火炬气是石油化工企业生产中和发生事故时排放的可燃气体,火炬气中蕴藏着大量的能量和有用成分,回收火炬气是一项重大的节能措施。然而,火炬气在高温时容易结焦,堵塞压缩机流道和管路,降低回收效率,因此,如何做好防结焦工作成为高效回收火炬气的关键。本文以火炬气回收防结焦工作为背景,对火炬气结焦的条件、原因和机理进行实验研究。测定不同操作条件下火炬气结焦的情况,由此找出引发火炬气结焦的主要原因和火炬气结焦的关键组分,并根据实验结果研究结焦反应动力学模型,探讨结焦反应机理和结焦反应的规律。在此基础上,利用工作结果提出解决火炬气结焦问题的有效方法,并在实际中得以应用,做好火炬气回收防结焦工作。本文主要结果如下:1.考察了不同反应温度、压力、时间下火炬气结焦的反应动力学行为,测定所需要的动力学数据,并建立了火炬气结焦的反应动力学模型。动力学实验研究结果表明:火炬气结焦受温度影响较大而受压力影响较小;在一定的时间内,温度超过100℃后,火炬气开始出现明显的结焦现象,并随温度的升高最终趋于稳定状态;在一定的压力范围内,火炬气的结焦反应可用一级反应动力学模型来描述。随温度变化的一级反应动力学模型速率常数可以表示为: k = 8.82×10 ~5exp( - 6.46/ T)。2.研究并探讨了火炬气结焦的原因,实验证明了火炬气的结焦实际上就是由其中的烯烃聚合引起的,而烯烃的聚合符合由自由基引发的机理。研究结果表明:在有足够能量提供的条件下,烯烃通过氢原子从单体到自由基的消去过程实现聚合是可行的。火炬气内烯烃的结焦速度为:C2 > C3 > C4。3.依据实验研究结果,提出了在工业上防止火炬气结焦问题的有效方法:(1)通过对压缩机进行注水降温的方法,利用水的汽化潜热达到控制回收系统温度不超过100℃的目的;(2)选用水溶性的阻聚剂,配合注