CN104039691A - 可运输的重整器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及在升高的压力下使用蒸汽对烃进行催化初级重整的可运输的重整器，使得这一目标得以实现，该可运输的重整器具有重整器管系统和燃烧区，所述重整器管系统包括：作为反应室的、按行排列并适于用催化剂填充的多个垂直管，以及用于供应待重整的烃和蒸汽到反应室的装置；所述可运输的重整器进一步包括：在燃烧区顶部的平行设置的多个燃烧装置，所述平行设置的燃烧装置被定位在各个重整器管之间，并且由按行排列的多个燃烧器组成，所述燃烧器基本上能够产生被向下引导的火焰并且其适合用于加热该重整器管，用于从反应室释放重整后的合成气的歧管，所述歧管位于反应室的外面，以及烟气通道，用于释放在燃烧区中产生的烟道气体，多个所述烟气通道被水平方向平行地设置在该燃烧区的下面，并且所述烟气通道被设置在各个歧管之间，所述烟气通道和该燃烧区彼此牢固地连接在一起，并且所述歧管以这种方式连接到该烟气通道，即，使得它们与该重整器的其余部分集成为一体，并由此该已装配好的重整器被设计成可运输的重整器。

Description

可运输的重整器
技术领域
本发明涉及一种在升高的压力下使用蒸汽对烃进行催化重整以生产合成气的可运输的重整器。这种合成气能够用于，例如，产生氨气、氢气和甲醇，并且该重整器被设计为可运输的。
背景技术
使用蒸汽对烃进行催化重整的反应器在很长一段时间以来在大量的实施例中已经为公众所知。对于大规模的工厂来说，其自身已经建立了一类设施，其中使用了具有垂直设置的反应管或者更确切地说重整器管的顶燃箱炉。在此，重整器管被设置为按行排列。原料从顶部到底部流过填充着催化剂的重整器管，并且这样做是在执行所谓的重整工艺流程。
气体出口温度通常为850℃以上。离开重整管的该工艺气体在位于炉的燃烧区的内部或外部的歧管(manifolds)中进行收集。在管的各行之间的“间隙”内设置有燃烧器，所述燃烧器垂直向下燃烧。整个重整器的燃烧区也被称为炉箱。炉箱内的平均温度在1000至1250℃的范围。
炉壁提供有保护性的耐火衬里，用于隔热以及保护免受由于加热而普遍存在的高温。燃烧装置所处的炉箱在其底部有许多砖砌的通道用于收集烟气。这些通道基本上沿水平方向平行布置，并且与垂直管成直角布置。烟气从顶部到底部流经该炉箱，并且经由在底部其侧面上具有开口的烟气通道排出。
DE 1 767 980公开了一种在催化剂存在下进行重整反应的管式炉，其具有垂直设置的管层，该管层包括独立的管，其上端弹性悬浮并且其下端连接到子歧管(submanifolds)，以及平行于该管层从顶部向下燃烧的燃烧器，前述提及的子歧管作为对管的支撑搁置在该炉的炉床上，并且每个子歧管通过侧向的出口连接到该炉的外部歧管上，所述歧管搁置在支撑件上并由此允许横向滑动位移，并且被连接到由弹性悬浮装置支撑的排出管或者输送管。在上述专利中，子歧管类似于本发明中的歧管，尽管这些子歧管被设置在该炉的炉床内。这些排烟烟道类似于烟气通道，部分处于该炉的里面并且部分处于该炉的下面。
例如在WO 2010/149361 A2中详细描述了一类重整器。重整器实质上包括：待重整的原料进料系统、重整器管和出口歧管系统，以及具有用于燃烧所需设备的燃烧区。对于重整器所谓的“盒子造型”，需要独立的基座来支撑燃烧区和歧管以及重整器管。由于这个原因，重整器不能够原样运输，正如没有特定操作歧管例如不能与燃烧区固定连接一样。此外，对于燃烧区内的自支撑砖烟气通道将需要庞大的运输支撑。
基于重整器的尺寸问题，到现在为止，重整器是在其最终的目的地直接进行预制件组装的。该组装是耗时的，而且需要相当数量的人员和工具。在某些地方，由于缺乏称职的人员而造成工厂完工被延误是十分常见的。
发明内容
因此，本发明涉及的问题是有关可运输的重整器，其以可管理数量的重整器部件的方式被运输到目的地或运营地点；在那里该可运输的重整器能够被容易地进行组装以形成完整的重整器，或是甚至从被装配在一起或组装好的地方，将该已装配好的重整器运输到目的地。
在升高的压力下使用蒸汽对烃进行催化初级重整的可运输的重整器，使得这一目标得以实现，该可运输的重整器具有重整器管系统和燃烧区，所述重整器管系统包括：作为反应室的、按行排列并适于用催化剂填充的多个垂直管，以及用于供应待重整的烃和蒸汽到反应室的装置；所述可运输的重整器进一步包括：
·在燃烧区顶部的平行设置的多个燃烧装置，所述平行设置的燃烧装置被定位在各个重整器管之间，并且由按行排列的多个燃烧器组成，所述燃烧器基本上能够产生被向下引导的火焰并且其适合用于加热该重整器管，用于从反应室释放重整后的合成气的歧管，所述歧管位于反应室的外面，以及
·烟气通道，用于释放在燃烧区中产生的烟道气体，
·多个所述烟气通道被水平方向平行地设置在该燃烧区的下面，并且所述烟气通道被设置在各个歧管之间，所述烟气通道和该燃烧区彼此牢固地连接在一起，并且所述歧管以这种方式连接到该烟气通道，即，使得它们与该重整器的其余部分集成为一体，并由此该已装配好的重整器被设计成可运输的重整器。
在现有技术中，烟气通道被设置在反应室的底部内，以便排出燃烧区中产生的烟气。根据本发明的烟气通道是沿水平方向、平行设置在反应室的外侧和下方，并且在各个歧管之间。由于烟气通道被定位在反应室的外侧，烟气通道能够牢固地与歧管、反应室和外壳牢固地连接以形成系统，因此，根据本系统建造的重整器是可运输的。
该重整器能够被预组装到这种程度，即，它仅需要从装配地点运输到目的地并固定在预先制备的坚固的地基或者混凝土柱上。
如果需要，重整器也能够由以模块为基础的可管理数量的相互依赖的部件来构成，该相互依赖的部件被预先制成以便它们可以在组装的地方被装配在一起，或者以便该相互依赖的部件的模块从组装的地方被运输到目的地并且在目的地进行装配。例如，该重整器能够基本上由相互依赖的顶部部分和相互依赖的底部部分组成，所述顶部部分基本上包括进料系统、重整器管系统和燃烧区，而烟气通道和歧管在底部部分中。
根据本发明的烟气通道设置的结果是，该烟气通道可以具有多种形状，并由此该烟气通道能够具有U、V或梯形横截面形状。
该烟气通道被定位使得开口朝上，以便在反应室中产生的烟气可以流进烟气通道，该开口由提供有烟气入口的盖板覆盖。
通过盖板进入烟气通道的烟气入口被成型为盖板之间的槽、孔、旋风引导器或间隙。
因此，热的烟气能够流过烟气通道，该烟气通道具有内壁和外壁，烟气通道的内壁由耐火衬里形成并且该烟气通道的外壁由钢形成，其内壁和外壁彼此牢固地附着。
在此，外壁通常由钢制成；内壁的耐火衬里例如可以是由石头、混凝土、纤维或其它难熔材料构成。当然，该内壁和外壁需要以这样的方式相互连接使得它们自身能够被运输。因此，该重整器能够整体被运输，烟气通道被连接到，例如燃烧区和歧管的底部，另一情况连接到烟气通道或燃烧区的底部。在歧管下有沿其整个长度方向上以预定间隔设置的紧固件和支撑件，用以支撑所述歧管。这些紧固件和载体可以具有各种构造设计。
同时，该歧管的紧固件或支撑件分别设置在独立的梁上，每个梁在外壁上连接两个烟气通道以便重整器管系统的负荷被传递到烟气通道的外壁。
歧管的支撑件能够被可以各自垂直地布置在独立的梁上，每个所述梁在外壁上横向连接两个烟气通道以便重整器管系统的负荷被传递到烟气通道的外壁。在第一步骤中，重整器管系统由此牢固地连接到炉箱上。梁上支撑件的构造可以设计成等边梯形的形状，基于此种变体，也实现了相同的稳定性和负载分布。
如上所述，将歧管附着到重整器的其余部分上仅构成一种变体。只要取得的效果相同，还可以设计不同的歧管的紧固件或支撑件。例如，歧管还可以通过位于炉箱底部的管悬挂器结构实现附着。
当完全组装好的重整器被固定到目的地的预先准备点，通常有固定的坚固的混凝土柱，在地板和歧管之间具有特定的预先确定的距离。这也使得歧管会被自然冷却。为了确保歧管在任何情况下能被如此冷却，提供了暖空气堆栈以便两个烟气通道之间的每个间隙的一端被连接到独立的或共同的暖空气堆栈，该堆栈的自然通风保证了间隙内新鲜空气的持续供应。
附图说明
图1和图2示出了根据本发明所设计的可运输的重整器的烟气通道和歧管。
附图标记说明
1 烟气通道
2 歧管
3 耐火衬里
4 梁
5 盖板
6 工艺气体管
7 燃烧装置
8 暖空气堆栈
具体实施方式
完全装配好的重整器能够作为一个整体加以运输。基本上包括重整器管系统和燃烧装置的反应室在此仅以简化的方式加以示出。
图1示出了在燃烧区下面、沿水平方向平行设置的多个烟气通道(1)和歧管(2)，所述烟气通道(1)被定位在每个歧管(2)之间。烟气通道的深度可以2米到3米，优选为2.5米，烟道气通道的宽度0.5米到0.8米，并且烟气通道(1)的耐火衬里(3)是约0.2米到0.35米。包括耐火材料衬里的歧管(2)的直径为0.5米至0.66米。
除了燃烧装置(7)、工艺气体管(6)和歧管(2)，图2还示出了暖空气堆栈(8)使得在歧管之间的新鲜空气的持续供应得以保证。

Claims (13)

1.一种在升高的压力下使用蒸汽对烃进行催化初级重整的可运输的重整器，包括重整器管系统和燃烧区，所述重整器管系统包括作为反应室的按行排列并适于用催化剂填充的多个垂直管以及用于供应待重整的烃和蒸汽到反应室的装置；所述可运输的重整器进一步包括：
在燃烧区顶部的相互平行设置的多个燃烧装置，所述平行设置的燃烧装置被定位在各个重整器管之间，并且由按行排列的多个燃烧器组成，所述燃烧器基本上能够产生被向下引导的火焰并且其适合用于加热该重整器管；
用于从反应室释放重整后的合成气的歧管，所述歧管位于反应室的外面；以及
烟气通道，用于释放在燃烧区中产生的烟气，
其特征在于，
多个所述烟气通道沿水平方向平行地设置在该燃烧区的下面，并且所述烟气通道被设置在各个歧管之间，所述烟气通道和燃烧区彼此牢固地连接在一起，并且所述歧管以这种方式连接到该烟气通道，即，使得它们与该重整器的其余部分集成为一体，并由此该已装配好的重整器被设计成为可运输的重整器。
2.根据权利要求1所述的可运输的重整器，其特征在于，该重整器由以模块为基础的可管理数量的相互依赖的部件形成。
3.根据权利要求1或2所述的可运输的重整器，其特征在于，该相互依赖的部件被预先制成以便它们可以在组装的地点被装配在一起。
4.根据权利要求1所述的可运输的重整器，其特征在于，所述烟气通道具有U形截面。
5.根据权利要求1所述的可运输的重整器，其特征在于，所述烟气通道具有V形截面。
6.根据权利要求1所述的可运输的重整器，其特征在于，所述烟气通道具有梯形截面。
7.根据权利要求1所述的可运输的重整器，其特征在于，所述烟气通道被定位成具有朝上的开口，所述开口由提供有烟气入口的盖板覆盖。
8.根据权利要求1所述的可运输的重整器，其特征在于，通过盖板进入烟气通道的该烟气入口被成型为盖板之间的槽、孔、旋风引导器或间隙。
9.根据权利要求1所述的可运输的重整器，其特征在于，该烟气通道的内壁由耐火衬里形成并且该烟气通道的外壁由钢形成，其内壁和外壁彼此牢固地附着。
10.根据权利要求1所述的可运输的重整器，其特征在于，该些烟气通道连接到燃烧区的底部。
11.根据权利要求1所述的可运输的重整器，其特征在于，在该歧管下,沿其整个长度方向上提供以预定间隔设置的紧固件和支撑件，用以支撑所述歧管。
12.根据权利要求11所述的可运输的重整器，其特征在于，该歧管的紧固件或支撑件被设置在独立的梁上，其中每个所述梁在外壁上连接两个烟气通道以便该重整器管系统的负荷被传递到烟气通道的外壁。
13.根据权利要求1所述的可运输的重整器，其特征在于，两个烟气通道之间的每个间隙的一端被连接到独立的或共同的暖空气堆栈，该堆栈的自然通风保证了间隙内新鲜空气的持续供应。
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