系统；其中，所述气体输送子系统：i.与等离子体反应室流体连通，并引导一种或者一种以上气体进入等离子体反应室，其中所述一种或者一种以上气体包括含有碳氢化合物的流入气体；和ii.包括输送导管和气体喷射器，a.其中输送管道与气体喷射器流体连通，其中输送管道将一种或多种气体输送至气体喷射器，并且其中，所述输送管道包括原料气输送管道，该原料气输送管道将含有碳氢化合物的流入气体输送到气体喷射器中；和
b.其中气体喷射器将一种或多种气体输送至等离子体反应室；其中，所述等离子体反应室：i.与流出物分离和处理系统流体连通，以及ii.等离子体反应室布置在具有近端和远端的细长反应器管内，并且细长反应器管在尺寸上适于与微波子系统相互作用；其中，所述微波子系统：i.将微波能量导入等离子体反应室，以使含有碳氢化合物的流入气体通电，从而在等离子体反应室中形成等离子体，其中，所述等离子体使所述含有碳氢化合物的流入气体中的碳氢化合物转化为所述流出气体产品，所述流出气体产品包括乙炔和氢；ii.包括用于将微波能量引导到等离子体反应室的施加器，并且等离子体反应室布置在穿过施加器并与其垂直相交的细长反应管的区域中；和iii.进一步包括电源、磁控管和波导管，其中所述电源使所述磁控管通电以产生微波能量，所述微波能量由所述波导管传送到所述施加器，并且其中所述施加器将微波能量引导到所述施加器内的反应室延长反应管，从而在等离子体反应室中形成等离子体，其中，流出气体产物在等离子体反应室内流向细长反应器管的远端，并从细长反应器管的远端流出，形成流入VCM反应器和分离器子系统的流出流，其中VCM反应器和分离器子系统包括VCM反应器和多个分离器；i.其中，多个分离器包括第一分离系统、第二分离系统和第三分离系统；ii.其中，与细长反应器管流体连通的第一分离系统是流出物分离器，其适于从流出流中去除较高的乙炔和芳烃，产生包含乙炔气和氢气的净化流出物流；iii.其中净化后的流出物流进入与第一分离系统流体连通的第二分离系统；iv.其中氢从净化的产物流中分离，从而产生单独的氢流和包含乙炔气的浓缩产物流；v.其中，浓缩的流出物流被输送到与第二分离系统流体连通的VCM反应器中；其中：(a)VCM反应器接收浓缩的流出物流并引导浓缩的流出物流穿过催化床，该催化床使乙炔气与氯化氢气流发生反应以产生VCM；和(b)VCM反应器将其中形成的VCM排出含有VCM的流出物流中，该流出物流被引导至第三分离系统；vi.其中，与氯乙烯反应器流体连通的第三分离系统是一个冷凝系统，包括压缩机、冷却器和液化气分离器，第三分离系统适用于冷凝液态氯乙烯，并将其与氯乙烯流出物流分离，产生液态氯乙烯产品和残余气流。4.一种用于合成维生素产品的集成乙炔基维生素合成系统，包括：基于等离子体的碳氢化合物处理系统和维生素制造系统，其中，基于等离子体的碳氢化合物处理系统包括气体输送子系统、等离子体反应室、微波子系统和一组分离器子系统，其中，所述气体输送子系统：i.与等离子体反应室流体连通，并引导一种或者一种以上气体进入等离子体反应室，其中所述一种或者一种以上气体包括含有碳氢化合物的流入气体；和ii.包括输送导管和气体喷射器，
a.其中输送管道与气体喷射器流体连通，其中输送管道将一种或多种气体输送至气体喷射器，并且其中，所述输送管道包括原料气输送管道，该原料气输送管道将含有碳氢化合物的流入气体输送到气体喷射器中；和b.其中气体喷射器将一种或多种气体输送至等离子体反应室；其中，所述等离子体反应室：i.与流出物分离和处理系统流体连通，以及ii.等离子体反应室布置在具有近端和远端的细长反应器管内，并且细长反应器管在尺寸上适于与微波子系统相互作用；其中，所述微波子系统：i.将微波能量导入等离子体反应室，以使含有碳氢化合物的流入气体通电，从而在等离子体反应室中形成等离子体，其中，所述等离子体使所述含有碳氢化合物的流入气体中的碳氢化合物转化为所述流出气体产品，所述流出气体产品包括乙炔和氢；ii.包括用于将微波能量引导到等离子体反应室的施加器，并且等离子体反应室布置在穿过施加器并与其垂直相交的细长反应管的区域中；和iii.进一步包括电源、磁控管和波导管，其中所述电源使所述磁控管通电以产生微波能量，所述微波能量由所述波导管传送到所述施加器，并且其中所述施加器将微波能量引导到所述施加器内的反应室延长反应管，从而在等离子体反应室中形成等离子体，其中，流出气体产物在等离子体反应室内流向细长反应器管的远端，并从细长反应器管的远端流出，形成流入分离器子系统组的流出流；i.其中，该组分离器子系统包括流出物分离器、乙炔分离器和氢气分离器；ii.其中，流出物分离器与细长反应器管流体连通，并适于从流出流中去除高级炔烃和芳烃，产生包含乙炔气和氢气的净化流出物流；iii.其中乙炔分离器与流出物分离器流体连通，并从净化后的流出物流中分离净化的乙炔产品，从而形成剩余流出物流，其中乙炔分离器与维生素制造系统流体连通，并将至少一部分净化的乙炔产品导入维生素制造系统；和iv.其中乙炔分离器进一步与氢分离器流体连通，并将剩余的流出物流引导到氢分离器中，其中氢分离器将氢从剩余的流出物流中分离，产生纯净的氢产品；v.其中，氢分离器还与维生素制造系统流体连通，并将至少一部分纯化氢产品导入维生素制造系统；和其中，维生素制造系统包括维生素反应装置和控制器，其中控制器调节纯净的乙炔产品部分和纯净的氢产品部分进入维生素反应装置，以及其中，维生素反应装置使用纯化的乙炔产品和/或纯化的氢产品合成维生素产品。5.一种用于合成乙炔炭黑的集成乙炔基合成系统，包括：基于等离子体的碳氢化合物处理系统和乙炔炭黑制造系统，其中，基于等离子体的碳氢化合物处理系统包括气体输送子系统、等离子体反应室、微波子系统和一组分离和净化子系统，其中，所述气体输送子系统：i.与等离子体反应室流体连通，并引导一种或者一种以上气体进入等离子体反应室，其中所述一种或者一种以上气体包括含有碳氢化合物的流入气体；和
ii.包括输送导管和气体喷射器，其中输送管道与气体喷射器流体连通，其中输送管道将一种或多种气体输送至气体喷射器，并且其中，所述输送管道包括原料气输送管道，该原料气输送管道将含有碳氢化合物的流入气体输送到气体喷射器中；并且其中气体喷射器将一种或多种气体输送至等离子体反应室；其中，所述等离子体反应室：i.与流出物分离和处理系统流体连通，和ii.等离子体反应室布置在具有近端和远端的细长反应器管内，并且细长反应器管在尺寸上适于与微波子系统相互作用；其中，所述微波子系统：i.将微波能量导入等离子体反应室，以使含有碳氢化合物的流入气体通电，从而在等离子体反应室中形成等离子体，其中，所述等离子体使所述含有碳氢化合物的流入气体中的碳氢化合物转化为所述流出气体产品，所述流出气体产品包括乙炔和氢；ii.包括用于将微波能量引导到等离子体反应室的施加器，并且等离子体反应室布置在穿过施加器并与其垂直相交的细长反应管的区域中；和iii.进一步包括电源、磁控管和波导管，其中所述电源使所述磁控管通电以产生微波能量，所述微波能量由所述波导管传送到所述施加器，并且其中所述施加器将微波能量引导到所述施加器内的反应室延长反应管，从而在等离子体反应室中形成等离子体，其中，流出气体产物在等离子体反应室内流向细长反应器管的远端，并从细长反应器管的远端流出，形成流入分离和净化子系统组的流出流；i.其中，该组分离和净化子系统包括与细长反应器管流体连通的乙炔分离器，其适于从流出流中去除高级炔烃和芳烃，产生包含乙炔气和氢气的净化流出流和包含高级炔烃和芳烃的废气流；ii.其中，该组分离和净化子系统还包括与细长反应器管流体连通的氢分离器，其中氢分离器将氢作为氢流从流出流和净化的流出流中的至少一个中分离出来；和iii.其中该组分离和净化子系统产生富含乙炔的原料流；和一种乙炔炭黑制造子系统，其中乙炔炭黑制造子系统包括与分离和净化子系统流体连通的乙炔分解反应器，其中乙炔分解反应器从分离和净化子系统产生的富含乙炔的原料流中产生乙炔炭黑和氢。6.一种用于产生氢的集成乙炔基合成系统，所述系统包括基于等离子体的碳氢化合物处理子系统和乙炔炭黑合成子系统：a.其中，所述基于等离子体的碳氢化合物处理子系统包括气体输送子系统、等离子体反应室、微波子系统和一组分离和净化子系统，其中，所述气体输送子系统：i.与等离子体反应室流体连通，并引导一种或者一种以上气体进入等离子体反应室，其中所述一种或者一种以上气体包括含有碳氢化合物的流入气体；和ii.包括输送导管和气体喷射器,其中输送管道与气体喷射器流体连通，其中输送管道将一种或多种气体输送至气体喷射器，并且其中，所述输送管道包括原料气输送管道，该原料气输送管道将含有碳氢化合物的流入气体输送到气体喷射器中；并且其中气体喷射器将一种或多种气体输送至等离子体
反应室；其中，所述等离子体反应室：i.与流出物分离和处理系统流体连通，以及ii.等离子体反应室布置在具有近端和远端的细长反应器管内，并且细长反应器管在尺寸上适于与微波子系统相互作用；其中，所述微波子系统：i.将微波能量导入等离子体反应室，以使含有碳氢化合物的流入气体通电，从而在等离子体反应室中形成等离子体，其中，所述等离子体使所述含有碳氢化合物的流入气体中的碳氢化合物转化为所述流出气体产品，所述流出气体产品包括乙炔和氢；ii.包括用于将微波能量引导到等离子体反应室的施加器，并且等离子体反应室布置在穿过施加器并与其垂直相交的细长反应管的区域中；和iii.进一步包括电源、磁控管和波导管，其中所述电源使所述磁控管通电以产生微波能量，所述微波能量由所述波导管传送到所述施加器，并且其中所述施加器将微波能量引导到所述施加器内的反应室延长反应管，从而在等离子体反应室中形成等离子体，其中，流出气体产物在等离子体反应室内流向细长反应器管的远端，并从细长反应器管的远端流出，形成流入分离和净化子系统组的流出流；其中所述一组分离净化子系统：i.包括与细长反应器管流体连通的产物分离器，该分离器从流出流中去除高级炔烃和芳烃，产生(a)包含乙炔气和氢气的净化产物流和(b)包含高级炔烃和芳烃杂质的废气流；ii.进一步包括与流出物分离器流体连通的乙炔分离器，其产生作为分离流的富乙炔原料流和剩余流出物流；iii.进一步包括与乙炔分离器流体连通的氢分离器，其中氢分离器将氢作为净化氢流从剩余的产物流中分离，1.其中氢流可分为一个或多个循环氢流、集成氢流和外部氢流，2.其中所述外部氢流作为第一分离氢流从集成乙炔基合成系统中分离；和b.其中，i.乙炔炭黑制造系统包括乙炔分解反应器，该反应器与所述分离和净化子系统流体连通；ii.乙炔分解反应器从富含乙炔的原料流中生产乙炔碳黑和氢气，以及iii.乙炔分解反应器产生的氢气可作为第二分离的氢气流与集成乙炔合成系统分离。7.根据权利要求1
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6中任意一项所述的系统，其中，含有碳氢化合物的流入气体来自混合气体来源。8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述混合气体来源是天然气。9.根据权利要求7所述的系统，其中，所述混合气体来源是沼气。10.根据权利要求1
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6中任意一项所述的系统，其中，所述含有碳氢化合物的流入气体包括选自甲烷、乙烷、丙烷和丁烷的气体。11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述含有碳氢化合物的流入气体基本上由甲烷组成。12.根据权利要求10所述的系统，其中，所述含有碳氢化合物的流入气体包括甲烷。13.根据权利要求1
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6中任意一项所述的系统，其中，所述输送管道包括额外的气体输
送管道，所述额外的气体输送管道将额外的气体输送到气体喷射器中。14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述额外的气体是氢气。15.根据权利要求13所述的系统，其中，所述额外的气体输送管道将辅助气体输送到气体喷射器中。16.根据权利要求13所述的系统，其中，额外的气体输送管道是将再循环气体输送到气体喷射器的再循环气体输送管道。17.根据权利要求16所述的系统，其中，所述再循环气体包含氢。18.根据权利要求16所述的系统，其中，所述再循环气体基本上由氢组成。19.根据权利要求1
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6中任意一项所述的系统，其中，输送管道通过单独的路径将一种或多种气体输送到气体喷射器中。20.根据权利要求1
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6中任意一项所述的系统，其中，所述气体喷射器包括喷射器主体，喷射器主体包括两个或多个同轴布置且独立的气体进料，第一气体进料通过第一组一个或多个喷嘴将含有碳氢化合物的流入气体输送到等离子体反应室，并且第二气体进料通过第二组一个或多个喷嘴将额外的气体输送到等离子体反应室。21.根据权利要求20所述的系统，其中，一个或多个喷嘴中的至少一个被定位为与等离子体反应室的纵轴成一定角度或与等离子体反应室的横轴成一定角度。22.根据权利要求20所述的系统，其中，一个或多个喷嘴中的至少一个被定位为与喷射器主体的纵轴或横轴成一定角度。23.根据权利要求20所述的系统，其中，来自第一组喷嘴和第二组喷嘴的组合气流在等离子体反应室内形成涡流。24.根据权利要求1
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6中任意一项所述的系统，其中，所述细长的反应管是石英管。25.根据权利要求1
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6中任意一项所述的系统，其中，等离子体反应器室大致布置在所述细长反应器管的中部。26.根据权利要求13所述的系统，其中，气体喷射器将含有碳氢化合物的流入气体和附加气体输送到细长反应器管的近端部分，其中含有碳氢化合物的流入气体和附加气体从该近端流向等离子体反应室。27.根据权利要求26所述的系统，其中，所述气体喷射器位于所述近端部分内的中心，并且所述第一组一个或多个喷嘴和所述第二组一个或多个喷嘴朝向外围。28.根据权利要求26所述的系统，其中，所述气体喷射器位于所述近端部分内的外围，并且第一组一个或多个喷嘴和第二组一个或多个喷嘴朝向中心。29.根据权利要求1
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6中任意一项所述的系统，其中，所述施加器可以是单臂施加器。30.根据权利要求1
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6中任意一项所述的系统，其中，所述磁控管可以产生L波段的微波能量。31.根据权利要求1所述的系统，其中流出物分离和处置子系统包括固体过滤器和冷阱。32.根据权利要求1所述的系统，其中，所述流出物分离和处置子系统进一步包括常规循环吸附系统。33.根据权利要求32所述的系统，其中，所述常规循环变温吸附系统适用于从流出物流中除去高级炔烃。
34.根据权利要求33所述的系统，其中，所述常规循环变温吸附系统放置在短循环变温吸附系统的上游。35.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：转化材料有限公司，
类型：发明
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