DE2148430C2 - Process for reforming hydrocarbon feedstocks for the production of carbon monoxide and hydrogen - Google Patents
Process for reforming hydrocarbon feedstocks for the production of carbon monoxide and hydrogenInfo
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Description
Das Hauptpatent stellt ein Verfahren zur katalytischen Wasserdampfreformlerung von Kohlenwasserstoffbeschickungen unter Schutz, bei dem in mindestens zwei Reformierzonen ein Ausfluß erzeugt wird, der Kohlenmonoxyd und Wasserstoff In einer Gesamtkonzentration von mindestens 80% enthält; hierbei wird der Wasserdampf und ein Teil der Kohlenwasserstoffbeschlckung in die erste Reformierzone eingespeist, die bei einer Ausflußlemperalur von 732" C bis 927° C und einem Druck von 1,4 bis 28 atü betrieben wird; der Ausfluß der ersten Reformlerzone wird mit einem zweiten Teil der KohlenwasserstofTbeschickung derart vermischt, daß sich eine Gemischtemperatur von mindestens 648° C ergibt; die Anteile des Wasserdampfs und des ersten und zweiten Teils der Kohlenwasserstoffbeschickung sind auf ein vorgegebenes Wasserdampf/Kohlenstoff-Verhältnis für die erste Reformierzone und auf ein Wasserdampf/Kohlenstoff-Verhältnis, bezogen auf die Kohlenwasserstoffbeschickung zur ersten und zweiten Reformierzone, von weniger als 2,0: 1 eingestellt; das Gemisch wird dann inThe main patent provides a process for the catalytic steam reforming of hydrocarbon feedstocks under protection, in which an outflow is generated in at least two reforming zones, the carbon monoxide and contains hydrogen in a total concentration of at least 80%; this is the water vapor and feeding a portion of the hydrocarbon feed to the first reforming zone at an outlet temperature operated from 732 "C to 927 ° C and a pressure of 1.4 to 28 atmospheres; the outflow of the first The reformer zone is fed with a second part of the hydrocarbon feed mixed in such a way that a mixture temperature of at least 648 ° C results; the Proportions of the water vapor and the first and second portions of the hydrocarbon feed are at a predetermined level Water vapor / carbon ratio for the first reforming zone and a water vapor / carbon ratio, based on the hydrocarbon feed to the first and second reforming zones, from set less than 2.0: 1; the mixture is then in
ίο die zweite Reformierzone, eingespeist, welche bei einem Druck von 0,7 bis 24,6 atü und einer Auslaßtemperatur von 760° bis 1010° C betrieben wird.ίο the second reforming zone, fed in, which at one Pressure from 0.7 to 24.6 atmospheres and an outlet temperature of 760 ° to 1010 ° C is operated.
Die Fortbildung des Verfahrens nach dem Hauptpatent betrifft zunächst das der ersten Reformierzone zugeführte Oxidationsgas und dessen Mengenverhältnis zu dem Kohlenwasserstoff, der dem Reformierprozeß unterworfen werden soll. Im einzelnen ist das Verfahren des Zusatzpatents, ausgehend von dem eingangs erwähnten Verfahren des Hauptpatents, dadurch gekennzeichnet, daß durch Einspeisung des Wasserdampfs als Oxidationsgas ein Wasserdampf/Kohlenstoff-Verhältnis für die erste Reforrnierzone von mindestens 1,6:! und weniger als 2,0 : 1 eingestellt, oder ansteife von Wasserdampf als Oxidationsgas Kohlendioxid oder ein Gemisch von Kohlendioxid und Wasserdampf verwendet wird und dabei ein Oxidationsgas/Kohlenstoff-Verhältnis für die erste Reformierzone von mindestens 1,6: 1 eingestellt wird.The development of the process according to the main patent initially relates to that supplied to the first reforming zone Oxidation gas and its quantitative ratio to the hydrocarbon that is subjected to the reforming process shall be. In detail, the process of the additional patent is based on that mentioned at the beginning Process of the main patent, characterized in that by feeding in the water vapor as the oxidizing gas a water vapor / carbon ratio for the first Reforrnierzone of at least 1.6 :! and less set as 2.0: 1, or stiff water vapor as the oxidizing gas carbon dioxide or a mixture of carbon dioxide and water vapor is used with an oxidizing gas / carbon ratio for the first Reforming zone of at least 1.6: 1 is set.
Während bei derti Verfahren nach dem Hauptpatent nur Wasserdampf als Oxidationsgas eingesetzt wird, kann nach dem Vorschlag der Zusatzerfindung außer Wasserdampf auch Kohlendioxid oder ein Gemisch von Kohlendioxid und Wasserdampf als Oxidationsgas verwendet werden, wobei die für die jeweilige Zusammensetzung des Oxidationsgases einzustellenden Anteile an Oxidationsgas und Kohlenwasserstoff entsprechend den vorstehend für die Zusatzerfindung angegebenen Verhältniszahlen gegenüber dem Hauptpatent abgegrenzt sind.While in the process according to the main patent only water vapor is used as the oxidizing gas, according to the proposal of the additional invention Water vapor also uses carbon dioxide or a mixture of carbon dioxide and water vapor as the oxidizing gas the proportions to be set for the respective composition of the oxidizing gas Oxidation gas and hydrocarbon according to the ratios given above for the additional invention are delimited from the main patent.
Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, das im allgemeinen in Anwesenheit eines geeigneten Katalysators, z. B. Nickel, durchgeführt wird, ein Ausflußgas mit einer Gesamtkonzentralion an Kohlenmonoxyd und Wasserstoff von mehr als 80% erhalten werden kann, erübrigt sich die bei bekannten Reformierverfahren zur Konzentrationserhöhung angewandte Behandlung des Ausflusses, wie z. B Kühlung zur Verringerung des Wassergehalts und Waschung zur Abtrennung von Kohlendioxid. Solche weiteren Behandlungen des Ausflußgases erfordern zusätzliche verfahrenstechnische Maßnahmen und erhöhen die Gesamtkosten, da die Entfernung von Wasser und Kohlendioxid eine Kühlung des Ausflußgases bzw. spezielle Wascheinrichtungen notwendig macht. Hinzu kommt, daß das Ausflußgas vor der vorgesehenen Verwendung wieder erhitzt werden muß.Since in the method according to the invention, which in general in the presence of a suitable catalyst, e.g. B. nickel, is carried out, an outflow gas with a Total concentration of carbon monoxide and hydrogen of more than 80% can be obtained, is unnecessary the treatment of the discharge used in known reforming processes to increase the concentration, such as B Cooling to reduce the water content and washing to separate carbon dioxide. Such further treatments of the effluent gas require additional procedural measures and increase overall costs as the removal of water and carbon dioxide cools the effluent gas or special washing facilities are necessary. In addition, the outflow gas before the intended Use must be reheated.
Bei Anwendung niedriger Oxidatlonsgas/Kohlenstoff-Verhältnlsse Innerhalb der vorstehend angegebenen Bereiche kann in dem Ausflußgas eine Gesamtkonzentration an Wasserstoff und Kohlenmonoxyd bis zu etwa 96 bis 97% erreicht werden.When using low oxidizing gas / carbon ratios A total concentration in the effluent gas can be within the above ranges of hydrogen and carbon monoxide up to about 96 to 97% can be achieved.
Die erfindungsgemäße Reformierung wird vorzugsweise In zwei Reformierzonen durchgeführt. Diese können durch zwei Strahlungserhltzungsabschnltte In einem einzigen Ofen oder durch zwei voneinander getrennte Öfen gebildet werden, wobei die Gesamtbeschickung auf <" diese beiden Reformierzonen aufgeteilt wird.The reforming of the present invention is preferred Carried out in two reforming zones. These can be achieved by two radiation heating sections in one be formed by a single furnace or by two separate furnaces, with the total load on <"these two reforming zones are divided.
Innerhalb der vorstehend für die Drucke und Auslaßtemperaturen der Reformierzonen angegebenen Bereiche wird die erste Reformierzone vorzugsweise bei einemWithin the ranges given above for reforming zone pressures and outlet temperatures the first reforming zone is preferably at one
Druck von etwa 4,2 bis etwa 14 atü und einer Auslaßtemperatur von etwa 788° bis etwa 871° C und die zweite Reformierzone vorzugsweise bei einem Druck von etwa 1,4 bis etwa 10,5 atü und einer Temperatur von etwa 871° bis etwa 982° C betrieben. -,Pressure from about 4.2 to about 14 atmospheres and an outlet temperature from about 788 ° to about 871 ° C and the second reforming zone preferably at a pressure of about 1.4 to about 10.5 atmospheres and a temperature of about 871 ° to about 982 ° C. -,
Bei Einstellung eines Oxidationsgas/Kohlenstoff-Verhältnisses in der ersten Reformierzone entsprechend dem Vorschlag der Erfindung wird eine Kohlenstoffabscheidung in den mit dem Katalysator gefüllten Reformierrohren in Mengen, welche beträchtliche Druckabfälle in den m Rohren herbeiführen und ein Abstellen des Ofens erforderlich machen würden, vermieden. Falls das Oxidationsgas aus Kohlendioxid oder einem Gemisch von Wasserdampf und Kohlendloxid besteht, sollte das Oxidationsgas/Kohlenstoff-Verhältnis zweckmäßig nicht größer als etwa 4,0 : 1 sein und vorzugsweise im Bereich von etwa 2,2: 1 bis etwa 2,6 : 1 liegen.When setting an oxidizing gas / carbon ratio in the first reforming zone according to the proposal of the invention there is a carbon deposition in the reforming tubes filled with the catalyst in quantities which cause considerable pressure drops in the m Bringing pipes and shutting down the furnace would be necessary, avoided. If the oxidizing gas consists of carbon dioxide or a mixture of water vapor and carbon oxide, the oxidizing gas / carbon ratio should desirably no greater than about 4.0: 1, and preferably in the range of about 2.2: 1 to about 2.6: 1.
Die Mengen an Kohlenwasserstoff und Oxidationsgas, die in die zweite Reformierzone eingeführt werden, sind so geregelt, daß die Gesamtmenge des in beide Reformierzonen eingeführten Oxidationsgases und die Gesamtmenge des in beide Zonen eingeführten Kohlenwasserstoffs ein Oxidationsgas/Kohlenstoff-Verhältnis von weniger als 2,0: 1 ergeben. Im Einzelfall is; dieses Verhältnis so einzustellen, daß die stöchiometrischen Anforderungen der Reformierreaktion im wesentlichen erfüllt werden. Im allgemeinen liegt das Oxidationsgas/Kohlenstoff-Verhältnis, bezogen auf die Kohlenwasserstoffbeschickung für beide Reformierzonen, im Bereich von etwa 1,1 : 1 bis etwa 1,9: 1, vorzugsweise M von etwa 1,2 : 1 bis etwa 1,5 : 1.The amounts of hydrocarbon and oxidant gas introduced into the second reforming zone are regulated so that the total amount of oxidizing gas introduced into both reforming zones and the Total amount of hydrocarbon introduced into both zones an oxidizer gas / carbon ratio of less than 2.0: 1. In individual cases is; adjust this ratio so that the stoichiometric Requirements of the reforming reaction are essentially met. In general, the oxidizing gas / carbon ratio is based on the hydrocarbon feed to both reforming zones, in the range from about 1.1: 1 to about 1.9: 1, preferably M from about 1.2: 1 to about 1.5: 1.
Die Kohlenwasserstoffmenge zur Einführung in die zweite Reformierzone und die Vorerhitzungsiemperatur dieses Materials soll erfindungsgemäß so geregelt und aufeinender abgestimmt werden, daß das sich ergebende Gemisch aus vorerhitztem Kohlenwasserstoff für die zweite Stufe und Ausfluß aus der ersten Reformierzone bei einer Temperatur von mindestens etwa 648° C in die zweite Reformierzone eingeführt wird; vorzugsweise soll die Gemischtemperatur 704° bis 815° C betragen.The amount of hydrocarbons to be introduced into the second reforming zone and the preheat temperature According to the invention, this material is to be regulated and coordinated with one another in such a way that the resulting Mixture of preheated hydrocarbon for the second stage and effluent from the first reforming zone is introduced into the second reforming zone at a temperature of at least about 648 ° C; preferably should the mixture temperature is 704 ° to 815 ° C.
Die in die erste Reformierzone und die nachfolgende Reformierzone (n) eingeführten relativen Kohlenwasserstoffmengen werden im allgemeinen so eingestellt, daß etwa 50 bis etwa 80%, vorzugsweise etwa 60 bis etwa 70%, der gesamten Kohlenwassersioffbeschickung in den « ersten Reformer eingeführt werden.The relative amounts of hydrocarbons introduced into the first reforming zone and subsequent reforming zone (s) are generally adjusted so that about 50 to about 80%, preferably about 60 to about 70%, of the total hydrocarbon feed in the « first reformer to be introduced.
Vorzugswelse wird die Gesamtmenge des für das Verfahren insgesamt erforderlichen Oxidationsgases In die erste Reformlerzone eingeführt, unter Einhaltung der vorstehend angegebenen Oxldatlonsgas/Kohlenstoff-Verhähnlsse. Es kann aber auch ein Teil des nach den vorstehenden Angaben Insgesamt erforderlichen Wasserdampfes und/oder Kohlendloxids direkt In die zweite Reformlerzone eingeleitet werden, vorausgesetzt, daß genügend Wasserdampf und/oder Kohlendloxid In der ersten Reformierzone anwesend ist, um den In der ersten Reformlerzone bestehenden Bedarf an Oxidationsgas zu decken.Vorzugswelse is the total amount for the procedure total required oxidizing gas Introduced into the first reformer zone, in compliance with the Oxidation gas / carbon ratios given above. However, part of the total water vapor required according to the above information can also be used and / or carbon oxide directly into the second Reformlerzone are initiated, provided that there is enough water vapor and / or carbon oxide in the first reforming zone is present in order to meet the demand for oxidizing gas in the first reforming zone cover.
Die Beschickung für den ersten Reformer kann vorerhitzt werden, um eine Einlalitemperatur von etwa 482° w bis etwa 593' C herbeizuführen. Die Kohlenwasserstoffbeschickung für den zweiten Reformer wird vor ihrer Vermischung mit dem Auslluli au~ dem ersten Reformer auf eine Temperatur von nicht höher als etwa 538" C vorerhitzl. Im allgemeinen wird die Kohlenwasserstoffbe- ·" Schickung Tür den ;:wei'en Reformer auf eine Temperatur \on etwa i49 his etwa 427 C vorerhit/l. wobei die im 1.in/eMail eingewendete \ nrerhit/.ungsteniperaiur unter Berücksichtigung der relativen Mengen des Ausflusses aus dem ersten Reformer und der Kohlanwasserstoffbeschickung sowie der Temperatur des Ausflusses aus dem ersten Reformer so gewählt wird, daß sich eine Gemischtemperatur, wie vorstehend angegeben, von mindestens 648° C und normalerweise von etwa 704° bis etwa 815° C ergibt.The feed to the first reformer can be preheated to bring about an inlet temperature of about 482 ° C to about 593 ° C. The hydrocarbon feed to the second reformer is preheated to a temperature no greater than about 538 "C prior to mixing with the outlet from the first reformer. In general, the hydrocarbon feed to the white reformer is preheated to a Temperature preheated from about 14 to about 42 7 C / l. The \ nrerhit / .ungsteniperaiur used in the 1st in / e-mail, taking into account the relative amounts of the outflow from the first reformer and the carbon dioxide feed, as well as the temperature of the outflow from the first reformer, is selected so that a mixture temperature as specified above of at least 648 ° C and usually from about 704 ° to about 815 ° C.
Bei dem als Einsatzmaterial für die erfindungsgemäße Reformierung verwendeten Kohlenwasserstoff oder Kohlenwasserstoffgemisch kann es sich um solche handeln, wie sie üblicherweise für die Herstellung von Kohlenmonoxyd und Wasserstoff verwendet werden, z. B. Methan, Äthan, Butan. Naturgas, verflüssigtes Erdölgas, Naphtha und dergleichen, vorzugsweise Naturgas oder Naphtha.When used as a feedstock for the inventive Hydrocarbon or hydrocarbon mixture used in reforming can be those as they are commonly used for the production of carbon monoxide and hydrogen, e.g. B. methane, Ethane, butane. Natural gas, liquefied petroleum gas, naphtha and the like, preferably natural gas or naphtha.
Die Reformierbehandlung wird im allgemeinen in einem mit Brennstoff befeuerten Ofen bekannter Art, der eine Mehrzahl von mit Katalysator gefüllten Rohren aufweist, durchgeführt, wobei die Rohre im allgemeinen einen Innendurchmesser von etwa.6,3 bis etwa 16,5 cm aufweisen. Die verwendeten Katalysatoren sind von bekannten WasserdampfreformierverfV >ren bekannt. Die Wahl und Ausbildung des im Einzetfa." ver*endeten Ofens und/oder Katalysators kann von einem Fachmann ohne erfinderisches Zutun vorgenommen werden, so daß diesbezüglich keine weiteren Erläuterungen erforderlich erscheinet.The reforming treatment is generally carried out in a fuel-fired furnace of known type, the a plurality of tubes filled with catalyst, the tubes generally have an inner diameter of about 6.3 to about 16.5 cm. The catalysts used are from known steam reforming processes. the Choice and training of the individual "ended." Oven and / or catalyst can be made by a person skilled in the art without inventive work, so that no further explanations appear necessary in this regard.
Das Oxidationsgas für die Reformierung kann, wie bereits erläutert. Wasserdampf und/oder Kohlendioxid sein, wobei Wasserdampf wegen seiner geringeren Kosten nach Möglichkeit bevorzugt wirJ. Die Verwendung eines Gemischs von Wasserdampf und Kohlendioxid als Oxidationsgas gestattet eine Einstellung und Anpassung der relativen Konzentrationen an Kohlenmonoxyd und Wasserstoff im endgültigen Ausfluß. So führt beispielsweise der Ersatz eines Teils des als Oxidationsgas verwendeten Wasserdampfes durch Kohlendioxid zu einer Steigerung der Kohlenmonoxydkonzentration und einer Verringerung der Wasserstoffkonzentration im Endprodukt, wobei jedoch die Ges<.mik<-nzentration an Kohlenmonoxyd und Wasserstoff im Ausfluß in allen Fällen mindestens 80% beträgt.The oxidizing gas for reforming can be such as already explained. Be water vapor and / or carbon dioxide, with water vapor because of its lower We prefer costs if possible. The use of a mixture of water vapor and carbon dioxide as an oxidizing gas allows the relative concentrations of carbon monoxide to be set and adjusted and hydrogen in the final effluent. For example, the replacement of part of the as oxidizing gas used water vapor by carbon dioxide to an increase in the carbon monoxide concentration and a reduction in the hydrogen concentration in the end product, with the total <.mic <concentration of carbon monoxide and hydrogen in the outflow is at least 80% in all cases.
Dk. Erfindung wird nachstehend nochmals unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert.Dk. The invention is explained again below with reference to the drawing.
Die Zeichnung zeigt ein vereinfachtes schematisches Fließbild für die Durchführung einer Ausführungsform der Erfindung.The drawing shows a simplified schematic Flow sheet for practicing an embodiment of the invention.
Gemäß der Zeichnung wird eine durch eine Leitung 10 zufließende Kohlenwasserstoffbeschickung, z. B. Methan, in zwei Ströme aufgeteilt. Der Strom der Leitung 11 fließt in einen ersten Reformer, der Strom der Leitung 12 fließt in einen zweiten Reformer. Die Kohlenwasserstoffbeschickung der Leitung 11 wird mit Oxydationsgas aus einer Leitung 13 vermischt, so daß sich in einer Leitung 14 ein Ojiydationsgas-Kohlenwas.serstoff-Gemisch ergibt, wobei die Mengen der Kohlenwassersioffbeschickung in den Leitungen 11 urd 12 und des Oxydatio.isgases aus der Leitung 13 gemäß den vorstehender, Angaben so zueinander bemessen werden, daß sich ein Oxydationsgas/Kohlenstoff-Verhältnis in der Leitung 14 von mindestens etwa 1.6:1 Liid ein Oxydationsgas/Kohlenstoff-Verhültnis, bezogen auf die Gesamimenge der Kohlenwasserstoffbeschickung in der Leitung 10, im Bereich von etwa 1.1:1 bis etwa 1.9 : 1 ergibt. Das Oxydationsgas-Kohlenwasserstoffgemisch der Leitung 14 wird durch den Konvektionsabschnitt 15 eines ersten mit Brennstoff befeuerten Rcformleroiins. der zusammenlassend mit 16 bezeichnet ist. geleitet. Dort wird das Gemisch auf eine Temperatur von etwa 482 bis etwa 593 C vorerhiui.As shown in the drawing, a hydrocarbon feed, e.g. B. methane, divided into two streams. The current in line 11 flows into a first reformer, the current in line 12 flows into a second reformer. The hydrocarbon feed to line 11 is exhausted with oxidizing gas mixed in a line 13, so that an Ojiydationsgas-Kohlenwas.serstoff mixture results in a line 14, the amounts of the hydrocarbon feed in lines 11 and 12 and of the oxidization gas from the line 13 according to the above information are dimensioned to each other so that there is an oxidizing gas / carbon ratio in line 14 of at least about 1.6: 1 Liid, an oxidation gas / carbon ratio, based on the total amount of hydrocarbon feed in line 10, in the range from about 1.1: 1 to about 1.9: 1 results. The oxidizing gas-hydrocarbon mixture the line 14 is through the convection section 15 of a first fuel fired rcformleroiins. the merging with 16 is designated. directed. There the mixture is on a Temperature from about 482 to about 593 C vorerhiui.
Das aus dem Konveklionsabschniti 15 abgezogene vorerhit/te Gemisch wird in Katalysatorrohre eingeführt, die schematisch mit 17 bezeichnet sind und sich in dem Strahlungserhitzungsabschniti 18 des ersten Reformers 16 befinden. Hier erfolgt eine Reformierung des Kohlenwasserstuffs. Ein Ausflußgas, das Wasserstoff und Kohlenmonoxyd sowie zusätzlich Oxydationsgas und nicht umgesetzten Kohlenwasserstoff enthält, wird aus den Katalysatorrohren 17 durch eine Leitung 19 abgezogen, im allgemeinen bei einer Temperatur von etwa 788" bis etwa 87TC.The preheated that withdrawn from the convection section 15 Mixture is introduced into catalyst tubes, which are indicated schematically with 17 and located in the Radiation heating section 18 of the first reformer 16 are located. The hydrocarbon is reformed here. An outflow gas, the hydrogen and carbon monoxide as well as additional oxidizing gas and not contains converted hydrocarbon, is withdrawn from the catalyst tubes 17 through a line 19, generally at a temperature from about 788 "to about 87TC.
Die Kohlenwasserstoffbeschickuny der Leitung 12 uird. bei dem dargestellten Ausführungsbelsplel ohne irgendeine Üxydalionsgaszumischung, durch den Konvekiionsabschniti 21 eines zweiten mit Brennstoff befeuerten Reformierofens, der zusammenfassend mit 22 bezeichnet ist. geleitet. Dort wird die Kohlenwassersioffbeschickung auf eine Temperatur von etwa 149' bis etwa 427 C vorerhitzt. wobei die im Einzelfall angewendete Temperatur so gewählt wird, daß sich nach dem Vermischen der vorerhitzten Kohlenwasserstoffbeschickung mit dem durch die Leitung 19 zufließenden Ausfluß aus dem ersten Reformer ein Gemisch ergibt, das eine Temperatur von etwa 704 bis etwa 815'C hat. Die vorerhitzte Kohlenwasserstoffbeschickung, die aus dem Konvektionsabschnitt 21 durch eine Leitung 23 abgezogen wird, wird mit dem durch die Leitung 19 zukommenden Ausfluß vermischt, wobei der Ausfluß die vorerhitzte Kohlenwasserstoffbeschickung weiter aufheizt, so daß sich eine Gemischtemperatur innerhalb des vorstehend angegebenen Bereiches ergibt. Das Gemisch der Leitung 24 wird in Katalysatorrohre eingeführt, die schematisch mit 25 bezeichnet sind und sich in dem Strahlungserhitzungsabschnitt 26 des zweiten Reformers 22 befinden. Hier erfolgt wiederum eine Reformierung des Kohlenwasserstoffs. Ein Ausflußgas, das einen Gesamtgehalt an Wasserstoff und Kohlenmonoxyd von mindestens etwa SO Moi-'v. aufweist, wird von den Kaiaiysaiorrohren 25 durch eine Leitung 27 bei einer Temperatur von etwa 87! bis 982 C abgezogen und kann einer Lagerung und/oder weiteren Verarbeitung (nicht dargestellt) zugeführt werden. The hydrocarbon feed to line 12 is below. in the embodiment shown without some oxydalion gas admixture, through the convection section 21 of a second fuel-fired reforming furnace, which is summarized with 22 is designated. directed. There is the hydrocarbon feed to a temperature of about 149 'to about 427 C preheated. the temperature used in the individual case being chosen so that after mixing the preheated hydrocarbon feed with the effluent flowing in through line 19 the first reformer results in a mixture which has a temperature of about 704 to about 815 ° C. The preheated Hydrocarbon feed withdrawn from convection section 21 through line 23 is, is with the incoming through line 19 The effluent is mixed, the effluent further heating the preheated hydrocarbon feed so that a mixture temperature results within the range given above. The mixture of the line 24 is inserted into catalyst tubes, indicated schematically at 25, located in the radiant heating section 26 of the second reformer 22 are located. Here, in turn, the hydrocarbon is reformed. An outflow gas that has a total hydrogen and carbon monoxide content of at least about SO Moi-'v. has, is of the Kaiaiysaior tubes 25 through a line 27 at a temperature of about 87! up to 982 C and can be stored and / or further processing (not shown) can be supplied.
Die Verfahrensdurchführung kann gegenüber der in Verbindung mit der Zeichnung erläuterten Betriebsweise abgewandelt werden. So kann beispielsweise, wie bereits en*ahnt, ein Teil des vorstehend angegebenen, insgesamt erforderlichen Oxydationsgases mit der Beschickung der Leitung 12 zu direkter Einführung in den zweiten Reformierofen 22 vereinigt werden, vorausgesetzt, daß das in den ersten Reformierofen eingeführte Oxydationsgas den Oxydationsgasbedarf dieser Reformierstufe deckt.The implementation of the method can be compared to the mode of operation explained in connection with the drawing be modified. For example, as already mentioned, a part of the above-mentioned, total required oxidizing gas with the feed of the line 12 for direct introduction into the second reforming furnace 22 are combined, provided that the oxidizing gas introduced into the first reforming furnace is the Oxydationsgasbedarf this reforming covers.
Als eine weitere Abwandlung können mehr als zwei Reformierzonen zur Anwendung kommen, im allgemeinen werden aber nicht mehr als drei Reformierzonen benutzt Bei einer Bctriebsdurchlührung mit drei Reformier/onen wird die (iesamtheschickung auf diese drei Reformlerzonen aufgeteilt und der Ausfluß aus der zweiten Zone wird mit der Beschickung für die dritte Zone vermischt, so daß sich eine Gemischtemperalur innerhalb des vorstehend angegebenen Bereiches ergibt. DerAs a further variation, more than two reforming zones can be used, generally but no more than three reforming zones are used the (total shipment) is divided between these three reformist zones and the outflow from the second Zone is mixed with the feed for the third zone, so that a mixed temperature is within of the range given above. Of the
ίο Oxydationsgasbedarf für die erste Reformierzonc und der Gesamtoxydationsgasbedarl stimmen mit den vorstehend angegebenen Bereichen überein, und ein fell des insgesamt erforderlichen Oxydaiionsgases kann, solern gewünscht, in die zweite und/oder dritte Reformierzone eingeführt werden.ίο Oxidation gas requirement for the first Reformierzonc and the Total oxidant gas requirements are consistent with the ranges given above, and one part of the total Oxydaiionsgases required can, if desired, into the second and / or third reforming zone to be introduced.
Die vorstehend angegebenen und zahlreiche weitere Abwandlungen können von einem l-'achmann auf der Grundlage der hier vermittelten Lehren ohne erfinderisches Zutun vorgenommen werden.The above and numerous other modifications may be made by a person skilled in the art Basis of the teachings conveyed here can be made without inventive step.
Die nachstehenden Beispiele veranschaulichen Betricbsdurchführungen n.ich dem Verfahren der Erfindung, die Erfindung ist aber nicht auf diese besonderen Ausführungsformen beschränkt.The following examples illustrate operations according to the method of the invention, however, the invention is not restricted to these particular embodiments.
:' Beispie! ! : 'Example! !
Es ν urde Naturgas einer Wasserdamplrelormierting unter Einhaltung der in Verbindung mit der Zeichnung erlliutenen Betriebsweise unterworfen. Die Temperalur- und Druckbedingungen in den einzelnen Abschnitten der Anlage sind in der Tabelle I angegeben, die Materialbilanz ist In der Tabelle Il zusammengestellt.It ν urde natural gas of a water vapor relormierting in compliance with the operating mode explained in connection with the drawing. The temperature and pressure conditions in the individual sections of the plant are given in Table I, the material balance is compiled in table II.
Fließraten, in 0,454 kg-Mol je StundeFlow rates, in 0.454 kg-moles per hour
Kort.ponente Leitung
ilResponsible management
il
1313th
19 1219 12
429,40429.40
429,40429.40
917,35 102,73917.35 102.73
2424
1020,081020.08
1268.961268.96
Beispiel 2
L-s wurde Methan nach der in Verbindung mit der Zeichnung erläuterten Betriebswelse reformiert, die
Bedingungen und Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle III zusammengestellt.Example 2
Methane was reformed according to the operating mode explained in connection with the drawing, the conditions and results are summarized in Table III below.
Erste lleformierzone, Wasserdampf/KohlenstofT= 1,6 Insgesamt, Wasserdampf/KohlenstofT= 1,2 Fließraten, in Mol/StundeFirst formation zone, water vapor / carbon = 1.6 Total, water vapor / carbon = 1.2 flow rates, in moles / hour
Komponente Leitung
11Component line
11th
CH4 CH 4
C2H6 C 2 H 6
C3H8 C 3 H 8
100,00100.00
1313th
19 1219 12
16,67 33,3316.67 33.33
50?0050 ? 00
2,322.32
C5H12C5H12
HjHj
CO
CO2 CO
CO 2
NjNj
H2OH 2 O
Summetotal
Temperatur
0Ctemperature
0 C
Druck
atüpressure
atü
100,00
21100.00
21
14,114.1
160,00160.00
160,00 272160.00 272
28,128.1
264,27 69,05 14,28264.27 69.05 14.28
62,3962.39
426,00 843426.00 843
5,2 33,33
215.2 33.33
21
14,114.1
264,27
69,05
14,28264.27
69.05
14.28
62,3962.39
459,99
732459.99
732
5,25.2
397,59397.59
126,44126.44
4,574.57
24,4224.42
555,35 988555.35,988
2,32.3
Zeichnung erläuterten Betriebsweise reformiert, die Bedingungen und Ergebnisse sind in der Tabelle IV Es wurde Methan nach der in Verbindung mit der 65 zusammengestellt.Drawing explained operating mode reformed, the conditions and results are in Table IV It was put together after the in connection with the 65 methane.
9 109 10
Erste Reformierzone, Wasserdampf+ Kohlendioxyd : Kohlenstoff= 1,6 Insgesamt, Wasserdampf+ Kohlendioxyd : Kohlenstoff= 1,2 1 Mol Wasserdampf= 1 Mol Kohlendioxyd Fliebraten, in Mol/StundeFirst reforming zone, water vapor + carbon dioxide: carbon = 1.6 Total, water vapor + carbon dioxide: carbon = 1.2 1 mole of steam = 1 mole of carbon dioxide roast, in moles / hour
Summetotal
Temperatur
0Ctemperature
0 C
Druck
atüpressure
atü
100,00
21100.00
21
14.114.1
160,00160.00
272272
28,128.1
425.37 843425.37 843
5,25.2
33,33 2133.33 21
458,69
732458.69
732
5,25.2
555,42
988555.42
988
2,32.3
Das Verfahren gemäß der Erfindung hat den wesentlichen technischen Vorteil, daß der Ausfluß aus der Reformierung eine Gesamtkonzentration an Wasserstoff und KohlcniviGricxvd vors 80 bis 1H°s, und sswöhnüch eine Gesamtkonzentration an Wasserstoff und Kohlenmonoxyd von 82 bis 94% aufweist, wobei die höheren Konzentrationen durch Anwendung der tieferen Wasserdampf und/oder Kohlendioxyd : Kohlenstoff-Verhältnisse für die Gesamtreforniierung, innerhalb des angegebenen Bereiches, erzielt werden. Weiterhin weist das Ausflußgas Wasserstoff/Kohlenmonoxyd-Molverhältnisse im Bereich von etwa 3 : 1 bis etwa 4 : 1 auf. Ferner sewährleisten der Ox^'d^tioiisv'ü^änte!! in der erc'Ari Reformierzone und die Erhitzung der Beschickung fürThe process according to the invention has the significant technical advantage that the effluent from the reforming has a total concentration of hydrogen and carbon monoxide of less than 80 to 1 H ° s, and a total concentration of hydrogen and carbon monoxide of 82 to 94%, the higher concentrations by applying the lower water vapor and / or carbon dioxide: carbon ratios for the total reforming, within the specified range, can be achieved. Furthermore, the effluent gas has hydrogen / carbon monoxide molar ratios in the range from about 3: 1 to about 4: 1. Furthermore, the Ox ^ 'd ^ tioiisv'ü ^ ate guaranteed !! in which he c 'A ri reforming zone and heating the feed to
4i) die nachfolgenden Reformierzonen in Anwesenheit von Ausfluß aus der vorhergehenden Reformierzone eine geringstmögliche Kohlenstoffbildung.4i) the subsequent reforming zones in the presence of Outflow from the preceding reforming zone minimizes the formation of carbon.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (5)
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