DE1959389B - Vorrichtung zur katalytischer! Reformierung von Kohlenwasserstoffen mit Wasserdampf und Luft - Google Patents
Vorrichtung zur katalytischer! Reformierung von Kohlenwasserstoffen mit Wasserdampf und LuftInfo
- Publication number
- DE1959389B DE1959389B DE1959389B DE 1959389 B DE1959389 B DE 1959389B DE 1959389 B DE1959389 B DE 1959389B
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- reformer
- horizontal
- reaction chamber
- pipe
- air
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 title claims description 10
- 230000003197 catalytic Effects 0.000 title claims description 4
- 238000002407 reforming Methods 0.000 title description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 26
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 16
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 9
- 239000011449 brick Substances 0.000 claims description 8
- 238000001833 catalytic reforming Methods 0.000 claims description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 2
- 230000036633 rest Effects 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 31
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 11
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 8
- 230000002194 synthesizing Effects 0.000 description 8
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 241000282941 Rangifer tarandus Species 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 2
- 230000000630 rising Effects 0.000 description 2
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 2
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- PZZYQPZGQPZBDN-UHFFFAOYSA-N Aluminium silicate Chemical compound O=[Al]O[Si](=O)O[Al]=O PZZYQPZGQPZBDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101700024840 CGAS Proteins 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 241001660766 Labeo rohita Species 0.000 description 1
- 235000011158 Prunus mume Nutrition 0.000 description 1
- 240000002546 Prunus mume Species 0.000 description 1
- 210000004915 Pus Anatomy 0.000 description 1
- 241000270295 Serpentes Species 0.000 description 1
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N ZrO2 Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000001174 ascending Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 229910052570 clay Inorganic materials 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052803 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N ethanolamine Chemical compound NCCO HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable Effects 0.000 description 1
- 238000004079 fireproofing Methods 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- -1 methane Chemical compound 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N oxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001184 potassium carbonate Substances 0.000 description 1
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011949 solid catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Description
Die Erfindung bezieht sieh auf eine Vorrichtung
/ur Reformieriing von fließfähigen Kohlenwasserstoffen,
wie /.. B. Methan hauptsächlich aus Methan bestehendem Erdgas oder verdampftem Schwerbeii/.in.
1:111 ein rohes Synthesegas für die Aminoniaksynthese
od. tiu1 herzustellen. Der fließfähige Kohlenwasserstoff
wird in einem ersten Reformer katalytisch mit Wasserdampf und der Absirom aus dem ersten Reformer
mit Luft umgesetzt, um ein Zwischenproduktgas mit hoher Temperatur herzustellen, welches zum
zweiten katalytischen Reformer geführt wird, um ein rohes Synthesegas herzustellen, das hauptsächlich
Wasserstoff, Kohlenmonoxid und Stickstoff enthält.
Üblicherweise werden bei der zweiten Reformierung der Abstrom aus dem ersten Reformer und Luft
in den zweiten Reformerbehälter als getrennte Ströme eingeführt, welche sich im zweiten Reformerbehalter
mischen und darin umsetzen, unmittelbar bevor sie durch das Katalysatorbett des zweiten Reformers
hindurchströmen. Dieses grundlegende Verfahren ist in den USA.-Patentschriften 3 262 758 und
3 190 730 beschrieben. Verschiedene Ausführungsformen von Dampfreformern, die mit vertikal orientierten,
mit Katalysator gefüllten Reformerrohren ausgerüstet sind, sind in den USA.-Patentschriften
3 119671, 3 129065, 3 127248. 3 172739, 3 215 502 und 3 334 971 beschrieben. Eine verbesserte
Vorrichtung zur Überführung der heißen Gase aus dem ersten Reformer in den zweiten Reformer ist
in der USA.-Patentschrift 3 355 362 angegeben. Ein in der Überführungsleitung eingebauter Brenner ist
in der kanadischen Patentschrift 793 748 angegeben. Es ist auch bekannt, feuerfeste Formlinge innerhalb
des zweiten Reformers anzuordnen, weiche die exotherme Reaktion zwischen der Luft und dem Abstrom
aus dem ersten Reformer günstig beeinflussen und anschließend den resultierenden Gasstrom mit hoher
Temperatur in gleichmäßiger Verteilung dem Katalysatorbett im zweiten Reformer zuführen.
Eine der Hauptschwierigkeiten bei der Konstruktion von Reformierungsvorrichtungen sind die auftretenden
Spannungen und die dadurch hervorgerufenen Brüche, die ihre Ursache in unterschiedlichen
thermischen Expansionen zwischen den verschiedenen Elementen der Vorrichtung und den Verbindungsleitungen
haben. Eine andere Schwierigkeit ist die Erzielung einer gleichmäßigen und vollständigen
Reaktion zwischen der Luft und dem Abstrom aus dem ersten Reformer, damit ein vollständig reagierter
Gasstrom mit gleichmäßiger Zusammensetzung in das Katalysatorbett des zweiten Reformers eintritt.
Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur katalytischen Reformierung von Kohlenwasserstoffen
mit Wasserdampf und Luft, bestehend aus einem heizbaren ersten katalytischen Dampfreformer,
einem vertikalen zweiten Reformer, in dem ein Bett aus Katalysatorteilchen angeordnet ist, und
einer Einrichtung für die Überführung von teilweise umgesetztem Gas aus dem ersten Reformer zum unteren
Teil des zweiten Reformers, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Einrichtung für die Überführung
eine feuerfest ausgekleidete Reaktionskammer enthält, die mit dem ersten Reformer durch ein
horizontales Rohr verbunden ist. welches sich in die Reaktionskammer erstreckt und dabei an die Auskleidung
angrenzt, daß innerhalb eines Teils des Rohres ein Einlaß für Luft, welcher in ein horizontales
Rohr ausläuft, koaxial angeordnet ist, und daß die Kammer mit einem feuerfest ausgekleideten, horizontalen,
zylindrischen Kanal verbunden ist. der in <.\cn unteren Teil des zweiten Reformers eintritt, wobei
die Reaktionskammer. der Kanal, das Rohr und das l.ufleinlaßrolir entlang einer gemeinsamen horizontalen
Achse ausiierichtet sind.
Die Reformer gemäß d«n ϋς* ρ , , , ·,
i 190 730 und 3 261? 758 sind insof^ ^atentschnften e|ne gleichmäßige Reaktion der Luft mit dem Abdungsaemäßen
Vorrichtungen vV ι" Γ" erfm' Strom aus dem ersten Reformer £0Γ#. so daß ein
sten Fall eine Reaktionskammer en' ais lm er" Gasstrom gleichmäßiger Zusammensetzung und
unterhalb des zweiten Reforms VOrses™en ist. die Temperatur in den zweiten Reformer eintritt, wobei
diese Reaktionskammer einL ^k reVSt' wo~ 5 durch eine g'eichförmige katalytische Reaktion im
des zweiten Reformer- bildet/1·" Tdl Katalysatorbett des nachfolgenden zweiten Reforeine
Kammer unterhalb des !VT 'd ?Weiten ~al1 mers stattfindet, ohne daß zu heiße Stellen auftreten
gesehen ist. die aber nicht koavial Keic?rmers vor- °der nur eine unvollständige Reformierung der Koh-
Die Vorrichtuns nach de? Üsf P *\ lenwasserstoffkomponenten erfolgt.
3 355 362 hat den Nachteil diR H τ <· atentschnft 10 Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen
aensatz zu der erfindunasOemHRi. ν ·Τ "" Ge" Vorrichtung wird nun an Hand der Zeichnungen nä-
direkt in den zweiten plf% Vorrichtung — her erläutert. In den Zeichnungen zeigt
durch eine lokale Überhitzu^teS?^ ^' W°~ ^I" ' ^" Schnitt dUFCh die gCSamte V°rrich-
Gemäß der Erf" I · W-rd· tung der Erfindung,
feuerfest ausoekleidetelCamm a'S° e[ne S«cnderie: .5 F ig. 2 einen Schnitt durch einen Teil der VorS
irC TSChen dem emen riChtUng VOn FlgAan de Lii 22
feuerfest ausekleidetelCamm [
Reformer und S zweirCR TSChen dem emen riChtUng VOn FlgAan der Linie 2-2'
Luft und die aus dem eisten RSeformer K vorges^en. F1 g. 3 einen Schnitt durch einen Teil des ersten
Gase werden in SiST1'1*'^01 Reformers von F i g. 1 an der I =nie 3-3 und
führt, wobei sie vor dem Eintner ClnSe- F'g: 4 einen typischen -ertikal orientierten,
former miteinander re^ie en unH 5" τ™™ Re" *° rec,hUvi"khSen' feuerfesten Form.ing, der eine zen-
des Gasstroms in der πfl I, V le TemPeratur trale Öffnung für den Durchgang des Zwischenpro-
erhöht weil Sauerstoff! r™01" S'ch dabei duktgasstroms in den unteren Teil des zweiten Refor-
Komponcntendes Abstroms'ausH,17111 brennb"en merS aus der gesonderten Reaktionskammer auf-
. j-vusuums aus dem primären Re- weist
m1Se rundieumaeDset7f reerItierende SIeichförmig ge- ^ Gemäß Fig.l besteht der erste Reformer aus
Z eren Teil def zueten R ^ ^ da"n in den Seitenwandungen I1 aus einer Deckel und einem
KaSa^ umerhalb d" Boden 3. Der erste Reformer besteht aus einem
Fo2ini » d R Und W f ird durcil feuerfeste rechteckigen oder vertikal angeordneten zylin-■'i
chörCmia zerteiU S V°"· fe,uerfeste" Ziegeln drischen Behälter und besitzt eine innere feuerfeste
cm rSt De" Reakt ο-ðà " "ldaS Katalysatorbett 30 Auskleidung4. Eine Reihe von BrennernS. die mit
pus e nem horizonS Γ "^ vorzu8&weise fließfähigen Kohlenwasserstoffen betrieben werden,
h? t fr DerThTn ange°rdneten zylindrischen Be- ist in den Seitenwandungen 1 und im Boden 3 des
in.das EintdUsenT T d'm, .e|sten R^mer wird Reformers angeordnet, Ströme 6 aus fließfähigem
axiales Rohί eSfh ?" ?l "S dUrCh dn k°" Kohlenwasserstoffbrennstoff und Ströme? aus Verren
SarnmeileiSfuhrt'Welch" slch vo" einer unte- 35 brennungsluft werden in die Brenner 5 eingeführt,
reckrnas f S a V™ ™orm*r hierher er- Die Verbrennung der Ströme 6 findet innerhalb des
Eiilaßrohf »!Κ ° ^ 3Χ'3' innerhalb d^ ersten Reformers statt, wobei in der Einheit eine
tn"eordnet"\oSeV°^erSten Reformer herf"hrt, stark erhöhte Temperatur hervorgerufen wird. Das
ta c πί 'γ ""ο aUS dem erstcn Re" durch die exotherme Reaktion der Ströme 6 und 7 erbe
den Rohren in Λ1™!6· fage zwischen den 40 zeugte Abgas wird aus dem ersten Reformer über
Die zentrale hnn" dl.e .Re"k'Ionsl«™mer einströmt. eine Leitung 8 abgelassen, welche den heißen Abmer
und der Rohr" » ^ u" Reaktionskam- gasstrom9 zu einer geeigneten Wärmegewinnungs-Au
führunifn^ H T^ bel emer tyPischen vorrichtu"g «hrt, wie z.B. zu einem Boiler (nicht
Austuhrungifoirn der erfindungsgemäßen Vorrich- gezeigt), der verwendbaren Dampf erzeugt
daß Βε^ήϊί fr ^ ^™ Reformers' » 45 Ströme 10 aus fließfähigen Kohlenwasserstoffen,
Sn ?n e t7sungen a"f Grund thermischer Deforma- die aus Methan, hauptsächlich aus Methan bestehention
entlang d.eser Achsen stattfinden und thermi- dem Erdgas, verdampftem Schwerbenzin oder ande-Ü
„1?annungen, .a"f Grund von unterschiedlicher ren fließfähigen Kohlenwasserstoffen bestehen kön-Ausdehning
verhindert werden. Die gesamte Vor- nen, werden mit Wasserdampfströmen 11 vereinigt
HnR h"8 If mi, u f^erfestem Material ausgekleidet, so 5° ur Beschickungsströme 12 für den ersten Reformer
dali die Metallhulsen verhältnismäßig kalt gehalten zu bilden, welche durch Einlaßdüsen 13 in den oberen
werden und thermische Ausdehnungen verhältnismä- Teil von vertikal angeordneten Refoimerrohren 14
big gering sind Auch ist wegen der angegebenen An- eingeführt werden. Ein Katalysatorbett 15 wird
Ordnung und der direkten Verbindung zwischen den durch ein umeres Gitter 16, das sich in jedem Rohr
einzelnen Einheiten der horizontale Abstand von der 55 14 befindet, getragen, und die Rohre 14 und die Bet-Sammelleiiung
des ersten Reformers, die sich bewe- ten 15 werden durch die Brenner 5 auf eine stark ergen
kann, und dem zweiten Reformer, welcher fest höhte Temperatur erhitzt. Das Bett 15 in jedem Rohr
vuiankcil ist. klein. Die gesamte Vorrichtungskombi- 14 kann a· s irgendeinem festen Katalysator beste-Ii:;
ion dchnl sich horizontal in Richtung der Aus- hen. welcher die katalytische Reaktion /.wischen
intlssamme leitung des ersten Reformers aus. welche 60 Wasserdampf und einem'fließfähigen Kohlenwasser-11111
den Kohicii des ersten Relormers durch einzelne stoff, bei der W.-.sserstoif und Kohlenmonoxid entgekiummu·
Rohre "der durch andere Hinrichtungen. steht, fördert. Geeignete Katalysatoren für die Verweiuie
lciv-hl die l.irnimehc Ausdehnung aul'neh- wendimg in den Betten 15 sind Nickel oder Kobalt
men. verbunden ist. wodurch die serhaltnismäBig oder deren Oxide, Zirkonoxid. Chromoxid iVlolvbklemen
thermischen Ausdehnungen ohne Spannun- 65 dänoxid oder Katalysatoren, wie sie in der USA -Pagen
kompensiert wenl. .. Ι-,ιη anderer Vorteil derer- Icnlschrilt 2 056 91 1 beschrieben sind. Diese Katalylinduimsi;em;,Ben
Vornehlung hestehl darin, daß die satoren können auf einem Träger, wie /. B Kaolin
gesonderte Reaktionskainmer in wirksamer Weise für oder Tonerde, niedergesehlageirsein
Diis erhaltene Gasgemisch, das aus den Hellen 15 Ziegeln 34 einer Hbene sich im rechlen Winkel oder
durch die Gilter 16 austritt, enthält Wasserstoff, senkrecht zu den Ziegeln in einer benachbarten
Kohlenmonoxid, Wasserdampf und nichtumgcsctztc Ebene erstrecken. Der aufsteigende Gasstrom wird
Kohlenwasserstoffe. Das Gasgemisch strömt vom un- somit durch die Ziegelreihen 34 im unieivn Teil des
teren Teil der Rohre 14 über gekrümmte Rohre 17 in 5 Reformers 29 gleichmäßig aufgeteilt. Der aufsteieine
Sammelleitung IS, bei der es sich vorzugsweise gende Gasstrom fließt als nächstes nach oben durch
um ein horizontal angeordnetes Rohr handelt. F.in ein Gitter 35. welches auf der obersten Ziegelreihe
horizontales Rohr 19 nimmt das Gasgemisch von der 34 ruht und das Katalysatorbett 36 des zweiten Re-Sammcllcitung
18 auf. Die Achse des Rohres 19 fällt formers trägt. In den meisten Fällen besitzt das Bett
mit der Hauptachse A-A der gesamten Vorrichtung io 36 eine ähnliche Form und eine ähnliehe Zusammenzusammen.
Das Rohr 19 endet in einer zylindrischen setzung wie die weiter oben beschriebenen Betten 15.
Ummantelung 20. Eine Schicht 21 aus einem feuerfe- Im Bett 36 findet eine weitere Reaktion der restlisten
Material, wie z. B. feuerfeste Ziegel, oder ein ge- chen Kohlenwasserstoffe im Gasstrom mit Wassergossencs
feuerfestes Material, ist in dem ringförmi- dampf statt, wobei die erforderliche Wärme durch
gen Raum zwischen dem Rohr 19 und der Ummantc- 15 die fühlbare Wärme des heißen Gasstroms geliefert
lung 20 angeordnet. Das Lufteinlaßrohr 22 ist ko- wird, welche Wärme vorher in der Reaktionskammer
axial innerhalb eines Teils des Rohres 19 angeord- 25 erzeugt worden ist. Der erhaltene, vollständig renet,
so daß der Abgasstrom aus dem ersten Reformer formierte Gasstrom, der aus dem Bett 36 nach oben
durch den ringförmigen Raum zwischen den Rohren austritt, enthält nunmehr hauptsächlich Wasserstoff,
22 und 19 hindurch fließt. Ein konischer Verteiler 23 ao Kohlenmonoxid, restlichen Wasserdampf, Kolilenist
zentral am Austritt des Rohres 22 vorgesehen, dioxid und Stickstoff und stellt ein rohes Synthesegas
wobei die Achse des Verteilers 23 ebenfalls auf der dar, das sich für die Verwendung in der Ammoniak-Achse
A-A angeordnet ist. Der aus dem Rohr 22 synthese eignet, nachdem es in der üblichen Weise
austretende Luftstrom wird durch den Verteiler 23 in weitcr-vrarbeitet worden ist.
den ringförmigen Abstrom aus dem ersten Reformer as Das aus dem Katalysatorbett 36 aufsteigende
abgelenkt und damit gemischt, wobei eine exotherme heiße Synthesegas wird nunmehr vorzugsweise in
Reaktion mit den brennbaren Komponenten im Ab- einem Boiler 37 abgekühlt. Sowohl der Reformer 2')
strom aus dem ersten Reformer stattfindet, was einen als auch der Boiler 37 hostchen vorzugsweise ans
weiteren Temperaturanstieg zur Folge hai. Das rca- vertikal angeordneten zylindrischen Behältern, deren
gierende Gasgemisch strömt von der Hülse 24 axial 30 Achsen auf einer gemeinsamen Achse B-B liegen, die
nach außen in die horizontal angeordnete zylindrische senkrecht die Hauptachse A-A im unteren Teil dei
Reaktionskammer 25, die mit einer inneren feuerfe- Behälters 29 schneidet. Eine Auslaßlcitung 38 für rosten
Auskleidung 26 ausgerüstet ist. Eine weitere Rc- hes Synthesegas ist im oberen Teil des Boilers 3/
aktion des Gasgemisches findet in der Reaktionskam- vorgesehen und führt das abgekühlte rohe Synthcsemer
25 statt, wobei ein gleichförmiger Gasstrom mit 35 gas zu einer weiteren Verarbeitung, wobei weiterer
einer stark erhöhten Temperatur gebildet wird. Die Wasserstoff und Kohlendioxid gebildet werden. Das
zentrale horizontale Achse der Reaktionskammer 25 Kohlendioxid kann durch Waschen des Gasstroms
ist in der Hauptvorrichtungsachse A-A ausgerichtet. mit einer wäßrigen Kaliumcarbonatlösung oder mit
Die Reaktionskammer 25 endet vorzugsweise mit einer Äthanolaminlösung beseitigt werden, bevor der
einem kegelstumpfförmigen konvergierenden Ab- 40 Gasstrom zur Ammoniaksynthesc geführt wird,
schnitt 27, der sich zu einer horizontalen Übergangs- Der obere Teil des Boilers 37 ist mittels einer
leitung 28 erstreckt. Die Elemente 27 und 28 sind Flanschverbindung 40 mit dem Boilerkopf 41 vervorzugsweise
feuerfest ausgekleidet, und die horizon- bunden, der einen leichten Zugang und außerdem die
talen Achsen der Elemente 27 und 28 sind in der Einführung der Boilerschlangen gestattet. Ein Was-Achsc/ί-Λ
ausgerichtet. 45 serstrom 42 wird über einen Ansatz 43 :n eine
Die Leitung 28 führt das Zwischenproduktes, Boilerschlangc 44 eingeführt, die sich vertikal durch
welches nunmehr eine gleichförmig stark erhöhte den Boiler 37 erstreckt und mit der Wärme in Form
Temperatur aufweist und ein Reaktionsgleichgewicht von Wasserdampf gewonnen wird. Das resultierende
erreicht hat, von der Reaktionskammer 25 horizontal Gemisch aus Wasserdampf und restlichem Wasser
in den unteren Teil des vertikal angeordneten zwei- 50 wird aus der Schlange 44 über einen Ansatz 45 als
ten Reformers 29, der mit einer inneren feuerfesten Strom 46 abgeführt, welcher zu einem Wasserdampf-Auskleidung
30 ausgerüstet ist. Das Zwischenpro- behälter oder einer anderen geeigneten Einrichtung
duktgas wird aus der Leitung 28 in die Einheit 29 geführt wird, wo der Wasserdampf von dem restliüber
eine untere, zentral angeordnete Passage einge- chen flüssigen Wasser abgetrennt wird, das wieder
führt, welche durch die zentralen Öffnungen in den 55 zum Strom 42 zurückgeführt werden kann,
im Abstand und vertikal angeordneten feuerfesten In F i g. 2 sind die Hauptelemente der Vorrich-
Formlingen 31 gebildet wird. Die Formlinge sind tungskombination der Erfindung in einem Horizonvorzugsweise
rechteckig oder quadratisch und besit- talschnitt zu sehen, wobei die einzelnen Elemente 19,
zen außerdem eine kreisförmige oder ovale zentrale 22, 23, 24, 25, 27 und 28 koaxial in der Hauptachse
Öffnung. Die Formlinge 31 werden durch eine Reihe 60 A-A ausgerichtet sind. Der Abstrom 47 aus dem ervon
feuerfesten Ziegeln 32 getragen, welche ihrer- sten Reformer wird durch die Sammelleitung 18 des
seits auf dem Boden einer gegossenen feuerfesten ersten Reformers zum Rohr 19 geführt. Ein Luft-Masse
33 angeordnet sind. Das Zwischenproduktgas strom 48 wird durch ein Gebläse 49 verdichtet, welströmt
durch die horizontale Passage nach innen und ches einen Luftstrom 50 in das Rohr 22 abgibt., das
dann durch die Zwischenräume zwischen den Form- 65 sich in das Rohr 19 erstreckt und hierauf krümmt, so
ingen 31 nach oben. Dann fließt der Gasstrom zwi- daß es auf der Achse A-A koaxial mit dem Rohr
sehen die Reihen von im Abstand angeordneten Zie- ausgerichtet ist.
34 hindurch, wobei die parallelen Reihen von Beim Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung
2697
-Ί oder 'biirle μ
ι wild eil des iifsieidiiix'h
■ I reihe η Kes Hell lmcn-•n 15.
restliasscr-Jiircli
iefert nmer g reohcn stoff,
llen-■cgas liak-'cise
aus ren die des ro-37 serer >as iis
lit er
er rie
h η e r s
dehnen sich die ein/einen l.lemenle der Vm liclilung.
die koaxial auf der Achse Λ-Λ ausgelichtet sind, linear
entlang da Achse .1.1 aus. wenn sie durch Erwärmung
verlangen weiden, wobei die hori/ontalen
Onsvcriimleruniien seliliel.llieh durch die Sammellei- S
lung 18 iiiifgenoinmeii werden, die durch ile\ihle iie-
krümmte Rohu· 17 schallen wird, wie dies in F i }·.
msehcn ist. Die ein/einen l-llcmcntc 17 können sich
verrücken, so dal.', sie die thermische Ausclclumg
aufnehmen, oder mindestens ein Teil der Aiisdehnung
kann durch eine seitliche Verkrümmung der unteren Teile der Rohre 14 oder durch eine pendelartige
Ortsveriindcrung der Rohre 14 um eine obere
Achse aufgefangen werden. Der Einbau der Elemente 23, 24, 31 und 34 in
die erfiiulungsgeinäUe Vorrichtung stellt nur eine bevorzugte
Ausfiihrungsform tl.it. In tier Praxis können
auch andere funktionell gleichwertige Elemente verwendet werden. Is können auch andere Boilcranordniingen
im /weiten RelOimer 2«) vorgesehen werden,
oder es kann auch ein gesonderter »oiler zur Ve£
wenduny gelangen, jedoch stellt der Aufbau des Abschnitts
37 und der zugehörigen Hilfseinrichtungen eine bevorzugte Ausführungsforni der erfindungsgemäßen
Vorrichtung dar, da die Ausrichtung der einzelnen l-inheiten auf der Achse Ii-B eine vertikale
Ortsveränderung entlang der Achse B-B, die dufcn
eine thermische Ausdehnung entstehen kann, gestaltet, ohne daß Spannungen oder sogar Brüche auftreten.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
209 540/421
2697
Claims (5)
1. Vorrichtung zur katalytischen Reformierung von Kohlenwasserstoffen mit Wasserdampf und
Luft, bestehend aus einem heizbaren ersten katalytischen Dampfreformer, einem vertikalen zweiten
Reformer, in dem ein Bett aus Katalysatorteilchen angeordnet ist, und einer Einrichtung für
die Überführung von teilweise umgesetztem Gas aus dem ersten Reformer zum unteren Teil des
zweiten Reformers, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtung für die. Überführung eine feuerfest ausgekleidete Reaktionskammer (25) enthält, die mit dem ersten Reformer
durch ein horizontales Rohr (19) verbunden ist, weiches sich in die Reaktionskammer (25) erstreckt
und daK; an die Auskleidung (21) angrenzt, daß innerhalb eines Teils des Rohres (19)
ein Einlaß für Luft, welcher in ein horizontales Rohr (22) ausläuft, koaxial angeordnet ist, und
daß die Kammer (25) mit einem feuerfest ausgekleideten, horizontalen, zylindrischen Kanal (28)
verbunden ist, der in den unteren Teil des zweiten Reformers (29) eintritt, wobei die Reaktionskammer
(25). der Kanal (28), das Rohr (19) und das Lufteinlaßrohr (22) entlang einer gemeinsamen
horizontalen Achse ausgerichtet sind.
2. Vorrichtung ./ach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet,
daß an das Auslafjnde des horizontalen
Lufteinlaßrohres (22) ein konischer Luftverteiler (23) angrenzt und t ne koaxiale,
feuerfeste Hülse (24) um den Verteiler angebracht ist, die sich vom Austritt des Rohres (19)
in die Reaktionskammer (2£) erstreckt.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste
Reformer aus einem vertikalen Behälter (1 , 2, 3) besteht, der mit einer Reihe von vertikalen, mit
Katalysator gefüllten Reformerrohren (14) ausgerüstet ist, und daß eine horizontale Sammelleitung
(18) mit den unteren Enden der genannten Rohre verbunden ist, wobei das Rohr (19), das in die
Reaktionskammer (25) führt, an dieser Sammelleitung angeschlossen ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Katalysatorbett
im zweiten Reformer (29) auf einem horizontalen Drahtnetz (35) ruht, das über mehreren
horizontalen Reihen aus im Abstand angeordneten feuerfesten Ziegeln (34) angebracht
ist und die Ziegelreihen auf einer unteren horizontalen Reihe von parallelen, im Abstand angeordneten,
vertikalen, rechteckigen, feuerfesten Formungen (31) mit einer zentralen öffnung ruhen.
5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein die
überschüssige Wärme aufnehmender Dampfboiler (37) über dem zweiten Reformer (29) anücordnet
isi. r>o
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69432233T2 (de) | Verfahren zur Durchführung von endothermen Reaktionen | |
EP3296255A1 (de) | Reformerrohr mit strukturiertem katalysator und verbessertem wärmehaushalt | |
DE112005000390B4 (de) | Integrierte Brennstoffverarbeitungsanlage für eine dezentrale Wasserstoffproduktion | |
DE60112861T2 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur Reformierung von Kohlenwasserstoff | |
DE69800734T2 (de) | Erzeugung eines Synthesegases durch Dampfreformierung unter Verwendung eines katalysierten Hardware | |
DE2513499C2 (de) | ||
DE10119083C1 (de) | Kompakt-Dampf-Reformer | |
DE69736438T2 (de) | Methode zur dampfreformierung von kohlenwasserstoffen | |
EP2776365B1 (de) | Reformerrohr mit internem wärmeaustausch | |
EP1425244B1 (de) | Kompakte reformereinheit zur wasserstofferzeugung aus gasformigen kohlenwasserstoffen im kleinen leistungsbereich | |
EP2512981B1 (de) | Verfahren zum betreiben eines reformerofens und reformeranlage | |
DE68913249T2 (de) | Vorrichtung für Kohlenwasserstoffreformierung. | |
DE19727841A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur autothermen Reformierung von Kohlenwasserstoffen | |
DE3149856A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur herstellung von synthesegas | |
EP0110093B1 (de) | Vorrichtung zur Erzeugung von Produktgas mit Wasserstoff- und Kohlenoxyde-Gehalten | |
EP3266739B1 (de) | Korrosionsgeschütztes reformerrohr mit internem wärmeaustausch | |
DE2042996A1 (de) | Reformierofen | |
EP4155259A1 (de) | Verfahren zum herstellen von synthesegas mit reduziertem dampfexport | |
DE3922446A1 (de) | Verfahren und reaktor zum reformieren von kohlenwasserstoff(en) | |
DE60103602T2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Styrol durch Dehydrierung von Ethylbenzol sowie Anlage die in diesem Verfahren verwendet werden kann | |
EP1717198A2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Hochtemperaturreformierung | |
DE102017120814A1 (de) | Konvertierungsreaktor und Verfahrensführung | |
DE69002452T2 (de) | Festbettreaktor. | |
DE3345088C2 (de) | ||
CH670052A5 (de) |