NO168698B

NO168698B - Innretning for fremstilling av syntesegass

Info

Publication number: NO168698B
Application number: NO863359A
Authority: NO
Inventors: Hans-Joachim Herbort; Hans-Dieter Marsch
Original assignee: Uhde Gmbh
Priority date: 1985-09-11
Filing date: 1986-08-20
Publication date: 1991-12-16
Also published as: IN168591B; NO168698C; MX169336B; AU6262086A; NO863359D0; ATE46680T1; DK164276B; ZA866875B; NZ217417A; SU1478995A3; DK432486A; DE3665851D1; DK432486D0; NO863359L; EP0214432A1; DK164276C; MY102694A; JPS6261629A; DE3532413C2; EP0214432B1

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en innretning for fremstilling av syntesegass under forhøyet trykk fra hydrokarboner, spesielt naturgass, nafta og/eller raffinerigass, i en katalytisk, endoterm reformeringsdel med en sylindrisk trykkbeholder og et antall utvendig oppvarmede, med katalysator fylte ref ormeringsrør, idet det inn i de i en rørbunn-plate holdte reformeringsrør føres en blanding av hydrokarboner og vanndamp og fra rørene føres en reformeringsgass, og med en derefter følgende partialoksydasjonsdel i trykkbeholderform med lukket ende, og med større diameter enn rørene hvori rørene rager inn i de frie ender og hvori reformeringsgassen fra reformeringsrørene samt ekstra hydrokarboner og oksygen eller oksygenholdig gass innføres.

Med forhøyet trykk menes for eksempel 30 bar og høyere.

Syntesegassen som i det vesentlige inneholder hydrogen og karbonoksyder, er basis for en rekke viktige stortekniske synteser, for eksempel for fremstilling av metanol eller ammoniakk. Også hydrogen alene kan efter tilsvarende syntesegassoppberedning fremstilles.

Det er kjent innretninger til fremstilling av syntesegass i henhold til innledningen i patentkravet, hvori fremgangsmåte-trinnene

katalytisk endoterm dampreformering (I) og partiell autoterm oksydasjon (II)

skjer, og hvor det til oppvarming av de med katalysator fylte reformeringsrør anvendes de varme reaksjonsgasser fra den partielle oksydasjon (II).

Således er der fra DE-OS 32 44 252 kjent en innretning hvor en første delmengde hydrokarboner blandes med damp og 1 nærvær av katalysatorer i reformeringsrørene underkastes dampreformeringsreaksjonen. Produktgassen fra denne delreaksjonen strømmer fra reformeringsrørene som er anordnet loddrett hengende 1 et sylindrisk utforet kar, 1 en under rørutløpsplanet foreskrevet fri del av samme kar, i det følgende kalt blandekammeret. Gassens temperatur fra del reaksjonen (I) er vanligvis mer enn 700° C. Den annen delmengde hydrokarboner som hverken av mengde eller av type må være identisk med den første delmengde, tilføres samtidig til blandekammeret med en oksygen- eller oksygenholdig strøm. Der reagerer de med hverandre som delreaksjon (II). I denne delreaksjon (II) deltar også gasser som i blandekammeret danner den umiddelbare omgivelsen av de tilførte reaksjons-deltagere.

Gassens temperatur fra delreaksjonen (II), overveiende i området mellom 1400 og 2100°C, ligger betraktelig over temperaturen i gassen fra delreaksjonen (I). I blanderommet skal nu gasstrømmene fra delreaksjonene (I) og (II) blande seg fullstendig og anta en blandingstemperatur. Derved kommer det igjen til likevektsreaksjoner, delreaksjonene (III). Den temperatur som innstiller seg ligger da over 950"C, fortrinnsvis ved 1100°C. Den bestemmer sammensetningen av den frembragte syntesegass. Denne gass strømmer i motstrøm til gassene fra delreaksjonen (I) inn i rørfeltet av den katalytiske reformeringsseks-jjon og avgir der følbar varme til reformeringsrørene til gjennomføring av delreaksjonen (I).

Delreaksjonen (I) gir en gass med høyt restmetaninnhold, delreaksjonen (II) en gass som er praktisk talt fri for metan og delreaksjon (III) en gass med det tilstrebede og deres reaksjonstemperatur tilordnede metaninnhold, for eksempel mindre enn 1#, fortrinnsvis mindre enn 0,5#. Denne reaksjonstemperatur og den derav beregnbare gassammensetning innstiller seg imidlertid bare når blandingen av gassene fra delreaksjonene (I) og (II) er fullstendig, det vil si ikke foreligger noen gasstråler. Til optimal gjennomføring av fremgangsmåten er det derfor ubetinget nødvendig med en fullstendig blanding før syntesegassen trer Inn i kjølestrek-nlngen (reformeringsrørfeltet).

Innretningen ifølge DE-OS 32 44 252 gir ingen tilstrekkelig blandingskvalitet av gasstrømmen.

Fra US-Re 24 311 er det kjent en innretning for fremstilling av syntesegass, hvor hydrokarbonene i blanding med damp i første rekke underkastes en begrenset katalytisk endoterm dampreformering. Dertil er det i en sylindrisk trykkbeholder anordnet delvis med katalysator fylte reformeringsrør. Sentralt I reformeringsrørene er det anordnet oksygen-ledninger, således at, ved utløpet av reformeringsrørene, blandes de delvis spaltede hydrokarboner med det oppvarmede oksygen og underkastes en partiell autoterm oksydasjon. Den nedre del av den sylindriske trykkbeholder er utvidet til fritt reaksjonsrom. Fra det fri reaksjonsrommet strømmer reaksjonsgassene, efter retnlngsomvending oppad, for å oppvarme reformeringsrørene. Gjennomføringen av oksygenrørene gjennom de varmtgående reformeringsrør er driftsteknisk og metallurgisk meget problematisk, hvorfor denne innretning heller ikke har funnet noen anvendelse. Dessuten er den ikke universelt anvendbar for forskjellige anvendte stoffer og for oppdeling av anvendte hydrokarboner på to delreaksjoner.

Til grunn for oppfinnelsen ligger den oppgave å finne en innretning, hvori de nødvendige termiske reaksjoner forløper driftsteknisk sikkert og mest mulig fullstendig, og hvorved delreaksjonene er styrbare for å få syntesegasser av forskjellig sammensetning.

Denne oppgave løses ved en innretning av den innledningsvis nevnte art og denne innretning karakteriseres ved at det i sylinderveggen av partialoksydasjonsdelen er anbragt et antall av tilførselsinnretninger for hydrokarboner og/eller oksygen eller oksygenholdig gass, og hvis midlere akse er rettet i vinkel til radialstrålen og parallelt til skrådd til radialplanet, og hvis avstand til utstrømsenden av reforme-ringsrørene er slik at det 1 den frie partialoksydasjonsdel oppstår en roterende sløyfestrømning av gassen, slik at produktgassen strømmer ut rundt reformeringsrørene og oppvarmer dem og så forlater reformeringsdelen gjennom utløpsstusser.

De med oppfinnelsens fremgangsmåte oppnådde fordeler består i at i partialoksydasjonsdelen, det vil si i blandekammeret, fåes entydige strømningsforhold. Den spesielle tilførsel ifølge oppfinnelsen av reaksjonsdeltagerene, som reformeringsgass, ekstra hydrokarboner og oksygen henholdsvis oksygenholdig gass, frembringer I blandingskammeret en akseparallell hvirvel således at det i sentrum av denne hvirvel oppstår et undertrykksområde, hvorved reformeringsgassen fra reformeringsrørendene, det vil si den katalytiske endoterme dampreformering sluses inn i den nedre del av blandingskammeret. Derved blander denne reformeringsgass seg intenst med partialoksydasjonsgassen fra tilførsels-innretningene og danner syntesegassen.. Den største dei av blandlngsgassen henholdsvis syntesegassen i det ytre område av sløyfestrømningen trer ut gjennom de frie flater' mellom tilførselsinnretningene i retning reformeringsdelen fra partialoksydasjonsdelen. Den her uttredende varme syntesegass omstrømmer derefter reformeringsrørene og avgir for den endoterme reaksjon nødvendige varmemengde til den i rørene strømmende blanding.

For innretningens funksjoneringsevne er det likegyldig om reformeringsdelen er anordnet over eller under partial-oksydasjonsdelen. Vesentlig er at det overholdes visse kantbetingelser under hensyntagen av gassen som skal behand-les. Således må for eksempel delingen t av åpnningen i utløpsplanet av reformeringsrøret tilfredsstille kravet:

hvorved det unngås at det i rørfeltet kommer til uønskede gasstilbakestrømninger.

I ovenfor nevnte formel er

d - den Indre reformeringsrørdiameter og

med mG massestrømmen som strømmer ut av en åpning i reformeringsrørets utløpsplan,

mi massestrømmen som innsuges ved hjelp av

strålen m0,

Pl °g P2 densiteten av de respektive massestrømmer

og

d diameteren av en åpning i reformerings-rørets utløpsplan.

Reynolds-tallet for enkeltstrålenes strømning ved uttreden fra reformeringsrørene skal være større enn 5 x IO<3>, fortrinnsvis større enn 5 x 10<*>. De derav resulterende impulser bevirker inntrengingen av disse gasstrømmer i hvirvelen og i det vesentlige gjennom det indre av hvirvelen i den nedre del av blandekammeret. Denne strømning frembringer også den i hvirvelringen inneboende valseformede bevegelse, hvorigjennom gassene ved blandekammerets periferi i det vesentlige tilbakebefordres spiralformet oppad.

Det for tilførselsinnretningene karakteristiske Reynolds-tall ved dysenes uttreden skal være større enn 4 x IO<3>, fortrinnsvis større enn 4 x IO<4>. De dannes av en fiktiv utstrømnings-hastighet, en fiktiv diameter og den midlere seighet av de deltagende gasser, idet de fiktive størrelser gir seg av impulslikheten og volumstrømlikheten. De fiktive størrelser fremkommer av den konstruktive utforming av de til blandekammeret vendte ender av tilførselsinnretningene. Strømnings-karakteristika for de tilførte medier må alltid tas hensyn til. Da forårsakede endringer av innløpshastighetene som er uunngåelige til lastendringer eller til styring av produkt-gassammensetningen, ingen endring av strømningsmønsteret i blandekammeret og derfor heller ingen endring av reaksjons-føringens kvalitet.

I retning av tilførselsinnretningene med hensyn til deres akse til det vannrette blandekammerplan betyr et plusstegn et avvik i retning av reformeringsrørfeltet.

Reaksjonsdeltagerene må oppholde seg tilstrekkelig lenge 1 blandekammeret til å oppnå de tilstrebede tilnærmelsen til likevekten av reaksjon (III). Dette oppnås ved at dybden av dette kammer med gitt diameter tillater en oppholdstid på minst 4 sekunder. Diameteren av blandekammeret skal minst tilsvare 1,1 ganger omhyllingsdiameteren av rørfeltet og denne diameter skal først reduseres i området av rørfeltet. Således oppnås at produktgassen fra delreaksjonen (III) uhindret av gassene fra delreaksjonen (I) kan strømme inn radialt og oppad i rørfeltet. Blir imidlertid diameteren for stor, kan strømningsmønsteret gå tapt.

Dessuten tenderer som kjent syntesegassen fra delreaksjon (III) til, ved langsommere avkjøling, å anta en til de endrende likevektsbetingelser svarende gassammensetnIng med høyere metaninnhold. Det vil imidlertid bevirke at en del av den oppnådde reformering forskyves tilbake. Det er derfor til gjennomføring av fremgangsmåten nødvendig hurtig å avkjøle produktgassen fra den ønskede likevektstilstand således at denne tilstand innfryses jevnt. Denne stabilisering er erfaringsmessig oppnådd ved temperaturer under 600"C.

For for reformeringsrørene å oppnå en jevn og virkningsfull oppvarming ved hjelp av den varme syntesegass innstilles en høy avkjølingshastighet. Herved unngås samtidig metantilbake-dannelse og karbonavleiringer. Reformeringsrørene utstyres dertil fra en viss distanse fra utløpsplanene av refor-meringsrørene med omhylling. Mellom omhylllngen og refor-meringsrørene strømmer den varme syntesegass I ringspalten. Innretningen Ifølge oppfinnelsen muliggjør dessuten anvendelse av en kjent fremgangsmåteteknisk variant, nemlig anvendelse av en katalytisk reaksjon som avslutning av fremstilling av syntesegass. Hertil fylles rommet mellom reformeringsrørenes utløpsender med katalysator på en slik måte at den der innstrømmende syntesegass må passere denne katalysator. Denne efterkoblede katalytisk autoterme delreaksjon bevirker en sterke tilnærming til metanlikevekten, hvorved restmetaninnholdet av syntesegassen synker, henholdsvis temperaturen av de foregående reaksjoner kan holdes lavere.

En ytterligere fordel ved det innplante katalysatorsjikt består I at eventuell ufullkommenhet i blanding og reaksjon av gassen som trer inn 1 dette sjikt utlignes. I tilknytning til katalysatorsjiktet kan det følge en fylling av lnert fyllegemer henholdsvis en spesiell bærekonstruksjon med hylserør for reformrørene.

Utformingen av utløpsendene henholdsvis dysene av refor-meringsrøret omfattes Ikke av oppfinnelsen. Den er fritt valgbar ifølge teknikkens stand.

Utførelseseksempler på oppfinnelsen er vist på tegningen og beskrives som følger: Figur 1 viser i snitt reaktor med hengende reformeringsrør, figur 2 viser i snitt reaktor med stående reformeringsrør, figur 3 viser tverrsnitt av reaktoren i området av til-førselsinnretningene ,

figur 4 viser blandekammersnitt med avvinklede tllførsels-innretnlnger,

figur 5 viser tilførselsinnretnlng 1 snitt.

Eeaktoren ifølge figur 1 består av reformeringsdelen 1 og oksydasjonsdelen 2 for den partielle oksydasjon. I reformeringsdelen 1 trer over lnnløpsdysen 3 den første delmengde av hydrokarboner blandet med damp Inn 1 innløpskammeret 4 og fordeler seg på de med katalysator 5 fylte reformeringsrør 6. Disse gjennomstrømmes under varmeopptak og omdannelse ifølge den katalytiske dampreformeringsreaksjon, delreaksjonen (I). Reformeringsgassen 7 fra delreaksjonen (I) strømmer med høy hastighet fra dysene 8 inn i blanderommet 9. Utløpshastighet samt deling, diameter og anordningen av dysene 8 er av stor betydning for den nødvendige avstand av planene av dysene fra planene av tilførselsinnretningene 10. Utløpshastigheten, dysediameter og anordning av tilførselsinnretningene 10 sammen med forholdet av den indre diameter av blandekammeret 9 til diameteren av omhyllingen 11 rundt reformeringsrørene 6, sikrer eksistens av det ønskede og i det vesentlige ved hjelp av piler på figur 1, 2, 3 og 4 antydede strømnings-mønster. Den tilstrekkelige utvidelse av blandekammeret 9 i aksial retning er forutsetning for den nødvendige oppholdstid av de reagerende gasser i dette området.

De gjennom tilførselsinnretningen 10 innbragte medier som oksydasjonsmidlet 12 og den andre hydrokarbondelmengde 13, som kan inneholde ekstra damp, reagerer så vel med hverandre som også med gasser av omgivelsen i form av partiell oksydasjon.

Retning, hastighet og masse av de innbragte medier frembringer i blandekammeret 9 en hvirvel med vertikal akse og med et område av mindre trykk i dens sentrum. Den bestemte anordning av de hvirvelfrembringende tilførselsinnretninger 10 til dysene 8 bevirker at reformeringsgassen sluses fra dysene 8 i den nedre del av blandekammeret 9 og at reformeringsgassen 7 og oksydasjonsgassen 14 innvendig strømmer i spiralform under fortløpende sammenblanding og reaksjon og vendes i nærheten av blandekammerbunnen og i spiralform strømmer tilbake 1 retning av den rørbesatte reaksjonsdel for til slutt, som syntesegass, fra det av reaktorveggen og reformeringsrørfeltet dannede ringformede rom 16, i det vesentlige radialt og oppad, å tre inn i rørfeltet. Ringrommet 16 som blir smalere 1 området av de ikke omhyllede reformeringsrør 6, sikrer at gassene 15 uhindret av gassene 7 kan strømme inn i den nevnte form. I dette området avgir syntesegassene 15 deres varme i det vesentlige ved hjelp av stråling til reformeringsrørene 6. Efter innløp i hylserørene 17 er varmeovergangen til reformeringsrørene i første rekke konvektiv. Ringspalten 18 mellom hylserørene 17 og refor-meringsrørene 6 velges således at syntesegassen 15 avkjøles i tilstrekkelig kort tid. De derved Innstilte strømnings-hastigheter sikrer en meget god varmeovergang til refor-meringsrørene 6. Syntesegassen 15 forlater hest mulig avkjølt innretningene ved stussen 19. Ringspalten 18 innstilles og sikres ved distansestykker 20 som for eksempel vendler, akseparallelle skinner, tråder eller rygger. For å oppnå en mest mulig jevn fordeling av syntesegassen 15 på alle ringspaltene 18 er reformeringsrørene utenpå og hylserørene 17 innvendig fortrinnsvis bearbeides i området av ringspaltene. Distansestykkene 20 muliggjør en forskjellig utvidelse av hylserør og reformeringsrør. De tillater videre at reformeringsrørene enkeltvis eller sammen kan fjernes henholdsvis isettes ved åpning av flensen 21 fra hylse-rørene .

Hylserørene er gjensidig på minst et plan avstøttet mot hverandre. Disse avstøtninger 22 muliggjør for hvert hylserør å utvide seg individuelt.

Hylserørene 17 er på den ene side åpne til partial-oksydasjonsdelen 2 henholdsvis til blandekammeret 9 og på den andre side til utløpskammeret 23. Dette sikrer trykkavlast-nlng av skilleplaten 24. Skilleveggen 25 er rørbunnen for reformeringsrørene 6.

På grunn av de høye temperaturer i begge reaktordeler er disse utstyrt med en egnet ildfast f6ring 26. Minst den side av f åringen som er vendt mo den varme gass skal på grunn av den reduserende gassatmosfaere være teknisk fri for Si02. For å beskytte innretningen utover det eller i et nødstilfelle for høye temperaturer kan innretningen på kjent måte utstyres med en vannmantel eller et sprinkleranlegg. Figur 1 viser innretningen med nederstliggende partial-oksydasjonsdel 2 og hengende reformeringsrør 6. Efter innsetning av katalysatorrister ved inntreden av refor-meringsrørene kan innretningen også installeres og drives i omvendt retning. Figur 2 viser en variant av innretningen ifølge oppfinnelsen i lengdesnitt. Her trer første delmengde hydrokarboner blandet med damp ved 3 i innløpskammeret 4 og fordeler seg på de med katalysator 5 fylte rør 6. Disse gjennomstrømmes under varmeopptak og omdannelse Ifølge den. katalytiske dampreformeringsreaksjon, delreaksjon (I). Gassen 7 fra del r eaks j,on (I) strømmer med høy hastighet fra dysene 8 inn i' blandekammeret 9. Denne utløpshastighet samt deling, diameter og anordning av dysene 8 er av stor betydning for den nødvendige avstand av planet av dysene 8 fra planet av tilførsels-innretningene 10. Utstrømningshastighetene, dysediameterene og anordning av tilførselsinnretningene 10 sammen med forhold av indre diameter av blandekammeret 9 til diameteren av omhyllingen rundt reformeringsrørene 6 sikrer eksistens av det ønskede og i det vesentlige ved hjelp av piler på figur 2 og 3 antydede strømningsmønster. Den tilstrekkelige utvidelse av blandekammeret 9 i aksial retning bevirker endelig den nødvendige oppholdstid av de reagerende gasser i dette området.

De gjennom tilførselsinnretningene 10 Innbragte medier, oksydasjonsmidlet 12 og annen hydrokarbonmengde 13, som også kan inneholde damp, reagerer så vel med hverandre som også med gasser av omgivelsen. De gir gassen 14 av delreaksjonen (II) . Retning, hastighet og masse av innbragte medier frembringer i blandekammeret 9 en hvirvel med vertikal akse og med et område av mindre trykk i sentrum. Den bestemte anordning av hvirvelfrembringende tilførselsinnretnlnger 10 til dysene 8 bevirker at gassene 7 fra dysene 8 i det vesentlige sluses gjennom sentrum av hvirvelen i den nedre de av blandekammeret og at gassene 7 og 14 i fortløpende sammenblanding og reaksjon gjennomstrømmer spiralformet 1 nærheten av blandekammerperiferien i retning av den rør-besatte reaktordel for endelig å tre inn i det av reaktorvegg og reformeringsrørfelt begrensede ringformede og med katalysator 27 fylte rom 16 og å gjennomstrømme katalysator-sj iktet.

Katalysatoren bevirker en bedre tilnærming til metanlikevekten, hvorved restmetaninnholdet av gassen reduseres ytterligere. Uten varmebehovet for denne reaksjon (IV) gir gassen varme til de i katalysatorlagringen anordnede reformeringsrør 6. Varmeavgivelsen til reformeringsrørene 6 i dette området lar seg tilpasse til kravene av reaksjonen (IV) for eksempel ved hjelp av en indre eller ytre isolering og/eller en diameterredusering av rørene henholdsvis ved de egnede valg av reformeringsrørdeling ved størrelsen av ringrommet 16 og/eller det valgte katalysatorvolum. Gassen som forlater katalysatorsjiktet 27 med høy temperatur gjennomstrømmer en lagring av ikke katalytiske legemer, for eksempel fyllegemer 28, under ytterligere avgivning av dens følbare varme til rørene 6. Den trer Inn som avkjølt produktgass gjennom hullveggen 29 i utløpskammeret 23 og ut derifra ved 19.

Ved valgt av efter form og materialer egnede fyllegemer 28 kan det oppnås så vel den ønskede varmeovergang som også den ønskede avkjølingshastighet. Ytterligere mulige midler for oppnåelse av disse mål er for eksempel valgt av rørdeling, bruk av store fortrengningslegemer eller anvendelse av overflateforstørrede rør 6.

Katalysatorsjiktet 27 hviler på fyllegemene 28, disse Igjen bæres av hullvegg 29. Hullveggen 29 er avstøttet på refor-meringsrørene 6. Det er også mulig å foreta denne avstøtting direkte på skilleveggen 25 eller på veggen av reaktoren. Reformeringsrørene 6 er ved hjelp av minst en perforert og seksjonert distanseplate 30 fiksert i deres deling, således at hvert rør kan utvide seg individuelt. Distanseplaten 30 bæres ved hjelp av fyllegemene.

Innretningen utmerker seg også ved at en stor apparatflens 21 som vist i figur 1, ikke er nødvendig. Katalysatoren 5 og 27 samt fyllegemene 28 kan suges ut over inspeksjonsluken 31. Katalysatoren 5 kan også sluses ut over en inspeksjonsluke i kammeret 4, når katalysatorristen 32 er utformet uttagbar. Figur 3 viser Innretningen av figur 1 henholdsvis figur 2 i snitt langs linjen I-l. Det er anordnet 6 tilførsels-innretnlnger 10 i lik avstand ved omkretsen av blandekammeret 9, således at retningen av deres utløpsdyse angitt ved retningen av gasstrålene 14 med retningene av de respektive radialståler, for eksempel radialstråle? 33, danner en vinkel a 34. Gasstrålene 14 frembringer den ønskede hvirvel 35 som 1 det vesentlige er antydet ved strømningspiler. Figur 4 viser innretningen av figur 1 henholdsvis figur 2 i området av blandekammeret i lengdesnitt. Gasstrålene 14 trer inn rundt vinkelen ø 36 hellende mot horisontalen i blandekammeret 9. Dysene av tilførselsinnretningene 10 omspenner et plan, hvori alle horisontale ligger. Avstanden h mellom dette plan og planet som dannes ved dysene ved reformerings-rørendene 8 er viktig for det ved pilene i det vesentlige antydede strømningsmønster som overlagres ved hjelp av den på figur 3 viste hvirvel 35. I behovsfall kan det også anordnes tilførselsinnretnlnger på mer enn et plan. Figur 5 viser tilførselsinnretningene 11 i detalj. De til dysene 37 førende ledninger 38 for oksydasjonsmidlet 12 er ført inn adskilt i tilførselsinnretningen 11. Likeledes tilføres annen delmengde hydrokarboner 13 enkelt over ledning 39 av dysen 40. Efter inntreden i tilførselsinnretningen er alle ledninger 38 og 39 omgitt av en sylindrisk mantel som er sammensveiset med bunnen 41 som danner dyseveggen som er vendt til blandekammeret 9 og en bunne 42 henholdsvi.s 43. Gjennomgangene av nevnte ledninger gjennom bunnene 41, 42 og 43 er likeledes sammensveiset. Det således av mantelen 44, de nevnte bunner og de nevnte ledninger begrensede hulrom 45 gjennomstrømmes ved vann som trer inn over flensen 46, føres gjennom skilleveggen 47 til ved den høyeste temperatur-belastning utsatte bunn 41 og derefter igjen trer ut over flensen 48. En innretning ifølge oppfinnelsen til fremstilling av syntesegass i industriell målestokk for for eksempel har følgende hoveddimensjoner: Tabellene 1 og 2 viser driftsdata for innretningene ifølge figurene 1 og 2. Derved tilsvarer spaltenummereringene referansetallene på de tilsvarende figurer.

Claims

i.

Innretning for fremstilling av syntesegass under forhøyet trykk fra hydrokarboner, spesielt naturgass, nafta og/eller raffinerigass, i en katalytisk, endoterm reformeringsdel (1) med en sylindrisk trykkbeholder og et antall utvendig oppvarmede, med katalysator fylte reformeringsrør (6), idet det Inn i de i en rørbunnplate (25) holdte reformeringsrør (6) føres en blanding av hydrokarboner og vanndamp og fra rørene føres en reformeringsgass, og med en derefter følgende partialoksydasjonsdel (2) i trykkbeholderform med lukket ende, og med større diameter enn rørene (6) hvori rørene (6) rager inn I de frie ender (8) og hvori reformeringsgassen fra reformeringsrørene samt ekstra hydrokarboner og oksygen eller oksygenholdig gass innføres, karakterisert ved at det i sylinderveggen av partialoksydasjonsdelen (2) er anbragt et antall av tilførselsinnretnlnger (10) for hydrokarboner og/eller oksygen eller oksygenholdig gass, og hvis midlere akse er rettet i vinkel til radialstrålen og parallelt til skrådd til radialplanet, og hvis avstand til utstrømsenden av reformeringsrørene er slik at det i den frie partialoksydasjonsdel (2) oppstår en roterende sløyfestrømnlng av gassen, slik at produktgassen strømmer ut rundt reformeringsrørene og oppvarmer dem og så forlater reformeringsdelen gjennom utløpsstusser (19). 2.

Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at tilførselsinnretningene (10) er anbragt således 1 veggen av partialoksydasjonsdelen (1) at utløpsinnretningen for gasstrålene a) med de respektive radialstråler danner en vinkel fra 1° til 30°, fortrinnsvis 5° til 20°, og b) til radialplanet danner en vinkel fra +5° til -15°, fortrinnsvis 0" til -10°, c) at avstanden h mellom forbindelseslinjen til to til-førselsinnretnlnger og planet av reformeringsrørende (8) er 0,15 til 1 ganger omhyllihgsdlameteren til refor-meringsrørdelen. 3.

Innretning ifølge krav 1 og 2, karakterisert ved at avstanden h, diameteren d av en gassutløpsåpning ved reformeringsrørenden (8) samt den største deling t av alle disse gassutløpsåpninger tilfredsstiller betingelsen:

der

d = den indre reformeringsrørdiameter og

med mQ massestrømmen som strømmer ut av en åpning

i reformeringsrørets utløpsplan,

mi massestrømmen som innsuges ved hjelp av

strålen mG,

Pl °S 92 densiteten av de respektive massestrømmer

og

d diameteren av en åpning i reformerings-

rørets utløpsplan. 4.

Innretning ifølge krav 1-3, karakterisert ved at det for strømningsbetingelsene karakteristiske Reynolds-tall av gasstrålene ved uttreden av reformerings-rørenden (8) er større enn 5 x 10<3>, fortrinnsvis større enn 5 x 10<4>. 5.

Innretning ifølge krav 1-4, karakterisert ved at det for tilførselsinnretningene karakteristiske Reynolds-tall ved dysenes utløp er større enn 4 x IO<3>, fortrinnsvis større enn IO<4>, oppnådd fra en fiktiv utstrøm-ningshastighet, en fiktiv diameter' og den midlere viskositet av de deltagende gasser, idet de fiktive størrelser fremkommer av impulslikhet og volumstrømlikhet. 6. V V.

Innretning ifølge krav 1-5, karakterisert ved at den indre diameter av blandekammeret (9) er minst l,lx, men maksimalt 2x omhyllingsdiameteren av reformerings-rørfeltet og først blir mindre i området av reformeringsrør-delen. 7.

Innretning ifølge krav 1-6, karakterisert ved at dybden av blandekammeret er valgt således at reaktanter henholdsvis reaksjonsproduktene i det vesentlige oppholder seg i 4 sekunder deri. 8.

Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at ekstra katalysator for et katalytisk damp-reformeringstrinn plasseres nær planet av reformerings-rørendene (8) og at disse rør eller deres fortsettelse trer gjennom katalysatorsjiktet. 9.

Innretning ifølge krav 1 eller 8, karakterisert ved at katalysatoren bæres ved hjelp av legemer, fortrinnsvis fyllegemer, som ved siden av deres støttende funksjon sikrer god varmeovergang til rørene (6) og tilstrekkelig avkjølingshastighet. 10.

Innretning ifølge krav 1-9, karakterisert ved at bunnene (41) av tilførselsinnretningen (10) har et antall av dyseåpnlnger (37, 40).