DE2042996A1 - Reformierofen - Google Patents

Reformierofen

Info

Publication number
DE2042996A1
DE2042996A1 DE19702042996 DE2042996A DE2042996A1 DE 2042996 A1 DE2042996 A1 DE 2042996A1 DE 19702042996 DE19702042996 DE 19702042996 DE 2042996 A DE2042996 A DE 2042996A DE 2042996 A1 DE2042996 A1 DE 2042996A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
line
main
tubes
furnace
pipes
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.)
Ceased
Application number
DE19702042996
Other languages
English (en)
Other versions
DE2042996B2 (de
Inventor
Arthur C Mornstown Deunejun Frank A Westfield N J Worley (V St A)
Original Assignee
Esso Research and Engineering Co , Linden, NJ (VStA)
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Esso Research and Engineering Co , Linden, NJ (VStA) filed Critical Esso Research and Engineering Co , Linden, NJ (VStA)
Publication of DE2042996A1 publication Critical patent/DE2042996A1/de
Publication of DE2042996B2 publication Critical patent/DE2042996B2/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/06—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds in tube reactors; the solid particles being arranged in tubes
    • B01J8/062—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds in tube reactors; the solid particles being arranged in tubes being installed in a furnace
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/38—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts
    • C01B3/384—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts the catalyst being continuously externally heated

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)

Description

Re formierofen
Die Erfindung bezieht sich auf Röhrenofen zur Reformierung in Dampfform. Im besonderen bezieht sich die Erfindung auf verbesserte Reformieröfen, die aus einem Ofengehäuse, einer Mehrzahl senkrecht liegender Rahre, die sich innerhalb des Ofengehäuses erstrecken und in denen die Reformierung von Kohlenwasserstoffen in Dampfform erfolgt, horizontalen Kopfleitungen und horizontalen Ableitungen bestehen. Dabei besteht die Verbesserung darin, die Kopfzuleitung und besonders auch die Ableitung mit einer feuerfesten Auskleidung zu versehen. Bei einer Ausführungsform der Erfindung besteht die Verbindung zwischen den Rohren und der Ableitung aus einer verhältnismäßig kurzen, senkrechten Röhre von geringem Durchmesser. Bei einer anderen Ausführungsform besteht die Verbindung zwischen der Zuleitung und den Rohren aus verhältnismäßig dünnen Leitungen oder Röhren, die mehr als eine Biegung um mehr als 180° in ihrer Länge aufweisen, d.h. die spiralig gewunden sind.
Das Reformieren in Dampfform ist ein altbekanntes Verfahren, das in der Umwandlung von Kohlenwasserstoffen oder Mischungen von Kohlenwasserstoffen mit Dampf im allg. in Gegenwart eines
109817/1812
Katalysators bestellt und zu Wasserstoff und Kohlenoxyden gemäß folgender Reaktionsgleichung führt, wobei Methan als Kohlenwasserstoff angenommen ist.
CH4 + H2O CO + 3H2 (A)
CO + H2O CO2 + H2 (B)
Die erste Reaktion, die als Reformierreaktion bekannt ist, verläuft endothermisch, während die zweite Reaktion, die als Um-. Setzungsreaktion bekannt ist, exotherm verläuft. Indessen ist die Gesamtreaktion in hohem Maße endotherm. Sie wird in einem Röhrenofen durchgeführt, wobei die Rohre innerhalb des Ofens angeordnet sind und die Reaktionsteilnehmer durch die Rohre hindurchfließen. Diese sind im allgemeinen mit einem Katalysator, z.B. Nickeloxyd, beschickt.
Da die Reaktion bei verhältnismäßig hohen Temperaturen, beispielsweise bei 760 bis 8700C durchgeführt wird, bewirkt die thermische Ausdehnung der Rohre und der "Verbindungsleitungen erhebliche Wärmebewegungen, die in irgendeiner Weise aufgefangen werden müssen. Überdies kann während bestimmter Arbeitsperioden eine Dampfkondensation stattfinden, die ihrerseits einen Korro- f sionsangriff auf die Legierungsbestandteile verursachen kann. Dementsprechend ist es ein Ziel der Erfindung, ein vollständiges Ofensystem zu schaffen, bei dem die thermische Ausdehnung und r die hiermit verbundenen Spannungen vermindert und geregelt und die Möglichkeit eines Korrosionsangriffs an den kritischen Stellen des Ofens im wesentlichen herabgesetzt sind, soweit sie nicht gänzlich ausgeschaltet werden können.
Gemäß der Erfindung ist daher ein verbesserter Reformierofen vorgesehen, der aus einem Ofengehäuse, einer Mehrzahl senkrecht stehender Rohre, innerhalb derer die Reformierungsreaktion verläuft und die sich innerhalb des Ofengehäuses erstrecken, besteht. Der innerhalb des Ofengehäuses vorhandene Rohrteil'ist unmittelbar der Hitze ausgesetzt, die durch die Verbrennung des
109817/1812
Ofenbrennstoffs erzeugt wird, lerner "besteht die Anordnung aus einem horizontalen Kopfzuleitungsrohr, das zur Zuführung von Dampf und Kohlenwasserstoff in die Rohre dient, wobei eine Leitung von verhältnismäßig geringem Durchmesser die Zuleitung mit den Rohren verbindet. Diese Zuleitung befindet sich außerhalb des Ofengehäuses und besitzt vorzugsweise mehr als eine Biegung um mehr als 180°. Ferner ist ein mit feuerfestem Material ausgekleideter horizontaler Auslaß vorgesehen sowie eine kurze Verbindungsleitung zwischen den Rohren und diesem Auslaß, der sich außerhalb des Ofengehäuses befindet. Zusätzlich kann auch die Zuleitung mit feuerfestem Material ausgekleidet sein.
Die Verwendung von ausgekleideten Zu- und Ableitungen, insbesondere an dem sehr heißen Austrittspunkt, besitzt im wesentlichen den Vorteil, die Verwendung von kostspieligen Legierungsrohren überflüssig zu machen, die bei den hohen Austrittstemperaturen von etwa 760 bis 870° erforderlich waren. Hierzu wurden sogenannter 316ner rostfreier Stahl, ferner die Legierung "Incoloy 800", ferner Chromnickelstahl und dergleichen verwendet. Die Erfindung ermöglicht die Verwendung von einfachem, verhältnismäßig billigen Kohlenstoffstahl für die Verbindungsleitung, d.h. einem Stahl, der einen Kohlenstoffgehalt zwischen etwa 0,05 und etwa 1,05% besitzt. Zusätzlich zu der Verminderung der Kosten der Rohrleitung, die am Austrittsende erforder— lieh ist, besitzt die ausgekleidete Ableitung noch den Vorteil, daß sie bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen von etwa 65 bis etwa 177° betrieben werden kann, so daß die Festigkeit des Kohlenstoffstahls durch die hohe Temperatur nicht in Mitleidenschaft gezogen wird. Hierdurch wird auch im wesentlichen die sehr beträchtliche seitliche und axiale Bewegung vermindert, die durch die Wärmeausdehnung hervorgerufen wird. Derartige Bewegungen erfordern im allgemeinen die Verwendung komplizierter und teurer Führungen, Stützen und Hemmungsvorrichtungen.
Weiterhin bringt - was ebenfalls einen entscheidenden Vorteil bedeutet - die Verwendung nichtausgekleideter Zu- und Ableitun-
109817/1812
gen aus Metallegierungen die Gefahr mit sich, daß sie durch plötzliche thermische Beanspruchung infolge unerwarteter Einleitung von Dampfkondensat in die heiße, aus Metallegierung bestehende Leitung "brechen, ebenso die Gefahr des Korrosionsangriffes, wie beispielsweise KorrosionsSpannungsbruch, der durch die Ansammlung von Dampfkondensat an den unteren Stellen des Auslaßsystems entstehen kann. So sind beispielsweise austenitische Stahlsorten gegen Spannungskorrosionsbruch durch Wasser hochempfindlich, wenn dieses Spuren von Chloriden enthält. Ferner erfordern Zu- und Ableitungen aus Metallegierungen zu ihrer Wartung spezielle Techniken und erfahrenes Personal für die Schweißoperationen. Kohlenstoffstahl bietet dagegen keine solchen besonderen Probleme.
Die folgende Beschreibung der beiliegenden Zeichnungen dient zur besseren Erläuterung der Erfindung und der verschiedenen zusätzlichen Ausführungsformen und Merkmale des verbesserten Ofens.
Fig. 1 ist eine allgemeine schematische Wiedergabe eines Reformierungsverfahrens,
Fig. 2 ist eine Einzelansicht der Verbindungsleitungen am Ofenauslaß,
* Fig. 3 ist eine Einzelansicht der Einleitungsstelle des Ofens,
Fig. 4 ist eine andersartige Ausführungsform der Einlaßleitung. Sie zeigt ein Rohr mit geringem Durchmesser in Form einer Spirale.
In den Zeichnungen sind gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Der Ofen 10 enthält eine Mehrzahl von Rohren 12, die im allgemeinen senkrecht und parallel zueinander und häufig in . mehreren Reihen angeordnet sind. In den Rohren befindet sich der Katalysator. Die Rohre werden von einem Konstruktionsbalken 11 mit Hilfe von elastischen Gliedern, beispielsweise Hängefedern gehalten. Die Zuführungsleitung 14, die vorteilhaft mit feuerfe-
109817/1812
stem Material ausgekleidet sein kann, beispielsweise mit leichter Kieselsäure oder feuerfestem Aluminiumoxyd, leitet Dampf und den Kohlenwasserstoff, beispielsweise Methan, im allgemeinen von einem nicht dargestellten Vorerhitzer, der die Reaktionsteilnehmer in Gasform überführt und das Ausgangsmaterial auf eine Temperatur in der Größenordnung zwischen 205 und 677°» beispielsweise auf 480°, vorerhitzt, in die Rohre unter Vermittlung der biegsamen Leitung 16 von geringem Durchmesser. Diese ist hier der Einfachheit halber als bogenförmige Verbindung zwischen der Zuführungsleitung 14- und dem Rohr 12 gezeichnet. Die Beschickung fließt abwärts durch die mit dem Katalysator gefüllten Rohre 12 und wird entsprechend den oben angeführten Reaktionen A und B umgewandelt. Das mit der Ziffer 18 bezeichnete Gebiet des Ofens ist die Strahlungsregion des Ofens, in der die Rohre unmittelbar dem verbrennenden Heizmaterial ausgesetzt sind. Der Rohrabschnitt innerhalb dieses Gebiets wird oft als die "Feuerregion" des Rohrofens oder das "befeuerte Rohr" bezeichnet. Bei dem Ofen handelt es sich um irgendeinen gebräuchlichen Hochtemperatur-Ofen, der für gewöhnlich mit Gas beheizt und mit feuerfesten Ziegeln oder einer gießbaren feuerfesten Masse ausgekleidet ist.
Die reformierte Mischung der Bestandteile fließt aus dem Rohr durch einen Verbindungsauslaß von geringem Durchmesser 20 ab, der kurz und nicht biegsam ist, und gelangt dann in die Auslaßhauptleitung 22, die innerlich mit feuerfestem Material 24 ausgekleidet ist, Dann fließt die Mischung der Verbindungen durch einen nicht dargestellten Heizkessel zur Verwertung der überschüssigen Hitze und wird dann zur endgültigen Verwendung aufgefangen, beispielsweise als Reduziergas für eine Anzahl verschiedener Zwecke.
Gemäß Fig. 2 fließen die erzeugten Gase durch das Rohr 12, das mit dem Katalysator 9 beschickt wird, der seinerseits auf einem nicht dargestellten Katalysatornetz ruht. Das Rohr erstreckt sich durch die Strahlungszone 18 und dringt durch die
109817/1812
Ofensohle 26 hindurch.· Um Wärmeverluste zu vermeiden, ist der Teil des Rohres unterhalb der Ofensohle 26 mit einer passenden Isolierung 28, z.B. aus Glasfaser oder anderem für die herrschende Temperatur geeigneten Rohrisolierungsmaterial, umgeben. Das erzeugte Gas fließt dann durch die kurze, nicht biegsame Leitung von geringem Durchmesser in die Hauptauslaßleitung 22 aus Kohlenstoffstahl, die mit feuerfestem Material 24- ausgekleidet ist. Ein Verschlußring 30 ausrostfreiem Stahl sichert die Rohröffnung in der Ofensohle und bildet so einen Gleitsitz für das Rohr. Der Verschlußring 30 wird durch Haltefinger 31 aus Kohlenstoff- W stahl in seiner Lage gehalten, die an der Ofensohle befestigt sind.
Die Verwendung einer kurzen, verhältnismäßig starren Rohrverbindung 20 von geringem Durchmesser, die dazu bestimmt ist, die erzeugten Gase aus dem Rohr 12 in die Hauptauslaßleitung 22 zu überführen, bringt verschiedene wichtige Vorteile mit sich. Die Kürze des Rohres vermeidet jegliche Kondensatbnsstellen, an denen eine Korrosion oder ein Bruch durch plötzliche thermische Beanspruchung eintreten könnte. Der geringe Durchmesser gestattet auch ein Abklemmen des Rohres und eine Unterbrechung des Stroms, ohne daß es notwendig ist, den Ofen herunterzukühlen. Von größerer Bedeutung ist es jedoch, daß die Länge des Rohres 20 genügend kurz ist, so daß es keine wesentliche Wärmeausdehnung durch die Endleitung erfährt und die gesamte Wärmeausdehnung des Rohres 12 nach oben in axialer Richtung mit dem Rohr abgeleitet wird. Seitliche Bewegungen, die mit der Wärmeausdehmng der Endleitung verbunden sind, werden durch das Rohr aufgenommen, das oben am Ofen freihängend befestigt ist. Die kurze Länge des Rohrs 20 wird durch die Auskleidung der Endleitung 22 ermöglicht. Frühere Ofenkonstruktionen mit nicht ausgekleideten Hauptleitungen ergaben oft eine Wärmeausdehnung bis zu 45,7 cm auf 30,5 m. Länge der Endleitung. Dies erforderte ein erheblich längeres Rohr zur Verbindung mit der Hauptleitung, um diese Längenzunahme auszugleichen. Die kurze Rohrleitung 20 ist auch in der Lage, das Rohr abzustützen, falls die Rohrbefesti-
109817/1812
gung versagen sollte.
Die Wärmeausdehnung in senkrechter Richtung und die hiermit verbundenen axialen und seitlichen Spannungen werden, wie aus Fig.3 ersichtlich., kompensiert. Hier strömt das in der Haupt zuführleitung 14, die mit feuerfestem Material 15 ausgekleidet ist, vorhandene Rohmaterial in ein dünnwandiges, biegsames Rohr 16 von geringem Durchmesser, das mit dem Rohr 12 in Verbindung steht. Das Rohr 12 reicht durch eine öffnung im Oberteil des Ofengewölbes 35 hindurch. Dabei haben der Verschlußring 33 aus rostfreiem Stahl und die Halterungen 34- eine ähnliche Wirkung wie der Verschlußring 30 und die Haltefinger 31» die oben beschrieben sind. Der aus dem Ofen herausragende Teil des Rohres kann eine Isolierung 32 aufweisen, um eine Vorwärmung zu verhüten. Wie bereits erwähnt, leitet die kurze, nicht biegsame Verbindungsleitung am Boden des Rohres, die zu der Hauptaustrittsleitung führt, fast die gesamte thermische Ausdehnung und die hiermit verbundenen Spannungen nach oben ab. Die Hängefedern 13 tragen das Gewicht der Rohre und nehmen die gesamte thermische Bewegung der Rohre auf. Die Verbindungsleitung 16 dient dazu, die Gesamtheit der axi.alen und unterschiedlichen thermischen Bewegungen zwischen den Rohren und den Hauptleitungen zu absorbieren. Es ist wesentlich, daß die Verbindung 16 biegsam ist und eine allmähliche Richtungsänderung um mehr als 180° aufweist, um diese Spannungen zu absorbieren und so eine gleichförmige Beanspruchung der biegsamen Verbindung 16 herzustellen. Der Radius jeder Biegung in der Verbindungsleitung soll etwa 3-bis 6mal so groß sein wie der Durchmesser des Rohres, um eine Spannung sbe an spruchung an den Biegestellen möglichst gering zu halten.
3Pig. 4- zeigt eine andere Ausführungsform der gebogenen Rohrverbindung 16A, wobei die Verbindung zum Rohr 12 eine Spirale bildet, die einen Teil des aus der Heizkammer herausragenden Rohres umgibt. Eine Isolierkammer 36, beispielsweise ein mit Isolierung ausgekleidetes Stahlgehäuse kann dafür verwendet werden,
109817/1812
um die gebogene Verbindung zum Rohr zu umgeben und so eine Vorerhitzung zu verhüten. Ein Vorteil dieser spiraligen Verbindung besteht darin, daß ein einziges Isoliergehäuse für eine Reihe paralleler Rohre dienen kann.
Die spiralige Verbindung, wie sie in Fig. 4· dargestellt ist, unterscheidet sich von der normalen Rohrverbindung zwischen der Hauptleitung und dem Rohr, die in Form einer einzelnen Rohrschlinge erfolgt, dadurch daß sie aus einer einzigen, in einer Ebene liegenden Schlinge, wie in Fig. $ dargestellt ist, be-. steht. Zusätzlich zu den oben erwähnten Vorteilen bei der Ver- * wendung einer dünnwandigen Verbindung von geringem Durchmesser zwischen der Hauptzuführungsleitung und dem Rohr besitzt eine solche Verbindung noch den weiteren Vorzug, daß sie das Abklemmen eines einzelnen Rohres ermöglicht, ohne daß der Ofen von Gas entblößt wird und ohne daß dieser verschlossen werden muß. Diese Maßnahme muß gleichzeitig mit dem Abklemmen des Rohres 20 erfolgen. Diese Tatsache ermöglicht eine zusätzliche Beweglichkeit für die Ofenkonstruktion, so daß die Ruhezeit für den Ersatz der Rohre auf ein Minimum herabgedrückt wird. Mit anderen Worten, der Ofen wird nicht außer Betrieb gesetzt, bis eine merkliche Anzahl der Rohre, beispielsweise 10 bis 15%» unbrauchbar erscheint, weil sie einen nicht mehr aktiven oder zusammengesinter-) ten Katalysator enthalten, weil sie übermäßig heiße Stellen, Brüche, Risse oder dergleichen aufweisen. Die unbrauchbaren Rohre werden einfach abgeklemmt und nur bei den vorgesehenen größeren Runderneuerungen des Ofens ersetzt. Es ist offensichtlich, daß bei der vorgesehenen Anordnung das Abklemmen der unbrauchbaren Rohre erfolgen kann, während der Ofen in Betrieb ist, da die Verbindung zum Rohr außerhalb des Ofengehäuses liegt. In ähnlicher Weise kann ein Rohr auch aus dem Betriebe entfernt werden, indem man den Ofen abstellt, aber ihn heiß hält, da alle Abklemmaßnahmen außerhalb des Ofens erfolgen.
Die Rohre im Ofen sind mit Katalysator beschickt und bestehen im allgemeinen aus Metallegierungen, z.B. sogenanntem HK40,
109817/1812
einer Gußeisenlegierung mit 25% Chrom und 20% Nickel. Sie haben einen äußeren Durchmesser von etwa 6 bis 15cm, beispielsweise 12,7 cm mit einer Dioke fiöhrenwände, die zwischen etwa 9 und 25,4- mm liegt, und sind etwa 9 bis 12 m lang. Die höchste Temperatur dieser Metallrohre kann bis zu 1040 bis 1090° betragen. Die Verbindung 16 zwischen der Hauptzufuhrleitung und dem Rohr kann aus Kohlenstoffstahl, Kohlenstoffmolybdän oder niedrig legiertem Chromstahl bestehen. Der äußere Durchmesser kann 25,4-bis 63,5 mm betragen mit Wanddicken zwischen etwa 2,5 und 6,5mm. Die Verbindung 20 zwischen dem Ofenrohr und der Hauptauslaßleitung soll aus einer Legierung, z.B. hochlegiertem Nickelchromstahl wie "Incoloy 800", einem 18/8-Chromnickelstahl der Type 316, einem 25/20 Chromnickelstahl der Type 310, "Inconel 600" und dergleichen bestehen, mit einem äußeren Durchmesser von etwa 2,5 bis 6,5 cm, einer Wanddicke von 4,5 bis 12,7 mm und einer Länge von etwa 30,5 bis 91,5 cm.
Die feuerfeste Auskleidung für die Hauptleitungen ist nicht kritisch, und es kann hierfür eine große Zahl verschiedener Materialien verwendet werden, sofern feuerfestes Material mit niedrigem Kieselsäuregehalt überall verwendet wird. Insbesondere bevorzugt ist feuerfestes Material aus Aluminiumoxyd mit mehr als 90% Aluminiumoxyd und einem geringeren Gehalt als 0,1% Kieselsäure. Solche Stoffe sind im allgemeinen durch folg .ende Eigenschaften ausgezeichnet: Sie haben einen hohen Schmelzpunkt, zeigen eine ausgezeichnete Festigkeit gegen Abreiben, sie haben hohe mechanische Festigkeit sowohl bei Zimmer- als auch bei Arbeitstemperaturen, sie besitzen einen niedrigen Ausdehnungskoeffizienten, sie haben eine geringe Wärmeleitfähigkeit, und sie widerstehen einer Schädigung infolge plötzlicher Temperaturänderung. Obwohl kein Material alle diese Eigenschaften gemeinsam aufweist, besitzen doch alle feuerfesten Stoffe diese Kennzeichen in gewissem Maße, Um eine Wärmeisolierung zu erzielen, wird die dichte Schicht aus feuerfestem Material mit einer gießfähigen Isolierschicht aus ebensolchem Material kombiniert, um die gewünschte niedrige Wärmeleitfähigkeit an allen Stellen zu erzie-
109817/1812
2(M?996
len. Das bedeutet Temperaturen der Metallhülse von 55 bis 177°· Das Material kann eine geringere Festigkeit, einen höheren Kieselsäuregehalt und dergleichen besitzen.
Wie oben erwähnt, ist das Dampfreformierverfahren allgemein bekannt und grundsätzlich beschrieben in den amerikanischen Patenten 2 537 708 und 3 132 010. Auf diese Beschreibungen wird hier ausdrücklich Bezug genommen. Im wesentlichen erfolgt die Umsetzung jedoch dadurch, daß man Wasserdampf und einen geeigneten Kohlenwasserstoff, z.B. Methan, Äthan, Propan, Butan, Naphta, Naturgas, verflüssigtes Erdölgas und dergl. in Rohre einleitet, die in einem Ofen angeordnet sind, wobei der Rohrauslaß Temperaturen in der Größenordnung von etwa 730 bis 930° vorzugsweise 760 bis 815°, beispielsweise 790°, annimmt. Dabei herrschen Drucke von etwa 1 bis 35 Atmosphären. Man kann dem Ausgangsmaterial Kohlendioxyd zusetzen, wenn Mischungen von Wasserstoff und Kohlenoxyd mit bestimmten Verhältnissen gewünscht werden. Das Molverhältnis von Dampf und/oder Kohlendioxyd zu Methan ist nicht kritisch. Es kann innerhalb eines Gebietes von 1 bis 3> vorzugsweise 2,1 bis 2,6, liegen. Wenn Dampf allein verwendet wird, kann eine Umw andlung des Kohlenmonoxyds in Kohlendioxyd und Kohlenstoff bei Molverhältnissen von über 1,8 verhindert werden. Die Strömungsgeschwindigkeiten
" können auch innerhalb weiter Grenzen verändert werden, d.h. etwa 700 Volumen Methanäquivalent je Stunde je Volumen des Katalysators bis zu etwa 1000 bis 2000 Volumen Methanäquivalent je Stunde je Volumen des Katalysators.
Jeder geeignete Dampfreformierungskatalysator kann verwendet werden. Indessen wird Nickeloxyd oder suspendiertes Nickeloxyd, d.h. auf einem Aluminiumoxydträger, bevorzugt. Der Katalysator kann einen Durchmesser von etwa 6 bis 13 mm in Form von Kügelchen oder ausgepreßten Tabletten besitzen bei einer Länge bis etwa 13 mm. Der Katalysator kann mit 15 bis 25 Gew#$ Kalziumoxyd und/oder Magnesiumoxyd modifiziert sein.
109817/1812

Claims (1)

  1. 204^996
    Patentansprüche
    ■ 1.) Ofen zum Reformieren von Kohlenwasserstoffen, der aus einem Ofengehäuse mit einer Mehrzahl senkrechter Rohre innerhalb des Gehäuses, einer Hauptzufuhrleitung, einer Verbindungsleitung zwischen der Hauptzufuhrleitung und den Rohren, einer Hauptaustrittsleitung und einer Verbindungsleitung zwischen der Hauptaustrittsleitung und den Rohren besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (1^ sich so weit erstrecken, daß die Verbindungen (16) und (20) der Hauptzufuhrleitung (14·) und der Hauptaustrittsleitung (2-2) zu den Rohren (1^) außerhalb des Ofengehäuses (10) liegen und daß Isolierungen(24) auf der Innenfläche der Hauptaustrittsleitung (22) vorgesehen sind, wodurch seitliche und axiale Wärmeausdehnungsbewegungen vermindert werden.
    2. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen den Rohren (12) und der Hauptaustrittsleitung (22)aus einem senkrechten Rohr (20) von 30,5 bis 91 cm Länge besteht, dessen Durchmesser geringer ist als der der Rohre (12).
    5. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbin^^e) der Haupteintrittsleitung (14) mit den Rohren (12) aus einem Rohr geringeren Durchmessers als die Rohre (12) besteht, wobei diese Verbindung (16) mindestens eine Biegung um mehr als 180° aufweist und der Radius dieser Biegung etwa 3- bis 6mal so groß ist wie der Durchmesser des Rohres (16).
    109817/1812
    204^996
    4. Ofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohr leitung (16), die die Haupteintrittsleitung (14) mit den Rohren (22) verbindet, die Form einer Spirale besitzt.
    5. Ofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche der Hauptzufuhrleitung mit einer Isolierung versehen ist, wodurch weiterhin seitliche und axiale Wärmeausdehnungen vermindert werden.
    6. Ofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptaustrittsleitung (22) aus einfachem Kohlenstoffstahl besteht.
    7. Ofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Haupteintrittsieitung (14) aus einfachem Kohlenstoffstahl besteht.
    8. Ofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen und unteren Enden der Rohre (12) außerhalb des Ofengehäuses (10) sich befinden, wobei die Haupteintrittsleitung (14) waagerecht angeordnet ist, die Verbindung der.Haupteintrittsleitung (14) zu den Rohren (12) aus einem Stahlrohr (16) besteht, die Hauptaustrittsleitung (22) waagerecht angeordnet ist und die Verbindung der Hauptaustrittsleitung (22) zu den Rohren (12) aus einer senkrechten Rohrleitung (20) aus einer Metallegierung besteht.
    9. Ofen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der außerhalb des Ofengehäuses (10) befindliche Teil der Röhren (12) isoliert ist.
    10. Ofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (12) elastisch bei (13) außerhalb des Ofengehäuses (10) befestigt sind.
    109817/1812
    Leerseite
DE2042996A 1969-09-24 1970-08-29 Reformierofen Ceased DE2042996B2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US86061169A 1969-09-24 1969-09-24

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2042996A1 true DE2042996A1 (de) 1971-04-22
DE2042996B2 DE2042996B2 (de) 1980-10-23

Family

ID=25333607

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2042996A Ceased DE2042996B2 (de) 1969-09-24 1970-08-29 Reformierofen

Country Status (7)

Country Link
US (1) US3607130A (de)
JP (1) JPS4933264B1 (de)
CA (1) CA927605A (de)
DE (1) DE2042996B2 (de)
FR (1) FR2062983B1 (de)
GB (1) GB1286566A (de)
SE (1) SE370924B (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2660875A1 (fr) * 1990-04-13 1991-10-18 Technip Cie Convertisseur catalytique, tubulaire et pressurise d'hydrocarbures.
DE102012015667A1 (de) * 2012-08-09 2014-04-30 L'Air Liquide, Société Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude Austrittssystem für einen Dampfreformer und Lagerung hierfür

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3838536A (en) * 1972-09-25 1974-10-01 Gulf Research Development Co Method and apparatus for plugging reactor tubes
JPS5368539U (de) * 1976-11-12 1978-06-08
US4325916A (en) * 1979-12-31 1982-04-20 Exxon Research & Engineering Co. Reformer furnace seal
US4499055A (en) * 1981-09-14 1985-02-12 Exxon Research & Engineering Co. Furnace having bent/single-pass tubes
DE3145292C2 (de) * 1981-11-14 1986-09-04 Uhde Gmbh, 4600 Dortmund Röhrenspaltofen zur indirekten Erhitzung von spaltbaren Medien
DE3415916A1 (de) * 1984-04-28 1985-11-07 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen Verfahren zur waermeabfuhr aus einem bzw. zur waermezufuhr in ein senkrecht angeordnetes rohr
US6117578A (en) * 1998-04-16 2000-09-12 International Fuel Cells, Llc Catalyzed wall fuel gas reformer
CA2657329C (en) * 2001-03-28 2010-05-04 Osaka Gas Co., Ltd. Method of removing carbon monoxide, method of operating fuel reforming system, carbon monoxide removal reactor, fuel reforming system using the removal reactor, and filter
US7250151B2 (en) 2002-08-15 2007-07-31 Velocys Methods of conducting simultaneous endothermic and exothermic reactions
US9192929B2 (en) 2002-08-15 2015-11-24 Velocys, Inc. Integrated combustion reactor and methods of conducting simultaneous endothermic and exothermic reactions
FR2910623B1 (fr) * 2006-12-21 2009-03-20 Air Liquide Procede de remplacement des tubes d'une unite de reformage
EA016857B1 (ru) * 2007-07-05 2012-08-30 Сауди Бейсик Индастриз Корпорейшн Реакторная панель для каталитических процессов
KR20100051801A (ko) * 2007-07-20 2010-05-18 에어 리퀴드 프로세스 앤드 컨스트럭션 인크 반응기 용기를 위한 코일 배관 장치
US8747765B2 (en) * 2010-04-19 2014-06-10 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Apparatus and methods for utilizing heat exchanger tubes
US9783742B2 (en) 2013-02-28 2017-10-10 Aduro Energy, Inc. System and method for controlling and optimizing the hydrothermal upgrading of heavy crude oil and bitumen
US9644455B2 (en) 2013-02-28 2017-05-09 Aduro Energy Inc. System and method for controlling and optimizing the hydrothermal upgrading of heavy crude oil and bitumen
US10900327B2 (en) 2013-02-28 2021-01-26 Aduro Energy, Inc. System and method for hydrothermal upgrading of fatty acid feedstock
CA2943078C (en) * 2014-03-18 2023-09-19 Aduro Energy, Inc. System and method for controlling and optimizing the hydrothermal upgrading of heavy crude oil and bitumen
US11414606B1 (en) 2018-11-08 2022-08-16 Aduro Energy, Inc. System and method for producing hydrothermal renewable diesel and saturated fatty acids
EP4374958A1 (de) * 2022-11-25 2024-05-29 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Reaktor und herstellungsverfahren dafür
EP4374957A1 (de) * 2022-11-25 2024-05-29 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Reaktor und herstellungsverfahren dafür

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1647570A (en) * 1926-05-15 1927-11-01 Fred E Kling Hot-blast stove
US3062197A (en) * 1959-07-23 1962-11-06 Selas Corp Of America Tube heater
NL295809A (de) * 1962-07-30
BE646801A (de) * 1963-10-24 1964-10-20
US3230052A (en) * 1963-10-31 1966-01-18 Foster Wheeler Corp Terraced heaters
US3453087A (en) * 1964-06-25 1969-07-01 Girdler Corp Modular reformer furnace
US3460924A (en) * 1966-03-14 1969-08-12 Lummus Co Manifold system for heaters
DE1542530C3 (de) * 1966-07-04 1974-05-09 Friedrich Uhde Gmbh, 4600 Dortmund Röhrenspaltofen
DE1751054A1 (de) * 1967-03-29 1971-05-13 Air Reduction Fluessigkeitszylindersystem

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2660875A1 (fr) * 1990-04-13 1991-10-18 Technip Cie Convertisseur catalytique, tubulaire et pressurise d'hydrocarbures.
WO1991016129A1 (fr) * 1990-04-13 1991-10-31 Compagnie Francaise D'etudes Et De Construction Technip Convertisseur catalytique, tubulaire et pressurise d'hydrocarbures
US5399321A (en) * 1990-04-13 1995-03-21 Compagnie Francaise D'etudes Et De Construction Technip Tubular pressurized catalytic hydrocarbon converter
DE102012015667A1 (de) * 2012-08-09 2014-04-30 L'Air Liquide, Société Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude Austrittssystem für einen Dampfreformer und Lagerung hierfür

Also Published As

Publication number Publication date
JPS4933264B1 (de) 1974-09-05
FR2062983B1 (de) 1974-12-20
DE2042996B2 (de) 1980-10-23
CA927605A (en) 1973-06-05
GB1286566A (en) 1972-08-23
FR2062983A1 (de) 1971-07-02
US3607130A (en) 1971-09-21
SE370924B (de) 1974-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2042996A1 (de) Reformierofen
EP2776365B1 (de) Reformerrohr mit internem wärmeaustausch
DE69432233T2 (de) Verfahren zur Durchführung von endothermen Reaktionen
EP3296255A1 (de) Reformerrohr mit strukturiertem katalysator und verbessertem wärmehaushalt
EP0545281B1 (de) Brenner zur Herstellung von Synthesegas
DE2204601C3 (de) Brenner zur Synthesegasherstellung
EP3266739B1 (de) Korrosionsgeschütztes reformerrohr mit internem wärmeaustausch
DE69221241T2 (de) Reaktor zur Durchführung nicht-adiabatischer katalytischer Reaktionen
EP3336055B1 (de) Korrosionsgeschütztes reformerrohr mit internem wärmeaustausch
DE2550565A1 (de) Roehrenreaktor zur durchfuehrung endothermer gasreaktionen
EP0638514B1 (de) Röhrenofen für die Erzeugung kohlenmonoxidhaltiger Gasgemische
EP2089147B1 (de) Sammelleitung für röhrenspaltöfen
DE69002452T2 (de) Festbettreaktor.
EP2024075A1 (de) Sammelleitung für röhrenspaltöfen
DE69228834T2 (de) Endothermischer reaktor
DE2063668A1 (de) Reformierungsofen
DE1767980A1 (de) Rohrofen
DE2317893C3 (de) Vorrichtung zur Durchführung katalytischer endothermer Reaktionen
EP3135370B1 (de) Reaktor zur erzeugung von synthesegas durch dampfreformierung
EP1608723B1 (de) Verwendung eines abhitzekessels
DE3540782C2 (de)
JPS60179495A (ja) 炭化水素の蒸気熱分解方法
EP0701087A1 (de) Heissgasleitung mit Kondensator
DE102014004264A1 (de) Wärmeintegrierte Hochtemperatur-Reaktoren für die autotherme partielle Oxidation
WO2021018536A1 (de) Reformeranordnung zur herstellung von synthesegas und/oder wasserstoff

Legal Events

Date Code Title Description
8263 Opposition against grant of a patent
8220 Willingness to grant licences (paragraph 23)
8235 Patent refused