NO331528B1

NO331528B1 - Ovn og fremgangsmate til dampreformering

Info

Publication number: NO331528B1
Application number: NO20035396A
Authority: NO
Inventors: Michael Hilton; Roger Kenneth Bence; Mark Andrew Linthwaite; Peter Hinton
Original assignee: Davy Process Techn Ltd
Priority date: 2001-06-06
Filing date: 2003-12-04
Publication date: 2012-01-23
Also published as: CA2449695A1; NO20035396D0; EA200400003A1; EP1392598A1; JP4256255B2; US20040136903A1; CO5540336A2; CN100413573C; CA2449695C; EA005713B1; DE60220274T2; WO2002098789A1; AP1608A; BR0210192A; DE60220274D1; AP2003002939A0; OA12614A; EP1392598B1; AU2002310608B2; AR034076A1

Abstract

En dampreformeringsovn (F) har et stort antall av hovedsakelig vertikale reformeringsrør (T). Hvert reformeringsrør (T) har ved sin nedre ende et mateinnløp (P) og ved sin øvre ende et utløp, og en katalysatorinneslutningssone som er anordnet umiddelbart ved dets øvre og nedre ende og inneholder en ladning av en partikkelformet dampreformeringskatalysator (C) som er utilstrekkelig til fullstendig å fylle katalysatorinneslutningssonen. Et øvre holdemiddel (3) er montert ved den øvre ende av katalysatorinneslutningssonen, og er permeabelt for gass eller damp, men holder tilbake partikler av katalysatoren (C) i katalysatorinneslutningssonen. Et følgemiddel (4; 24) er bevegelig montert i katalysatorinneslutningssonen nedenfor ladningen av katalysator (C) for bevegelse oppover fra en nedre ende av inneslutningssonen ved oppoverrettet strømning av gass gjennom katalysatorinneslutningssonen i en mengde utover en terskelmengde. En reaktantblanding som omfatter hydrokarbonråstoffet og damp strømmer oppover gjennom hvert reformeringsrør (T) i en strømningsmengde som er tilstrekkelig til at katalysatoren (C) i hvert reformeringsrør (T) stiger opp og danner en pute av katalysator (C) mot undersiden av det øvre holdemiddel (3) i sitt reformeringsrør (T), og som er større enn terskelmengden, for at følgemidlet (4; 24) i reformeringsrøret skal bevege seg oppover inntil det kommer til anlegg mot undersiden av puten av katalysator (C) i sitt reformeringsrør (T). Reformeringsrørene (T) oppvarmes utvendig ved hjelp av dampreformeringsovnen (F) for å opprettholde dampreformeringstilstander i hvert reformeringsrør (T) og omforme hydrokarbonråstoffet ved reaksjon med damp for å danne en blanding av reformert gass som omfatter karbonoksider og hydrogen.

Description

Denne oppfinnelsen vedrører en dampreformeringsovn og en fremgangsmåte til dampreformering av et hydrokarbonråstoff for å produsere en reformert gassblanding, dvs. en blanding av hydrogen og karbonoksider. Særlig vedrører den en dampreformeringsovn som har vertikale reformeringsrør og en dampreformeringsprosess som bruker en slik ovn.

Dampreformering er en velkjent reaksjon. I denne reaksjonen reagerer et hydrokarbonråstoff, så som naturgass, med damp ved høy temperatur ved tilstedeværelse av et fast sjikt av en dampreformeringskatalysator. Reaksjonene som er involvert er:

Den første av disse reaksjonene er kjent som reformeringsreaksjonen, den annen som forandringsreaksjonen, og den tredje som karbonreaksjonen.

Reformeringsreaksjonen er sterkt endoterm, og utføres typisk ved en temperatur på minst ca. 750°C og et trykk fra ca. 100 psia (ca. 698,48 kPa) til ca. 600 psia (ca. 4136,86 kPa). Egnede katalysatorer inkluderer f.eks. bårede nikkelkatalysatorer. Katalysatoren er vanligvis pakket i reformeringsrør som er montert vertikalt i en reformeringsovn. Slike reformeringsrør har forbrenning på utsiden.

Den partikkelformede dampreformingskatalysatoren har en lavere utvidelses-koeffisient enn reformeringsrørene av metall som den er fylt i. Følgelig, når ovnen varmer opp reformeringsrørene til dampreformeringstemperaturer, synker katalysatoren sammen i de vertikale reformeringsrørene, fordi, ved oppvarming, veggene i reformeringsrørene utvides mer enn katalysatorpartiklene. Deretter, når temperaturen senere senkes, trekker veggene i de vertikale reformeringsrørene seg sammen når de avkjøles, og katalysatorpartiklene fastholdes som med et korsett som strammes, og de utsettes derfor for en knusende kraft.

Siden dampreformeringsreaksjonen involverer bruk av høye temperaturer på f.eks. ca. 750°C er omfanget av rørveggenes utvidelse betydelig. Videre, fordi katalysatorpartiklene befinner seg i et smalt vertikalt rør som har en nominell diameter som f.eks. er mindre enn ca. 6 tommer (ca. 15,24 cm), kan det genereres svært høye knusende krefter. Dette er tilbøyelig til å resultere i pulverisering av katalysatorpartiklene eller i skade på reformeringsrørenes vegg. Siden de vertikale reformeringsrørene er meget lange og opplever betydelig utvidelse over sin lengde under operasjon av dampreformeren, kan katalysatorpartiklene falle i et meget betydelig omfang inne i et reformeringsrør, men de kan ikke stige tilbake opp inne i reformeringsrøret når det avkjøles, fordi de klemmes fast ved at reformeringsrøret blir kaldere, en faktor som forverrer tendensen til knusing.

Sykluser med gjentatt oppvarming og avkjøling fører til en forringelse av de ønskede karakteristika for det pakkede sjiktet, ved at det opprinnelige fylte volum av dampreformeringskatalysatorpartikler komprimeres til en høyere tetthet, hvilket øker trykkfallet. I tillegg har det blitt funnet at økt trykkfall gjennom et katalysatorsjikt blant andre årsaker kan forårsakes av brudd i de dampreformerende katalysatorpartiklene, hvilket er et resultat av feil fylling av katalysator eller av forskjellig utvidelse og sammentrekking mellom katalysatoren og deformeringsrøret på grunn av temperatursykluser ved oppstart og nedstenging. Bruddet i katalysatorpartiklene gir fragmenter med en mindre partikkeldiameter, mens erosjon av partiklenes hjørner gir en lavere hulromsandel på grunn av at de eroderte partiklene pakkes tettere sammen. For en videre drøftelse skal det vises til "Catalyst Handbook", 2. utgave, av Martyn V. Twigg (Wolfe Publishing Ltd., 1989), side 125. Dette økte trykkfallet øker generelt kostnaden som er forbundet med gasskomprimering i dampreformeringsprosessen. Fordi dampreformeringsovnen inkluderer mange reformeringsrør som tilveiebringer parallelle faste sjikt, kan dette føre til økende ujevn fordeling, hvilket forårsaker forskjellige omdannelser og selektiviteter i forskjellige rør. Dette kan i sin tur føre til ytterligere problemer slik som karbonavsetning, dannelse av varme steder (hvilket fører til mulig rørsvikt og/eller til sintring av katalysatoren), og til utvikling av forskjellige hastigheter for katalysatordeaktivering, hvilket ytterligere kan forverre situasjonen. Tap av katalysatoroverflatemateriale ved avskalling og pulverisering er særlig alvorlig når den aktive del av dampreformeringskatalysatoren er i form av et grunt overflatelag, fordi betydelig katalysatoraktivitet i dette tilfellet kan tapes, eller katalysator-aktiviteten kan få en ujevn fordeling.

Avfallet fra de knusende kreftene vil akkumuleres i det nå tettere sjiktet, og også øke trykkfallet. Det vil være en økt sannsynlighet for forskjellige trykkfall mellom forskjellige reformeringsrør i dampreformeren, hvilket fører til ujevn fordeling av reaktantene og reaksjonsproduktene. I tillegg vil posisjonen til toppen av sjiktet inne i hvert enkelt reformeringsrør være vanskelig å forutsi.

Et annet problem oppstår ved at en del av et reformeringsrør i en dampreformer som ikke inneholder dampreformeringskatalysator er tilbøyelig til overoppvarming, med en økt fare for rørsvikt, siden det ikke er noen endoterm reaksjon som blir katalysert i den delen av reformeringsrøret til å absorbere strålingsvarmen og dermed til å avkjøle denne delen av reformeringsrøret. Dette gjør det vanskelig å bestemme posisjonen av katalysatorsjiktet så nært som mulig under operasjon av dampreformeringsovnen for å minimalisere faren for rørsvikt på grunn av lokal over-oppheting. Dette er et særlig problem med toppfyrte dampreformeringsovner, fordi enhver sammensynking av katalysator i reformeringsrørene vil være tilbøyelig til å resultere i at de øvre ender av reformeringsrørene blir avkjølt av den endotermiske dampreformeringsovnen på et sted hvor flammetemperaturene kan være høyest. Det er derfor et behov innen faget for å tilveiebringe en design av en damp-reformeringsreaktor som overvinner problemene som er forbundet med knusing av dampreformeringskatalysatorpartikler når reaktoren utsettes for temperatursykluser med oppvarming til høye temperaturer etterfulgt av fornyet avkjøling, og som tillater lave trykkfall gjennom katalysatorsjiktet, minimaliserer oppbygging av trykkfall, og tillater at posisjonen til sjiktet fastholdes med en høy grad av sikkerhet for å minimalisere faren for rørsvikt.

Dette behovet har tidligere blitt erkjent, og det er forskjellige eksempler innen kjent teknikk på forsøk på å overvinne de problemer som er skissert ovenfor.

Knusingen av katalysator av radiale krefter på grunn av store temperatursykluser

i rørformede reaktorer, så som dampreformeringsreaktorer, har blitt erkjent i US patent nr. 4 203 950 (Sederquist). I dette dokumentet er det foreslått at katalysatoren bør anordnes i et ringrom hvor minst én vegg er fleksibel.

I US patent nr. 5 718 881 (Sederquist et al.) har en dampreformer segmenterte reaksjonssoner med individuelle understøttelser for forskjellige temperatursoner, idet volumet av segmentene av katalysator er omvendt proporsjonalt med temperaturen i de forskjellige sonene i reformeren.

Bruken av fleksible sikter med kjølespalter for å muliggjøre partikkelbevegelse er foreslått i US patent nr. 3 818 667 (Wagner). Kjøleåpninger er også foreslått i en katalytisk omformer for katalytisk behandling av avgasser fra en motor med innvendig forbrenning i US patent nr. 4 063 900 (Mita et al.) og US patent nr.

4 052 166 (Mita et al.).

Det foreslås i US patent nr. 3 838 977 (Warren) å bruke fjærer eller belger i en katalytisk mufler for å styre sjiktets utvidelse og sammentrekning for å opprettholde et kompaktert ikke-fluidisert eller løftet sjikt. Fjærbelastning for å holde et sjikt av karbongranulater tett pakket inne i et kanisterhus for lagring av brenseldamp er beskrevet i US patent nr. 5 098 453 (Turner et al.).

En sperrehakeinnretning for å følge reduksjonen i volum i et sjikt, men for å holde tilbake bakoverrettet bevegelse av en øvre perforert holdeplate, er foreslått i US patent nr. 3 628 314 (McCarthy et al.). Lignende innretninger er beskrevet i US patent nr. 4 489 549 (Kasabian), US patent nr. 4 505 105 (Ness) og US patent nr.

4 554 784 (Weigand et al.).

Pneumatiske hylser inne i et katalysatorsjikt for å holde tilbake bevegelse av partikkelformet materiale er foreslått i US patent nr. 5 118 331 (Garrett et al.), US patent nr. 4 997 465 (Stanford), US patent nr. 4 029 486 (Frantz) og US patent nr.

4 336 042 (Frantz et al.).

Disse forslagene ifølge teknikkens stand er imidlertid omstendelige og løser ikke tilfredsstillende problemet med knusing av partikkelformede dampreformerings-katalysatorer, hvilket kan være forårsaket av gjentatte temperatursykluser i et reformeringsrør.

Katalysatorer til bruk ved dampreformering av hydrokarboner blir vanligvis ført over en sikt for å fjerne pulver og avbrutte deler enten før forsendelse og/eller før fylling i reformeringsrørene i en dampreformer. Slik fjerning av pulver og avbrutte deler av dampreformeringskatalysator er ønskelig for å minimalisere trykkfallet over reformeringsrørene som er forårsaket av katalysatorsjiktet. Dette siktetrinnet utgjør en kostbar prosedyre både med hensyn på økonomi og tid. Så snart de er fylt kan katalysatorpartiklene vanligvis ikke anordnes på ny, og den pakkede tettheten er kun tilbøyelig til å øke.

Fyllingen av katalysatorer i vertikale dampreformeringsrør kan utføres med et antall fremgangsmåter for å redusere brudd og skade forårsaket av fritt fall ved fylling. F.eks. kan det brukes "sokk"-fylling hvor katalysatoren puttes inn i lange "sokker", som vanligvis er laget av tekstil, som brettes eller lukkes i én ende med en løsbar lukning eller fastbinding som kan trekkes for å frigjøre katalysator når sokken er på plass. En annen fremgangsmåte bruker metalltrådinnretninger eller metalltråder i rør, hvilket reduserer fallhastigheter. En valgmulighet er å bruke én eller flere spiraler av metalltråd inne i røret, slik at katalysatorpartiklene spretter på sin vei ned røret og ikke gjennomgår fritt fall over rørets fulle høyde. Ettersom røret fylles trekkes metalltråden tilbake oppover, valgfritt med vertikale fluktuasjoner. Slike innretninger er foreslått f.eks. i US patent nr. 4 077 530 (Fukusen et al.).

En ytterligere mulighet er å bruke en snor som langs sin lengde har en serie av børstelignende elementer eller andre dempeelementer med en innbyrdes avstand, og å trekke snoren tilbake oppover når katalysatorpartiklene mates inn i røret, som beskrevet i US patentskrift nr. 5 247 970 (Ryntveit et al.).

Hver fremgangsmåte til fylling frembringer faste sjikt med forskjellige bulktettheter. Tetthetsdifferansene kan være ganske markerte.

I enkelte anvendelser er det ønskelig å maksimere mengden av katalysator som fylles, til tross for økt trykkfall gjennom det fylte sjiktet, i hvilket tilfelle det kan brukes fylling i væske, og/eller rørene kan vibreres.

US patentskrift nr. 5 892 108 (Shiotani et al.) foreslår en fremgangsmåte til pakking av katalysator til bruk ved katalytisk oksidasjon i gassfase av propylen, iso-butylen, tert.-butylalkohol eller metyl-tert.-butyleter med molekylært oksygen for å syntetisere en umettet aldehyd og en umettet karboksylsyre hvor metall-Raschigringer brukes som hjelpepakkemateriale.

I US patentskrift nr. 5 877 331 (Mummey et al.) er det beskrevet bruk av en spylegass for å fjerne finpartikler fra en katalytisk reaktor for produksjon av maleinsyreanhydrid, hvilken inneholder katalysatorlegemer. I denne prosedyren føres spylegassen, så som luft, gjennom katalysatorsjiktet med en lineær strømningshastighet som er tilstrekkelig til å fluidisere katalysatorfinpartiklene, men som er utilstrekkelig til å fluidisere katalysatorlegemene. I spalte 15, linjer 16-18, sies det: "For å forhindre fluidisering eller utvidelse av katalysatorsjiktet under videre drift av reaktorene, og særlig for å hindre at katalysatorlegemene i det faste katalysatorsjiktet slites av mot hverandre eller mot rørets vegger, ble et tilbakeholdende sjikt som omfattet adskilte legemer av et materiale som var betydelig tykkere enn katalysatoren plassert oppå søylen av katalysator i hvert rør i reaktorene".

Man lærer også at denne oppoverrettede strømningen fjerner finpartikler som, hvis de får forbli i den tett pakkede beholderen, kan bidra til plugging av sjiktet.

I US patent nr. 4 051 019 (Johnson) er det beskrevet en fremgangsmåte til fylling av fint fordelt partikkelformet materiale i en beholder for det formål å øke pakke-tettheten ved å innføre et flytende medium motstrøms den nedoverrettede strømning av det fint fordelte partikkelformede materialet ved en hastighet som er valgt for å maksimere den tilsynelatende bulktetthet av det partikkelformede materialet i beholderen. Man lærer at denne fremgangsmåten også tilveiebringer en fremgangsmåte til å fjerne uønskede finpartikler som, hvis de får forbli i den tett pakkede beholderen, kan bidra til plugging av sjiktet.

Vibrerende rør med luftdrevne eller elektrisk drevne vibratorer og/eller hvor man slår med lærkledde hammere er beskrevet i den ovennevnte referansebok av Twigg på side 569, idet den sistnevnte brukes til ytterligere å komprimere katalysatoren i de rør som oppviser lavt trykkfall ved flerrørsanvendelser, eller for å oppnå likt trykkfall i hvert rør.

En rørformet dampreformer med oppoverrettet strømning er beskrevet i US patent nr. 3 990 858 (0'Sullivan et al.). I dette forslaget forhindres fluidisering av det partikkelformede materialet i katalysatorrørene ved å anordne et vektet, konisk formet hult element til å hvile på toppen av sjiktet av partikkelformet materiale. Dette konisk formede hule element er forsynt med langstrakte spalter, hvorved fluid som går ut av sjiktet strømmer inn i det indre av det hule element, gjennom spaltene og inn i rørutløpet.

Dampreformere har tradisjonelt vært ekstremt store utstyrskomponenter. I de senere år har imidlertid mer kompakte design av dampreformere blitt utviklet. Eksempler inkluderer US patentskrift nr. 4 098 587 (Krar et al.), 4 098 588 (Buswell et al.), og 4 098 589 (Buswell et al.), så vel som internasjonal patentpublikasjon nr. WO 99/02254 (BP Exploration Operating Company Limited et al.) og US patentskrift nr. 5 567 398 (Ruhl et al.). Dette sistnevnte skrift anbefaler bruk av lange tynne flammer for å varme opp reformeringsrørene for å unngå for stor oppvarming av reformeringsrørene og for å tilveiebringe en lang forventet levetid for reformerings-rørene.

En platereformerdesign er beskrevet i US patentskrift nr. 4 430 304 (Spurrier et al.).

I US patentskrift nr. 5 776 421 (Matsumara et al.) er det beskrevet en reformerings-reaktor som inkluderer et reformeringskammer hvor det er anordnet et stort antall av gasstrømningspassasjer med reformeringsblokker som inneholder reformerings-katalysator, hvor lokaliseringene av reformeringsblokkene i tilstøtende gasstrøm-ningspassasjer er forskjellige langs gasstrømningsløpet, slik at tilstøtende reformeringsseksjoner er forskjøvet i strømningsretningen.

US patentskrift nr. 4 292 274 (Faitani et al.) vedrører et brennerarrangement for en ovn for en katalytisk reaksjon.

Det er et behov for på en enkel og pålitelig måte å unngå problemet som er forårsaket av knusing eller pulverisering av partikkelformede dampreformerings-katalysatorer, som utsettes for periodiske variasjoner mellom høye og lave temperaturer i reformeringsrør i en dampreformeringsovn, særlig de som har rør med liten diameter, så som de som brukes ved design av kompaktreformere. Det er videre et behov for å tilveiebringe en forbedret fremgangsmåte til å pakke reformeringsrørene i en dampreformeringsovn med en dampreformeringskatalysator. Det er enda videre et behov for å tilveiebringe en ny fremgangsmåte til å pakke reformeringsrørene i en dampreformeringsovn med en dampreformeringskatalysator hvor faren for å generere katalysatorfinpartikler under fyllings-prosedyren i hovedsak er fjernet, slik at man unngår utilsiktet å øke trykkfallet over et reformeringsrør på grunn av uønskede mengder av smått partikkelformet materiale. I tillegg er det et behov for å frembringe en ny rørformet dampreformer hvor faren for uønsket økning i trykkfall som et resultat av pulverisering av katalysatoren i hovedsak er fjernet. Videre er det enda et behov for å tilveiebringe en design av en rørformet dampreformer hvor trykkfallet over ladningen av katalysator i hvert av rørene forblir hovedsakelig den samme som den som er over hvert av de andre reformeringsrørene under katalysatorens operasjonelle levetid.

Den foreliggende oppfinnelse søker følgelig å tilveiebringe en ny dampreformeringsprosess hvor faren for å knuse katalysatorpartiklene på grunn av temperatursykluser i reformeringsrørene er minimalisert.

Den søker videre å tilveiebringe en forbedret dampreformeringsprosess hvor katalysatoren under sin nyttige levetid utsettes for sykliske temperaturvariasjoner mellom forløp ved høye dampreformeringstemperaturer på minst ca. 750°C og omgivelsestemperaturen, under vedlikehold av dampreformeringsovnen, uten at katalysatorpartiklene utsettes for unødige mekaniske påkjenninger.

I tillegg søker den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en dampre formerings - prosess som utføres i reformeringsrør ved høye temperaturer under tilstander som minimaliserer påføring av knusende krefter på katalysatoren, særlig under avkjøling av rørene, og som muliggjør fjerning av fragmenter av katalysatorpartiklene som er dannet ved pulverisering av partiklene av katalysator, for hovedsakelig å unngå noen vesentlig økning av trykkfall.

Videre søker oppfinnelsen å tilveiebringe en ny og forbedret fremgangsmåte til å pakke rørene i en dampreformeringsovn med en dampreformeringskatalysator.

Enda en annen hensikt ved den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en fremgangsmåte til å operere en katalytisk dampreformer som har rør som er pakket med dampreformerende katalysatorpartikler, hvor posisjonen av toppen av katalysatorsjiktet i hvert rør er kjent med sikkerhet til tross for bruken av høye dampreformeringstemperaturer som fører til at reformeringsrørene utvides både i lengderetningen og radielt.

Det er videre en hensikt med den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en forbedret design av en dampreformeringsovn hvor faren for rørsvikt i hovedsak er fjernet.

Igjen er det ytterligere en hensikt med oppfinnelsen å tilveiebringe en forbedret form for dampreformeringsovn hvor posisjonen til toppen av katalysatorsjiktet i forhold til flammene som reformeringsrørene oppvarmes med på ethvert tidspunkt er kjent med sikkerhet under drift av ovnen.

Det søkes også å tilveiebringe en dampreformeringsovn hvor faren for skade på katalysatoren som et resultat av at den opplever knusende krefter under temperatursykluser i katalysatoren i reformeringsrørene i hovedsak er unngått.

Oppfinnelsen søker i tillegg å tilveiebringe en forbedret rørformet dampreformer hvor faren for en uventet økning i trykkfall som et resultat av pulverisering av katalysator i hovedsak er fjernet.

I tillegg søker oppfinnelsen å tilveiebringe en design av en kompakt rørformet dampreformer hvor trykkfallet over ladningen av katalysator i hvert av rørene forblir hovedsakelig den samme som over hvert av de andre reformeringsrørene under katalysatorens operasjonelle levetid.

Ifølge ett aspekt av den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt en dampreformeringsprosess hvor et hydrokarbonråstoff utsettes for dampreformering ved, under dampreformeringstilstander, reaksjon med damp ved tilstedeværelse av en dampreformeringskatalysator for å frembringe en reformert gassblanding som omfatter karbonoksider og hydrogen, hvilken prosess omfatter trinn for: (a) tilveiebringelse av en dampreformeringsovn som inneholder et stort antall av hovedsakelig vertikale reformeringsrør, idet hvert reformeringsrør ved sin nedre ende har et mateinnløp i forbindelse med en matemanifold for reaksjonsblanding, ved sin øvre ende har et utløp i forbindelse med et utløpssamlerør for reformert gass, og en katalysatorinneslutningssone som er anordnet mellom dets øvre og nedre ende og inneholder en ladning av partikkelformet dampreformeringskatalysator som er utilstrekkelig til fullstendig å fylle katalysatorinneslutningssonen; (b) tilveiebringelse av et øvre holdemiddel som er montert ved den øvre ende av katalysatorinneslutningssonen, idet det øvre holdemiddel er permeabelt for gass, men tilpasset til å holde tilbake partikler av den partikkelformede dampreformeringskatalysator i katalysatorinneslutningssonen, og et følgemiddel som er bevegelig montert i katalysatorinneslutningssonen nedenfor ladningen av partikkelformet dampreformeringskatalysator for bevegelse oppover fra en nedre ende av inne slutnings sonen ved oppoverrettet strømning av gass gjennom katalysatorinneslutningssonen i en mengde utover en terskelmengde; (c) til matemanifolden for reaksjonsblandingen tilføring av en reaktantblanding som omfatter hydrokarbonråstoffet og damp i en mengde som er tilstrekkelig til at reaktantblandingen strømmer oppover gjennom hvert reformeringsrør i en strømningsmengde som er tilstrekkelig til at den partikkelformede dampreformeringskatalysatoren i hvert reformeringsrør stiger oppover mot den øvre ende av dette og danner en pute av partikkelformet dampreformeringskatalysator mot undersiden av det øvre holdemiddel i det respektive reformeringsrør, og som er større enn terskelmengden, for at følgemidlet i det respektive reformeringsrør beveger seg oppover inntil det kommer til anlegg mot undersiden av puten av partikkelformet dampreformeringskatalysator i det respektive reformeringsrør; (d) oppvarming av hvert reformeringsrør utvendig ved hjelp av dampreformeringsovnen for å opprettholde dampreformeringstilstander i hvert reformeringsrør og omforme hydrokarbonråstoffet ved reaksjon med damp for å danne en reformert gassblanding som omfatter karbonoksider og hydrogen; og (e) gjenvinning av resulterende reformert gassblanding fra utløpssamlerøret for reformert gass.

Hydrokarbonråstoffet kan være ethvert flytende eller gassformet hydrokarbonråstoff som er egnet til å utsettes for dampreformering, f.eks. en petroleumsfraksjon eller naturgass. Det er fortrinnsvis forbehandlet for å fjerne urenheter så som svovel-holdige urenheter.

Fortrinnsvis har i det minste en del av inneslutningssonen et hovedsakelig ensartet horisontalt tverrsnitt. Det er mer foretrukket at inneslutningssonen har et hovedsakelig ensartet horisontalt tverrsnitt over i det minste en del av en hoveddel av sin høyde, og enda mer foretrukket over hovedsakelig hele sin høyde.

Følgemidlet er tilpasset til å stige oppover opp inneslutningssonen når mengden av oppoverrettet strømning av elastisk fluid er større enn terskelstrømningsmengden, inntil det ligger an mot puten av partikkelformet dampreformeringskatalysator. Det er følgelig ønskelig at i det minste den del av inneslutningssonen hvor følgemidlet beveger seg har et ensartet horisontalt tverrsnitt. Den kan f.eks. omfatte et rør med hovedsakelig sirkulært tverrsnitt.

I en foretrukket utførelse omfatter den langstrakte inneslutningssone et rør som har et lengderdiameter-forhold på fra ca. 50:1 til ca. 1000:1, mer foretrukket fra ca. 100:1 til ca. 750:1. Vanligvis har et slikt rør en innvendig diameter på ca. 6 tommer (ca. 15,2 cm) eller mindre, fortrinnsvis en innvendig diameter på ca. 2 tommer (ca. 5,08 cm) eller mindre, eksempelvis et rør som har en innvendig diameter på fra ca.

1 tomme (ca. 2,54 cm) til ca. 2 tommer (ca. 5,08 cm).

I mange tilfeller er det mulig å designe inneslutningssonen slik at avstanden over hvilken følgemidlet stiger opp inneslutningssonen i drift er maksimalt noen få tommer, f.eks. fra ca. 1 tomme (ca. 2,54 cm) opptil ca. 10 tommer (ca. 25,40 cm), fortrinnsvis fra ca. 2 tommer (ca. 5,08 cm) til ca. 5 tommer (ca. 12,70 cm), eksempelvis 3 tommer (ca. 7,62 cm).

Selv om det ofte vil være foretrukket at inneslutningssonen har et hovedsakelig ensartet tverrsnitt over hele sin lengde, er det alternativt mulig at et nedre parti av inneslutningssonen hvor følgemidlet beveger seg under drift har et mindre tverrsnittsareal enn en øvre del av inneslutningssonen. Inneslutningssonen kan følgelig omfatte et nedre rørformet parti med en relativt liten diameter som er festet til bunnen av et rør med stor diameter. I dette tilfellet, mens det trangere nedre parti av inneslutningssonen hvor følgemidlet beveger seg under operasjon må maskineres til relativt trange toleranser, behøver de tverrgående dimensjoner av det øvre parti av inneslutningssonen ikke å kontrolleres så nøye. En ytterligere fordel ved et slikt arrangement er at mellomrommet mellom følgemidlet og veggene av det nedre parti av inneslutningssonen kan være større enn hvis følgemidlet er anordnet til å gli i et større rør. Igjen reduserer denne faktoren behovet for nøye maskinering av innsiden av den del av inneslutningssonen hvor følgemidlet beveger seg.

Fortrinnsvis har i det minste en del av hver av reformeringsrørene en innvendig diameter på ca. 6 tommer (ca. 15,2 cm) eller mindre, enda mer foretrukket ca. 2 tommer (ca. 5,08 cm) eller mindre, f.eks. fra ca. 1 tomme (ca. 2,54 cm) til ca. 2 tommer (ca. 5,08 cm).

Det øvre holdemiddel er permeabelt for gass, men tilpasset til å holde tilbake uskadede partikler av dampreformeringskatalysator i inneslutningssonen. Det kan omfatte en skjerm med hovedsakelig parallelle stenger, staver eller tråder, eller et trådnett eller en annen perforert form for holder, så som en plate som er forsynt med tallrike åpninger.

Følgemidlet i hvert av reformeringsrørene er fortrinnsvis anordnet til å blokkere passasje av gass opp den respektive katalysatorinneslutningssone, men til å tillate oppoverrettet gasstrømning gjennom et klaringsmellomrom mellom den innvendige overflate av inneslutningssonen og følgemidlet, idet klaringsmellomrommet tilveiebringer en klaring som er mindre enn den minste dimensjon av en ikke-fragmentert partikkel av den partikkelformede dampreformeringskatalysator. Følgemidlet kan følgelig omfatte et lukket nedre endeparti for å avgrense klaringsmellomrommet og et øvre parti som er forsynt med et middel for gasspassering. En egnet form for et middel for gasspassering omfatter et stort antall av hovedsakelig konsentriske ringer som har en avstand fra hverandre, idet klaringen mellom tilstøtende ringer er mindre enn den minste dimensjon av en ikke-fragmentert partikkel av den partikkelformede dampreformeringskatalysator. Midlet for gasspassering kan alternativt omfatte et perforert ledeplateelement med perforeringer som er mindre enn den minste dimensjon av en ikke-fragmentert partikkel av den dampre formerende katalysator.

Det er følgelig ønskelig at følgemidlet er designet slik at det er et mellomrom eller flere mellomrom gjennom og/eller omkring det for oppoverrettet strømning av blanding av gass eller reaktant derigjennom. Videre er det ønskelig at den nedre ende av inneslutningssonen er designet slik at, når det ikke er noen oppoverrettet strømning av blanding av gass eller reaktant gjennom inneslutningssonen, det likevel er et mellomrom eller flere mellomrom slik at blanding av gass eller reaktant kan strømme oppover gjennom eller rundt følgemidlet når slik oppoverrettet strømning begynner, men forblir nedenfor terskelmengden. Følgemidlet inkluderer følgelig typisk et stempelparti som har en løs pasning i inneslutningssonen, slik at blanding av gass eller reaktant kan passere opp gjennom et ringformet mellomrom som omgir stempelpartiet. Dette stempelpartiet kan være anordnet ved eller mot den nedre ende av følgemidlet, ved eller mot den øvre ende av følgemidlet, eller mellom den øvre og nedre ende av følgemidlet. En av funksjonene til dette følgemidlet er å understøtte ladningen av partikkelformet dampreformeringskatalysator når en oppoverrettet strømning av blanding av gass eller reaktant er utilstrekkelig til at den partikkelformede dampreformeringskatalysatoren stiger oppover i inneslutningssonen for å danne en pute mot undersiden av det øvre holdemiddel. Hvis stempelpartiet er ved eller nær den øvre ende av følgemidlet, så kan stempelpartiet utføre denne funksjonen; hvis ikke så inkluderer følgemidlet fortrinnsvis, ved eller mot sin øvre ende, et understøttelsesmiddel for å understøtte ladningen av partikkelformet dampreformeringskatalysator når en oppoverrettet strømning av blanding av gass eller reaktant er utilstrekkelig til at den partikkelformede dampreformeringskatalysator stiger oppover i inneslutningssonen for å danne en pute av partikkelformet dampreformeringskatalysator mot undersiden av det øvre holdemiddel, f.eks. en serie av konsentriske ringer som har en avstand fra hverandre slik at mellomrommene mellom tilstøtende par av ringer er utilstrekkelig til å tillate at en partikkel med en forhåndsbestemt størrelse av den partikkelformede dampreformeringskatalysator passerer derigjennom. Slike mellomrom bidrar også til å fordele strømmen av blanding av gass eller reaktant som strømmer oppover på en jevnere måte over tverrsnittet av inneslutningssonen.

Istedenfor å bruke konsentriske ringer er det alternativt mulig å bruke et nettarrangement for å tilveiebringe understøtte for ladningen av partikkelformet dampreformeringskatalysator når det ikke er noen oppoverrettet strømning av blanding av gass eller reaktant eller når en oppoverrettet strømning av blanding av gass eller reaktant er utilstrekkelig til at den partikkelformede dampreformeringskatalysator stiger oppover i inneslutningssonen for å danne en pute av partikkelformet dampreformeringskatalysator mot undersiden av det øvre holdemiddel.

Følgemidlet bør videre være designet slik at, til tross for det ringformede mellomrom rundt stempelpartiet, følgemidlet ikke kan skråstilles tilstrekkelig fra en vertikal posisjon til at det blir fastklemt mot veggene i inneslutningssonen. I en design oppnås dette ved å forsyne stempelpartiet med en serie av hovedsakelig vertikale plater som går radialt ut fra en vertikal akse, f.eks. tre vertikale plater i et Y-profilarrangement, idet platene er anordnet vertikalt med sine plan i vinkler på ca. 120° i forhold til hverandre rundt en hovedsakelig vertikal akse. Det kan selvsagt hvis det er ønskelig brukes flere enn tre plater, f.eks. fire plater anordnet vertikalt i et X-profil i 90° i forhold til hverandre rundt en hovedsakelig vertikal akse.

Stempelpartiet kan alternativt være forsynt med en sentral vertikal stav med én eller flere stjerneformede sett som er dannet av tre eller flere staver eller stenger som går radialt ut fra den sentrale vertikale stav, f.eks. tre stenger som går radialt ut og som er satt i en vinkel på ca. 120° i forhold til hverandre og posisjonert til å forhindre at følgemidlet skråstilles i en vesentlig grad når det beveger seg inne i inneslutningssonen, og følgelig hindre at det fastklemmes mot veggene i inneslutningssonen. På denne måte kan følgemidlet gjøre at blanding av gass eller reaktant til enhver tid passerer fritt rundt det, enten i oppoverrettet eller nedoverrettet retning, mens man forsikrer seg om at, når mengden av oppoverrettet strømning av blanding av gass eller reaktant økes til en mengde utover terskelverdien, følgemidlet løftes mykt av fra sin posisjon ved den nedre ende av inneslutningssonen og deretter beveger seg opp inneslutningssonen inntil det ligger an mot undersiden av puten av partikkelformet dampreformeringskatalysator.

Når blandingen av gass eller reaktant strømmer oppover med en lav strømnings-mengde gjennom inneslutningssonen, forblir følgemidlet ved den nedre ende av inneslutningssonen med den partikkelformede dampreformeringskatalysator understøttet på det i form av et sjikt. Når mengden av oppoverrettet strømning øker, blir partiklene i den partikkelformede dampreformeringskatalysator fluidisert ved den øvre ende av sjiktet. Ved en enda ytterligere økning av den oppoverrettede strømningsmengde øker den andel av sjiktet som fluidiseres inntil partikler i den dampreformerende katalysator begynner å stige opp inneslutningssonen og danner en pute av partikler mot undersiden av det øvre holdemiddel. Når mengden av den oppoverrettede strømning er tilstrekkelig til at hovedsakelig alle partiklene har blitt løftet, har enkelte av partiklene på undersiden av puten av dampreformerende katalysatorpartikler en tilbøyelighet til å falle av, og deretter til å bli båret opp igjen. Ved en mengde av oppoverrettet strømning utover terskelstrømningsmengden løftes følgemidlet og kommer til anlegg mot undersiden av puten av dampreformerende katalysatorpartikler, hvilket holder puten av dampreformerende katalysatorpartikler på plass og forhindrer partiklene i å falle av puten av dampreformerende katalysatorpartikler når følgemidlet forblir på plass mot undersiden av puten av dampreformerende katalysatorpartikler.

Partiklene i den partikkelformede dampreformeringskatalysator har typisk minst én dimensjon som er mindre enn ca. 10 mm. Partiklene i dampreformeringskatalysatoren kan være hovedsakelig sfæriske i form, og har f.eks. en diameter på fra ca. 2 mm til ca. 10 mm, eksempelvis ca. 6 mm. Andre former av katalysatorpartikler kan imidlertid alternativt brukes, men bruken av former som lett kan danne broer bør unngås. Andre former som kan brukes inkluderer følgelig ringer, sadler, pellets, sylindriske ekstrudater, treflikede former, fireflikede former eller lignende.

Før oppstart av dampreformeringsovnen kan den partikkelformede dampreformeringskatalysator fylles i hvert av reformeringsrørene i tur og orden via toppen av sin respektive katalysatorinneslutningssone mot en svak oppoverrettet strøm av gass, eksempelvis luft, i en mengde som er mindre enn det som er nødvendig for fullstendig å løfte en allerede fylt partikkelformet dampreformeringskatalysator, men slik at partiklene i dampreformeringskatalysatoren, når den fylles, ikke faller fritt under tyngdekraften. På denne måten kan faren for skade på katalysatorpartiklene under fylling reduseres betydelig, eller hovedsakelig elimineres.

Enhver annen fremgangsmåte til fylling, eksempelvis "sokk"-fylling, kan imidlertid brukes. Andre teknikker som kan brukes inkluderer bruk av metalltrådinnretninger, bruken av innretninger som beskrevet i US patentskrift nr. 5 247 970 (Ryntveit et al.), eller lignende.

Etter innledende fylling av den partikkelformede dampreformeringskatalysator og valgfri montering av det øvre holdemiddel på plass, kan trykkfallet over inneslutningssonen måles i modus med oppoverrettet strømning og modus med nedoverrettet strømning, hvoretter, etter påføring av en oppoverrettet strømning av blanding av gass eller reaktant på den partikkelformede katalysator med det øvre holdemiddel på plass, kan det sammensunkede volum av partikkelformet katalysator i inneslutningssonen og/eller trykkfallet over inneslutningssonen sjekkes, katalysator kan tilsettes, eller fjernes fra, inneslutningssonen hvis det sammensunkede volum av partikkelformet katalysator i inneslutningssonen ikke tilsvarer en forhåndsbestemt verdi og/eller hvis trykkfallet over inneslutningssonen ikke er innenfor det ønskede området. I en foretrukket prosedyre, etter innledende fylling av den partikkelformede dampreformeringskatalysator, måles følgelig trykkfallet over inneslutningssonen i et måletrinn. Deretter kan partikkelformet dampreformeringskatalysator tilsettes til eller fjernes fra inneslutningssonen hvis det målte trykkfallet ikke stemmer overens med en forhåndsbestemt verdi. Alternativt, eller i tillegg, etter innledende fylling av den partikkelformede dampreformeringskatalysator, kan det sammensunkede volum av partikkelformet dampreformeringskatalysator i inneslutningssonen måles i et måletrinn, hvoretter partikkelformet dampreformeringskatalysator kan tilsettes til eller fjernes fra inneslutningssonen hvis det sammensunkede volum av partikkelformet dampreformeringskatalysator i inneslutningssonen ikke stemmer overens med en forhåndsbestemt verdi. I begge tilfeller, etter innledende fylling av den partikkelformede dampreformeringskatalysator, men før måletrinnet, kan elastisk fluid bringes til å strømme oppover gjennom inneslutningssonen i en mengde som er større enn terskelmengden for at den partikkelformede dampreformeringskatalysatoren danner en pute av partikkelformet dampreformeringskatalysator mot undersiden av den øvre holder, og for at følgemidlet stiger opp inneslutningssonen inntil det kommer til anlegg mot undersiden av puten av partikkelformet dampreformeringskatalysator, deretter reduseres eller avbrytes den oppoverrettede strømning av elastisk fluid for å tillate dannelse av et sammensunket sjikt av partikkelformet dampreformeringskatalysator.

Ifølge én foretrukket prosedyre, for hvert av reformeringsrørene, etter innledende fylling av en ladning av den partikkelformede dampreformeringskatalysator i dette, måles trykkfallet ved en oppoverrettet gasstrømningsmengde som er større enn terskelmengden over den resulterende puten av partikkelformet dampreformeringskatalysator i dette reformeringsrøret. I denne prosedyren bør alle andre rør være avstengt under måling av trykkfallet. Hvis det er nødvendig kan ytterligere dampreformeringskatalysator tilsettes, hvis trykkfallet er for lavt, eller noe av dampreformeringskatalysatoren kan fjernes, hvis trykkfallet er for høyt. På denne måte kan man forsikre seg om at trykkfallet for hvert enkelt rør er hovedsakelig det samme som trykkfallet for hvert av de andre rørene i den nylig fylte reaktoren.

Så vel som eller istedenfor å måle trykkfallet som er forårsaket av ladningen av partikkelformet katalysator i det respektive reformeringsrøret, kan det sammensunkede volumet av partikkelformet dampreformeringskatalysator i reformerings-røret sjekkes. Hvis det er nødvendig kan mer partikkelformet dampreformeringskatalysator da tilsettes til, eller fjernes fra, reformeringsrøret hvis det sammensunkede volum av partikkelformet dampreformeringskatalysator i reformeringsrøret er mindre enn, eller mer enn, en forhåndsbestemt verdi.

Dampreformeringskatalysatoren kan være av enhver egnet type, f.eks. en katalysator med nikkel på kalsiumoksid-alumina.

Typiske dampreformeringstilstander inkluderer bruk av en temperatur i området fra ca. 750°C til ca. 1050°C og et trykk på fra ca. 100 psia (ca. 689,48 kPa) til ca. 600 psia (ca. 4136,86 kPa).

Dampreformeringsovnen fyres fortrinnsvis fra toppen, slik at brennerne er anordnet ved toppen av ovnskammeret med flammene, fortrinnsvis diffusjonsflammer, ragende nedover derfra, og hvor den varme gasstrømmen av forbrenningsprodukt gjenvinnes fra en nedre del av ovnskammeret.

Oppfinnelsen tilveiebringer videre en dampreformeringsovn for dampreformering av et hydrokarbonråstoff ved reaksjon med damp under dampreformeringstilstander ved tilstedeværelse av en dampreformeringskatalysator for å frembringe en reformert gassblanding som omfatter karbonoksider og hydrogen, hvilken omfatter: (a) et ovnskammer; (b) et stort antall av hovedsakelig vertikale reformeringsrør i ovnskammeret, idet hvert reformeringsrør ved sin nedre ende har et mateinnløp som står i forbindelse med en matemanifold for reaksjonsblanding, ved sin øvre ende har et utløp som står i forbindelse med et utløpssamlerør for reformert gass, og en katalysator-inne slutnings sone som er anordnet mellom dens øvre og nedre ende og inneholder en ladning av partikkelformet dampreformeringskatalysator som er utilstrekkelig til fullstendig å fylle katalysatorinneslutningssonen; (c) brennemidler i ovnskammeret for utvendig oppvarming av reformeringsrørene for å opprettholde dampreformeringstilstander i hvert reformeringsrør og omforme hydrokarbonråstoffet ved reaksjon med damp til en reformert gassblanding som omfatter karbonoksider og hydrogen; (d) øvre holdemidler som er montert ved den øvre ende av katalysatorinneslutningssonen i hvert reformeringsrør, idet de øvre holdemidler er permeable overfor gass, men er tilpasset til å holde tilbake partikler av den partikkelformede dampreformeringskatalysator i katalysatorinneslutningssonen; (e) følgemidler som er bevegelig montert i katalysatorinneslutningssonen nedenfor ladningen av partikkelformet dampreformeringskatalysator for bevegelse oppover fra en nedre ende av inneslutningssonen ved oppoverrettet strømning av gass

gjennom katalysatorinneslutningssonen ved en mengde utover en terskelmengde; (f) midler for å tilføre, til matemanifolden for reaksjonsblanding, en reaktantblanding som omfatter hydrokarbonråstoffet og damp i en mengde som er tilstrekkelig til at reaktantblandingen strømmer oppover gjennom hvert reformeringsrør ved en strømningsmengde som er tilstrekkelig til at den partikkelformede dampreformeringskatalysatoren i hvert reformeringsrør stiger oppover mot den øvre ende av dette og danner en pute av partikkelformede dampreformeringskatalysatorpartikler mot undersiden av det øvre holdemiddel i det respektive reformeringsrør, og som er større enn terskelmengden for at følgemidlet i det respektive reformeringsrør beveger seg oppover inntil det kommer til anlegg mot undersiden av puten av partikkelformet dampreformeringskatalysator i det respektive reformeringsrør; og (g) midler for gjenvinning av blanding av resulterende reformert gass fra utløps-samlerøret for reformert gass.

Reformeringsrørene er fortrinnsvis anordnet i en oppstilling som inkluderer rekker av reformeringsrør. Det vil også ofte være foretrukket at brennemidlene omfatter et stort antall av brennere, som også kan være anordnet i en oppstilling inne i oppstillingen av reformeringsrør, og enda mer foretrukket er det tilnærmet det samme antall brennere som reformeringsrør. Brennerne for oppvarming av reformeringsrørene langs kantene av oppstillingen vil vanligvis være mindre enn brennerne som varmer opp reformeringsrørene i den sentrale del av oppstillingen av reformeringsrør, fordi hver av brennerne som varmer opp de utvendige reformeringsrørene i oppstillingen f.eks. må varme opp kun to rør, mens det kan være at brennerne som varmer opp reformeringsrør i den sentrale del av oppstillingen må varme opp så mange som fire reformeringsrør.

Ved å tilveiebringe nedoverrettet fyring av brennemidlene ledes de varme forbrenningsgassene bort fra understøttelsene for reformeringsrørene, som følgelig ikke utsettes for så høye temperaturer som det de ville oppleve i tilfelle ovnen ble fyrt nedenfra med oppoverrettede flammer.

I en foretrukket form for en dampreformeringsovn ifølge oppfinnelsen bæres reformeringsrørene ovenfra, slik at under en vedlikeholdsperiode når ovnen er stengt, kan grisehalene ved den nedre ende av reformeringsrørene som virker som innløp til reformeringsrørene frakobles fra innløpsmanifolden, som er montert ved bunnen av ovnen, og alle reformeringsrørene kan tas ut som en bunt.

Kort beskrivelse av tegningene:

Fig. 1 er et halvskjematisk vertikalt snittriss gjennom en dampreformeringsovn som er konstruert i samsvar med oppfinnelsens lære; Fig. 2 er et halvskjematisk sideriss av et vertikalt reformeringsrør i dampreformeringsovnen på fig. 1, og viser en katalysatorfølger uten noen oppoverrettet gasstrøm; Fig. 3 er et sideriss av det vertikale reformeringsrør på fig. 2 med en oppoverrettet gasstrøm i en mengde som er større enn en terskelgasstrømningsmengde; Fig. 4 er et sideriss av katalysatorfølgeren på fig. 2 og 3 i en forstørret skala; Fig. 5 er et riss ovenfra av katalysatorfølgeren på fig. 3;

Fig. 6 er et perspektivriss ovenfra av en alternativ katalysatorfølger; og

Fig. 7 er et perspektivriss nedenfra av katalysatorfølgeren på fig. 6.

Med henvisning til fig. 1 på tegningene, omfatter en dampreformeringsovn F en mantel S som har en termisk isolerende foring. En bunt av dampreformeringsrør T er opphengt i mantelen S fra en øvre understøttelse U, med aksene i rørene T forløpende vertikalt. (Av hensyn til klarheten er kun to dampreformeringsrør T vist på fig. 1, selv om det i praksis kan være en oppstilling av flere hundre eller flere slike rør).

Ved den øvre ende av ovnen F er det montert et stort antall av brenselrør G, og ved deres nedre ender er det korresponderende brennere B. Det er tilnærmet så mange brenselrør G som det er reformeringsrør T. Brenselrørene G mates fra en brensel-tilførselsledning N. Forbrenningsluft tilføres til brennere B fra luftinntak I, og oppvarmes i en varmevekslingsseksjon H, gjennom hvilken luften strømmer i en snirklete bane som er dannet av ledeplater A, av varm reformert gass som forlater de øvre endene av reformeringsrørene T. Brensel for brennerne B blir også forvarmet separat i varmevekslingsseksjonen H av den varme reformerte gassen. Diffusjonsflammer fra brennerne B strekker seg nedover gjennom legemet av mantelen S og varmer de utvendige overflater av dampreformeringsrørene T, slik at det tilføres den varme som er nødvendig for å opprettholde de endotermiske dampreformeringsreaksjoner i reformeringsrørene T. Forbrenningsproduktene forlater ovnsmantelen S gjennom avgassutløpet O ved dens nedre ende og føres videre for varmegjenvinning og til slutt avgivelse til omgivelsene. Reformert gass forlater de øvre ender av reformeringsrørene T, og samles opp ved hjelp av samle røret R.

For ytterligere informasjon om designen av ledeplater A skal det vises til internasjonal patentpublikasjon nr. WO 99/02254 (BP Exploration Operating Company Limited et al.). I tillegg skal det vises til US patentskrift nr. 5 567 398 (Ruhl et al.) for ytterligere informasjon om designen av brennerne B.

Ved den øvre ende av hvert reformeringsrør T er det en hette P hvorfra det er opphengt en stav D som bærer en øvre perforert katalysatorholder 3 som er beskrevet i nærmere detalj nedenfor.

For vedlikeholdsformål kan grisehaler P frakobles fra de nedre ender av rørene T, hvoretter hele bunten av rør T kan tas ut oppover fra ovnen F.

Ved oppstart kan brennerne B tilføres naturgass gjennom brenseltilførselsledningen N, og tennes ved hjelp av en opptrekkbar tenner (ikke vist). Når alle brennerne er sikkert tent, kan brenselet som tilføres til brennerne B sjaltes over til en hydro-karbonrik gass, så som en avgass fra metanolsyntese. I en fremgangsmåte til å tenne brennerne B tennes flammene følgelig ved at det til brennerne B først tilføres en hydrokarbongass, så som naturgass, og luft i mengder som er i stand til å danne en antennelig blanding, tenning av en flamme ved én av brennerne B ved bruk av en tenner (ikke vist) som er posisjonert ved denne, hvilket tillater at en flamme sprer seg fra denne brenneren B til de andre brennerne B i ovnen F, og deretter, etter at alle brennerne B har blitt tent, forandre sammensetningen av brenselet over en tidsperiode, eksempelvis ca. 5 til ca. 60 sekunder, for å erstatte hydrokarbongassen med en hydrogenrik gass inntil en i det minste overveiende hydrogenflamme er etablert ved hver av brennerne B. En slik hydrogenrik gass kan f.eks. være en metanolanlegg-spylegass.

Hvert av rørene T inneholder en ladning av en dampreformeringskatalysator C av nikkel på et bæremateriale, og det mates med en forvarmet blanding av damp og et hydrokarbon, så som naturgass, som tilføres gjennom ledningen L til en matemanifold M, som er forbundet til de nedre ender av rørene T ved hjelp av grisehaler P. Avgassene fra brennerne B tilfører varme til grisehalene P og matemanifolden M.

Som det vil bli videre forklart nedenfor er det venstre røret T på fig. 1 vist i sin driftstilstand under produksjon av reformert gass; på den ene side er det høyre røret T vist i sin tilstand etter innledende fylling av katalysatoren eller ved slutten av et operasjonsforløp for ovnen F, uten noen oppoverrettet strømning av blanding av gass eller reaktant.

Den reformerte gassen som innsamles i samlerøret R kan i en nedstrøms anordning (ikke vist) passende renses, justeres i sin sammensetning for å tilveiebringe en reformert gass med ønsket sammensetning, og omformes til et ønsket produkt, så som metanol eller ammoniakk i på konvensjonell måte.

På fig. 2 er det vist ett av dampreformeringsrørene T i ovnen på fig. 1 og 2. Rørene T brukes til å utføre en dampreformeringsprosess. Denne prosessen opereres i modus med oppoverrettet strømning.

Røret T er sirkulært i tverrsnitt, og har en innvendig diameter på ca. 2 tommer (ca. 5,08 cm) og er forsynt med et innvendig ringformet fremspring 2 eller med en uttakbar understøttelse med en sentral vertikal åpning, og med en øvre perforert holder 3. Det kan lages av ethvert passende materiale som er hovedsakelig inert under de reaksjonsbetingelser som brukes. F.eks. kan det vøre et rør av rustfritt stål, eller et rør laget av en egnet legering.

Selv om dampreformeringsrøret T for enkelthets skyld vanligvis har et sirkulært tverrsnitt, kan rør med andre tverrsnitt, så som elliptisk, heksagonalt eller et kvadratisk tverrsnitt, brukes hvis dette er ønskelig.

Lengden av reformeringsrøret T er et multiplum (som kan enten være et heltalls-multiplum, eksempelvis 100 x, eller et brøktallsmultiplum, eksempelvis 37,954 x) av diameteren eller en annen tverrgående dimensjon av reformeringsrøret T. Selv om reformeringsrøret T som er vist på fig. 2 er forholdsvis kort, vil det forstås av fagfolk at reformeringsrøret T kan ha en hvilken som helst egnet lengde. F.eks. kan reformeringsrøret T være ca. 6 fot (ca. 182,88 cm) langt eller mer, eksempelvis opptil ca. 30 fot (ca. 914,40 cm) eller til og med ca. 45 fot (ca. 1371,60 cm) eller, hvis dette er ønskelig.

Når det ikke er noen oppoverrettet strømning av gass eller damp, som vist med det høyre reformeringsrør T på fig. 1 og på fig. 2, understøtter fremspringet 2 en katalysatorfølger 4, og på toppen av denne er det anordnet en ladning 5 av partikkelformet dampreformeringskatalysator C. Det sammensunkede volum av ladningen 5 av partikkelformet dampreformeringskatalysator C, uansett om dette er tett pakket eller løst pakket, er mindre enn det tilgjengelige volum mellom toppen av katalysatorfølgeren 4 og den øvre perforerte holderen 3.

Dampreformeringskatalysatorpartiklene kan ha en hvilken som helst ønsket størrelse eller form, f.eks. hovedsakelig sfærisk. Dampreformeringskatalysatorpartiklene har typisk ingen dimensjon som er mindre enn ca. 3 mm. De kan være hovedsakelig sfæriske partikler som f.eks. har en diameter på ca. 6 mm. Partiklene kan imidlertid ha en hvilken som helst annen ønsket form, f.eks. kan de være sylindere (valgfritt med én eller flere passasjer tildannet deri), sylindriske ekstrudater, eller treflikede eller fireflikede ekstrudater, så lenge formen av katalysatorpartiklene ikke bidrar til dannelsen av broer. Dampreformeringskatalysatorpartiklene er tilstrekkelig store til ikke å passere gjennom et ringformet mellomrom mellom katalysatorfølgeren 4 og den innvendige vegg i reformerings-røret T, og heller ikke passere gjennom den øvre perforerte holderen 3.

Den øvre perforerte holderen 3 er ment å hindre passasje av uskadede katalysatorpartikler oppover forbi den øvre perforerte holderen 3. Den vil imidlertid tillate at pulver eller støv eller små fragmenter av avslitt katalysator passerer oppover gjennom den. Den kan bestå av eller inkludere en trådduk eller et nett med en passende maskevidde.

Katalysatorfølgeren 4 er laget av et egnet materiale, så som rustfritt stål, og omfatter tre plater 6 som er sammensveiset aksialt og symmetrisk slik at de danner et sentralt parti med Y-tverrsnitt hvor platene 6 er satt 120° i forhold til hverandre rundt en vertikal akse. De radialt ytre kanter av platene 6 har en liten avstand fra den innvendige vegg i reformeringsrøret T, og hjelper til med å holde katalysator-følgeren 4 i en stående posisjon, og føre den i dens bevegelse opp og ned reformeringsrøret T, som videre beskrevet nedenfor.

Som det ses av fig. 3 og 4, og enda klarerere av fig. 5, har den øvre del 7 av hver plate 6 en avtrappet profil og ringformede ringer 8, 9, 10 og 11 er sveiset til denne avtrappede profilen. Denne klaringen mellom de ringformede ringer 8, 9, 10 og 11 er mindre enn den gjennomsnittelige minste dimensjon av de uskadede katalysatorpartiklene, og de siderettede dimensjoner av ringene er valgt slik at katalysatorpartiklene ikke kan falle ned gjennom katalysatorfølgeren 4, men holdes på dens overside. Nær den nedre ende av katalysatorfølgeren 4 er platene 6 sveiset til en skive 12, nedenfor hvilken det også er innsveiset nedre plater 13.

Det er et ringformet mellomrom 14 rundt skiven 12 for å tillate oppoverrettet passasje av gass eller damp. I tillegg er det en sentral åpning 15 ved den øvre ende av katalysatorfølgeren 4, hvilket ses på fig. 5. Når gass eller damp passerer opp reformeringsrøret T ved en strømningsmengde som er større enn en terskel-strømningsmengde, virker imidlertid skiven 12 som et løst stempel, og katalysator-følgeren 4 stiger dermed i reformeringsrøret 1. Vekten av katalysatorfølgeren 4 er valgt slik, og størrelsen og formen til katalysatorfølgeren 4 er valgt slik, at de oppoverrettede løftende krefter på grunn av den oppoverstrømmende gassen eller dampen fører til at katalysatorfølgeren 4 flyter opp røret T og dermed feier eventuelt ikke-fluidisert partikulært materiale foran seg og komprimerer puten av dampreformeringskatalysatorpartikler C mot den faste øvre holderen 3.

Det vil ses at katalysatorfølgeren 4 inkluderer en nedre avstandsseksjon som utgjøres av plater 13 som tjener til å holde stempeldelen som er dannet av skiven 12 bort fra fremspringet 2 som er montert i røret T når det ikke er noen oppoverrettet strøm av gass eller damp og når katalysatorfølgeren 4 er understøttet på fremspringet 2. Dette resulterer i at gass eller damp på ethvert tidspunkt under oppoverrettet strømning er i stand til å passere fritt forbi denne stempeldelen. Skiven 12 tillater jevnt løft av katalysatorfølgeren 4 under operasjon med oppoverrettet strømning. Vekten av katalysatorfølgeren 4 er valgt slik at, ved den ønskede gassmengde under operasjon med oppoverrettet strømning, den oppoverrettede løftekraften som er forårsaket av trykktapet over det ringformede mellom rommet 14 mellom skiven 12 og den innvendige veggen av reformeringsrøret T er større enn tyngdekraftens virkning på den samlede masse av katalysatorfølgeren 4.

Fig. 3 viser reformeringsrøret T når gass eller damp strømmer opp reformeringsrøret T ved en strømningsmengde som er større enn en terskelstrømningsmengde, idet denne terskelstrømningsmengde er en minimum oppoverrettet strømningsmengde hvor katalysatorfølgeren 4 kan bringes til å beveges oppover av den strømmende gassen eller dampen. (Det venstre røret T på fig. 1 viser også denne tilstanden). Katalysatorpartiklene har blitt løftet for å danne en pute av katalysatorpartikler C som ligger an mot undersiden av den øvre perforerte holderen 3.1 tillegg har katalysatorfølgeren 4 også blitt løftet, og presser selv mot undersiden av puten av katalysatorpartikler C.

Ved å variere størrelsen av de partier som var skåret ut av de radialt ytre sider av platene 6 er det mulig å endre vekten av katalysatorfølgeren 4. Det blir følgelig mulig å variere terskelstrømningsmengden, dvs. den oppoverrettede strømnings-mengde av gass eller damp innenfor et gitt rør T hvor katalysatorfølgeren 4 vil løftes fra fremspringet 2.

Hvis det er ønskelig kan konsentriske ringer 8, 9, 10 og 11 erstattes av en duk eller et gitterarrangement.

En alternativ form for katalysatorfølger 24 er vist på fig. 6 og 7. Den er støpt av en passende legering. Den omfatter en nedre skive 25, og nedenfor denne er det tre avstandselementer 26 som er satt i 120° i forhold til hverandre, og som tjener til å understøtte katalysatorfølgeren 24 på fremspringet 2 når det ikke er noen oppoverrettet strømning av gass gjennom reaktorrøret T. Mellomrommene mellom avstandselementene 26 og det ringformede mellomrommet rundt den nedre skive 25 tjener til å tillate at gass strømmer oppover rundt katalysatorfølgeren 24 ved lave gass-hastigheter, og tillater løfting av katalysatorfølgeren 24 fra fremspringet 2 når den oppoverrettede gasstrømningsmengden overstiger terskelmengden. Over skiven 25 er det et stavparti 27 fra viss øvre ende det rager tre avtrappede flenser 28, som har en radial avstand fra hverandre rundt aksen i stavpartiet 27 med en vinkel på 120°. En serie av ringer 29, 30, 31 og 32 er fastholdt til flenser 28, idet avstanden mellom tilstøtende ringer er mindre enn den minste dimensjon av en uskadet katalysator-partikkel. På denne måte kan katalysatorpartikler ikke passere ned røret nedenfor katalysatorfølgeren 24, mens gass eller andre elastiske fluider kan passere opp røret ved strømningsmengder som er både under og over den terskelverdi hvor katalysatoren 24 vil løftes av fremspringet 2.

Istedenfor å forsyne reformeringsrøret T med et innvendig fremspring 2, er det hensiktsmessig å bytte ut fremspringet 2 med et antall av mindre innoverrettede utspring, f.eks. tre eller fire små utspring, idet avstandene mellom dem tilveiebringer en passasje for oppoverrettet strømning av elastisk fluid forbi den nedre skive 25.1 dette tilfellet vil platene 13 eller avstandselementene 26 ikke være nødvendig. Alternativt kan fremspringet 2 erstattes av en avtagbar understøttelse s-innretning som er forsynt med en sentral vertikal åpning for å gjøre det mulig for innholdet i reformeringsrøret T å tømmes nedover, hvis dette er nødvendig.

Operasjonen av en foretrukket prosess ved bruk av anordningen på fig. 1-4 vil nå bli beskrevet. Anordningen på fig. 5 og 6 kan brukes på en lignende måte.

For å fylle katalysatorpartikler i røret T kan en hvilken som helst egnet fremgangsmåte brukes. F.eks., hvis katalysatoren er tilstrekkelig robust, kan den øvre perforerte holder 3 fjernes og katalysatoren C deretter forsiktig helles i inntil den ønskede mengde har blitt innført. Siden reformeringsrøret T har et relativt lite tverrsnitt, har katalysatorpartiklene en tilbøyelighet til å kollidere med veggene i røret T, og følgelig gjennomgår de ikke noen gang absolutt fritt fall. Deres passasje ned reformeringsrøret T resulterer følgelig i at de rasler nedover røret T istedenfor å gjennomgå fritt fall. Hvis katalysatoren er av skjør natur, så kan noen av de tidligere nevnte teknikkene som bruker tråder, trådkveiler eller innretningene i US patentskrift nr. 5 247 970 (Ryntveit et al.) brukes. Alternativt kan det f.eks. brukes "sokk"-teknikken.

Etter fylling av katalysatorladningen kan det sammensunkede volum av katalysator måles og sammenlignes med en designverdi. Hvis det sammensunkede volum er større enn eller mindre enn designverdien, så kan noe av katalysatoren fjernes, eller mer katalysator kan fylles i, ettersom hva som er passende. I tillegg, før dampreformeringsprosessen bringes inn i produksjonslinjen, vil det vanligvis være ønskelig å installere den øvre perforerte holderen 3, og la en gass, så som nitrogen, passere opp røret T i en mengde som er større enn terskelverdien for at katalysatoren og katalysatorfølgeren 4 stiger opp røret T og danner en pute av katalysatorpartikler umiddelbart under den øvre perforerte holder 3. Denne oppoverrettede strømningen kan opprettholdes under et tilstrekkelig langt tidsrom og i en mengde som gjør at hovedsakelig alle "finpartiklene" med en partikkel-størrelse som er liten nok til å passere gjennom den øvre perforerte holderen 3 passerer gjennom denne og feies bort av gassen. Denne prosedyren kan gjentas så mange ganger som nødvendig ved å redusere gasstrømningen inntil katalysator-følgeren 4 og katalysator faller tilbake ned røret, og deretter igjen øke strømmen av gass forbi terskelmengden. Deretter kan trykkfallet over katalysatorladningen, enten ved oppoverrettet strømning gjennom puten av katalysator eller ved nedoverrettet strømning gjennom det sammensunkede sjiktet av katalysator, måles og sammenlignes med en designverdi. Hvis enten det sammensunkede volum eller trykkfallet ikke er som ønskelig, så kan den øvre perforerte holderen 3 tas ut for å gjøre det mulig å tilføre mer katalysator eller å fjerne noe av katalysatoren, etter hva som er passende, og prosedyren gjentas inntil målingene viser at fyllingen av katalysator i røret T er tilfredsstillende.

Ved lave oppoverrettede strømningsmengder strømmer gassen eller dampen gjennom det sammensunkede sjiktet av katalysatorpartikler C. Ettersom strømnings-mengden øker, vil imidlertid i det minste noen av katalysatorpartiklene C være

tilbøyelige til å løftes, hvilket innledningsvis danner et delvis fluidisert sjikt over et nedre statisk sjikt av katalysatorpartikler. Når strømningsmengden økes, vil mer og mer av katalysatorpartiklene C fluidiseres og bevege seg opp reformeringsrøret T og danne en pute av katalysatorpartikler C mot undersiden av den øvre perforerte holderen 3. Eventuelt støv eller underdimensjonerte partikler vil være tilbøyelige til å passere gjennom den øvre perforerte katalysatorholderen 3 under denne prosedyren. Ved videre økning av strømningsmengden løftes hovedsakelig alle katalysatorpartiklene C fra toppen av katalysatorfølgeren 4, inn i puten av katalysatorpartikler C, med et relativt lite antall av partikler i bevegelse rett under puten av katalysatorpartikler C, idet disse bevegelige partiklene faller bort fra puten under virkning av tyngdekraften og den føres tilbake opp igjen av den oppoverstrømmende gassen eller dampen. Til slutt, når strømningsmengden øker enda mer, beveger katalysatorfølgeren 4 seg oppover inntil den ligger an mot undersiden av puten av katalysatorpartikler, som vist på fig. 3, hvilket forhindrer en videre bevegelse av katalysatorpartiklene og følgelig mulig pulverisering av disse.

Under denne prosedyren er den oppoverstrømmende gassen en inert gass, f.eks. nitrogen eller luft. Dannelse av puten av dampreformerende katalysator kan utføres ved et trykk som er litt større enn atmosfæretrykket. Det er da imidlertid foretrukket å øke trykket i rørene T til et trykk som er passende til dampreformering, f.eks. et trykk i området fra ca. 100 psia til ca. 600 psia (ca. 698,48 kPa til ca. 4136,86 kPa). Brennerne B kan da tennes, først ved bruk av naturgass for antenning, og deretter, når alle brennerne B har tent, sjalte tilførselen over til hydrogenrikt brensel. Når rørene T har nådd en passende temperatur, eksempelvis ca. 500°C eller mer, og fortrinnsvis minst ca. 750°C opptil ca. 1050°C, sjaltes inertgasstilførselen over til blandingen av damp og hydrokarbonråstoff, f.eks. naturgass, som skal dampreformeres.

Under oppvarmingen til den høye driftstemperaturen vil reformeringsrøret T utvides radialt og i lengderetningen, og katalysatoren, som har en lavere utvidelses-koeffisient, vil bevege seg for å fylle det utvidede rommet. Lokaliseringen av toppen av puten av katalysatorpartikler vil imidlertid til enhver tid være fast, mens bunnen av puten marginalt vil bevege seg oppover. Denne fastholdelsen av posisjonen av toppen av puten av katalysator, dvs. toppen av katalysatorsjiktet som er i operasjon, er en stor fordel i den toppfyrte dampreformeringsovnen hvor innføring av varme må være nøyaktig lokalisert i forhold til katalysatoren. Oppfinnelsen har følgelig den ekstra nytte at man hovedsakelig unngår problemet med rørsvikt på grunn av manglende styring av temperaturen inne i eller på utsiden av det katalysatorfylte røret. Følgelig, siden posisjonen av den øvre overflate av katalysatorsjiktet er fastholdt ved hjelp av posisjonen av den øvre perforerte katalysatorholderen 3, og ved at posisjonen i forhold til brennerne B er kjent med nøyaktighet, er det hovedsakelig ingen fare for at et parti av reformeringsrøret T ved brennerne B som ikke inneholder katalysator blir overopphetet som et resultat av at den endotermiske dampreformeringsreaksjon ikke avkjøler den innvendige overflate av røret T på grunn av mangel på katalysator ved den innvendige overflate av røret T.

Ved enden av et operasjonsforløp kan brennerne slukkes under opprettholdelse av en strøm av damp og naturgass gjennom reaktorrørene T når rørene T og ovnen F avkjøles. Deretter kan tilførselen sjaltes over til nitrogen eller til luft, enten før eller etter trykket tillates å returnere til beredskapstrykktilstand eller avstengnings-trykktilstand. Deretter kan nitrogen- eller luftstrømningsmengden reduseres, hvilket gjør at katalysatorfølgeren 4 eller 24 og katalysatorpartikler C kan falle tilbake på en styrt måte inntil katalysatorfølgeren 4 eller 24 igjen hviler på fremspringet 2 (eller på den uttakbare understøttelsesinnretning, hvis fremspringet 2 er erstattet av en uttakbar understøttelsesinnretning, som beskrevet ovenfor, for å gjøre det mulig for reformeringsrøret T å tømmes nedover) og katalysatorpartiklene returnerer sakte til den tilstand som er vist på fig. 2 med minimum skade på katalysatoren.

Ved omstart i modus med oppoverrettet strømning vil katalysatoren ha blitt delvis blandet om. Katalysatorpartiklene vil anta en konsistent lav pakningstetthet i alle rørene T, mens finpartikler og avfall vil bli fjernet av den oppoverrettede gasstrømmen. Trykkfallet over hvert rør T vil følgelig forbli hovedsakelig konstant gjennom hele katalysatorens levetid.

Under avkjølingsoperasjonen ved enden av et operasjonsforløp kan gasstrømmen økes én eller flere ganger for på ny å danne puten av katalysatorpartikler mot undersiden av den øvre perforerte katalysatorholder 3, hvoretter gasstrømmen igjen kan reduseres for under avkjøling av reformeringsrørene T å forhindre dannelse av "broer" av katalysatorpartikler i noen av reformeringsrørene T, hvilket ellers kunne føre til en fare for at knusende krefter ble utøvet på katalysatorpartiklene av veggene i reformeringsrøret T som trakk seg sammen når det ble avkjølt.

Det er også mulig å avbryte operasjonsforløpet ved å redusere mengden av tilførsel av brensel til brennerne B, for å gjøre det mulig for reformeringsrørene T å kjøles noe, og deretter redusere strømmen av damp og naturgass for å gjøre det mulig for katalysatorpartiklene C og katalysatorfølgeren 4 å falle i hvert rør 7. Strømmen av damp og naturgass kan da returneres til en verdi som fører til at puten av katalysatorpartikler C dannes på ny, og katalysatorfølgeren 4 igjen stiger i hvert rør 7. Under nydannelsen av puten av katalysatorpartikler vil eventuelle pulver- eller katalysatorfragmenter være tilbøyelige til å passere gjennom den øvre perforerte katalysatorholder 3, hvilket fjerner en mulig årsak til uønsket økning av trykkfall over katalysatorputen. Deretter kan tilførselen av brensel til brennerne B igjen økes for å fortsette operasjonsforløpet.

Siden det er ønskelig å pakke hvert dampreformeringsrør T med katalysator på nøyaktig samme måte, slik at trykkfallet over hvert katalysatorrør er hovedsakelig identisk med det tilsvarende trykkfall for hvert av de andre rørene T i reformerings-ovnen, kan rørene T fylles i tur og orden med den generelle fremgangsmåte som er beskrevet ovenfor. I dette tilfellet kan en oppoverrettet strømning av en gass, så som nitrogen eller luft, brukes for å redusere den fallende hastigheten til det partikkelformede katalysatormaterialet. Denne luftstrømmen kan påføres kun på røret T som blir fylt fra manifolden M ved å plugge de øvre ender av alle andre rør T, eller ved i tur og orden å innføre luft i bunnen av hvert reformeringsrør T etter midlertidig å ha frakoblet dets korresponderende grisehale P. Den sistnevnte mulighet er foretrukket fordi andre operasjoner da kan utføres på det fylte røret mens andre rør fylles.

Ovnen F har mange fordeler på grunn av bruken av nedoverfyring av brennerne B. Siden flammene er rettet nedover inne i mantelen S, treffer ikke forbrenningsgassene den øvre understøttelse U, som forblir relativt kjølig sammenlignet med den korresponderende øvre understøttelse eller understøttelser for rørene i de oppover-fyrte ovnsdesign. Tilsvarende forblir all struktur over brennerne B ved temperaturer som er godt nedenfor den maksimale flammetemperatur. Dette betyr at hele vekten av bunten av rør T kan bæres av den øvre understøttelse U, og noen separat understøttelse av de nedre ender av reformeringsrørene T er ikke nødvendig. Dette betyr igjen at hvert av reformeringsrørene T kan utvides og trekke seg sammen i lengderetningen uavhengig av de andre reformeringsrørene T. Hvis det er ønskelig å ta ut bunten av rør T for vedlikeholdsformål, så, etter frakobling av grisehalene P fra bunnene av reformeringsrørene T, kan hele bunten av rør T, sammen med brennerne B, varmevekslingsseksj onen H og samlerøret R løftes oppover separat eller sammen ut av mantelen S.

Siden strømmen av gass er rettet oppover i rørene T, pakkes puten av katalysatorpartikler C relativt løst, slik at det kan opprettholdes et fordelaktig lavt trykkfall over sjiktet av katalysatorladning i hvert rør T. Videre vil eventuelle "finpartikler" av katalysator være tilbøyelige til å føres bort oppover fra puten av katalysatorpartikler C gjennom den øvre holderen 3 av de oppoverstrømmende gassene. Disse "finpartiklene" av katalysator vil følgelig ikke forbli i katalysatorladningen og forårsake et uønsket trykkfall over katalysatorladningen i de enkelte reformerings-rørene T. Som et resultat av dette vil trykkfallet over hvert av reformeringsrørene T forbli hovedsakelig konstant, eller det vil endres relativt lite i løpet av katalysator-ladningens levetid. Trykkfallet over hvert reformeringsrør T kan følgelig til enhver tid holdes hovedsakelig likt som trykkfallet over hvert av de andre reformerings-rørene T.

En annen fordel ved bruken av nedoverrettede flammer er at den relativt store varmevekslingsseksjonen H, hvor brensel for brennerne B og forbrenningsluften for disse oppvarmes av de varme reformerte gassene, og hvis horisontale tverrsnitts-størrelse kan overstige den for ovnsmantelen S, er posisjonert ovenfor reformerings-rørene T og følgelig lett kan løftes av fra toppen av ovnsmantelen S.

Oppfinnelsen gjelder derfor oppsummert en fremgangsmåte til dampreformering, hvor et hydrokarbonråstoff utsettes for dampreformering ved reaksjon under dampreformeringstilstander med damp ved tilstedeværelse av en dampreformeringskatalysator for å frembringe en blanding av reformert gass som omfatter karbonoksider og hydrogen, som er kjennetegnet ved at den omfatter trinnene: (a) tilveiebringelse av en dampreformeringsovn (F) som inneholder et stort antall av hovedsakelig vertikale reformeringsrør (T), idet hvert reformeringsrør (T) ved sin nedre ende har et mateinnløp (P) i kommunikasjon med en matemanifold (M) for reaksjonsblanding, ved sin øvre ende har et utløp i kommunikasjon med et utløps-samlerør (R) for reformert gass, og en katalysatorinneslutningssone som er anordnet mellom dets øvre og nedre ende og inneholder en ladning av partikkelformet dampreformeringskatalysator (C) som er utilstrekkelig til fullstendig å fylle katalysatorinneslutningssonen; (b) tilveiebringelse av øvre holdemidler (3) som er montert ved den øvre ende av katalysatorinneslutningssonen, idet de øvre holdemidler (3) er permeable for gass, men tilpasset til å holde tilbake partikler av den partikkelformede dampreformeringskatalysator (C) i katalysatorinneslutningssonen, og følgemidler (4; 24) som er bevegelig montert i katalysatorinneslutningssonen nedenfor ladningen av partikkelformet dampreformeringskatalysator (C) for oppoverrettet bevegelse fra en nedre ende av inneslutningssonen ved oppoverrettet strømning av gass gjennom katalysatorinneslutningssonen i en mengde utover en terskelmengde; (c) til matemanifolden (M) for reaksjonsblanding tilføring av en reaktantblanding som omfatter hydrokarbonråstoffet og damp i en mengde som er tilstrekkelig til at reaktantblandingen strømmer oppover gjennom hvert reformeringsrør (T) ved en strømningsmengde som er tilstrekkelig til at den partikkelformede dampreformeringskatalysator (C) i hvert reformeringsrør (T) stiger oppover mot den øvre ende av dette og danner en pute av partikkelformet dampreformeringskatalysator

(C) mot undersiden av det øvre holdemiddel (3) i det respektive reformeringsrør (T), og som er større enn terskelmengden, for at følgemidlet (4; 24) i det respektive

reformeringsrør (T) beveger seg oppover inntil det kommer til anlegg mot undersiden av puten av partikkelformet dampreformeringskatalysator (C) i det respektive reformeringsrør (T);

(d) utvendig oppvarming av hvert reformeringsrør (T) ved hjelp av dampreformeringsovnen (F), for å opprettholde dampreformeringstilstander i hvert reformeringsrør (T) og omforme hydrokarbonråstoffet ved reaksjon med damp for å

danne en blanding av reformert gass som omfatter karbonoksider og hydrogen; og (e) gjenvinning av resulterende blanding av reformert gass fra utløpssamlerøret (R) for reformert gass.

I tillegg gjelder oppfinnelsen en dampreformeringsovn (F) for dampreformering av et hydrokarbonråstoff ved reaksjon under dampreformeringstilstander med damp ved tilstedeværelse av en dampreformeringskatalysator (C) for å frembringe en blanding av reformert gass som omfatter karbonoksider og hydrogen, som er kjennetegnet ved at den omfatter: (a) et forbrenningskammer (S); (b) et stort antall av hovedsakelig vertikale reformeringsrør (T) i forbrenningskammeret (S), idet hvert reformeringsrør (T) ved sin nedre ende har et mateinnløp (P) som står i forbindelse med en matemanifold (M) for reaksjonsblanding, ved sin øvre ende har et utløp som står i forbindelse med et utløpssamlerør (R) for reformert gass, og en katalysatorinneslutningssone som er anordnet umiddelbart ved dets øvre og nedre ende og inneholder en ladning av en partikkelformet dampreformeringskatalysator (C) som er utilstrekkelig til fullstendig å fylle katalysatorinneslutningssonen; (c) brennemidler (B) i forbrenningskammeret (S) for utvendig oppvarming av reformeringsrør (T), for å opprettholde dampreformeringstilstander i hvert reformeringsrør (T) og omforme hydrokarbonråstoffet ved reaksjon med damp til en blanding av reformert gass som omfatter karbonoksider og hydrogen; (d) øvre holdemidler (3) som er montert ved den øvre ende av katalysatorinneslutningssonen i hvert reformeringsrør (T), idet det øvre holdemiddel (3) er permeabelt for gass, men tilpasset til å holde tilbake partikler av den partikkelformede dampreformeringskatalysator (C) i katalysatorinneslutningssonen; (e) følgemidler (4; 24) som er bevegelig montert i katalysatorinneslutningssonen nedenfor ladningen av partikkelformet dampreformeringskatalysator (C) for oppoverrettet bevegelse fra en nedre ende av inneslutningssonen ved oppoverrettet strømning av gass gjennom katalysatorinneslutningssonen i en mengde utover en terskelmengde; (f) midler for tilføring til matemanifolden (M) for reaksjonsblanding av en reaktantblanding som omfatter hydrokarbonråstoffet og damp i en mengde som er tilstrekkelig til at reaktantblandingen strømmer oppover gjennom hvert reformeringsrør (T) i en strømningsmengde som er tilstrekkelig til at den partikkelformede dampreformeringskatalysator (C) i hvert reformeringsrør (T) stiger oppover mot den øvre ende av dette og danner en pute av partikkelformede dampreformeringskatalysatorpartikler (C) mot undersiden av det øvre holdemiddel (3) i det respektive reformeringsrør (T), og som er større enn terskelmengden for at følgemidlet (4; 24) i det respektive reformeringsrør (T) beveger seg oppover inntil det kommer til anlegg mot undersiden av puten av partikkelformet dampreformeringskatalysator (C) i det respektive reformeringsrør (T); og (g) midler (R) for gjenvinning av resulterende blanding av reformert gass fra utløpssamlerøret (R) for reformert gass.

Oppfinnelsen illustreres videre ved hjelp av de følgende eksempler.

EKSEMPEL 1

Et glassrør 1, som var 2 meter langt med en innvendig diameter på 38,1 mm, ble satt opp vertikalt med en følger 4 av den type som er vist på fig. 1-4, innledningsvis posisjonert ved dets nedre ende. Følgeren 4 hadde en skive 12 med diameter 36 mm. En ladning på 1,84 kg av en nikkelkatalysator (12 % nikkel på et bæremateriale av katalysatorkuler av kalsiumoksid-alumina med en nominell diameter på 6 mm) ble sluppet forsiktig inn i røret. Etter fylling ble den øvre perforerte katalysatorholderen 3 montert i en ønsket høyde i røret 1. Denne holderen bestod av en Johnson-sikt med kileformet tråd som omfattet tråd på 1,5 mm med et mellomrom på 2 mm. Røret 1 ble ikke fylt fullstendig, for å ta hensyn til den lavere bulktetthet til katalysatoren under testene. Komprimert luft ble tilført til bunnen av røret 1 via en trykkregulator og et strømningsrotameter (ikke vist) i en mengde som i det minste var tilstrekkelig til å løfte katalysatoren og katalysatorfølgeren 4 slik at en komprimert pute av katalysatorkuler 5 ble dannet ved toppen av røret 1 umiddelbart under holderen 3. Høyden av katalysatorsjiktet 5 ble målt før innføring av luft. Luftstrømmen ble deretter redusert for å gjøre det mulig for katalysatorfølgeren 4 å bevege seg tilbake ned til bunnen av røret 1, og også for å gjøre det mulig for katalysatorkulene å bevege seg tilbake ned til bunnen av røret 1. Denne prosedyren ble gjentatt et antall ganger, fra hvilke data de følgende gjennomsnittelige tilsynelatende bulktettheter i kg/m3 ble bestemt. Tetthetene ble funnet å være svært repeterbare, med de følgende små variasjoner over 360 tester under hvilke katalysatoren ble tatt ut og byttet ut etter 1, 20 og 120 tester:

Etter fylling (fritt fall) 1157 +/- 1,0 % (over fire fyllinger)

Løftet (med luftstrøm) 1017 +/- 0,5 % (innenfor en hvilken som helst fylling)

Løftet (med luftstrøm) 1017 +/- 1,5 % (over alle testene)

Dumpet (uten luftstrøm) 1000 +/- 0,5 % (innenfor en hvilken som helst fylling)

Dumpet (uten luftstrøm) 1000 +/- (over alle tester)

EKSEMPEL 2

Vekten av katalysatoren som ble brukt i eksempel 1 ble sjekket etter 10, 20, 120 og 360 tester, og viste 0,38 % vekttap over 360 tester. I separate tester i enkelte anordninger ble strømningsmotstanden i de nye og slitte katalysatorpartiklene som ble brukt i eksempel 1 sammenlignet. Ved en luftstrømningsmengde på 49,14 Nm<3>/h oppviste de nye katalysatorpartiklene et trykkfall på 1,21 x IO<5>Pa/m, mens med en luftstrømningsmengde på 48,96 Nm<3>/h oppviste de slitte katalysatorpartiklene, etter 360 tester, en strømningsmotstand på 1,22 x IO<5>Pa/m.

EKSEMPEL 3

Prosedyren i eksempel 1 ble fulgt ved bruk av 2,06 kg nikkel på et bæremateriale av katalysatorkuler av a-alumina med en nominell diameter på 6 mm fra Dycat, type 54/98. Dette katalysatorbærematerialet er mye sprøere enn det som ble brukt i eksempel 1 og 2, med kun ca. 25 % av knusestyrken til katalysatoren som ble brukt i eksempel 1 og 2. Vekten av katalysatoren ble sjekket etter 10, 60, 150, 300 og 390 tester, og viste et samlet vekttap på 7 % over 390 tester. Under testene ble katalysatorfragmenter som var representert ved dette vekttapet synlig fjernet fra sjiktet av gasstrømmen som pulver. Mengden som ble tapt i hver gruppe av tester minket som følger, uttrykt som gjennomsnittelig vekt% som ble tapt pr. løft og droppsyklus: 0,085, 0,042, 0,026, 0,010, 0,009.

EKSEMPEL 4

I separate tester i den samme anordningen som ble brukt i eksempel 1-3 ble strømningsmotstanden til de nye katalysatorpartiklene og de slitte katalysatorpartiklene, etter 390 tester, sammenlignet. Ved en luftstrømningsmengde på 49,67 Nm<3>/h oppviste de nye katalysatorpartiklene et trykkfall på 1,15 x 10<5>Pa/m, mens de slitte katalysatorpartiklene ved en luftstrømningsmengde på 49,77 Nm /h oppviste et trykkfall på 1,32 x IO<5>Pa/m. Økningen i trykkfall kan hovedsakelig tilskrives den reduserte hulromandel (målt som 0,462 ny og 0,449 slitt) og den reduserte størrelse av de slitte partiklene (som ble estimert å være ekvivalent til en reduksjon i diameter, sammenlignet med de nye katalysatorpartiklene, på 2 %). Dette eksemplet viser at, fordi prosessen hovedsakelig fjerner finpartiklene som er et resultat av partikkelslitasje, prosessen gjør at trykkfallet under operasjon forblir så lavt som det som praktisk sett kan forventes.

Claims

1. Fremgangsmåte til dampreformering, hvor et hydrokarbonråstoff utsettes for dampreformering ved reaksjon under dampreformeringstilstander med damp ved tilstedeværelse av en dampreformeringskatalysator for å frembringe en blanding av reformert gass som omfatter karbonoksider og hydrogen, karakterisert vedat den omfatter trinnene: (a) tilveiebringelse av en dampreformeringsovn (F) som inneholder et stort antall av hovedsakelig vertikale reformeringsrør (T), idet hvert reformeringsrør (T) ved sin nedre ende har et mateinnløp (P) i kommunikasjon med en matemanifold (M) for reaksjonsblanding, ved sin øvre ende har et utløp i kommunikasjon med et utløps-samlerør (R) for reformert gass, og en katalysatorinneslutningssone som er anordnet mellom dets øvre og nedre ende og inneholder en ladning av partikkelformet dampreformeringskatalysator (C) som er utilstrekkelig til fullstendig å fylle katalysatorinneslutningssonen; (b) tilveiebringelse av øvre holdemidler (3) som er montert ved den øvre ende av katalysatorinneslutningssonen, idet de øvre holdemidler (3) er permeable for gass, men tilpasset til å holde tilbake partikler av den partikkelformede dampreformeringskatalysator (C) i katalysatorinneslutningssonen, og følgemidler (4; 24) som er bevegelig montert i katalysatorinneslutningssonen nedenfor ladningen av partikkelformet dampreformeringskatalysator (C) for oppoverrettet bevegelse fra en nedre ende av inneslutningssonen ved oppoverrettet strømning av gass gjennom katalysatorinneslutningssonen i en mengde utover en terskelmengde; (c) til matemanifolden (M) for reaksjonsblanding tilføring av en reaktantblanding som omfatter hydrokarbonråstoffet og damp i en mengde som er tilstrekkelig til at reaktantblandingen strømmer oppover gjennom hvert reformeringsrør (T) ved en strømningsmengde som er tilstrekkelig til at den partikkelformede dampreformeringskatalysator (C) i hvert reformeringsrør (T) stiger oppover mot den øvre ende av dette og danner en pute av partikkelformet dampreformeringskatalysator (C) mot undersiden av det øvre holdemiddel (3) i det respektive reformeringsrør (T), og som er større enn terskelmengden, for at følgemidlet (4; 24) i det respektive reformeringsrør (T) beveger seg oppover inntil det kommer til anlegg mot undersiden av puten av partikkelformet dampreformeringskatalysator (C) i det respektive reformeringsrør (T); (d) utvendig oppvarming av hvert reformeringsrør (T) ved hjelp av dampreformeringsovnen (F), for å opprettholde dampreformeringstilstander i hvert reformeringsrør (T) og omforme hydrokarbonråstoffet ved reaksjon med damp for å danne en blanding av reformert gass som omfatter karbonoksider og hydrogen; og (e) gjenvinning av resulterende blanding av reformert gass fra utløpssamlerøret (R) for reformert gass.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert vedat i det minste en del av hvert reformeringsrør (T) har en innvendig diameter på ca. 15,2 cm eller mindre.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert vedat minst en del av hvert reformeringsrør (T) har en innvendig diameter på ca. 5,08 cm eller mindre.

4. Fremgangsmåte som angitt i et av kravene 1-3, karakterisert vedat minst en del av hvert reformeringsrør (T) har en innvendig diameter på 2,54 - 5,08 cm.

5. Fremgangsmåte som angitt i et av kravene 1-4, karakterisert vedat følgemidlet (4; 24) i hvert reformeringsrør (T) er anordnet til å blokkere passasje av gass opp den respektive katalysator-inne slutnings sone, men tillater oppoverrettet gasstrømning gjennom et klaringsmellomrom (14) mellom den innvendige overflate av inneslutningssonen og følgemidlet (4; 24), idet klaringsmellomrommet (14) tilveiebringer en klaring som er mindre enn den minste dimensjon av en ikke-fragmentert partikkel av den partikkelformede dampreformeringskatalysator (C).

6. Fremgangsmåte som angitt i krav 5, karakterisert vedat følgemidlet (4; 24) omfatter et lukket nedre endeparti for å avgrense klaringsmellomrommet (14) og et øvre parti som er forsynt med gasspasseringsmidler (8, 9, 10, 11; 27, 28, 29, 30).

7. Fremgangsmåte som angitt i krav 6, karakterisert vedat gasspasseringsmidlene omfatter et stort antall av hovedsakelig konsentriske ringer (8, 9, 10, 11; 27, 28, 29, 30) som har en avstand fra hverandre, idet klaringen mellom tilstøtende ringer (8, 9, 10, 11; 27, 28, 29, 30) er mindre enn den minste dimensjon av en ikke-fragmentert partikkel av den partikkelformede dampreformeringskatalysator (C).

8. Fremgangsmåte som angitt i et av kravene 1-7, karakterisert vedat partiklene i den partikkelformede dampreformeringskatalysator (C) har minst én dimensjon som er mindre enn ca. 10 mm.

9. Fremgangsmåte som angitt i et av kravene 1-8, karakterisert vedat partiklene i dampreformeringskatalysatoren (C) er sfæriske i form.

10. Fremgangsmåte som angitt i et av kravene 1-9, karakterisert vedat før oppstart av dampreformeringsovnen (F) fylles den partikkelformede dampreformeringskatalysator (C) inn i hvert reformeringsrør (T) via toppen av sin respektive katalysatorinneslutningssone mot den oppover rettede strøm av gass i en mengde som er mindre enn det som er nødvendig for fullstendig å løfte partiklene i den partikkelformede dampreformeringskatalysator (C), men slik at partiklene i dampreformeringskatalysatoren (C) ikke faller fritt under gravitasjonen.

11. Fremgangsmåte som angitt i krav 10, karakterisert vedat etter innledende fylling av en ladning av den partikkelformede dampreformeringskatalysator (C) i et reformeringsrør (T), måles trykkfallet over ladningen av partikkelformet dampreformeringskatalysator (C) i dette reformeringsrøret (T) i et måletrinn.

12. Fremgangsmåte som angitt i krav 11, karakterisert vedat partikkelformet dampreformeringskatalysator (C) tilsettes til eller fjernes fra dette reformeringsrøret (T) hvis trykkfallet som måles ikke tilsvarer en forhåndsbestemt verdi.

13. Fremgangsmåte som angitt i et av kravene 10-12, karakterisert vedat etter innledende fylling av en ladning av partikkelformet dampreformeringskatalysator (C) i et reformeringsrør (T), måles det sammensunkede volum av partikkelformet dampreformeringskatalysator (C) i reformeringsrøret (T) i et måletrinn.

14. Fremgangsmåte som angitt i krav 13, karakterisert vedat partikkelformet dampreformeringskatalysator (C) tilsettes eller fjernes fra reformeringsrøret (T) hvis det sammensunkede volum av partikkelformet dampreformeringskatalysator (C) i reformeringsrøret (T) ikke tilsvarer en forhåndsbestemt verdi.

15. Fremgangsmåte som angitt i et av kravene 11-14, karakterisert vedat etter innledende fylling av ladningen av partikkelformet dampreformeringskatalysator (C), men før måletrinnet, blir en gass strømmet oppover gjennom reformeringsrøret (T) for at den partikkelformede dampreformeringskatalysatoren (C) skal danne en pute av partikkelformet dampreformeringskatalysator (C) mot undersiden av det øvre holdemiddel (3), og for at følgemidlet (4) skal bevege seg oppover inntil det kommer til anlegg mot undersiden av puten av partikkelformet dampreformeringskatalysator (C), og deretter reduseres eller avbrytes den oppoverrettede strømning av gass for å tillate dannelse av et sammensunket sjikt av partikkelformet dampreformeringskatalysator.

16. Fremgangsmåte som angitt i et av kravene 1-15, karakterisert vedat dampreformeringstilstandene inkluderer bruk av en temperatur i området 750 - 900°C og et trykk på 698,48 - 4136,86 kPa.

17. Fremgangsmåte som angitt i et av kravene 1-16, karakterisert vedat i trinn (d) oppvarmes rørene (T) utvendig ved hjelp av flammer som er rettet nedover fra brennere (B).

18. Fremgangsmåte som angitt i krav 17, karakterisert vedat brensel som tilføres brennerne (B) og forbrenningsluft for disse forvarmes ved varmeveksling med den varme reformerte gassen.

19. Fremgangsmåte som angitt i krav 17 eller 18, karakterisert vedat reaktantblandingen som tilføres fra matemanifolden (M) for reaksjonsblanding til reformeringsrørene (T) oppvarmes ved varmeveksling med varme forbrenningsgasser fra de nedoverrettede flammene.

20. Dampreformeringsovn (F) for dampreformering av et hydrokarbonråstoff ved reaksjon under dampreformeringstilstander med damp ved tilstedeværelse av en dampreformeringskatalysator (C) for å frembringe en blanding av reformert gass som omfatter karbonoksider og hydrogen, karakterisert vedat den omfatter: (a) et forbrenningskammer (S); (b) et stort antall av hovedsakelig vertikale reformeringsrør (T) i forbrenningskammeret (S), idet hvert reformeringsrør (T) ved sin nedre ende har et mateinnløp (P) som står i forbindelse med en matemanifold (M) for reaksjonsblanding, ved sin øvre ende har et utløp som står i forbindelse med et utløpssamlerør (R) for reformert gass, og en katalysatorinneslutningssone som er anordnet umiddelbart ved dets øvre og nedre ende og inneholder en ladning av en partikkelformet dampreformeringskatalysator (C) som er utilstrekkelig til fullstendig å fylle katalysatorinneslutningssonen; (c) brennemidler (B) i forbrenningskammeret (S) for utvendig oppvarming av reformeringsrør (T), for å opprettholde dampreformeringstilstander i hvert reformeringsrør (T) og omforme hydrokarbonråstoffet ved reaksjon med damp til en blanding av reformert gass som omfatter karbonoksider og hydrogen; (d) øvre holdemidler (3) som er montert ved den øvre ende av katalysatorinneslutningssonen i hvert reformeringsrør (T), idet det øvre holdemiddel (3) er permeabelt for gass, men tilpasset til å holde tilbake partikler av den partikkelformede dampreformeringskatalysator (C) i katalysatorinneslutningssonen; (e) følgemidler (4; 24) som er bevegelig montert i katalysatorinneslutningssonen nedenfor ladningen av partikkelformet dampreformeringskatalysator (C) for oppoverrettet bevegelse fra en nedre ende av inneslutningssonen ved oppoverrettet strømning av gass gjennom katalysatorinneslutningssonen i en mengde utover en terskelmengde; (f) midler for tilføring til matemanifolden (M) for reaksjonsblanding av en reaktantblanding som omfatter hydrokarbonråstoffet og damp i en mengde som er tilstrekkelig til at reaktantblandingen strømmer oppover gjennom hvert reformeringsrør (T) i en strømningsmengde som er tilstrekkelig til at den partikkelformede dampreformeringskatalysator (C) i hvert reformeringsrør (T) stiger oppover mot den øvre ende av dette og danner en pute av partikkelformede dampreformeringskatalysatorpartikler (C) mot undersiden av det øvre holdemiddel (3) i det respektive reformeringsrør (T), og som er større enn terskelmengden for at følgemidlet (4; 24) i det respektive reformeringsrør (T) beveger seg oppover inntil det kommer til anlegg mot undersiden av puten av partikkelformet dampreformeringskatalysator (C) i det respektive reformeringsrør (T); og (g) midler (R) for gjenvinning av resulterende blanding av reformert gass fra utløpssamlerøret (R) for reformert gass.

21. Dampreformeringsovn som angitt i krav 20, karakterisert vedat minst en del av hvert reformeringsrør (T) har en innvendig diameter på ca. 15,2 cm eller mindre.

22. Dampreformeringsovn som angitt i krav 20 eller 21, karakterisert vedat minst en del av hvert reformeringsrør (T) har en innvendig diameter på ca. 5,08 cm eller mindre.

23. Dampreformeringsovn som angitt i et av kravene 20-22,karakterisert vedat minst en del av hvert reformeringsrør (T) har en innvendig diameter på 2,54 - 5,08 cm.

24. Dampreformeringsovn som angitt i et av kravene 20-23,karakterisert vedat følgemidlet (4; 24) i hvert reformeringsrør (T) er anordnet for blokkering av gasspassasje opp den respektive katalysator-inne slutnings sone, men tillater oppoverrettet gasstrømning gjennom et klaringsmellomrom (14) mellom den innvendige overflate av inneslutningssonen og følgemidlet (4; 24), idet klaringsmellomrommet (14) tilveiebringer en klaring som er mindre enn den minste dimensjon av en uskadet partikkel av den partikkelformede dampreformeringskatalysator (C).

25. Dampreformeringsovn som angitt i krav 24, karakterisert vedat følgemidlet (4; 24) omfatter et lukket nedre endeparti for avgrensing av klaringsmellomrommet (14) og et øvre parti som er forsynt med gasspasseringsmidler (8, 9, 10, 11; 27, 28, 29, 30).

26. Dampreformeringsovn som angitt i krav 25, karakterisert vedat gasspasseringsmidlene omfatter et stort antall av hovedsakelig konsentriske ringer (8, 9, 10, 11; 27, 28, 29, 30) som har en avstand fra hverandre, idet klaringen mellom tilstøtende ringer (8, 9, 10, 11; 27, 28, 29, 30) er mindre enn den minste dimensjon av en uskadet partikkel av den partikkelformede dampreformeringskatalysator (C).

27. Dampreformeringsovn som angitt i et av kravene 20-26,karakterisert vedat partiklene av den partikkelformede dampreformeringskatalysator (C) har minst én dimensjon som er mindre enn ca. 10 mm.

28. Dampreformeringsovn som angitt i et av kravene 20-27,karakterisert vedat partiklene av dampreformeringskatalysator (C) er sfæriske i form.

29. Dampreformeringsovn som angitt i et av kravene 20-28,karakterisert vedat den videre omfatter midler (2) for understøttelse av følgemidlene (4; 24) ved den nedre ende av katalysatorinneslutningssonen når den oppoverrettede strømning av gass er mindre enn terskelmengden.

30. Dampreformeringsovn som angitt i et av kravene 20-29,karakterisert vedat brennemidlene (B) er anordnet i en forhåndsbestemt høyde inne i ovnen (F) i forhold til de øvre holdemidlene (3).

31. Dampreformeringsovn som angitt i et av kravene 20-30,karakterisert vedat brennemidlene (B) er tilpasset og anordnet til å tilveiebringe et stort antall nedoverrettede flammer i forbrenningskammeret (S).

32. Dampreformeringsovn som angitt i krav 31, karakterisert vedat en varmevekslingsseksjon (H) er anordnet ovenfor reformeringsrørene (T) for oppvarming av brensel for brennemidlene (B) og forbrenningsluft for disse ved varmeveksling med den varme reformerte gassen.

33. Dampreformeringsovn som angitt i krav 31 eller 32, karakterisert vedat mateinnløpene (P) oppvarmes med varme forbrenningsgasser fra de nedoverrettede flammer for oppvarming av reaktantblandingen fra manifolden (M) for reaksjonsblanding.

34. Dampreformeringsovn som angitt i et av kravene 31-33,karakterisert vedat ved frakobling av mateinnløpene (P) for vedlikeholdsformål kan rørene (T) løftes som en bunt for uttak fra ovnskammeret (S).