ES2564655T3 - Reformador primario con corriente de gas de combustión variable - Google Patents

Reformador primario con corriente de gas de combustión variable Download PDF

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Abstract

Reactor para la reformación ("reforming") primaria catalítica de hidrocarburos con vapor de agua a alta presión, que presenta un sistema de tubos de "cracking" y una cámara de calentamiento (1), - en donde el sistema de tubos de "cracking" posee como cámara de reacción un gran número de tubos verticales (2), que están dispuestos en filas y son apropiados para ser rellenados con catalizador así como unas instalaciones para alimentar a la cámara de reacción hidrocarburos a reformar y vapor de agua, así como unas instalaciones para evacuar gases de síntesis reformados desde la cámara de reacción, - con ello se presentan asimismo en la zona superior de la cámara de calentamiento (1) un gran número de instalaciones de calentamiento dispuestas mutuamente en paralelo, - que están dispuestas respectivamente entre los tubos de "cracking" (2) y que se componen de un gran número de quemadores (3) dispuestos en fila, - en donde los quemadores (3) pueden generar unas llamas dirigidas fundamentalmente hacia abajo, - que son apropiadas para calentar los tubos (2) anteriormente citados, - las instalaciones de calentamiento respectivas se alimentan con gas de calefacción y aire a través de unos dispositivos de alimentación (5), en donde el aire se extrae de los conductos de alimentación respectivos, - en la zona inferior de la cámara de calentamiento se encuentra un gran número de túneles de gas de combustión (4) dispuestos fundamentalmente en horizontal, que discurren mutuamente en paralelo y en ángulo recto respecto a los tubos de "cracking" verticales, de materiales cerámicos para la extracción de los gases de combustión a través de unas aberturas en las paredes laterales de los túneles de gas de combustión (4), - que están asociados respectivamente a una fila de instalaciones de calentamiento, y - los túneles de gas de combustión (4) desembocan a la salida de la cámara de calentamiento en unos dispositivos, que están dotados de unos intercambiadores de calor (14, 15) para la recuperación térmica, caracterizado porque - frontalmente cada uno de los túneles de gas de combustión (4) presenta en la dirección de flujo de los gases de combustión extraídos unas instalaciones de alimentación para un gas suplementario (6), el cual contiene tanto oxígeno como un gas no combustible, de tal manera que el gas suplementario (6) introducido en el túnel de gas de combustión recorre el túnel de gas de combustión (4) en toda la longitud de la cámara de calentamiento, y - en donde cada una de las instalaciones de alimentación para el gas suplementario (6) presenta unos dispositivos para la regulación (25) de la corriente de gas suplementario, - en donde las instalaciones de alimentación (5) de aire presentan hacia el quemador (3) unos alargamientos (24), que desembocan en las instalaciones de alimentación para gas suplementario en los túneles de gas de combustión.

Description

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DESCRIPCION
Reformador primario con corriente de gas de combustion variable
La invencion se refiere a un reformador primario caldeado por boveda as^ como un a procedimiento para la reformacion (“reforming”) catalttica de hidrocarburos con vapor de agua a alta presion, con el que se produce gas de smtesis. Este gas de smtesis se usa por ejemplo para la produccion de amoniaco, hidrogeno y metanol. Con ello el reformador primario esta construido de tal manera, que este actua en contra de la aparicion de oxidos mtricos daninos en el gas de combustion.
Los reactores para la reformacion (“reforming”) catalttica de hidrocarburos con vapor de agua se conocen desde hace mucho y en un gran numero de formas de realizacion. En las instalaciones grandes se ha impuesto una clase constructiva, en la que un horno de crisol caldeado por boveda se utiliza con unos tubos de reaccion o tubos de rendija situados verticalmente. A este respecto los tubos de rendija estan dispuestos en filas. A traves de los tubos circula gas de proceso, que forma el gas de empleo, desde arriba hasta abajo. El gas de empleo se somete con ello a un llamado proceso de rendija.
Las temperaturas de salida de gas estan situadas habitualmente en 850 °C y mas. El gas de proceso se recoge en la zona inferior - por dentro o por fuera del horno - en unos llamados colectores de salida. En los “callejones” situados entre las filas de tubos estan dispuestos unos quemadores que caldean verticalmente hacia abajo. Esta zona recibe el nombre de caja de horno. Las temperaturas en la caja de horno son como promedio de entre 1.000 y 1.250 °C. Las paredes de horno estan revestidas con una capa protectora refractaria para el aislamiento termico y para la proteccion contra las elevadas temperaturas que imperan a causa del calentamiento.
El espacio del horno, en el que estan dispuestos los dispositivos de calentamiento, posee en la zona inferior del espacio una camara para recoger los gases de combustion asf como un gran numero de unos tuneles de mampostena, dispuestos fundamentalmente en horizontal y que discurren mutuamente en paralelo y en angulo recto respecto a los tubos verticales. El gas de combustion generado fluye a traves de la caja de horno desde arriba hasta abajo y es extrafdo a traves de estos tuneles de gas de combustion situados sobre el suelo, que presentan unas aberturas en los lados.
El documento WO2005/018793 A1 describe un sistema de horno normal y un procedimiento para la reformacion (“reforming”) catalttica de hidrocarburos con vapor de agua a alta presion para obtener gas de smtesis. Para homogeneizar mejor el flujo de gas de combustion y para una distribucion de temperatura mas homogenea del calentamiento se utiliza una conformacion especial de las paredes exteriores de los tuneles. El documento WO2006/119812 A1 describe un sistema de horno normal y un procedimiento para la reformacion (“reforming”) catalttica de hidrocarburos con vapor de agua para obtener gas de smtesis, con alimentacion de oxfgeno para adaptarse a la estequiometna y un quemador de poros especial posconectado para evitar la formacion de hollm.
Todos los sistema de reformacion (“reforming”) descritos tienen en comun que una instalacion de calentamiento, que se compone de un gran numero de quemadores dispuestos entre los tubos de reaccion que conducen el proceso, calienta el espacio de horno con los tubos de reformacion (“reforming”) que conducen a traves del mismo. Los quemadores que se usan para caldear el espacio de horno se alimentan habitualmente con gas de calefaccion y aire a traves de unos canales separados. La alimentacion del gas de calefaccion al espacio de quemador se realiza con ello separada de la alimentacion de aire. La entrada de los conductos de alimentacion de gas al espacio de quemador se realiza a traves del revestimiento de horno refractario o directamente delante del mismo. Con ello se controla la relacion gas de calefaccion-aire para los quemadores mediante una compuerta de estrangulacion o una instalacion de tipo similar para ajustar el flujo de gas a traves del conducto de alimentacion de aire. A traves de esta instalacion puede controlarse el calentamiento de quemador y con ello la temperatura del horno.
La relacion oxfgeno-gas de calefaccion puede describirse tecnicamente mediante el llamado valor de lambda (A). Si se utiliza una relacion molar estequiometrica entre oxfgeno y gas de calefaccion se obtiene un valor de lambda de 1,0. Si se utiliza un porcentaje de oxfgeno menor en la relacion de combustion estequiometrica se obtiene un valor de lambda, que es inferior a 1,0. Si se utiliza un porcentaje de oxfgeno mayor en la relacion de combustion estequiometrica se obtiene un valor de lambda, que es superior a 1,0. Por ello, una combustion es optima si el valor de lambda es 1,0. En las construcciones convencionales se obtienen en los quemadores aislados unos valores de lambda que, a causa del funcionamiento, pueden fluctuar y presentar unos valores temporalmente aumentados.
Esto tiene un efecto negativo en el proceso de combustion. La consecuencia es posiblemente un consumo en total mayor de gas de calefaccion con relacion a la aplicacion del proceso de reformacion (“reforming”). En el caso de un cambio de combustible la alimentacion de aire solo puede ajustarse con dificultad a la estequiometna modificada. De este modo puede llegarse temporalmente a un aumento indeseado de la temperatura de llama y, con la mayor afluencia de aire, a una formacion mas intensa de oxidos mtricos de tipo NOx. Los oxidos mtricos
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contribuyen a la lluvia acida como sustancias nocivas en la atmosfera.
Es conocido que el contenido de oxidos mtricos NOx de un gas de escape se reduce claramente si se utiliza un valor de lambda mas favorable en el ladrillo de quemador. Esto puede deducirse de obras de consulta especializadas conocidas. Aqu cabe citar a modo de ejemplo la obra de referencia “The John Zink Combustion Handbook”, C.E. Baukel Jr., CRC-Press, Londres/Nueva York, 2001. Un ajuste optimizado de la relacion aire-gas de calefaccion en los quemadores y un control optimo de la combustion con relacion al ajuste de un valor de lambda optimo, tienen por ello una importancia esencial a la hora de reducir oxidos mtricos durante la produccion de gas de smtesis.
En determinados estados de funcionamiento, como por ejemplo en funcionamiento con carga parcial existe ademas el problema, en las realizaciones descritas del estado de la tecnica, de que la cantidad del gas de combustion que se produce tiene que aumentarse mediante el aumento del excedente de aire, para adaptar la transmision de calor en el tramo de calor de escape posconectado al reformador a los requisitos del funcionamiento de toda la instalacion. El mayor excedente de aire tiene un efecto negativo en la aparicion de oxidos mtricos en el gas de combustion.
El documento WO2008/131832 A1 describe un reactor para la reformacion (“reforming”) catalttica de hidrocarburos con vapor de agua a alta presion, que presenta una camara de reaccion y una camara de calentamiento, con ello como camara de reaccion un gran numero de tubos verticales, que estan dispuestos en filas y son apropiados para llenarse con catalizador, y unas instalaciones para alimentar a la camara de reaccion hidrocarburos a reformar y vapor de agua, asf como unas instalaciones para evacuar gas de smtesis reformado desde la camara de reaccion, presentando con ello asimismo en la zona superior de la camara de calentamiento un gran numero de instalaciones de calentamiento, que pueden generar unas llamas dirigidas fundamentalmente hacia abajo, que son adecuadas para calentar los tubos de reaccion anteriormente citados, en donde el tubo que alimenta aire al quemador esta dotado de una instalacion para ajustar el flujo de aire y, ademas de este tubo, esta aplicada una alimentacion de aire secundario que se deriva de este, que puede estar conformada en diferentes formas de realizacion y que posee una instalacion controlable de forma independiente para ajustar el flujo de aire y que alimenta tambien aire a la instalacion de calentamiento, de tal manera que en los quemadores se obtiene una relacion mas favorable entre gas de combustion y aire y, de este modo, puede conseguirse un gas de escape con pocos oxidos mtricos.
En esta configuracion existe el inconveniente de que los propios quemadores tienen que remodelarse de forma muy compleja, para equipar los mismos con los canales de entrada secundarios para aire antes descritos.
La tarea de la invencion consiste, en el contexto de la problematica anteriormente tratada, en encontrar una construccion mejorada del reformador primario, que ya no presente los inconvenientes senalados de la remodelacion de los quemadores y que con la misma puedan garantizarse unos valores de lambda optimos, de tal manera que pueda reducirse claramente la formacion de los oxidos mtricos daninos. Ademas de esto se pretende tambien, en el caso de determinados estados de funcionamiento, como por ejemplo en aquellos que se producen en el caso de un funcionamiento con carga parcial del reformador primario, garantizarse un aprovechamiento termico optimo de del calor contenido en el gas de combustion.
La invencion resuelve esta tarea mediante un reactor para la reformacion (“reforming”) primaria catalttica de hidrocarburos con vapor de agua a alta presion, que presenta un sistema de tubos de rendija y una camara de calentamiento,
• en donde el sistema de tubos de rendija posee como camara de reaccion un gran numero de tubos verticales, que estan dispuestos en filas y son apropiados para ser rellenados con catalizador asf como unas instalaciones para alimentar a la camara de reaccion hidrocarburos a reformar y vapor de agua, asf como unas instalaciones para evacuar gases de smtesis reformados desde la camara de reaccion,
• con ello se presentan asimismo en la zona superior de la camara de calentamiento un gran numero de instalaciones de calentamiento dispuestas mutuamente en paralelo,
o que estan dispuestas respectivamente entre los tubos de rendija y que se componen de un gran numero de quemadores dispuestos en fila,
o en donde los quemadores pueden generar unas llamas dirigidas fundamentalmente hacia abajo, o que son apropiadas para calentar los tubos anteriormente citados,
• las instalaciones de calentamiento respectivas se alimentan con gas de calefaccion y aire a traves de unos dispositivos de alimentacion, en donde el aire se extrae de los conductos de alimentacion
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respectivos,
• en la zona inferior de la camara de calentamiento se encuentra un gran numero de tuneles de gas de combustion dispuestos fundamentalmente en horizontal, que discurren mutuamente en paralelo y en angulo recto respecto a los tubos de rendija verticales, de materiales ceramicos para la extraccion de los gases de combustion a traves de unas aberturas en las paredes laterales de los tuneles de gas de combustion,
o que estan asociados respectivamente a una fila de instalaciones de calentamiento, y,
o los tuneles de gas de combustion desembocan a la salida de la camara de calentamiento en unos dispositivos, que estan dotados de unos intercambiadores de calor para la recuperacion termica, y
• frontalmente cada uno de los tuneles de gas de combustion presenta en la direccion de flujo de los gases de combustion extrafdos unas instalaciones de alimentacion para un gas suplementario, el cual contiene tanto oxfgeno como un gas no combustible, de tal manera que el gas suplementario introducido en el tunel de gas de combustion recorre el tunel de gas de combustion en toda la longitud de la camara de calentamiento, y
• en donde cada una de las instalaciones de alimentacion para el gas suplementario presenta unos dispositivos para la regulacion de la corriente de gas suplementario,
• en donde las instalaciones de alimentacion (5) de aire presentan hacia el quemador (3) unos alargamientos (24), que desembocan en las instalaciones de alimentacion para gas suplementario en los tuneles de gas de combustion.
En una forma de realizacion preferida de la invencion esta instalada una ramificacion de aire desde el recorrido del precalentamiento de aire, del aire que esta previsto como aire de combustion, hasta los puntos de alimentacion para gas suplementario.
En otra forma de realizacion preferida de la invencion esta instalado un dispositivo de aumento de presion para gas suplementario despues de la ramificacion de aire desde el recorrido del precalentamiento de aire, del aire que esta previsto como aire de combustion.
La tarea de la invencion es tambien resuelta mediante un procedimiento para la reformacion (“reforming”) primaria catalttica de hidrocarburos con vapor de agua a alta presion mediante un reactor, como se ha descrito anteriormente, que presenta un sistema de tubos de rendija y una camara de calentamiento, en donde
• en el sistema de tubos de rendija, que esta relleno de un material catalizador, los hidrocarburos a reformar se transforman en gas de smtesis mediante vapor de agua,
• en donde el sistema de tubos de rendija se calienta mediante un gran numero de instalaciones de calentamiento, que estan dispuestas respectivamente entre los tubos de rendija y que se componen de un gran numero de quemadores dispuestos en fila, en donde los quemadores pueden generar unas llamas dirigidas fundamentalmente hacia abajo,
• las instalaciones de calentamiento respectivas se alimentan con gas de calefaccion y aire, en donde el aire es extrafdo desde unos conductos de alimentacion, y
• el gas de combustion producido fluye a traves de la camara de calentamiento desde arriba hasta abajo y entra, en la zona inferior de la camara de calentamiento, en unos tuneles de gas de combustion dispuestos fundamentalmente en horizontal, que discurren mutuamente en paralelo, en angulo recto respecto a los tubos de rendija verticales y asociados respectivamente a una instalacion de calentamiento, de material ceramico, a traves de unas aberturas en las paredes laterales de los tuneles de gas de combustion, y
• el gas de combustion se divide a la salida de la camara de calentamiento en unos dispositivos, que se usan para la recuperacion termica,
• frontalmente en cada uno de los tuneles de gas de combustion se introduce en la direccion de flujo de los gases de combustion extrafdos mediante unas instalaciones de alimentacion un gas suplementario, el cual contiene tanto oxfgeno como un gas no combustible, de tal manera que el gas suplementario introducido en el tunel de gas de combustion recorre el tunel de gas de combustion en toda la longitud de la camara de calentamiento, y
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• en donde la cantidad de gas suplementario alimentada en cada caso se regula respectivamente, en donde como gas suplementario se ramifica aire de quemador.
En una conformacion de la invencion se emplea aire como gas suplementario. Asimismo es tambien posible, en el marco de un conjunto de instalaciones, utilizar corrientes de gas sucias, con contenido de oxfgeno, en las que las elevadas temperaturas en los tuneles de gas de combustion conducinan a la reduccion de las suciedades. Las corrientes gaseosas de este tipo tambien pueden anadirse mezclando.
La cantidad del gas suplementario es ajusta en una configuracion de la invencion a traves de clapetas o valvulas, y ademas de esto debe llevarse a cabo ventajosamente una medicion de cantidades diferenciales entre el aire total y el gas suplementario para los tuneles de gas de combustion.
A continuacion se explica la invencion con mas detalle en base a 3 figuras. Aqu muestran:
La fig. 1: una seccion transversal de una forma de realizacion conforme a la invencion de un reformador primario,
La fig. 2: un esquema de procedimiento para una adicion ventajosa de gas suplementario,
La fig. 3: un corte longitudinal de una forma de realizacion conforme a la invencion de un reformador primario,
La fig. 4: una vista exterior de una forma de realizacion conforme a la invencion de un reformador primario.
En la fig. 1 se ha representado un ejemplo de realizacion conforme a la invencion de un reactor para la reformacion (“reforming”) primaria catalttica, que se compone de una camara de calentamiento 1 y de un sistema de tubos de rendija, que esta estructurado con varios tubos de rendija 2 que estan dispuestos en fila. Durante el funcionamiento conforme a lo dispuesto estos tubos de rendija 2 estan rellenos de material catalizador y por ellos circula gas de empleo o gas de smtesis. En la zona de cubierta de la camara de calentamiento 1 estan dispuestos ademas varios quemadores 3 en fila, que caldean los tubos de rendija durante el funcionamiento conforme a lo dispuesto. En la zona inferior de la camara de calentamiento 1 se encuentran unos tuneles de gas de combustion 4 para la extraccion de gas de combustion, en donde a cada fila de quemadores esta asociado un tunel de gas de combustion 4 de este tipo. Estos tuneles de gas de combustion poseen en las paredes laterales unas aberturas para la introduccion de los gases de combustion producidos por los quemadores 3. Cada uno de los quemadores 3 esta unido a unos dispositivos de alimentacion para aire 5 y gas de calefaccion (no mostrado). Hasta este punto se trata en la forma de realizacion representada en la fig. 1 de un estado de la tecnica conocido.
Conforme a la invencion el reformador primario posee unas instalaciones de alimentacion para gas suplementario 6, que desembocan a la entrada de la camara de calentamiento 1 en los tuneles de gas de combustion 4. De este modo el gas suplementario introducido en los tuneles de gas de combustion 4 circula por completo a traves de estos tuneles de gas de combustion y, de esta manera, se lleva a una temperatura homogenea respecto al gas de combustion, antes de que esta corriente gaseosa completa llegue a unos intercambiadores de calor y se utilice, por ejemplo, para precalentar el gas a reformar y/o el aire utilizado para calentar.
La fig. 2 muestra esquematicamente una camara de calentamiento 1 con caja de horno, los tuneles de gas de combustion 4 colocados debajo, sus colectores 7, asf como el canal de gas de combustion 8 que sale del mismo hacia la chimenea 9, ademas del recorrido del precalentamiento de aire y el del gas de combustion (lmea a trazos).
En la fig. 2 se aspira aire ambiente 10 y se precalienta ligeramente en un primer precalentador de aire 11. Despues de esto es conducido por un ventilador de transporte 12 a traves del segundo precalentador de aire 13, en el que el aire se vuelve a calentar, antes de que se precaliente, en los intercambiadores de calor 14 y 15 que estan integrados en el canal de gas de combustion 8, a la temperatura que necesitan los quemadores 3 (no mostrados en la fig. 2, vease para esto la fig. 1) del reformador primario para su funcionamiento. Desde este aire para los quemadores 3 se ramifica el gas suplementario. Para esta ramificacion estan disponibles, alternativamente, los puntos de ramificacion 16 despues o antes del segundo precalentador de aire 13, 17, despues del intercambiador de calor 14, y los 18 despues del intercambiador de calor 15. Asimismo el gas suplementario puede ramificarse directamente despues de la alimentacion del aire de quemador en los puntos de ramificacion 26 y, a traves de los alargamientos 24, llevarse hasta la instalacion de alimentacion para gas suplementario 6. El gas suplementario 19 precalentado se mezcla con un gas residual 20 y se introduce en los tuneles de gas de combustion 4. Allf se llega conforme a la invencion la reduccion a la reduccion de oxidos mtricos. El gas de combustion evacuado de los tuneles de gas de combustion 4 se reune en el colector 7 y se conduce a traves del canal de gas de combustion hasta la chimenea 9.
Se entiende por sf mismo que tambien el gas suplementario puede precalentarse, en otras instalaciones de intercambio de calor, dentro del tunel de gas de combustion. Ademas de esto las variantes de procedimiento y dispositivo mostradas en la fig. 2 pueden emplearse no solo alternativa sino tambien aditivamente.
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Las figuras 3 y 4 se refieren a una variante de realizacion en la que el reformador primario posee unas instalaciones de alimentacion 5 para aire, que poseen respectivamente unos alargamientos 24 que desembocan a la entrada del gas suplementario 6 de la camara de caldeo 1. De aqu se desprenden las instalaciones 25 necesarias para la regulacion de la cantidad de la corriente de aire, que se introduce en el tunel de gas de combustion 4. Mediante la posibilidad de la regulacion se garantiza que en determinados estados de funcionamiento, como por ejemplo funcionamiento con carga parcial de un reformador primario de este tipo, el valor de lambda en los quemadores y la cantidad de gas de combustion se ajusten uno con independencia de la otra y, de este modo, pueda minimizarse la produccion de oxidos mtricos en la camara de calentamiento y ademas optimizarse la transmision de calor a los intercambiadores de calor posconectados al reformador. Esto supone una ventaja esencial con relacion al estado actual de la tecnica en el que, en determinados estados de funcionamiento como en funcionamiento con carga parcial, la transmision de calor por otros medios conduce a unas mayores emisiones de oxidos mtricos. Es decir, el aire contenido en las instalaciones de alimentacion 5, que todavfa esta presente despues del ajuste de un valor de lambda optimo en los distintos quemadores en los dispositivos de alimentacion 5, se reconduce hasta el tunel de gas de combustion 4, con lo que ademas de una transmision de calor optima se consigue una reduccion de la produccion de oxidos nftricos en el gas de combustion.
En una instalacion para producir gas de smtesis es necesario aumentar la cantidad de gas de combustion segun el estado de la tecnica, en el caso de un cambio del gas de empleo para la reformacion (“reforming”), mediante el aumento del excedente de aire desde un valor de lambda de 1,1 a 1,25. Esto conduce, segun los resultados de ensayo en los quemadores, a un aumento de la emision de oxidos mtricos del 30% de 24 ppm a 34 ppm. Con ello se trata de gas de combustion seco, que presenta un contenido de oxfgeno del 3%. Si ahora mediante los dispositivos de alimentacion 5 solo se conduce el 88% del aire de combustion hasta los quemadores 3 y el 12% ramificado previamente se conduce hasta los tuneles de gas de combustion, se ajusta de nuevo en los quemadores 3 un valor de lambda de 1,1 y la emision de oxidos mtricos se reduce de nuevo a 24 ppm, aunque la cantidad de gas de combustion, que se alimenta a los intercambiadores de calor posconectados, se haya elevado de forma correspondiente a los requisitos de funcionamiento de toda la instalacion. A este respecto se emplea tambien una medicion de cantidades diferenciales entre aire total y aire para el gas suplementario, para que los porcentajes se conozcan en todo momento y puedan llevarse a cabo los ajustes deseados de la instalacion.
Ventajas que se obtienen de la invencion:
•
el procedimiento y los equipamientos pueden integrarse y reequiparse facilmente industriales existentes. en las instalaciones
•
Se garantiza el aprovechamiento termico optimo de la energfa contenida en el gas de combustion en funcionamiento con carga parcial.
•
Se aplica un procedimiento ya establecido.
•
Reduccion de la produccion de oxidos mtricos y, de este modo, una mayor conservacion del medio ambiente.
•
Ya no es necesario un tratamiento complejo de corrientes de gas de escape con mtricos, lo que hace mas rentable en conjunto la instalacion. contenido de oxidos
Lista de simbolos de referencia
1
Camara de calentamiento
2
Tubos de rendija
3
Quemadores
4
Tuneles de gas de combustion
5
Dispositivos de alimentacion para aire
6
Gas suplementario
7
Acumulador
8
Canal de gas de combustion
9
Chimenea
10
Aire ambiente
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
Primer precalentador de aire
Ventiladores de transporte
Segundo precalentador de aire
Intercambiador
Intercambiador
Punto de ramificacion
Punto de ramificacion
Punto de ramificacion
Gas suplementario precalentado
Gas residual
Gas suplementario
Ventiladores de transporte
Precalentador
Alargadores de las instalaciones de alimentacion para aire Instalaciones para regular la corriente de aire Punto de ramificacion

Claims (8)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    REIVINDICACIONES
    1. - Reactor para la reformacion (“reforming”) primaria catalttica de hidrocarburos con vapor de agua a alta presion, que presenta un sistema de tubos de “cracking” y una camara de calentamiento (1),
    - en donde el sistema de tubos de “cracking” posee como camara de reaccion un gran numero de tubos verticales (2), que estan dispuestos en filas y son apropiados para ser rellenados con catalizador asf como unas instalaciones para alimentar a la camara de reaccion hidrocarburos a reformar y vapor de agua, asf como unas instalaciones para evacuar gases de smtesis reformados desde la camara de reaccion,
    - con ello se presentan asimismo en la zona superior de la camara de calentamiento (1) un gran numero de instalaciones de calentamiento dispuestas mutuamente en paralelo,
    - que estan dispuestas respectivamente entre los tubos de “cracking” (2) y que se componen de un gran numero de quemadores (3) dispuestos en fila,
    - en donde los quemadores (3) pueden generar unas llamas dirigidas fundamentalmente hacia abajo,
    - que son apropiadas para calentar los tubos (2) anteriormente citados,
    - las instalaciones de calentamiento respectivas se alimentan con gas de calefaccion y aire a traves de unos dispositivos de alimentacion (5), en donde el aire se extrae de los conductos de alimentacion respectivos,
    - en la zona inferior de la camara de calentamiento se encuentra un gran numero de tuneles de gas de combustion (4) dispuestos fundamentalmente en horizontal, que discurren mutuamente en paralelo y en angulo recto respecto a los tubos de “cracking” verticales, de materiales ceramicos para la extraccion de los gases de combustion a traves de unas aberturas en las paredes laterales de los tuneles de gas de combustion (4),
    - que estan asociados respectivamente a una fila de instalaciones de calentamiento, y
    - los tuneles de gas de combustion (4) desembocan a la salida de la camara de calentamiento en unos dispositivos, que estan dotados de unos intercambiadores de calor (14, 15) para la recuperacion termica,
    caracterizado porque
    - frontalmente cada uno de los tuneles de gas de combustion (4) presenta en la direccion de flujo de los gases de combustion extrafdos unas instalaciones de alimentacion para un gas suplementario (6), el cual contiene tanto oxfgeno como un gas no combustible, de tal manera que el gas suplementario (6) introducido en el tunel de gas de combustion recorre el tunel de gas de combustion (4) en toda la longitud de la camara de calentamiento, y
    - en donde cada una de las instalaciones de alimentacion para el gas suplementario (6) presenta unos dispositivos para la regulacion (25) de la corriente de gas suplementario,
    - en donde las instalaciones de alimentacion (5) de aire presentan hacia el quemador (3) unos alargamientos (24), que desembocan en las instalaciones de alimentacion para gas suplementario en los tuneles de gas de combustion.
  2. 2. - Dispositivo segun la reivindicacion 1, caracterizado porque esta instalada una ramificacion (18) de aire desde el recorrido del precalentamiento de aire, del aire que esta previsto como aire de combustion, hasta los puntos de alimentacion (24) para gas suplementario (6).
  3. 3. - Dispositivo segun la reivindicacion 2, caracterizado porque esta instalado un dispositivo de aumento de presion para gas suplementario (6) despues de la ramificacion (18) de aire desde el recorrido del precalentamiento de aire, del aire que esta previsto como aire de combustion.
  4. 4. - Dispositivo segun la reivindicacion 3, caracterizado porque los alargamientos (24) presentan clapetas o valvulas (25).
  5. 5. - Procedimiento para la reformacion (reforming”) primaria catalttica de hidrocarburos con vapor de agua a alta presion mediante un reactor segun la reivindicacion 1, que presenta un sistema de tubos de “cracking” y una camara de calentamiento, en donde
    - en el sistema de tubos de “cracking”, que esta relleno de un material catalizador, los hidrocarburos a reformar se transforman en gas de smtesis mediante vapor de agua,
    5
    10
    15
    20
    25
    - en donde el sistema de tubos de “cracking” se calienta mediante un gran numero de instalaciones de calentamiento, que estan dispuestas respectivamente entre los tubos de “cracking” y que se componen de un gran numero de quemadores dispuestos en fila, en donde los quemadores pueden generar unas llamas dirigidas fundamentalmente hacia abajo,
    - las instalaciones de calentamiento respectivas se alimentan con gas de calefaccion y aire, en donde el aire es extrafdo desde unos conductos de alimentacion, y
    - el gas de combustion producido fluye a traves de la camara de calentamiento desde arriba hasta abajo y entra, en la zona inferior de la camara de calentamiento, en unos tuneles de gas de combustion dispuestos fundamentalmente en horizontal, que discurren mutuamente en paralelo, en angulo recto respecto a los tubos de “cracking” verticales y asociados respectivamente a una instalacion de calentamiento, de material ceramico, a traves de unas aberturas en las paredes laterales de los tuneles de gas de combustion, y
    - el gas de combustion se divide a la salida de la camara de calentamiento en unos dispositivos, que se usan para la recuperacion termica,
    caracterizado porque
    - frontalmente en cada uno de los tuneles de gas de combustion se introduce en la direccion de flujo de los gases de combustion extrafdos mediante unas instalaciones de alimentacion un gas suplementario, el cual contiene tanto oxfgeno como un gas no combustible, de tal manera que el gas suplementario introducido en el tunel de gas de combustion recorre el tunel de gas de combustion en toda la longitud de la camara de calentamiento, y
    - en donde la cantidad de gas suplementario alimentada en cada caso se regula respectivamente, y
    - en donde como gas suplementario se ramifica aire de quemador.
  6. 6. - Procedimiento segun la reivindicacion 5, caracterizado porque como gas suplementario se emplea aire.
  7. 7. - Procedimiento segun la reivindicacion 5 o 6, caracterizado porque la cantidad del gas suplementario, que se introduce en los tuneles de gas de combustion, se ajusta a traves de clapetas o valvulas
  8. 8. - Procedimiento segun una de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizado porque se lleva a cabo una medicion de cantidades diferenciales entre el aire total y el gas suplementario para los tuneles de gas de combustion.
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