EA003626B1 - Эндотермический реактор - Google Patents

Эндотермический реактор Download PDF

Info

Publication number
EA003626B1
EA003626B1 EA200000397A EA200000397A EA003626B1 EA 003626 B1 EA003626 B1 EA 003626B1 EA 200000397 A EA200000397 A EA 200000397A EA 200000397 A EA200000397 A EA 200000397A EA 003626 B1 EA003626 B1 EA 003626B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
fuel
chamber
temperature
oxidant
heater
Prior art date
Application number
EA200000397A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200000397A1 (ru
Inventor
Томас Микас
Рашми К. Шах
Original Assignee
Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В.
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 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. filed Critical Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В.
Publication of EA200000397A1 publication Critical patent/EA200000397A1/ru
Publication of EA003626B1 publication Critical patent/EA003626B1/ru

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C13/00—Apparatus in which combustion takes place in the presence of catalytic material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C99/00—Subject-matter not provided for in other groups of this subclass
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2900/00—Special features of, or arrangements for combustion apparatus using fluid fuels or solid fuels suspended in air; Combustion processes therefor
    • F23C2900/99001—Cold flame combustion or flameless oxidation processes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2900/00—Special features of, or arrangements for combustion apparatus using fluid fuels or solid fuels suspended in air; Combustion processes therefor
    • F23C2900/99006—Arrangements for starting combustion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L2900/00—Special arrangements for supplying or treating air or oxidant for combustion; Injecting inert gas, water or steam into the combustion chamber
    • F23L2900/15042—Preheating combustion air by auxiliary combustion, e.g. in a turbine
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Thermotherapy And Cooling Therapy Devices (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Gas Burners (AREA)
  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
  • Meat, Egg Or Seafood Products (AREA)
  • Electric Stoves And Ranges (AREA)
  • Basic Packing Technique (AREA)
  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)

Abstract

Предложен эндотермический реактор, использующий беспламенное сгорание, который содержит камеру (1) реакции окисления, имеющую вход (2) для оксиданта, выход (3) для продуктов горения и проход для потока между входом и выходом, топливный трубопровод (5), способный направлять топливную смесь к множеству топливных форсунок (6) внутри камеры (1) реакции окисления, каждая форсунка обеспечивает сообщение топливного трубопровода с камерой окисления, причем каждая форсунка расположена по проходу для потока между входом и выходом; нагреватель (7), сообщенный с входом камеры окисления и способный повышать температуру оксиданта до температуры, обеспечивающей возможность создания температуры в смешанном потоке оксиданта и топлива из топливной форсунки, расположенной ближе всего к входу в камеру окисления, причем эта температура выше температуры самовоспламенения смешанного потока. Указанный реактор имеет рабочую камеру (8), связанную путем теплообмена с камерой (1) реакции окисления. Топливный трубопровод выполнен с возможностью поддержания температуры смешанного потока оксиданта и подаваемого из трубопровода топлива вблизи каждой топливной форсунки ниже температуры его воспламенения.

Description

Область техники изобретения
Настоящее изобретение относится к эндотермическому реактору с улучшенным контролем теплопередачи для осуществления высокотемпературных реакций.
Предпосылки к созданию изобретения
Высокотемпературные реакции - обычно эндотермические - например, реформинг метана в паровой фазе для получения водорода из пара и углеводородов и пиролиз углеводородов для получения олефинов осуществляют обычно в экранных трубах с прямой передачей тепла от инициированного излучателя к наружной поверхности труб и направлением потока реагентов по внутренним поверхностям труб. Вследствие высокого уровня температуры требуемого тепла, требуемого высокого теплового потока и относительно низких капитальных затрат на печь часто выгодно использовать тепло прямого обогрева. Однако в пламенной печи трудно поддерживать равномерную теплопередачу. Поэтому эти экранные трубы должны работать при поддержании средней температуры на наружной поверхности труб, которая несколько ниже максимально допустимой температуры вследствие колебаний температуры на поверхности труб. Это связано с трудностью измерения этих температур. Поскольку кокс в большинстве случаев будет образовываться быстрее на поверхности труб в участках перегрева, то важно контролировать максимальные температуры. Более толстый слой кокса создает повышенное сопротивление теплопередаче и приводит к тому, что участок перегрева становится еще более перегретым. Этот эффект «снежного кома» может привести к повреждению трубы, если его не обнаружат и не устранят. Обычно корректирующее действие заключается в уменьшении горения одной или нескольких горелок вблизи участка перегрева. Уменьшение горения снижает теплопередачу и является, по существу, вредным для работы нагревателя.
Большей частью длина труб для печей с обогревом лимитирована также вследствие физических ограничений. В некоторых печах, предназначенных для парового реформинга метана, применяют многоуровневые горелки для более равномерного распределения излучаемого тепла по трубам, однако даже с многоуровневыми горелками вертикальное расстояние, на котором можно разместить горелки, ограничено из-за трудности обеспечения распределения топлива и воздуха при изменяющейся величине тяги в печи. Итак, если внутри печи желателен длинный путь потока, то, большей частью, создают множество ходов с множеством колен внутри топки. Эти колена являются обычно источником проблем вследствие неравномерности потока и температуры, а также возможной эрозии вдоль радиуса кривизны внутренней поверхности.
Сжигание топлива для производства тепла приводит, по существу, к образованию окислов азота (ΝΟΧ) в результате взаимодействия азота, кислорода и свободных радикалов в условиях повышенных температур. Выделение ΝΟΧ в определенных областях ограничено и иногда требуются такие дорогостоящие меры как, например, обработка топочного газа с применением систем избирательного каталитического восстановления ΩοΝοχ. Имеются системы горелок, которые уменьшают образование ΝΟΧ за счет регулирования температуры горения, однако регулировать температуру горения трудно и даже при идеальных условиях образуется значительное количество ΝΟΧ.
Другой проблемой, связанной обычно с пламенными нагревателями, является ограниченная эффективность нагревателя в секции излучения. В частности, если предварительный нагрев воздуха для горения не предусмотрен, то для нагрева его до температуры пламени используют значительное количество сжигаемого топлива. Если даже применяют предварительный нагрев воздуха для горения, то он обычно не доводит его температуру до значений температур, близких к температуре пламени. Таким образом, эффективность секции излучения можно значительно улучшить за счет более эффективного предварительного нагрева воздуха для горения, а предварительный нагрев топлива обычно не практикуют, поскольку значительный предварительный нагрев может привести к образованию кокса из топлива.
Для прямого нагрева реакционных печей предлагались различные способы. Предлагали добавки к исходным материалам для пиролизных печей, включая патенты США, 5567305 и 5330970. Считают, что эти компоненты уменьшают и задерживают, но не исключают образование кокса.
В патентах США, №№ 5600051, 5462159, 5446229 и 5424095, например, предлагается также применять керамические покрытия, являющиеся эффективными для уменьшения образования кокса, и проводить предварительную обработку для экранной трубы, Но подобная обработка исходного сырья эффективна только незначительно.
Предлагали также применять косвенный нагрев и электрический нагрев, например, в патентах США, 5559510, 5554347, 5536488,
5321191 и 5306481, в качестве способов обеспечения более равномерного потока тепла в такую реакцию. Эти способы устраняют недостатки огневых печей, но они приводят к дополнительным капитальным затратам и/или эксплуатационным расходам по сравнению с огневыми печными нагревателями.
В большинстве случаев выход от таких реакций как, например, реформинг углеводородов для получения водорода и окислов углерода, получение олефинов путем пиролиза углеводо родов и получение стирола, улучшается с повышением температур. Поэтому желательно работать, по существу, при таких повышенных температурах. Эти температуры лимитированы в большинстве случаев металлургическими ограничениями материалов, которые являются экономичными, и постоянством теплопередачи к трубам.
Патент США 4104018 раскрывает камеру сгорания для нагрева текучей среды, например, коммунального котла для воды, в которой горючая смесь проходит через трубы небольшого диаметра, в которых не может образоваться свободное пламя, и низкотемпературное горение осуществляется со слабым выделением окиси азота.
Далее, беспламенное окисление в качестве источника тепла известно из патента США 5255742. Известный беспламенный нагреватель применяют в скважине для нагнетания тепла в подземную формацию для добычи из нее нефти.
Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков и достигаемому результату является эндотермический реактор и способ обеспечения теплом камеры эндотермического реактора, известные из европейского патента ЕР-А1-0 450 872.
Известный эндотермический реактор содержит камеру реакции окисления, имеющую вход для оксиданта, выход для продуктов сгорания, а также размещенный в ней топливный трубопровод. Последний снабжен топливными форсунками. Реактор содержит также связанную посредством теплообмена с камерой реакции окисления рабочую камеру для эндотермической реакции и нагреватель. Он предназначен повышать температуру оксиданта до температуры, обеспечивающей возможность создания температуры в смешанном потоке оксиданта и топлива, из топливной форсунки, расположенной ближе всего к входу в камеру реакции окисления, превышающей температуру его самовоспламенения.
В известном эндотермическом реакторе способ обеспечения теплом его камеры включает следующие стадии, а именно - подачу топлива, добавление в топливо ингибитора коксообразования для предупреждения образования кокса при рабочих температурах реактора, кроме того, подачу топливной смеси к множеству топливных форсунок и предварительный нагрев оксиданта до температуры, которая превышает температуру самовоспламенения смеси оксиданта и топлива. Далее известный способ предусматривает обеспечение теплообмена между камерой реакции окисления и рабочей камерой для протекания эндотермической реакции.
Однако вышеописанный эндотермический реактор и способ обеспечения теплом его камеры не обеспечивают поддержания равномерной теплопередачи, чтобы оптимизировать химическую реакцию. Реактор имеет пониженный тер мический КПД и в нем наблюдается достаточно высокое образование ΝΟΧ. Кроме того, в известном реакторе тепло подается в процесс неконтролируемым образом.
В основу изобретения положена задача создания эндотермического реактора, используемого для протекания эндотермического химического процесса, в котором металлургические ограничения более легко достижимы и процесс химической реакции оптимизируется за счет поддержания равномерной теплопередачи, не требующего чрезмерных капитальных затрат и/или эксплуатационных расходов и работающего с большим термическим КПД, и в котором образование ΝΟΧ значительно уменьшено. В основу изобретения положена также задача разработать способ обеспечения теплом камеры эндотермического реактора, при котором тепло может подаваться в процесс контролируемым образом.
Поставленная задача решается тем, что в эндотермическом реакторе, содержащем камеру реакции окисления, имеющую вход для оксиданта, выход для продуктов сгорания, а также размещенный в ней топливный трубопровод, снабженный топливными форсунками, а также связанную посредством теплообмена с камерой реакции окисления рабочую камеру для эндотермической реакции и нагреватель, предназначенный повышать температуру оксиданта до температуры, обеспечивающей возможность создания температуры в смешанном потоке оксиданта и топлива из топливной форсунки, расположенной ближе всего к входу в камеру реакции окисления, превышающей температуру его самовоспламенения, согласно изобретению, топливный трубопровод выполнен с возможностью поддержания температуры смешанного потока оксиданта и подаваемого из трубопровода топлива вблизи каждой топливной форсунки ниже температуры его самовоспламенения.
Эндотермический реактор, согласно изобретению, содержит также систему инжекции ингибитора образования кокса, сообщенную с топливным трубопроводом для предупреждения образования кокса в топливном трубопроводе при рабочих температурах. При этом топливный трубопровод является трубчатым трубопроводом, расположенным по существу в центре внутри камеры реакции окисления. Предпочтительно, когда камера реакции окисления расположена по существу в центре внутри рабочей камеры. Рабочая камера может быть камерой для реакции пиролиза при получении олефинов. Или рабочая камера может быть эффективной в качестве реакционной камеры для парового реформинга метана.
Сам реактор, согласно изобретению, может быть нагревателем для дегидрирования этилбензола.
Поставленная задача решается также тем, что способ обеспечения теплом камеры эндо термического реактора, включающий стадии: добавление в топливо ингибитора коксообразования для предупреждения образования кокса при рабочих температурах реактора; подачу топливной смеси к множеству топливных форсунок, предварительный нагрев оксиданта до температуры, которая превышает температуру самовоспламенения смеси оксиданта и топлива; обеспечение теплообмена между камерой реакции окисления и рабочей камерой для протекания эндотермической реакции, согласно изобретению, включает стадию поддержания температуры смешанного потока в камере реакции окисления вблизи каждой топливной форсунки ниже температуры самовоспламенения смешанного потока, подачу тепла из камеры реакции окисления в рабочую камеру для эндотермической реакции, связанную путем теплообмена с камерой реакции окисления, в которой тепло, переданное из камеры окисления, поддерживает температуры смеси в камере реакции окисления вблизи каждой топливной форсунки ниже температуры самовоспламенения смеси в камере реакции окисления вблизи этой топливной форсунки.
Вышеописанным способом осуществляют реакцию реформинга метана, или реакцию пиролиза для получения олефинов, или процесс дегидрирования этилбензола.
Краткое содержание настоящего изобретения
Эти и другие задачи обеспечиваются с помощью эндотермического реактора и способа обеспечения теплом его камеры, согласно изобретению.
Промышленный эндотермический реактор с распределенным горением в соответствии с настоящим изобретением можно применять для обеспечения регулируемого потока тепла в рабочую камеру от источника тепла, который имеет равномерную температуру и очень незначительное образование ΝΟΧ. Для повышения средних температур без превышения максимальных температур или для снижения стоимости материалов можно применять равномерные температуры.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 изображает реактор, согласно настоящему изобретению с частичным разрезом.
Фиг. 2 - 9 изображают схематично альтернативные варианты выполнения реакторов в соответствии с настоящим изобретением.
Описание предпочтительного варианта осуществления изобретения
Эндотермический реактор согласно настоящему изобретению исключает топку обычного промышленного нагревателя и обеспечивает равномерный тепловой поток при контролируемом уровне температур. Топку заменяют, например, концентричными трубами, которые могут быть в форме змеевиков или прямыми. Топливо и оксидант смешивают поэтапно и при температуре, которая приводит к окислению топлива без образования пламени, тем самым исключая пламя как источник излучения тепла, высокого энергетического уровня, и заменяет пламя текущим потоком газа при высокой температуре. В эндотермическом процессе это может привести к более высоким температурам в пределах металлургических ограничений, тем самым приводя многие процессы к улучшенной конверсии, избирательности и/или выходам и к уменьшенному образованию побочных продуктов. Исключение возникновения неравномерности температур уменьшает также риск повреждения труб вследствие возникновения участков локального перегрева.
Эффективность излучения беспламенного сгорания по настоящему изобретению может быть также более высокой, приводя к более низкому потреблению энергии.
Беспламенное сгорание в соответствии с настоящим изобретением также исключает высокие уровни температур внутри пламени и появление свободных радикалов, которые присутствуют в зоне горения. Это приводит к существенному уменьшению образования производных ΝΟΧ. Согласно настоящему изобретению уровни ΝΟΧ составляют менее примерно одной сотой от уровня обычных огневых нагревателей и одну десятую от уровней, достигаемых в нагревательных, использующих стабилизированное сеткой пламя.
В некоторых эндотермических процессах для подогрева реагентов с целью доведения реакции до заданного уровня требуются многоступенчатые нагреватели. В таких процессах можно использовать настоящее изобретение для непрерывного добавления тепла в реакцию, тем самым достигая одной стадии реакции, которая будет осуществляться при регулируемом температурном поле. Это преимущество можно использовать для значительного уменьшения требований к продолжительности обработки, снижения перепада давления в системе и/или понижения максимальных температур.
Реактор, согласно настоящему изобретению, применяющий беспламенное горение топливного газа при значениях температур от 900 до примерно 1100°С, можно изготовить из таких жаропрочных сплавов как, например, Васпаллой, Инконель 601, Инконель 617, Инколой 800 НТ, Хастеллой 235, Унимет 500 и Инколой Д8 (Васпаллой, Инконель, Инколой, Хастеллой, унимет и Инколой Д8 - торговые марки). При более высоких температурах можно применять керамические материалы, которые являются предпочтительными. Менее дорогостоящие металлы можно использовать в наружных трубопроводах, если применять футеровку внутри для ограничения температуры до той, действию которой подвергаются такие наружные трубопроводы. Керамические материалы с приемлемой прочностью при значениях температур примерно 900-1400°С, большей частью, представляют собой керамику с высоким содержанием окиси алюминия. Другие керамические материалы, которые могут применяться, включают керамику на основе окиси хрома, окиси циркония и окиси магния. Поставляют такие материалы фирмы Нэшнл Рефректориз и Минералз, Инк., Ливерморе, Калифорния, А.П.Грин Индастриз, Инк., Мексика, Миссури, и Алкоа, Алкоа Сентр, Пенн..
Вообще, беспламенное горение достигается предварительным нагревом воздуха для горения и топливного газа до температуры выше той, которая наблюдается, когда два потока объединяются и температура смеси превышает температуру ее самовоспламенения, но до температуры ниже той, которая привела бы к окислению при смешивании при ограничении скоростью смешения. Далее конструкция топливных форсунок и окислительной камеры такова, что скорости топлива и воздуха достаточно высокие для задувания любого стабильного пламени. Области рециркуляции или низкой скорости, где пламя может «прилипнуть» к топливной форсунке, исключены. Предварительный нагрев потоков до интервала температур примерно 8501400°С и затем подмешивание топливного газа в воздух для горения с относительно небольшим увеличением могут привести к беспламенному горению. Добавки топливного газа в смеси с потоком газа для горения обеспечивают предпочтительно повышение температуры примерно на 20-100°С в потоке газа для горения вследствие сжигания топлива.
В большинстве случаев добавки топлива предпочтительно смешивать, когда тепло удаляется технологическим потоком, для достижения относительно равномерного температурного поля, однако это не является обязательной частью настоящего изобретения. Например, возможно будет желательно иметь повышающееся или понижающееся температурное поле. Преимуществом настоящего изобретения является то, что температурное поле или поток тепла можно регулировать так, как это нужно. В экзотермическом процессе настоящее изобретение можно использовать для обеспечения температурного поля, которое увеличивается быстрее, чем поле температур при адиабатическом процессе.
Хотя предусмотрено, что настоящее изобретение наиболее предпочтительно, когда в эндотермической реакции поддерживается постоянное температурное поле, однако необязательно, что реакция должна осуществляться. Например, тепло может использоваться для обеспечения фазового превращения, такого как испарение воды для получения пара или изготовления стекла. Рабочая камера может содержать технологический поток в паровой фазе, в жидкой фазе и/или в твердой фазе.
Реактор, согласно настоящему изобретению, представлен в частичном разрезе на фиг. 1.
Показана камера 1 реакции окисления, имеющая вход 2 и выход 3. Между входом и выходом расположен проход 4 для потока, связанный путем теплообмена с рабочей камерой 8. Топливный трубопровод 5 обеспечивает проход для подачи топлива к форсункам 6, расположенным на некотором расстоянии друг от друга вдоль прохода 4 для потока. Форсунки расположены так, что топливо добавляется в камеру реакции окисления со скоростью, которая обеспечивает поток топлива через каждую форсунку без образования пламени, когда топливо смешивается с окислительным потоком, проходящим по проходу в камере окисления. Топливо, а не горение со светящимся пламенем, будет реагировать с оксидантом относительно равномерным образом по всему объему камеры окисления. Показаны четыре группы топливных форсунок, но можно применять любое количество топливных форсунок в зависимости от требуемого теплового потока в рабочей камере. Объем камеры окисления между группами форсунок предпочтительно достаточный, так что время обработки смеси достаточно для того, чтобы значительная часть топлива, проходящего через группу форсунок, окислилась прежде, чем будет добавлено еще топливо.
Рабочая камера 8 связана путем теплообмена с камерой 1 реакции окисления. Технологический поток поступает в рабочую камеру 8 на входе 11, а выходит он через выход 12. Для охлаждения технологического потока, выходящего из рабочей камеры, предусмотрен теплообменник 10. Поток, который должен нагреваться в теплообменнике 10, поступает во входное отверстие 14 секции охлаждения и выходит через выходное отверстие 13 секции охлаждения. Поток, нагреваемый в теплообменнике, может быть, например, технологическим входящим потоком, потоком воды для питания котла, которая нагревается и/или испаряется. В некоторых процессах, таких как пиролиз углеводородов для получения олефинов, быстрое охлаждение желательно для уменьшения побочных продуктов реакций.
В топливо можно добавлять ингибитор образования кокса через систему 9 инжекции ингибитора, показанную в форме инжекционного трубопровода. Инжекционный трубопровод для впрыскивания ингибитора может включать в себя регулирующий клапан и систему регулирования соотношения количества ингибитора и потока топлива.
Топливный трубопровод содержит множество патрубков (показаны четыре группы) по длине камеры реакции окисления. Патрубки обеспечивают сообщение между топливным трубопроводом и камерой реакции окисления. Множество патрубков обеспечивают распределение тепловыделения внутри камеры реакции окисления. Патрубки имеют заданный размер для достижения требуемого распределения тем ператур в рабочей камере. Обычно желательно иметь внутри рабочей камеры почти равномерное температурное поле, поскольку оно может обеспечить более низкие максимальные температуры для данного теплового потока. Поскольку материалы конструкции устройства предопределяют максимальные температуры, то равномерные температурные поля будут увеличивать выделение тепла, возможное для одинаковых материалов конструкции. Количество патрубков ограничено только размером патрубков, которые должны применяться. Если применяют больше патрубков, то обычно они должны быть меньшего размера. Меньшие патрубки будут засоряться легче, чем большие патрубки. Количество патрубков представляет компромисс между равномерностью температурного поля и возможностью засорения.
Показано, что рабочая камера и камера реакции окисления расположены в параллельном потоке, однако они могут быть в противотоке или в комбинации обоих потоков, например, с камерой окисления с конфигурацией в форме Иобразной трубы. Такая конфигурация, возможно, потребуется для того, чтобы регулировать эффект различного термического расширения труб.
В зависимости от конкретного проводимого процесса можно использовать катализатор в рабочей камере.
Показан нагреватель 7, предназначенный для нагрева потока оксиданта до температуры, при которой смесь потока оксиданта и топлива из первой группы форсунок будет достаточно горячей для достижения беспламенного окисления. Нагреватель может быть, например, горелкой, в которой смешивается топливо с некоторым количеством оксиданта и сжигается для повышения температуры оксиданта, или можно нагреть оксидант за счет теплообмена с одним или обоими вытекающими из рабочей камеры потоками, либо с потоком, вытекающим из камеры реакции окисления. Можно использовать комбинацию теплообмена, а затем горелку.
Альтернативно, добавку оксиданта в топливо можно осуществить путем размещения форсунок в трубопроводе для оксиданта, а не в топливном трубопроводе и затем нагнетать оксидант в обогащенный топливом поток при температуре, превышающей температуру полученных смесей.
Теперь обратимся к фиг. 2, которая показывает поперечный разрез другого варианта. В этом варианте рабочие камеры 8 расположены в трубах, которые собраны вместе в пучок внутри изолированного кожуха 104. Изолированный кожух не обязательно должен быть оболочкой высокого давления, однако он уменьшает потери тепла из труб, которые содержат реакционные камеры. Каждый топливный трубопровод 5 с форсунками 6, обеспечивающими сообщение между обоими камерами, расположен внутри камеры 1 реакции окисления.
Теперь обратимся к фиг. 3, на которой показан другой альтернативный вариант. В этом варианте рабочие камеры 8 расположены в трубах, которые ввязаны вместе в пучок внутри изолированного кожуха 401. Изолированный кожух образует также камеру сгорания. Топливные трубопроводы 5 расположены внутри изолированного кожуха между трубами, которые образуют рабочие камеры. Показано, что трубы, образующие рабочие камеры, и топливные трубопроводы относительно плотно упакованы, но они могут быть расположены на расстоянии друг от друга, когда это необходимо для обеспечения согласованности между падением давления и размером требуемого кожуха. Этот альтернативный вариант может внешне приближаться к трубчатому теплообменнику с перегородками для размещения труб и прохода потока продуктов сгорания назад и вперед по трубам, которые образуют рабочие камеры.
Камеру окисления можно также снабдить катализатором окисления. Катализатор окисления можно разместить на подложке, например, из окиси алюминия или нанести его на стенки труб. Катализатор окисления может быть полезным в расширении эффективного интервала температур, при которых будет действовать стабильно беспламенное окисление. Катализатор окисления может быть также полезным для начала фазы прежде, чем камера окисления достигнет температуры, при которой будет протекать реакция окисления без катализатора. Альтернативно, катализатор может быть эффективным для уменьшения объема, необходимого в камере окисления.
Нагрев углеводородного топлива для получения беспламенного горения может привести к значительному образованию углерода в топливном трубопроводе, если только в поток топлива не будет включен подавитель образования углерода. Подавитель образования углерода может быть двуокисью углерода, паром, водородом или их смесями. Двуокись углерода и пар предпочтительны, вследствие более высокой стоимости водорода.
Углерод образуется из метана при повышенных температурах согласно следующей реакции:
СН4 > С + 2Н2 (1)
Эта реакция является обратимой реакцией, а водород действует в качестве подавителя образования углерода посредством обратимой реакции.
Двуокись углерода подавляет образование углерода согласно следующей реакции:
СО2 + С > 2СО (2)
Пар подавляет образование углерода согласно следующей реакции:
1ΙΌ + С >СО + Н2 (3)
2Н;О + С > СО2 + 2Н2 (4)
Двуокись углерода и окись углерода остается в равновесии при повышенных температурах согласно сдвигу реакции газов:
СО + Н3О >СО3 + Н2 (5)
Когда топливом является, по существу, метан, молярное отношение примерно 1:1 пара к метану будет достаточно для подавления образования углерода до температур примерно 1370°С. Молярное отношение пара к метану находится предпочтительно в интервале значений примерно от 1:1 до примерно 2:1, когда в качестве подавителя образования углерода используют пар. Молярное отношение двуокиси углерода к метану находится предпочтительно в интервале значений от примерно 1:1 до примерно 3:1, когда в качестве подавителя образования углерода используют двуокись углерода. Предпочтительно топливо состоит, по существу, из метана вследствие того, что метан более термически стабилен, чем другие легколетучие углеводороды. Подавитель имеет дополнительное преимущество, поскольку он уменьшает скорость горения и понижает пиковые температуры.
Необходимость в подавителе образования углерода можно исключить, если топливо не нагревать значительно до его добавления в поток оксиданта, или время нахождения любого нагреваемого топлива достаточно короткое.
При запуске находящегося в холодном состоянии реактора в соответствии с настоящим изобретением можно применять горение с пламенем. Начальное воспламенение может достигаться путем впрыскивания пирофорного материала, посредством электрического зажигателя, искрового запальника или путем временного ввода запальника. Настоящий реактор достигает предпочтительно быстро температуры, при которой поддерживается беспламенное горение, для уменьшения периода времени, в течение которого существует пламя. Скорость прогрева реактора обычно будет ограничена температурными градиентами, которые может выдерживать нагреватель.
Большей частью беспламенное горение происходит тогда, когда реакция между потоком оксиданта и топлива не ограничена смешением, и смешанный поток находится при температуре выше температуры самовоспламенения смешанного потока. Это достигают путем исключения высоких температур в точке смешивания и путем подмешивания относительно небольших добавок топлива в оксидант. Доказательством существования пламени служит освещенная поверхность раздела между несгоревшим топливом и продуктами сгорания. Для исключения образования пламени топливо и оксидант предпочтительно нагревают до температуры примерно 815-1370°С до их смешивания. Топливо смешивают с потоком оксиданта, предпочтительно в виде относительно небольших добавок для обеспечения более быстрого смешивания. Можно, например, добавлять достаточно топлива в добавке, чтобы позволить горению повысить температуру потока примерно на 20°С до примерно 100°С.
Способ, в котором можно успешно применять реактор, согласно настоящему изобретению, включает, но без ограничения, реформинг метана, получение олефинов, получение стиролов, аммиака, циклогексана, каталитический реформинг углеводородов, производство хлористого аллила или хлористого винила, изготовление стекла или керамики, обезвоживание, дополнительное испарение во время перегонки, регулирование повторного испарения или температурного поля во время реакционной перегонки.
Обратимся теперь к фиг. 4, рабочая камера расположена внутри труб, которые образуют камеры 1 сгорания, а трубы, образующие камеры сгорания, находятся в большом трубопроводе, при этом топливо течет внутрь большого трубопровода и наружу из труб, которые образуют камеры окисления. Топливные форсунки 6 установлены в трубопроводах, отделяющих топливо от камер окисления, топливо течет через форсунки в сопла для окисления. Преимуществом этой компоновки является то, что для потока топлива требуется только один большой трубопровод.
Теперь обратимся к фиг. 5, которая показывает альтернативное устройство, а не концентричные трубы, топливный трубопровод 5 и трубопровод, образующий рабочую камеру 8, расположены внутри трубы, которая образует камеру реакции окисления. Эта конфигурация обеспечивает относительно большую площадь поперечного сечения для потока дымовых газов. Это является подходящим для уменьшения затрат на сжатие дымовых газов, а также для уменьшения стоимости труб за счет того, что имеются трубы наибольшего диаметра, которые имеют также наименьшее давление.
Обратимся теперь к фиг. 6, на которой показан другой вариант, подобный представленному на фиг. 5, единственным отличием является то, что топливный трубопровод 5 расположен снаружи трубы, образующей камеру 1 реакции окисления. Форсунки 6 являются трубчатыми соединениями между топливным трубопроводом 5 и трубой, образующей камеру 1 реакции окисления. Преимуществом этого устройства является то, что можно легко ограничить температуру топлива и, таким образом устраняется необходимость в добавлении ингибитора образования кокса.
Теперь рассмотрим фиг. 7, представляющую устройство, аналогичное тому устройству, которое показано на фиг. 5, но имеющее дополнительный признак, а именно, что поток в камеру реакции окисления разделяется, так как вход в камеру окисления расположен вблизи центра по длине камеры 1 окисления. Поток из этого входа разделяется на поток, проходящий в каждом направлении. Эта разделяющая камера окисления позволяет применять большой проход для потока в рабочую камеру при проходе потока в камеру сгорания и позволяет уменьшить поток в окислительной камере наполовину. Таким образом, падение давления снижается на коэффициент примерно восемь для прохода потока сгорания таких же размеров. Это может иметь преимущество вследствие важности затрат на сжатие при реализации процесса. Этот альтернативный вариант может быть полезным, если желательно иметь относительно длинный прямой проход потока в процессе. В качестве другого варианта, топливный трубопровод может быть расположен снаружи камеры окисления, как показано на фиг. 6.
Рассмотрим фиг. 8, показывающую другой вариант с разделяемым потоком оксиданта. В том альтернативном варианте оксидант находится во внутренней трубе и вход, который разделяет поток на поток, проходящий в каждом направлении.
Обратимся теперь к фиг. 9, которая показывает вариант настоящего изобретения, в котором применяют камеру окисления прямоугольного поперечного сечения. Рабочие камеры представляют трубы, расположенные в коробе.
Прямоугольная камера окисления обычно может быть достаточно большой, чтобы содержать значительное количество труб рабочей камеры 8. Трубы рабочей камеры могут быть все трубами для параллельного потока, последовательного потока или для комбинации из параллельного и последовательного потоков. Показан только один слой труб рабочей камеры, хотя можно применять множество слоев труб. Когда поток является, по меньшей мере, частично последовательным, может потребоваться расположить входы и выходы на одном конце и тем самым уменьшить проблемы, связанные с термическим расширением труб.
Можно также применять другую конструкцию теплообменников, например, гофрированные пластинчатые теплообменники, раскрытые в патенте США, 4029146, который включен здесь в виде ссылки. С гофрированными пластинчатыми теплообменниками либо можно вставить топливный трубопровод в пространство потока оксиданта для соответствующего распределения топлива, либо можно применять третью группу потоков с патрубками между пространствами для потока топлива и для потока оксиданта.
Камеры окисления могут быть вертикальными, горизонтальными или наклонными, и предпочтительно вертикальными, когда рабочая камера содержит неподвижный слой катализатора.
Реактор, согласно настоящему изобретению, можно использовать для получения стиролов при дегидрировании этилбензола до винилбензола(стирол) над катализатором, например, над промотированным окисью железа и окисью калия катализатором. Это дегидрирование можно осуществлять, например, в интервале температур 550-680°С под давлением, которое находится в интервале значений от четырех -20 кПа (3 фунта/дюйм2) до 140 кПа (20 фунтов/дюйм2). Для уменьшения парциального давления углеводородов (тем самым улучшая равновесные соотношения продуктов) в загрузку этилбензола добавляют пар, чтобы он действовал в качестве теплоприемника для уменьшения снижения температуры вследствие эндотермической реакции и для уменьшения образования кокса посредством реакции водяного пара. Большинство катализаторов требуют пара для молярного соотношения углеводорода примерно от семи до десяти. Жидкостная объемная скорость, основанная на жидком сырье, составляет большей частью от примерно 0,4 до 0,5 час-1. С учетом выхода и стабильности катализатора желательно более низкое давление, но более высокое давление уменьшает затраты на сжатие продукта (включая капитальные затраты на компрессионное оборудование). Данная реакция является эндотермической и ее целесообразно осуществлять почти изотермически. При повышении температуры образуются с увеличивающейся скоростью нежелательные побочные продукты (включая кокс), а при понижении температуры уменьшается выход. Таким образом, процесс дегидрирования желательно осуществлять в условиях, близких к изотермическим. Преимущества, которые можно было бы получить за счет обеспечения более равномерной температуры, включают уменьшение потребления пара, работу с высокой производительностью, увеличение выхода и избирательности, уменьшение образования кокса и/или повышение давления во время работы. Настоящее изобретение можно использовать в качестве реактора или в качестве подогревателя перед реактором в процессе дегидрирования этилбензола до стирола, хотя настоящее изобретение предпочтительно применять в качестве реактора с катализатором дегидрирования, по меньшей мере, в части рабочей камеры, обогреваемой путем беспламенного сгорания топлива.
В печи для реформинга настоящее изобретение использует рабочую камеру с катализатором для превращения углеводорода и пара в водород, окись углерода и двуокись углерода. Это является высокоэндотермической реакцией, осуществляемой при более высоких температурах, что способствует достижению равновесия водорода и окиси углерода, получаемых из углеводородного сырья. Предпочтительным исходным материалом для получения водорода путем реформинга с паром является метан, од нако вместо метана можно использовать другие углеводороды. Чем выше молекулярный вес, тем больше тенденция к образования кокса. Таким образом, когда в качестве сырья применяют нафту, то в большинстве случаев необходимы более высокие соотношения пара и углерода. Молярные соотношения пара и углерода обычно находятся между примерно тремя и пятью, объемная скорость является большей частью очень высокой, порядка 5000-8000 час-1, температуры обычно находятся в диапазоне 800-870°С, а давление - типично 2-2,5 Мпа. Для сдвига равновесия от метана к водороду благоприятны более высокие температуры и типично, что чистота водорода на выходе из нагревателя, по меньшей мере, такая же, как чистота водорода, который находился бы в состоянии равновесия при температуре в пределах 25°Р (-3,89°С) на выходе из нагревателя. Катализатором является катализатор на основе никеля, и он может содержать калий для ингибирования образования кокса.
Получение водорода путем парового реформинга можно также осуществлять с вторичной реформинг-установкой для получения, например, метанола или аммиака.
Использование настоящего изобретения в паровой реформинг-установке приводит к достижению более высоких средних температур для установленной максимальной температуры в реакционной камере вследствие равномерного распределения тепла, образующегося в результате распределения горения. Таким образом, или можно уменьшить удельный расход пара, или можно увеличить конверсию для подобных температур поверхности труб.
Когда настоящее изобретение применяют в реакторе для термического крекинга углеводородов с целью получения олефиновых продуктов, можно применять температуры реакций в интервале значений 775-950°С и время превращения 0,1-0,8 с. Температуры реакций во многом зависят от конкретного углеводородного сырья и времени превращения. Более легколетучие исходные материалы, например, этан, можно подвергать обработке при более высоких температурах и более высоких конверсиях. Более тяжелые исходные материалы, например, газойли требуют более низких температур вследствие тенденции к образованию кокса и других нежелательных побочных продуктов. Предпочтительно, время превращения примерно 0,1-0,15 с. Для предотвращения образования кокса и уменьшения парциального давления углеводородов добавляют пар для разбавления в углеводородное сырье реактора. Поскольку избирательность олефинов уменьшается из-за побочных реакций, вытекающий поток из реактора подвергают предпочтительно быстрому охлаждению. Охлаждение после реакционной камеры может достигаться прямым контактом, например, с потоком газойля или косвенно, путем теплообмена. Предпочтительно косвенное ох лаждение, поскольку энергия может быть регенерирована на более благоприятном уровне.
Настоящее изобретение можно использовать, например, в кипятильнике ректификационной колонны или в нагревателе сырья для вакуумной однократной равновесной перегонки. Эти применения часто включают нагревание углеводородов до температуры, которые ограничены тенденцией углеводородов к образованию кокса, а настоящее изобретение приводит к более равномерной передаче тепла к потоку углеводородов, тем самым уменьшая максимальные температуры углеводородов внутри реакторов. К тому же, достигаются такие преимущества как, например, уменьшенное образование ΝΟΧ.

Claims (12)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Эндотермический реактор, содержащий камеру (1) реакции окисления, имеющую вход (2) для оксиданта, выход (3) для продуктов сгорания, а также размещенный в ней топливный трубопровод (5), снабженный топливными форсунками (6), а также связанную посредством теплообмена с камерой (1) реакции окисления рабочую камеру (8) для эндотермической реакции и нагреватель (7), предназначенный повышать температуру оксиданта до температуры, обеспечивающей возможность создания температуры в смешанном потоке оксиданта и топлива из топливной форсунки (6), расположенной ближе всего к входу (2) в камеру реакции окисления, превышающей температуру его самовоспламенения, отличающийся тем, что топливный трубопровод выполнен с возможностью поддержания температуры смешанного потока оксиданта и подаваемого из трубопровода топлива вблизи каждой топливной форсунки ниже температуры его самовоспламенения.
  2. 2. Эндотермический реактор по п.1, отличающийся тем, что содержит также систему (9) инжекции ингибитора образования кокса, сообщенную с топливным трубопроводом (5) для предупреждения образования кокса в топливном трубопроводе (5) при рабочих температурах.
  3. 3. Эндотермический реактор по п.1, отличающийся тем, что топливный трубопровод (5) является трубчатым трубопроводом, расположенным, по существу, в центре внутри камеры (1) реакции окисления.
  4. 4. Эндотермический реактор по п.3, отличающийся тем, что камера (1) реакции окисления расположена, по существу, в центре внутри рабочей камеры (8).
  5. 5. Эндотермический реактор по п.1, отличающийся тем, что рабочая камера (8) является камерой для реакции пиролиза при получении олефинов.
  6. 6. Эндотермический реактор по п.1, отличающийся тем, что рабочая камера (8) является эффективной в качестве реакционной камеры для парового реформинга метана.
  7. 7. Эндотермический реактор по п.1, отличающийся тем, что является нагревателем для дегидрирования этилбензола.
  8. 8. Способ обеспечения теплом камеры эндотермического реактора по п.1, включающий стадии подачи топлива;
    добавления в топливо ингибитора коксообразования для предупреждения образования кокса при рабочих температурах реактора;
    подачи топливной смеси к множеству топливных форсунок (6);
    предварительного нагрева оксиданта до температуры, которая превышает температуру самовоспламенения смеси оксиданта и топлива;
    обеспечения теплообмена между камерой (1) реакции окисления и рабочей камерой (8)
    Фиг. 1
    Фиг. 2
    Фиг. 3
    Фиг. 4 для протекания эндотермической реакции, отличающийся тем, что он включает стадию поддержания температуры смешанного потока в камере (1) реакции окисления вблизи каждой топливной форсунки ниже температуры самовоспламенения смешанного потока.
  9. 9. Способ по п.8, отличающийся тем, что при этом осуществляют реакцию реформинга метана.
  10. 10. Способ по п.8, отличающийся тем, что при этом осуществляют реакцию пиролиза для получения олефинов.
  11. 11. Способ по п.8, отличающийся тем, что при этом осуществляют процесс дегидрирования этилбензола.
  12. 12. Способ по п.8, отличающийся тем, что ингибитор коксообразования выбран из группы, состоящей из двуокиси углерода и пара.
EA200000397A 1997-10-08 1998-10-08 Эндотермический реактор EA003626B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US6243997P 1997-10-08 1997-10-08
PCT/EP1998/006522 WO1999018392A1 (en) 1997-10-08 1998-10-08 Flameless combustor process heater

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200000397A1 EA200000397A1 (ru) 2000-10-30
EA003626B1 true EA003626B1 (ru) 2003-08-28

Family

ID=22042493

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200000397A EA003626B1 (ru) 1997-10-08 1998-10-08 Эндотермический реактор

Country Status (23)

Country Link
US (2) US7025940B2 (ru)
EP (1) EP1021682B1 (ru)
JP (1) JP4602546B2 (ru)
KR (1) KR100535730B1 (ru)
CN (1) CN1163687C (ru)
AT (1) ATE214139T1 (ru)
AU (1) AU734708B2 (ru)
BR (1) BR9812738A (ru)
CA (1) CA2304681C (ru)
CZ (1) CZ298233B6 (ru)
DE (1) DE69804124T2 (ru)
DK (1) DK1021682T3 (ru)
EA (1) EA003626B1 (ru)
ES (1) ES2174498T3 (ru)
HU (1) HUP0003928A3 (ru)
ID (1) ID24367A (ru)
NO (1) NO318613B1 (ru)
NZ (1) NZ503462A (ru)
PL (1) PL191124B1 (ru)
PT (1) PT1021682E (ru)
TR (1) TR200000915T2 (ru)
UA (1) UA50853C2 (ru)
WO (1) WO1999018392A1 (ru)

Families Citing this family (93)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2439773C (en) * 2001-03-05 2010-12-07 Shell Canada Limited Apparatus and process for the production of hydrogen
US6821501B2 (en) 2001-03-05 2004-11-23 Shell Oil Company Integrated flameless distributed combustion/steam reforming membrane reactor for hydrogen production and use thereof in zero emissions hybrid power system
EP1420881A4 (en) * 2001-06-27 2006-03-08 Nu Element Inc MODULAR MICROREACTOR ARCHITECTURE AND METHOD FOR FLUID TREATMENT DEVICES
US7244868B2 (en) * 2002-06-25 2007-07-17 Shell Oil Company Process for the dehydrogenation of an unsaturated hydrocarbon
FR2842892B1 (fr) * 2002-07-24 2005-03-18 Centre Nat Rech Scient Installation et procede pour la production de froid par un systeme a sorption renversable
US20060248800A1 (en) * 2002-09-05 2006-11-09 Miglin Maria T Apparatus and process for production of high purity hydrogen
US6783206B2 (en) 2002-11-15 2004-08-31 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Vacuum platen assembly for fluid-ejection device with anti-clog vacuum hole sidewall profiles
US20040185398A1 (en) * 2002-12-20 2004-09-23 Fina Technology, Inc. Method for reducing the formation of nitrogen oxides in steam generation
NL1023570C2 (nl) * 2003-05-30 2004-12-01 Nederlandse Gasunie Nv Homogene oxidatie.
ITBO20040296A1 (it) * 2004-05-11 2004-08-11 Itea Spa Combustori ad alta efficienza e impatto ambientale ridotto, e procedimenti per la produzione di energia elettrica da esso derivabili
US7168949B2 (en) 2004-06-10 2007-01-30 Georgia Tech Research Center Stagnation point reverse flow combustor for a combustion system
US7425127B2 (en) 2004-06-10 2008-09-16 Georgia Tech Research Corporation Stagnation point reverse flow combustor
US7293983B2 (en) * 2005-03-01 2007-11-13 Fina Technology, Inc. Heating hydrocarbon process flow using flameless oxidation burners
CA2601371C (en) * 2005-03-10 2014-05-13 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. A multi-tube heat transfer system for the combustion of a fuel and heating of a process fluid and the use thereof
WO2006099033A1 (en) * 2005-03-10 2006-09-21 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method of starting up a direct heating system for the flameless combustion of fuel and direct heating of a process fluid
CN101163918A (zh) * 2005-03-10 2008-04-16 国际壳牌研究有限公司 一种用于燃料燃烧和加热工艺流体的传热系统以及使用该系统的工艺
US20060246388A1 (en) * 2005-04-29 2006-11-02 Hauck Manufacturing Company Reduced NOx method of combustion
JP2007091584A (ja) * 2005-09-27 2007-04-12 Samsung Sdi Co Ltd 燃料改質装置
WO2007045050A1 (en) * 2005-10-21 2007-04-26 Calix Pty Ltd A material compound and a method of fabricating the same
US20080093125A1 (en) * 2006-03-27 2008-04-24 Potter Drilling, Llc Method and System for Forming a Non-Circular Borehole
AU2007233570B2 (en) 2006-03-31 2010-11-18 Calix Limited System and method for the calcination of minerals
US8490581B2 (en) 2006-06-15 2013-07-23 Exxonmobil Research And Engineering Company Advanced fired heater unit for use in refinery and petro-chemical applications
EP2086875A2 (en) 2006-11-30 2009-08-12 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Systems and processes for producing hydrogen and carbon dioxide
FR2913097B1 (fr) * 2007-02-26 2009-04-24 Inst Francais Du Petrole Bruleur poreux a hydrogene sans premelange
WO2008124062A1 (en) 2007-04-05 2008-10-16 Worcester Polytechnic Institute Composite structures with porous anodic oxide layers and methods of fabrication
CN101815905A (zh) * 2007-07-20 2010-08-25 国际壳牌研究有限公司 无焰燃烧加热器
WO2009014969A2 (en) * 2007-07-20 2009-01-29 Shell Oil Company A flameless combustion heater
KR101495377B1 (ko) * 2007-07-20 2015-02-24 셀 인터나쵸나아레 레사아치 마아츠샤피 비이부이 무화염 연소 히터
US8671658B2 (en) 2007-10-23 2014-03-18 Ener-Core Power, Inc. Oxidizing fuel
US20090133854A1 (en) * 2007-11-27 2009-05-28 Bruce Carlyle Johnson Flameless thermal oxidation apparatus and methods
US20090136406A1 (en) * 2007-11-27 2009-05-28 John Zink Company, L.L.C Flameless thermal oxidation method
ITMI20072290A1 (it) * 2007-12-06 2009-06-07 Itea Spa Processo di combustione
KR101215091B1 (ko) * 2008-02-01 2012-12-24 가부시키가이샤 아이에이치아이 연소 가열기
JP2009186023A (ja) * 2008-02-01 2009-08-20 Ihi Corp 燃焼加熱器
CN102046568A (zh) * 2008-04-09 2011-05-04 国际壳牌研究有限公司 改进脱氢工艺的方法
US8084660B2 (en) 2008-04-18 2011-12-27 Fina Technology, Inc Use of direct heating device with a reheater in a dehydrogenation unit
EP2347085A2 (en) * 2008-10-08 2011-07-27 Potter Drilling, Inc. Methods and apparatus for mechanical and thermal drilling
US8701413B2 (en) 2008-12-08 2014-04-22 Ener-Core Power, Inc. Oxidizing fuel in multiple operating modes
US20100275611A1 (en) * 2009-05-01 2010-11-04 Edan Prabhu Distributing Fuel Flow in a Reaction Chamber
US8652239B2 (en) 2010-05-03 2014-02-18 Worcester Polytechnic Institute High permeance sulfur tolerant Pd/Cu alloy membranes
US8992765B2 (en) 2011-09-23 2015-03-31 Uop Llc Process for converting a hydrocarbon feed and apparatus relating thereto
US9273606B2 (en) 2011-11-04 2016-03-01 Ener-Core Power, Inc. Controls for multi-combustor turbine
US9279364B2 (en) 2011-11-04 2016-03-08 Ener-Core Power, Inc. Multi-combustor turbine
AU2013207783B2 (en) 2012-01-13 2017-07-13 Lummus Technology Llc Process for providing C2 hydrocarbons via oxidative coupling of methane and for separating hydrocarbon compounds
US9017618B2 (en) 2012-03-09 2015-04-28 Ener-Core Power, Inc. Gradual oxidation with heat exchange media
US9206980B2 (en) 2012-03-09 2015-12-08 Ener-Core Power, Inc. Gradual oxidation and autoignition temperature controls
US9353946B2 (en) 2012-03-09 2016-05-31 Ener-Core Power, Inc. Gradual oxidation with heat transfer
US9726374B2 (en) 2012-03-09 2017-08-08 Ener-Core Power, Inc. Gradual oxidation with flue gas
US9359948B2 (en) 2012-03-09 2016-06-07 Ener-Core Power, Inc. Gradual oxidation with heat control
US9567903B2 (en) 2012-03-09 2017-02-14 Ener-Core Power, Inc. Gradual oxidation with heat transfer
US9381484B2 (en) 2012-03-09 2016-07-05 Ener-Core Power, Inc. Gradual oxidation with adiabatic temperature above flameout temperature
US9328916B2 (en) 2012-03-09 2016-05-03 Ener-Core Power, Inc. Gradual oxidation with heat control
US9347664B2 (en) 2012-03-09 2016-05-24 Ener-Core Power, Inc. Gradual oxidation with heat control
US9328660B2 (en) 2012-03-09 2016-05-03 Ener-Core Power, Inc. Gradual oxidation and multiple flow paths
US8980193B2 (en) 2012-03-09 2015-03-17 Ener-Core Power, Inc. Gradual oxidation and multiple flow paths
US20130236839A1 (en) * 2012-03-09 2013-09-12 Flexenergy, Inc. Gradual oxidation with heat control
US9359947B2 (en) 2012-03-09 2016-06-07 Ener-Core Power, Inc. Gradual oxidation with heat control
US9371993B2 (en) 2012-03-09 2016-06-21 Ener-Core Power, Inc. Gradual oxidation below flameout temperature
US9534780B2 (en) 2012-03-09 2017-01-03 Ener-Core Power, Inc. Hybrid gradual oxidation
US9234660B2 (en) 2012-03-09 2016-01-12 Ener-Core Power, Inc. Gradual oxidation with heat transfer
US9273608B2 (en) 2012-03-09 2016-03-01 Ener-Core Power, Inc. Gradual oxidation and autoignition temperature controls
BR112014022252B8 (pt) * 2012-03-09 2022-12-20 Ener Core Power Inc Oxidação gradual com transferência de calor
US9194584B2 (en) 2012-03-09 2015-11-24 Ener-Core Power, Inc. Gradual oxidation with gradual oxidizer warmer
US9267432B2 (en) 2012-03-09 2016-02-23 Ener-Core Power, Inc. Staged gradual oxidation
US8980192B2 (en) 2012-03-09 2015-03-17 Ener-Core Power, Inc. Gradual oxidation below flameout temperature
US8926917B2 (en) 2012-03-09 2015-01-06 Ener-Core Power, Inc. Gradual oxidation with adiabatic temperature above flameout temperature
US9469577B2 (en) 2012-05-24 2016-10-18 Siluria Technologies, Inc. Oxidative coupling of methane systems and methods
JP2013249605A (ja) * 2012-05-31 2013-12-12 Ihi Corp ガスハイドレート回収装置
US8801904B2 (en) 2012-07-03 2014-08-12 Aemerge, LLC Chain drag system for treatment of carbaneous waste feedstock and method for the use thereof
US9670113B2 (en) 2012-07-09 2017-06-06 Siluria Technologies, Inc. Natural gas processing and systems
AU2013355038B2 (en) 2012-12-07 2017-11-02 Lummus Technology Llc Integrated processes and systems for conversion of methane to multiple higher hydrocarbon products
US9476589B2 (en) * 2013-03-13 2016-10-25 Fives North American Combustion, Inc. Diffuse combustion method and apparatus
RU2538754C1 (ru) * 2013-11-18 2015-01-10 Государственное унитарное предприятие "Институт нефтехимпереработки Республики Башкортостан" (ГУП "ИНХП РБ") Трубчатая печь беспламенного горения
EP3074119B1 (en) 2013-11-27 2019-01-09 Siluria Technologies, Inc. Reactors and systems for oxidative coupling of methane
WO2015105911A1 (en) 2014-01-08 2015-07-16 Siluria Technologies, Inc. Ethylene-to-liquids systems and methods
EP3097068A4 (en) 2014-01-09 2017-08-16 Siluria Technologies, Inc. Oxidative coupling of methane implementations for olefin production
US10377682B2 (en) 2014-01-09 2019-08-13 Siluria Technologies, Inc. Reactors and systems for oxidative coupling of methane
EP2952809A1 (en) * 2014-06-06 2015-12-09 Alstom Technology Ltd Steam generator
CN104132344B (zh) * 2014-08-06 2016-06-29 北京大学 一种极低氮氧化物排放的燃气无焰燃烧装置及燃烧方法
EP2998018A1 (de) * 2014-09-17 2016-03-23 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Anlage zur Alkandehydrierung
US9334204B1 (en) 2015-03-17 2016-05-10 Siluria Technologies, Inc. Efficient oxidative coupling of methane processes and systems
US10793490B2 (en) 2015-03-17 2020-10-06 Lummus Technology Llc Oxidative coupling of methane methods and systems
US20160289143A1 (en) 2015-04-01 2016-10-06 Siluria Technologies, Inc. Advanced oxidative coupling of methane
US9328297B1 (en) 2015-06-16 2016-05-03 Siluria Technologies, Inc. Ethylene-to-liquids systems and methods
WO2017065947A1 (en) 2015-10-16 2017-04-20 Siluria Technologies, Inc. Separation methods and systems for oxidative coupling of methane
CA3019396A1 (en) 2016-04-13 2017-10-19 Siluria Technologies, Inc. Oxidative coupling of methane for olefin production
FR3053767B1 (fr) * 2016-07-08 2019-07-05 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Procede de prechauffage d'un fluide en amont d'un four
EP3554672A4 (en) 2016-12-19 2020-08-12 Siluria Technologies, Inc. PROCEDURES AND SYSTEMS FOR CHEMICAL DEPOSITION
HUE064375T2 (hu) 2017-05-23 2024-03-28 Lummus Technology Inc Metán oxidatív csatolási folyamatainak integrálása
US10836689B2 (en) 2017-07-07 2020-11-17 Lummus Technology Llc Systems and methods for the oxidative coupling of methane
GB2572623B (en) 2018-04-05 2020-07-29 Intelligent Power Generation Ltd A multi fuel flame-less combustor
US20230158467A1 (en) 2020-03-31 2023-05-25 Technip Energies France Sas Flameless Combustion Burner For An Endothermic Reaction Process
WO2021244840A1 (en) * 2020-06-02 2021-12-09 Haldor Topsøe A/S Reactor with multiple burner management system

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USRE26990E (en) * 1964-08-11 1970-11-24 Process and apparatus for reforming hydrocarbons
US4029146A (en) 1974-04-01 1977-06-14 John Zink Company Corrugated sheet heat exchanger
US4104018A (en) * 1976-11-26 1978-08-01 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Combuster
US5181990A (en) 1986-01-16 1993-01-26 Babcock-Hitachi Kabushiki Kaisha Pyrolysis furnace for olefin production
US4692306A (en) * 1986-03-24 1987-09-08 Kinetics Technology International Corporation Catalytic reaction apparatus
US5059404A (en) 1989-02-14 1991-10-22 Manufacturing And Technology Conversion International, Inc. Indirectly heated thermochemical reactor apparatus and processes
US6153152A (en) * 1990-04-03 2000-11-28 The Standard Oil Company Endothermic reaction apparatus and method
ZA911838B (en) * 1990-04-03 1991-12-24 Standard Oil Co Ohio Endothermic reaction apparatus
ES2064538T3 (es) * 1990-06-29 1995-02-01 Wuenning Joachim Procedimiento y dispositivo para la combustion de combustible en un recinto de combustion.
US5427655A (en) 1990-11-29 1995-06-27 Stone & Webster Engineering Corp. High capacity rapid quench boiler
US5128023A (en) 1991-03-27 1992-07-07 Betz Laboratories, Inc. Method for inhibiting coke formation and deposiiton during pyrolytic hydrocarbon processing
US5536488A (en) 1991-07-01 1996-07-16 Manufacturing And Technology Conversion Indirectly heated thermochemical reactor processes
US5426655A (en) * 1991-07-16 1995-06-20 International Business Machines Corporation Method and apparatus for magnetic recording of data
FR2683543B1 (fr) 1991-11-08 1994-02-11 Inst Francais Du Petrole Procede de pyrolyse thermique d'hydrocarbures utilisant un four electrique.
US5255742A (en) 1992-06-12 1993-10-26 Shell Oil Company Heat injection process
AU5684994A (en) 1992-12-18 1994-07-19 Amoco Corporation Thermal cracking process with reduced coking
US5567305A (en) 1993-08-06 1996-10-22 Jo; Hong K. Method for retarding corrosion and coke formation and deposition during pyrolytic hydrocarbon processing
US5523502A (en) 1993-11-10 1996-06-04 Stone & Webster Engineering Corp. Flexible light olefins production
FR2715583B1 (fr) 1994-02-02 1996-04-05 Inst Francais Du Petrole Dispositif pour la mise en Óoeuvre de réactions chimiques nécessitant au moins au démarrage un apport de calories.
US5424095A (en) 1994-03-07 1995-06-13 Eniricerche S.P.A. Ceramic vapor deposited coating using a steam-containing carrier gas and non-alkoxy silane precursors
US5463159A (en) 1994-03-22 1995-10-31 Phillips Petroleum Company Thermal cracking process
US5559510A (en) 1995-04-12 1996-09-24 Northrop Grumman Corporation Aircraft landing site indication and light
US5600051A (en) 1995-05-19 1997-02-04 Corning Incorporated Enhancing olefin yield from cracking

Also Published As

Publication number Publication date
JP2001519518A (ja) 2001-10-23
JP4602546B2 (ja) 2010-12-22
PT1021682E (pt) 2002-07-31
EA200000397A1 (ru) 2000-10-30
US7025940B2 (en) 2006-04-11
KR20010015715A (ko) 2001-02-26
US20020015670A1 (en) 2002-02-07
CN1274414A (zh) 2000-11-22
BR9812738A (pt) 2000-08-29
NZ503462A (en) 2001-09-28
ID24367A (id) 2000-07-13
PL339763A1 (en) 2001-01-02
CA2304681A1 (en) 1999-04-15
CZ298233B6 (cs) 2007-08-01
KR100535730B1 (ko) 2005-12-09
NO20001821D0 (no) 2000-04-07
US20030182858A1 (en) 2003-10-02
ES2174498T3 (es) 2002-11-01
HUP0003928A3 (en) 2002-02-28
CA2304681C (en) 2008-12-09
AU734708B2 (en) 2001-06-21
TR200000915T2 (tr) 2000-07-21
NO20001821L (no) 2000-04-07
DE69804124D1 (de) 2002-04-11
ATE214139T1 (de) 2002-03-15
NO318613B1 (no) 2005-04-18
CZ20001255A3 (en) 2001-05-16
EP1021682A1 (en) 2000-07-26
US7108730B2 (en) 2006-09-19
UA50853C2 (ru) 2002-11-15
AU9750298A (en) 1999-04-27
EP1021682B1 (en) 2002-03-06
DE69804124T2 (de) 2002-09-05
CN1163687C (zh) 2004-08-25
PL191124B1 (pl) 2006-03-31
HUP0003928A2 (hu) 2001-04-28
DK1021682T3 (da) 2002-06-17
WO1999018392A1 (en) 1999-04-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA003626B1 (ru) Эндотермический реактор
US5554347A (en) Apparatus for carrying out chemical reactions requiring addition of heat at least during start up
US5229102A (en) Catalytic ceramic membrane steam-hydrocarbon reformer
EP0703823B1 (en) Endothermic reaction apparatus
JP3075757B2 (ja) 吸熱反応装置
JP2004224690A (ja) 新規な部分酸化反応器
EP1417098B1 (en) Pyrolysis heater
EP1209140B1 (en) Process for preparing styrene by dehydrogenation of ethylbenzene and reaction system which can be used for the process
RU2134154C1 (ru) Аппарат для проведения эндотермической реакции
EP0157463A2 (en) Method for dehydrogenating a hydrocarbon, an apparatus and method for conducting chemical reactions therein
US3121616A (en) Solid metal block reaction furnace for treatment of hydrocarbons
MXPA00003152A (en) Flameless combustor process heater
EP4127562A1 (en) Flameless combustion burner for an endothermic reaction process
EP0169227A1 (en) Combustion heating apparatus for steam reforming

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): KZ

MK4A Patent expired

Designated state(s): RU