JPH02166193A - 低圧で作動する接触リフォーミング仕込原料を加熱するための熱交換器 - Google Patents
低圧で作動する接触リフォーミング仕込原料を加熱するための熱交換器Info
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- JPH02166193A JPH02166193A JP1267954A JP26795489A JPH02166193A JP H02166193 A JPH02166193 A JP H02166193A JP 1267954 A JP1267954 A JP 1267954A JP 26795489 A JP26795489 A JP 26795489A JP H02166193 A JPH02166193 A JP H02166193A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G35/00—Reforming naphtha
- C10G35/04—Catalytic reforming
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、低圧で作動する接触リフォーミング仕込原料
を加熱する方法およびこの加熱のための熱交換器に関す
る。
を加熱する方法およびこの加熱のための熱交換器に関す
る。
[従来技術および発明の課題]
接触リフォーミング方法においては、ますます低圧で操
作を行なう傾向がある。数年前には、10バール(IO
×105パスカル)の圧力で反応器の操作を行なうのが
一般的であった。今日では3バール(3X 10’パス
カル)付近で操作を行なうことをめざしている。
作を行なう傾向がある。数年前には、10バール(IO
×105パスカル)の圧力で反応器の操作を行なうのが
一般的であった。今日では3バール(3X 10’パス
カル)付近で操作を行なうことをめざしている。
改良リフォーミング方法は、移動床の少なくとも2つ直
列の反応器で操作を行なうことからなる。これらの移動
床は、場合によっては固定床反応器と組合わされてもよ
い。このような方法は、特に本出願人の米国特許節4.
133.733号および同第4,172.027号に記
載されている。
列の反応器で操作を行なうことからなる。これらの移動
床は、場合によっては固定床反応器と組合わされてもよ
い。このような方法は、特に本出願人の米国特許節4.
133.733号および同第4,172.027号に記
載されている。
第一反応器に導入される仕込原料は一般に、最後の反応
器の流出物との間接熱交換によって少なくとも一部予備
加熱される。このようにして予備加熱された仕込原料は
一般に、第一反応器に導入される前に炉を通過する。使
用される熱交換器は通常の多管式またはプレート式の型
のものである。
器の流出物との間接熱交換によって少なくとも一部予備
加熱される。このようにして予備加熱された仕込原料は
一般に、第一反応器に導入される前に炉を通過する。使
用される熱交換器は通常の多管式またはプレート式の型
のものである。
液体仕込原料は再循環ガスと共に前記熱交換器内に導入
され、熱交換器を出ると実質的に気化されている。反応
器、および付属装置例えばここで議論されている熱交換
器において用いられる圧力がIOバール程度である時、
この圧力の値によって熱交換器の管またはプレートを通
過する仕込原料の適正な流通が可能になる。
され、熱交換器を出ると実質的に気化されている。反応
器、および付属装置例えばここで議論されている熱交換
器において用いられる圧力がIOバール程度である時、
この圧力の値によって熱交換器の管またはプレートを通
過する仕込原料の適正な流通が可能になる。
その際熱交換器およびその使用には、使用にあたっての
特別な問題はない。それに対して、精製の分野における
現在の傾向に従って、反応器内で用いられる圧力が低い
時、仕込原料の熱交換器内の進行は劣る。さらに、リフ
ォーミング装置において高い圧力を用いる時、熱交換器
において比較的大きなデルタP(圧力損失)が許される
。
特別な問題はない。それに対して、精製の分野における
現在の傾向に従って、反応器内で用いられる圧力が低い
時、仕込原料の熱交換器内の進行は劣る。さらに、リフ
ォーミング装置において高い圧力を用いる時、熱交換器
において比較的大きなデルタP(圧力損失)が許される
。
しかしながら低い反応圧(したがって熱交換器内の圧力
)が選ばれる時、その際大きな圧力損失(デルタP)は
許されず、この圧力損失は最大限に制限されなければな
らない。
)が選ばれる時、その際大きな圧力損失(デルタP)は
許されず、この圧力損失は最大限に制限されなければな
らない。
この事実により、この目的を達成するためには、この際
熱交換器の断面積はより大きくされることが重要である
。ところで大きな断面積は、熱交換器内における仕込原
料と再循環物との混合物の適正な分布を妨げる。さらに
小さいデルタPは、熱交換器のすべての断面での均一な
流通を保証することはできない。その結果、たとえ大き
なサイズの熱交換器を使用しても気化がうまく行なわれ
ないことになる。
熱交換器の断面積はより大きくされることが重要である
。ところで大きな断面積は、熱交換器内における仕込原
料と再循環物との混合物の適正な分布を妨げる。さらに
小さいデルタPは、熱交換器のすべての断面での均一な
流通を保証することはできない。その結果、たとえ大き
なサイズの熱交換器を使用しても気化がうまく行なわれ
ないことになる。
本発明の対象によって、適正に作動しうる熱交換装置を
低圧接触リフォーミングに適したものにすることができ
る。本発明は、一方で仕込原料の適正な加熱を実施し、
他方で仕込原料を急速かつ完全に気化させることが容易
にできる新規方法および低圧熱交換の新規装置に関する
。
低圧接触リフォーミングに適したものにすることができ
る。本発明は、一方で仕込原料の適正な加熱を実施し、
他方で仕込原料を急速かつ完全に気化させることが容易
にできる新規方法および低圧熱交換の新規装置に関する
。
実際熱交換器において圧力が低い時、このような熱交換
器では、気体・液体混合流体よりも、気体流体を流通さ
せる方がはるかに容易である。
器では、気体・液体混合流体よりも、気体流体を流通さ
せる方がはるかに容易である。
従って本発明の原理は、第一熱交換器において仕込原料
を気化し、ついで第二熱交換器において仕込原料をより
高い温度にすることからなり、仕込原料が気化され、そ
の際たとえ圧力が低くとも、かつこの第二熱交換器の断
面積が大きくとも、これを流通させることはより容易で
ある。
を気化し、ついで第二熱交換器において仕込原料をより
高い温度にすることからなり、仕込原料が気化され、そ
の際たとえ圧力が低くとも、かつこの第二熱交換器の断
面積が大きくとも、これを流通させることはより容易で
ある。
さらに本発明の装置によって、圧力損失(デルタP)を
最大限に制限することができる。
最大限に制限することができる。
本発明による装置は、仕込原料が通過する2つの直列の
熱交換器の組合わせである。好ましくは第一熱交換器は
、仕込原料と反応流出物の向流流通を伴なう多管式間接
熱交換器であり、第二熱交換器はプレート式または多管
式間接熱交換器である。
熱交換器の組合わせである。好ましくは第一熱交換器は
、仕込原料と反応流出物の向流流通を伴なう多管式間接
熱交換器であり、第二熱交換器はプレート式または多管
式間接熱交換器である。
[課題の解決手段]
本発明は、少なくとも1つの反応帯域における炭化水素
液体仕込原料の、1〜7バールの低圧での接触リフォー
ミング方法であって、これはガスを伴なう反応流出物の
形成を生じ、前記ガス(または再循環ガス)が、少なく
とも一部いわゆる反応帯域に再循環される方法において
、(a)当初温度80〜110℃の液体仕込原料と、(
b)再循環ガス とからなる気体・液体混合流体が、直列に配列された2
つの熱交換帯域において、反応流出物の少なくとも一部
との間接接触によって加熱されることを特徴とする方法
であって、仕込原料が第一熱交換帯域に導入され、ここ
で仕込原料は実質的に気化され、ついで第二熱交換帯域
に送られる方法において、さらに、反応流出物が、第二
熱交換帯域に、温度450〜580℃で導入され、つい
で第一熱交換帯域に導入され、ここでこれは温度80〜
110℃で抜出され、第二熱交換帯域における仕込原料
の流出点と、第一熱交換帯域における仕込原料の流入点
との間の圧力損失が0.3〜L、5バール(0,3×1
05〜1.5×105パスカル)であることを特徴とす
る方法に関する。
液体仕込原料の、1〜7バールの低圧での接触リフォー
ミング方法であって、これはガスを伴なう反応流出物の
形成を生じ、前記ガス(または再循環ガス)が、少なく
とも一部いわゆる反応帯域に再循環される方法において
、(a)当初温度80〜110℃の液体仕込原料と、(
b)再循環ガス とからなる気体・液体混合流体が、直列に配列された2
つの熱交換帯域において、反応流出物の少なくとも一部
との間接接触によって加熱されることを特徴とする方法
であって、仕込原料が第一熱交換帯域に導入され、ここ
で仕込原料は実質的に気化され、ついで第二熱交換帯域
に送られる方法において、さらに、反応流出物が、第二
熱交換帯域に、温度450〜580℃で導入され、つい
で第一熱交換帯域に導入され、ここでこれは温度80〜
110℃で抜出され、第二熱交換帯域における仕込原料
の流出点と、第一熱交換帯域における仕込原料の流入点
との間の圧力損失が0.3〜L、5バール(0,3×1
05〜1.5×105パスカル)であることを特徴とす
る方法に関する。
より正確には本発明による方法において、液体仕込原料
は、接触リフォーミング装置の再循環ガスと混合され、
二相(液体・気体)で作動する第一熱交換帯域に温度8
0〜110℃で送られ、この帯域では圧力が1〜7バー
ル(105パスカル〜7 X 10’パスカル)、好ま
しくは2〜6.5バール(2X 10’〜6.5 ×1
05パスカル)であり、ここで仕込原料が間接接触によ
り(かつ好ましくは反応流出物と向流で)実質的に気化
される。ついで第一熱交換帯域において気化された仕込
原料は、少ない圧力損失によって、第一熱交換帯域にお
いて用いられた圧力よりも少し低い圧力で一相(気体)
で作動する第二熱交換帯域に送られる。
は、接触リフォーミング装置の再循環ガスと混合され、
二相(液体・気体)で作動する第一熱交換帯域に温度8
0〜110℃で送られ、この帯域では圧力が1〜7バー
ル(105パスカル〜7 X 10’パスカル)、好ま
しくは2〜6.5バール(2X 10’〜6.5 ×1
05パスカル)であり、ここで仕込原料が間接接触によ
り(かつ好ましくは反応流出物と向流で)実質的に気化
される。ついで第一熱交換帯域において気化された仕込
原料は、少ない圧力損失によって、第一熱交換帯域にお
いて用いられた圧力よりも少し低い圧力で一相(気体)
で作動する第二熱交換帯域に送られる。
第二熱交換帯域を出ると、温度約430〜520℃で仕
込原料が回収される。第二熱交換器の仕込原料の出口と
、第一熱交換器の仕込原料の入口との間の圧力損失は、
0.3〜1.5 /(−ル(0゜a x to’ 〜1
.5 X to’パスカル)である。
込原料が回収される。第二熱交換器の仕込原料の出口と
、第一熱交換器の仕込原料の入口との間の圧力損失は、
0.3〜1.5 /(−ル(0゜a x to’ 〜1
.5 X to’パスカル)である。
接触リフォーミング装置の反応流出物は、2つの熱交換
帯域の各々において、仕込原料と向流で流通する。これ
は第二熱交換帯域に、温度450〜580℃で入り、第
二熱交換帯域から、般に温度80〜110℃で出る。第
二熱交換帯域から抜出される仕込原料に関しては、仕込
原料の適切な温度を得るために、場合によっては炉を通
過した後で、第一接触リフォーミング帯域へ送られる。
帯域の各々において、仕込原料と向流で流通する。これ
は第二熱交換帯域に、温度450〜580℃で入り、第
二熱交換帯域から、般に温度80〜110℃で出る。第
二熱交換帯域から抜出される仕込原料に関しては、仕込
原料の適切な温度を得るために、場合によっては炉を通
過した後で、第一接触リフォーミング帯域へ送られる。
好ましくは第一熱交換帯域と第二熱交換帯域との熱交換
表面積の比は、1/10〜5/10、好ましくは2/1
0〜4.5/10、より詳しくは2.5/10〜411
0である。
表面積の比は、1/10〜5/10、好ましくは2/1
0〜4.5/10、より詳しくは2.5/10〜411
0である。
本発明による方法および装置のもう1つの利点は、第二
熱交換器としてプレート式熱交換器を、第一熱交換器と
して多管式熱交換器を用いる場合、下記のものである:
(流出物が接触する)壁のファウリングが生じるのは
流出物の凝縮の間であるということである。これは分解
可能であるので、容易に掃除ができる。プレート式熱交
換器は分解できないことは知られている。
熱交換器としてプレート式熱交換器を、第一熱交換器と
して多管式熱交換器を用いる場合、下記のものである:
(流出物が接触する)壁のファウリングが生じるのは
流出物の凝縮の間であるということである。これは分解
可能であるので、容易に掃除ができる。プレート式熱交
換器は分解できないことは知られている。
もし汚れれば、熱交換器の化学的清掃しか方法がない。
本発明の方法および装置において、第二熱交換器、好ま
しくはプレート式熱交換器内を流通する仕込原料は、既
に気化されている。
しくはプレート式熱交換器内を流通する仕込原料は、既
に気化されている。
従って第二熱交換器のファウリングはない。
本発明はまた、下記のものを組合わせて備えることを特
徴とする装置(第1図参照)にも関する: ・液体仕込原料と、接触リフォーミング装置から来る再
循環ガスとを含む第一流体の導入管(5)を備え、この
第一流体の抜出し管(8)を備え、かつ以下に定義され
る第二熱交換器(9)から来る第二流体の導入管(18
)および抜出し管(19)をも備える第一熱交換器(6
); ・第一熱交換帯域から来る前記第一流体の導入管(8)
および抜出し管(lO)を備え、かつ前記第二流体の導
入管(17)および抜出し管(18)を備える第二熱交
換器(9)であって、この第二流体は、少なくとも一部
改質またはリフォーミング反応器の流出物からなり、前
記第二流体は、2つの熱交換器(8)および(9)の各
々において前記第一流体と間接接触下にある。
徴とする装置(第1図参照)にも関する: ・液体仕込原料と、接触リフォーミング装置から来る再
循環ガスとを含む第一流体の導入管(5)を備え、この
第一流体の抜出し管(8)を備え、かつ以下に定義され
る第二熱交換器(9)から来る第二流体の導入管(18
)および抜出し管(19)をも備える第一熱交換器(6
); ・第一熱交換帯域から来る前記第一流体の導入管(8)
および抜出し管(lO)を備え、かつ前記第二流体の導
入管(17)および抜出し管(18)を備える第二熱交
換器(9)であって、この第二流体は、少なくとも一部
改質またはリフォーミング反応器の流出物からなり、前
記第二流体は、2つの熱交換器(8)および(9)の各
々において前記第一流体と間接接触下にある。
好ましくは、第一熱交換器は多管式熱交換器であり、第
二熱交換器はプレート式熱交換器である。
二熱交換器はプレート式熱交換器である。
第1および2図は本発明を例証する。
第1図において、管路(4)を経て到着する液体仕込原
料は、導入管(5)において、リフォーミング装置の再
循環ガスと混合させられる。このガスは、管路(1)か
らポンプ(2)および管路(3)を通って来る。混合流
体(または気・液二重相)は、反応流出物との間接向流
で、管(7)を備えた多管式の第一熱交換器(6)に入
る。この反応流出物は、第一熱交換器(6)に導入管(
18)を経て入り、抜出し管(19)から出て、ポンプ
(20)および管路(21)の方へ行く。完全に気化さ
れた仕込原料および再循環ガスは、第一熱交換器(6)
から導入管(8)を経て出て行き、プレート式の第二熱
交換器(9)に入り、ここでこれらは一連のリフ中−ミ
ング反応器の最後の反応器(1B)から管路(17)で
出る反応流出物との間接接触によって加熱される。この
最後の反応器には管路(15)から仕込原料が供給され
る。仕込原料および再循環ガスは、プレート式の第二熱
交換器(9)から抜出し管(10)によって抜出され、
炉(l【)を通過し、管路(12)によって第一リフォ
ーミング反応器(13)に送られ、ついで管路(14)
によって別のリフォーミング反応器の方へ進み続ける。
料は、導入管(5)において、リフォーミング装置の再
循環ガスと混合させられる。このガスは、管路(1)か
らポンプ(2)および管路(3)を通って来る。混合流
体(または気・液二重相)は、反応流出物との間接向流
で、管(7)を備えた多管式の第一熱交換器(6)に入
る。この反応流出物は、第一熱交換器(6)に導入管(
18)を経て入り、抜出し管(19)から出て、ポンプ
(20)および管路(21)の方へ行く。完全に気化さ
れた仕込原料および再循環ガスは、第一熱交換器(6)
から導入管(8)を経て出て行き、プレート式の第二熱
交換器(9)に入り、ここでこれらは一連のリフ中−ミ
ング反応器の最後の反応器(1B)から管路(17)で
出る反応流出物との間接接触によって加熱される。この
最後の反応器には管路(15)から仕込原料が供給され
る。仕込原料および再循環ガスは、プレート式の第二熱
交換器(9)から抜出し管(10)によって抜出され、
炉(l【)を通過し、管路(12)によって第一リフォ
ーミング反応器(13)に送られ、ついで管路(14)
によって別のリフォーミング反応器の方へ進み続ける。
第2図は、管(7)を備えた多管式の第一熱交換器(8
)とプレート式の第二熱交換器(9)との積重ねを備え
る本発明の装置の特別な実施態様を示す。
)とプレート式の第二熱交換器(9)との積重ねを備え
る本発明の装置の特別な実施態様を示す。
[実 施 例]
実施例1
例として、3バール(3X 10’パスカル)で作動す
る接触リフォーミング装置の前にある、直列の多管式熱
交換器およびプレート式熱交換器を用いた。
る接触リフォーミング装置の前にある、直列の多管式熱
交換器およびプレート式熱交換器を用いた。
第一熱交換器
・混合流体(仕込原料・再循環ガス)の流入温度二89
℃ ・混合流体の流入圧カニ 8.2バール(8,2×105パスカル)・流出物の流
出温度:102・℃ ・流出物の流出圧カニ 3.8バール(3,8×105パスカル)・流出物の流
入温度:200℃ 第二熱交換器 ・完全に気化された混合流体の流入温度:140 ℃ ・混合流体の流出温度:465℃ ・混合流体の流出圧カニ 5.8バール(5,8×105パスカル)(0,4×1
05パスカル) ・流出物の流出温度;200℃ ・流出物の流入温度:500℃ ・流出物の流入圧カニ 4.2バール(4,2×105パスカル)・総圧力損失
=6.2〜5.8−0.400バール(0,4x 10
’ t<スカAt) ・第一熱交換器の熱交換表面積: 1500rf・第二
熱交換器の熱交換表面積: 4000ゴ拳総熱交換表面
積: 4000+ 1500−5500rrl”・第
一熱交換器/第二熱交換器表面積比:1500/400
0−3,78710 実施例2(比較例) 比較例として、単一のプレート式熱交換器および単一の
多管式熱交換器を連続的に用いた。
℃ ・混合流体の流入圧カニ 8.2バール(8,2×105パスカル)・流出物の流
出温度:102・℃ ・流出物の流出圧カニ 3.8バール(3,8×105パスカル)・流出物の流
入温度:200℃ 第二熱交換器 ・完全に気化された混合流体の流入温度:140 ℃ ・混合流体の流出温度:465℃ ・混合流体の流出圧カニ 5.8バール(5,8×105パスカル)(0,4×1
05パスカル) ・流出物の流出温度;200℃ ・流出物の流入温度:500℃ ・流出物の流入圧カニ 4.2バール(4,2×105パスカル)・総圧力損失
=6.2〜5.8−0.400バール(0,4x 10
’ t<スカAt) ・第一熱交換器の熱交換表面積: 1500rf・第二
熱交換器の熱交換表面積: 4000ゴ拳総熱交換表面
積: 4000+ 1500−5500rrl”・第
一熱交換器/第二熱交換器表面積比:1500/400
0−3,78710 実施例2(比較例) 比較例として、単一のプレート式熱交換器および単一の
多管式熱交換器を連続的に用いた。
各熱交換器は、5500rrrの熱交換表面積を有し、
従って先行実施例の2つの熱交換器の熱交換表面積の合
計と同じである。混合流体および改質またはリフォーミ
ング流出物の流入温度は、各々89℃および500℃で
あった。
従って先行実施例の2つの熱交換器の熱交換表面積の合
計と同じである。混合流体および改質またはリフォーミ
ング流出物の流入温度は、各々89℃および500℃で
あった。
改質またはリフォーミングの反応圧力が、実施例1のよ
うに3バール(3X to’パスカル)になるように、
最少限の圧力損失が得られるようにした。
うに3バール(3X to’パスカル)になるように、
最少限の圧力損失が得られるようにした。
これらの条件下、仕込原料の気化は適切には生じず、熱
交換器の作動は不安定である。
交換器の作動は不安定である。
図面は本発明の実施例を示すもので、第1図は本発明方
法のフローシート、第2図は本発明装置の変型例を示す
垂直断面図である。 (6)・・・第一熱交換器、(9)・・・第二熱交換器
、(16)・・・反応器、(13)・・・第一リフォー
ミング反応器。 以上
法のフローシート、第2図は本発明装置の変型例を示す
垂直断面図である。 (6)・・・第一熱交換器、(9)・・・第二熱交換器
、(16)・・・反応器、(13)・・・第一リフォー
ミング反応器。 以上
Claims (6)
- (1)少なくとも1つの反応帯域における炭化水素液体
仕込原料の、1〜7バールの低圧での接触リフォーミン
グ方法であって、これはガスを伴なう反応流出物の形成
を生じ、前記ガス(または再循環ガス)が、少なくとも
一部いわゆる反応帯域に再循環される方法において、 (a)当初温度80〜110℃の液体仕込原料と、(b
)再循環ガス とからなる気体・液体混合流体が、直列に 配列された2つの熱交換帯域において、反応流出物の少
なくとも一部との間接接触によって加熱されることを特
徴とする方法であって、仕込原料が第一熱交換帯域に導
入され、ここで仕込原料は実質的に気化され、ついで第
二熱交換帯域に送られる方法において、さらに、反応流
出物がまず少なくとも一部、第二熱交換帯域に、温度4
50〜580℃で導入され、ついで第一熱交換帯域に導
入され、ここでこれは当初温度80〜110℃で抜出さ
れ、第二熱交換帯域における仕込原料の流出点と、第一
熱交換帯域における仕込原料の流入点との間の圧力損失
が0.3〜1.5バール(0.3×10^5〜1.5×
10^5パスカル)であることを特徴とする方法。 - (2)第一熱交換帯域と第二熱交換帯域との熱交換表面
積の比が、1/10〜5/10である、請求項1による
方法。 - (3)この比が、2/10〜4.5/10である、請求
項2による方法。 - (4)下記のものを組合わせて備えることを特徴とする
装置(第1図参照): ・液体仕込原料と、接触リフォーミング装 置から来る再循環ガスとを含む第一流体の導入管(5)
を備え、この第一流体の抜出し管(8)を備え、かつ以
下に定義される第二熱交換器(9)から来る第二流体の
導入管(18)および抜出し管(19)をも備える第一
熱交換器(6);・第一熱交換帯域から来る前記第一流
体の 導入管(8)および抜出し管(10)を備え、かつ前記
第二流体の導入管(17)および抜出し管(18)を備
える第二熱交換器(9)であって、この第二流体は、少
なくとも一部改質またはリフォーミング反応器の流出物
からなり、前記第二流体は、2つの熱交換器(6)およ
び(9)の各々において前記第一流体と間接接触下にあ
る。 - (5)第一熱交換器が多管式熱交換器であり、第二熱交
換器がプレート式熱交換器である、請求項4による装置
。 - (6)第一熱交換器が多管式熱交換器であり、第二熱交
換器が多管式熱交換器である、請求項4による装置。
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