RU2518971C2 - Способ и устройство для равномерной выработки пара из отходящего тепла дегидрирования предельных углеводородов - Google Patents

Способ и устройство для равномерной выработки пара из отходящего тепла дегидрирования предельных углеводородов Download PDF

Info

Publication number
RU2518971C2
RU2518971C2 RU2011140430/05A RU2011140430A RU2518971C2 RU 2518971 C2 RU2518971 C2 RU 2518971C2 RU 2011140430/05 A RU2011140430/05 A RU 2011140430/05A RU 2011140430 A RU2011140430 A RU 2011140430A RU 2518971 C2 RU2518971 C2 RU 2518971C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
steam
burners
reaction
heated
auxiliary
Prior art date
Application number
RU2011140430/05A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2011140430A (ru
Inventor
Макс ХЕЙНРИЦ-АДРИАН
Саша Венцель
Original Assignee
Уде Гмбх
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=42338328&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=RU2518971(C2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Уде Гмбх filed Critical Уде Гмбх
Publication of RU2011140430A publication Critical patent/RU2011140430A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2518971C2 publication Critical patent/RU2518971C2/ru

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/06—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds in tube reactors; the solid particles being arranged in tubes
    • B01J8/062—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds in tube reactors; the solid particles being arranged in tubes being installed in a furnace
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/22—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by decomposition of gaseous or liquid organic compounds
    • C01B3/24—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by decomposition of gaseous or liquid organic compounds of hydrocarbons
    • C01B3/26—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by decomposition of gaseous or liquid organic compounds of hydrocarbons using catalysts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C5/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
    • C07C5/32—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by dehydrogenation with formation of free hydrogen
    • C07C5/327—Formation of non-aromatic carbon-to-carbon double bonds only
    • C07C5/333—Catalytic processes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/02—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
    • F22B1/18—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00017—Controlling the temperature
    • B01J2208/00504—Controlling the temperature by means of a burner
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00017—Controlling the temperature
    • B01J2208/0053—Controlling multiple zones along the direction of flow, e.g. pre-heating and after-cooling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0266—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a decomposition step
    • C01B2203/0277—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a decomposition step containing a catalytic decomposition step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/14—Details of the flowsheet
    • C01B2203/142—At least two reforming, decomposition or partial oxidation steps in series
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/80—Aspect of integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas not covered by groups C01B2203/02 - C01B2203/1695
    • C01B2203/84—Energy production
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency
    • Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/584—Recycling of catalysts

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу и устройству для максимально равномерной выработки потока пара при дегидрировании алканов. Способ осуществляют путем пропускания газа, содержащего углеводороды, через реакционные трубы. Трубы выполнены с возможностью заполнения катализатором и закрыты снаружи. Реакционные трубы проложены через нагреваемое пространство, которое можно нагревать при помощи горелок, и при этом катализатор для проведения реакции циклически регенерирует. Реакция является эндотермической. Регенерирование катализатора не является эндотермическим, и во время регенерирования катализатора производительность основных горелок уменьшают. Для дополнительной выработки горячих дымовых газов на входе в дымоход расположены вспомогательные горелки, которые во время регенерирования катализатора продолжают вырабатывать горячие дымовые газы, используемые для максимально равномерной выработки пара из отходящего тепла процесса. Изобретение лучше использует поверхности теплообмена в дымоходе во время фазы регенерирования катализатора. 2 н. и 9 з.п. ф-лы.

Description

Изобретение относится к одной или более горелкам для дополнительного нагревания в дымоходе реактора для проведения эндотермической реакции, посредством которого может быть выработано примерно постоянное количество дымовых газов, при этом реактор содержит парогенератор, который находится на выходе дымохода нагреваемого пространства, причем эти горелки используют в качестве вспомогательных горелок для компенсации уменьшения дымовых газов в дымоходе нагреваемого пространства, которое обычно возникает во время фазы экзотермического регенерирования применяемого катализатора. Изобретение также относится к устройству, которое включает одну или более вспомогательных горелок, находящихся в реакторе для проведения эндотермической реакции вместе с необходимым для этого оборудованием, при помощи которого можно управлять расходом дымовых газов на выходе дымохода, в котором находится парогенератор. Таким способом существенно выравнивается поток пара, отбираемый от парогенератора, что является преимуществом при эксплуатации турбин или компрессоров. Особенно пригодным это устройство является для реакторов, в которых обычно проводят дегидрирование предельных углеводородов.
Распространенным способом проведения дегидрирования предельных углеводородов является пропускание смеси углеводородов, содержащей предельные углеводороды, через дегидрирующий катализатор, при помощи которого обеспечена возможность реакции предельных углеводородов, содержащихся в газовой смеси, с образованием соответствующих олефинов. В типовом варианте выполнения катализатор находится в направленных вниз реакционных трубах, в которые реакционный газ входит через впускной канал, так что произведенный газ, который в качестве компонента содержит желаемые олефины, может отбираться на выходе из реакционных труб. Реакция является эндотермической, вследствие чего реакционные трубы должны нагреваться снаружи. Обычно это осуществляют при помощи реактора, содержащего нагреваемое пространство, через которое проложены реакционные трубы и которое выполнено с возможностью нагревания при помощи горючего газа. При этом реакционные трубы закрыты по отношению к нагреваемому пространству. Нагреваемое пространство проходит в дымоход, в котором используют тепло горячих дымовых газов, которые затем отводят в дымовую трубу.
Типичный вариант выполнения способа дегидрирования предельных углеводородов при помощи соответствующего устройства описан в WO 2004/039920 А2. Множество различных способов дегидрирования и применяемых при этом катализаторов можно найти в справочнике F.Buonomo, D.Sonfillipo, F.Trifiro, Handbook of Heterogeneous Catalysis, 1st Edition, VCH, Weinheim, 1997, p.2140 ff. и в цитируемых в нем литературных источниках.
После нагревания дымовые газы отводят из нагреваемого пространства через дымоходы. При этом, в зависимости от варианта выполнения, они имеют температуру примерно 1000°C. Чтобы дополнительно использовать тепло от нагревания реакционных труб, на выходе дымохода для дымовых газов или после него обычно находится парогенератор.
Дегидрирование предельных углеводородов обычно протекает с образованием содержащих углерод побочных продуктов, которые после определенного времени реакции откладываются на катализаторе. Вследствие этого уменьшаются степень превращения реакции и выработка желаемых олефинов. По этой причине после определенного времени реакцию прерывают и останавливают пропускание реакционного газа через катализатор. Затем в типовом варианте выполнения через катализатор пропускают газ, содержащий кислород. Благодаря этому содержащие углерод отложения снимаются, и катализатор регенерируется. После регенерирования снова проводят дегидрирование предельных углеводородов в соответствующей реакционной трубе или в реакторе. Согласно этому принципу способ проводят циклически.
Так как дегидрирование предельных углеводородов является эндотермическим, а регенерирование катализатора является экзотермическим, то во время регенерирования к реактору должно подводиться значительно меньше тепла, чем во время нормальной работы. Для этого обычно во время фазы регенерирования горелки эксплуатируют с меньшим расходом горючего газа, так что образуется меньшее количество дымовых газов.
В WO 2007/118825 А1 описаны способ получения олефинов из углеводородов и устройство для осуществления способа. Вследствие отключения горелок во время фазы регенерирования подвод тепла в слой катализатора прерывается, так что при регенерировании посредством пропускания газа, содержащего кислород, тепло уже не поступает в слой катализатора, и катализатор защищен от перегрева и повреждений. Для реализации способа горелки имеют устройство для отключения, а для повторного запуска после регенерирования их снова воспламеняют при помощи контрольных горелок. Как нагревательные горелки, так и контрольные горелки могут быть оснащены контрольным устройством. Нет никаких сведений в отношении выработки пара посредством применения парогенератора и компенсации прерывания нагревания.
В ЕР 179322 В1 описан способ периодического экзотермического регенерирования катализатора, который был деактивирован во время эндотермического каталитического преобразования. Посредством уменьшения производительности горелок до величины менее чем 50% от первоначальной, а предпочтительно менее чем 10% от первоначальной производительности горелок, которое осуществляют путем уменьшения подачи горючего, достигают экономии горючего и воздуха для горения. В качестве процессов, рассматриваемых для применения, упомянуты, в частности, дегидрирование изобутана, н-бутана или их смесей. При применении нескольких реакторов возможно эксплуатировать их попеременно, так что в общей сложности не происходит изменений подводимого горючего и потоков воздуха для горения и перемен нагрузки в системе отвода тепла. В этом источнике также нет никаких сведений в отношении выработки пара путем применения парогенератора или в отношении компенсации прерывания нагревания.
При ограничении процесса нагревания для регенерирования катализатора происходит уменьшение притока дымовых газов в парогенератор, который расположен в дымоходе. Это является проблематичным, так как пар, вырабатываемый парогенератором, в предпочтительном варианте выполнения используют для привода компрессора при помощи паровой турбины. Процесс дегидрирования работает таким образом, что пар для применения в паровой турбине подается как во время нормальной работы, так и во время регенерирования. Во время фазы регенерирования собственная выработка пара меньше. В то же время потребление пара в режиме регенерирования примерно такое же высокое, как при нормальной работе. Поэтому расход пара, подводимый во время фазы регенерирования, определяется расходом пара установки для дегидрирования.
По этой причине поставлена задача создания способа эндотермического каталитического производства олефинов, который во время фазы регенерирования обеспечивает максимально большой расход дымовых газов для работы парогенератора, так что в течение всего цикла «производство - регенерирование» можно обеспечивать постоянный расход пара. В изобретении также предложено устройство для этого. Оно должно также обеспечивать возможность проведения контроля и дистанционного управления процессом.
В изобретении эта задача решена при помощи способа равномерной или управляемой выработки дымовых газов из эндотермической каталитической реакции, благодаря чему при помощи этих дымовых газов посредством парогенератора может вырабатываться максимально большой поток пара, при этом на выходе дымохода находится по меньшей мере одна вспомогательная горелка, при помощи которой вырабатывают поток дымовых газов, который не вступает в контакт с нагреваемыми реакционными трубами и при помощи которого увеличивается поток дымовых газов на поверхностях теплообмена парогенератора во время регенерирования. В изобретении эта задача решена также при помощи устройства, которое образовано посредством одной или более вспомогательных горелок на входе дымохода реактора для проведения эндотермической каталитической реакции, при этом вспомогательные горелки расположены в потоке дымовых газов после реакционных труб. Устройство содержит также оборудование, при помощи которого можно контролировать вспомогательные горелки и управлять ими.
При помощи настоящего изобретения может быть уменьшен расход подводимого пара. При этом не возникают дополнительные затраты на оборудование для теплообмена, так как используются рассчитанные на нормальный режим работы аппараты и встроенное оборудование. Вспомогательные горелки, которые требуются, по существу, для режима регенерирования, являются относительно недорогими.
Типовым эндотермическим каталитическим способом, для которого изобретение находит применение, является дегидрирование алканов. В любом случае это реакции, которые проводят в реакционных трубах, выполненных с возможностью заполнения катализатором, причем реакционные трубы находятся в нагреваемом реакционном помещении, а это реакционное помещение нагревают посредством горелок при помощи горючего газа. Типичный способ дегидрирования алканов, в котором может быть применено изобретение, описан в WO 2004/039920 А2. В нем также описан реактор, посредством которого на отдельной стадии процесса сжигают водород, образующийся при дегидрировании предельных углеводородов.
В частности, предложен способ регенерирования неподвижного слоя катализатора с постоянной по времени выработкой пара от нагревания реактора, при котором:
- неподвижный слой катализатора размещен в одной или более реакционных трубах, в которых проводится эндотермическая реакция при протекании реагирующей газовой смеси,
- реакционную трубу или трубы нагревают снаружи путем сжигания горючего газа в нагреваемом пространстве, через которое проложены реакционные трубы с целью проведения эндотермической реакции,
- реакцию в реакционной трубе или трубах проводят циклически в пределах ограниченного промежутка времени, причем период времени, не используемый для реакции, используют для регенерирования катализатора путем пропускания газа, содержащего кислород или водяной пар, или смеси таких газов, и
- поток дымовых газов, образующийся вследствие нагревания реакционных труб, выводят из нагреваемого пространства и используют его при пропускании через парогенератор для выработки пара,
и который характеризуется тем, что:
- на выходе дымохода находится по меньшей мере одна вспомогательная горелка, посредством которой вырабатывают поток дымовых газов, который не вступает в контакт с нагреваемыми реакционными трубами, и посредством которого увеличивается поток дымовых газов на поверхностях теплообмена парогенератора во время регенерирования.
Вследствие увеличения расхода дымовых газов в дымоходе могут лучше использоваться поверхности теплообмена в дымоходе во время фазы регенерирования катализатора. Благодаря этому расход вырабатываемого пара в течение всей продолжительности процесса может сохраняться почти постоянным. Кроме того, вспомогательные горелки оснащены регулирующим устройством, при помощи которого может регулироваться расход горючего газа. Это может осуществляться путем регулирования вспомогательных горелок в зависимости от температуры в потоке дымовых газов позади вспомогательных горелок. При этом регулирование управляет притоком горючего газа или воздуха для горения к вспомогательным горелкам.
Чтобы дополнительно увеличить выработку пара во время регенерирования, вспомогательные горелки выгодным образом применяют таким образом, что температура потока дымовых газов на входе дымохода на поверхности теплообмена парогенератора повышается. При этом регулирование температуры в дымоходе и на поверхностях теплообмена, если это требуется, можно осуществлять посредством расхода приточного воздуха, подводимого в дымоход.
Выгодным образом вспомогательные горелки оснащены регулирующим устройством, так что можно регулировать подачу горючего газа и тем самым выработку дымовых газов. При этом регулирующим устройством управляют при помощи датчика температуры, который находится вблизи от поверхностей теплообмена парогенератора, так что вспомогательными горелками можно управлять в зависимости от температуры в дымоходе. В более простом варианте выполнения может быть также произведено ручное управление вспомогательными горелками.
Регулирующее устройство вспомогательных горелок может также подвергаться управлению на основании расхода вырабатываемого пара. В этом случае в соответствующем месте парогенератора расположено устройство для измерения расхода вырабатываемого пара, так что вспомогательными горелками можно управлять в зависимости от расхода вырабатываемого пара.
Процессами, которые принимаются во внимание для способа согласно изобретению, являются, в частности, процессы дегидрирования алканов, посредством которых алканы при выделении водорода превращают в олефины. Их можно проводить в качестве единственного процесса. Однако часто проводят дегидрирование алканов, посредством которого алканы при выделении водорода превращают в олефины, а водород на следующем отдельном этапе процесса подвергают окислению, при этом происходит дальнейшее дегидрирование еще не прореагировавших алканов. При этом вспомогательные горелки могут быть установлены в один или в более чем один реактор. Благодаря этому поддерживается весь эндотермический процесс с регенерированием катализатора.
Предложено также устройство, при помощи которого может быть реализован способ согласно изобретению. В частности, предложено устройство для равномерной выработки пара из отходящего тепла дегидрирования предельных углеводородов, включающее:
- реактор с нагреваемым пространством для проведения эндотермической реакции и содержащиеся в нем реакционные трубы, которые выполнены с возможностью заполнения катализатором,
- вход для реакционного газа и выход для произведенного газа в реакционных трубах,
- одну или более основных горелок, которые не находятся в контакте с катализатором или реакционным газом и нагревают реакционные трубы в нагреваемом пространстве снаружи,
- дымоход с выходом для дымовых газов в конце нагреваемого пространства и расположенные в нем один или более парогенераторов,
и которое характеризуется тем, что на выходе в дымоход после реакционных труб и перед прохождением через один или несколько парогенераторов расположены одна или более вспомогательных горелок.
Реакторы для проведения эндотермических процессов, которые имеют вспомогательные горелки для проведения процесса запуска, известны в данной области техники. В US 2003/0101651 А1 описано устройство для проведения эндотермической каталитической реакции, при помощи которого газ, содержащий углеводороды, пропускают через выполненные с возможностью заполнения катализатором трубы, которые нагреваются снаружи, причем реакционный газ нагревается путем конвекции во встречном потоке. Благодаря конструкции может быть существенно уменьшена величина реактора, и все устройство может быть выполнено транспортабельным. В устройстве содержатся вспомогательные горелки, которые используют для запуска реакции посредством того, что их помещают в нагреваемое пространство для сжигания горючего газа. Регенерирование катализатора и прерывание процесса нагревания не описаны. Также не упомянуты управляющие устройства для вспомогательных горелок.
В большинстве вариантов выполнения изобретения вспомогательные горелки снабжены регулирующими устройствами, при помощи которых может регулироваться производительность горелок. Соответствующими регулирующими устройствами являются, например, клапаны, задвижки, заслонки или винты, при помощи которых может регулироваться подача горючего газа во вспомогательные горелки. Регулирующее устройство может также включать регулирование подачи воздуха для горения во вспомогательные горелки.
Вспомогательными горелками можно управлять в зависимости от измеряемых параметров на выходе дымохода. В связи с соответствующими пунктами формулы изобретения в отношении способа могут применяться, в частности, измерительные зонды для измерения расхода воздуха для горения или температуры дымовых газов. Для выполнения этой задачи они расположены на выходе дымохода. Если желательно регулирование работы вспомогательных горелок в зависимости от расхода дымовых газов, то дымоходы оснащают измерительным устройством, при помощи которого может быть измерен расход дымовых газов в дымоходе, и в зависимости от этого можно осуществлять регулирование вспомогательных горелок.
Если желательно регулирование работы вспомогательных горелок в зависимости от температуры в потоке дымовых газов, то дымоходы оснащают измерительным устройством, при помощи которого может быть измерена температура дымовых газов в дымоходе и при помощи которого в зависимости от этого можно осуществлять регулирование вспомогательных горелок. Если требуется сравнительное измерение при сравнении с общим расходом или температурой дымовых газов, то соответствующие измерительные зонды могут быть также расположены в самом дымоходе или на поверхностях теплообмена парогенератора. В следующем варианте выполнения для измерения содержания кислорода в дымоходе применены лямбда-зонды, если управление вспомогательными горелками осуществляется в зависимости от содержания кислорода в дымоходе.
Реактор для размещения устройства согласно изобретению типовым образом выполнен так, как известно в уровне техники. Для реализации изобретения он включает реактор для проведения эндотермической реакции; содержащиеся в нем реакционные трубы, которые выполнены с возможностью заполнения катализатором; горелки, которые не находятся в контакте с катализатором или реакционным газом и нагревают реакционные трубы снаружи; вход для реакционного газа и выход для произведенного газа в реакционных трубах; вход для горючего газа и дымоход; и парогенератор с поверхностями теплообмена, расположенный на выходе дымохода или после него. Основные горелки и вспомогательные горелки согласно изобретению могут быть размещены в нагреваемом пространстве или в дымоходе в произвольных местах. Это относится также к нагреваемым поверхностям теплообмена. Горелки, реакционные трубы или парогенераторы могут содержаться в одном или более экземплярах. Вспомогательные горелки в любом случае располагают таким образом, что выделяемые ими дымовые газы не поступают в контакт с реакционными трубами и содержащимся в них катализатором.
Для управления и регулирования вспомогательных горелок используются те устройства, которые используются для регулирования горелок в уровне техники. Обычно это клапаны, задвижки, заслонки или винты, при помощи которых можно регулировать подачу во вспомогательные горелки горючего газа или воздуха для горения. Для измерения управляющих параметров применяют, в частности, термоэлементы, манометры, расходомеры газа и кислородные зонды.
Для применения в качестве вспомогательных горелок можно использовать газовые горелки, жидкостные горелки, реактивные горелки или твердотопливные дутьевые горелки. Это зависит от размеров дымохода и поверхностей теплообмена. К устройству согласно изобретению относятся также соответствующие устройства для воспламенения вспомогательных горелок. Это могут быть, например, электрические или электронные воспламенители, контрольные горелки или кремни. Предпочтительно вспомогательные горелки оснащены регулирующим устройством, при помощи которого регулируется производительность вспомогательных горелок. Оно может быть, например, выполнено таким образом, что дымоход оснащен измерительным устройством, при помощи которого может измеряться температура дымовых газов в дымоходе, и в зависимости от этого можно регулировать производительность вспомогательных горелок.
Для дополнительного использования отходящего тепла использованы парогенераторы, которые могут быть расположены произвольным образом и которые могут содержаться в произвольном количестве. Обычно это парогенераторы, которые расположены в виде косвенных теплообменников с поверхностями теплообмена. Они могут быть выполнены произвольным образом. Также они могут содержать измерительные устройства для измерения расхода вырабатываемого пара. Парогенераторы, которые нагревают при помощи вспомогательной горелки или горелок, могут быть оснащены устройством для измерения расхода пара, так что в зависимости от этого можно регулировать производительность вспомогательной горелки или горелок. Кроме того, к устройству согласно изобретению относятся также вспомогательные устройства, в том числе трубопроводы. Они могут содержаться в произвольных вариантах выполнения и количестве.
Устройство согласно изобретению дает преимущество максимально равномерной во времени выработки пара из отходящего тепла дегидрирования предельных углеводородов. Благодаря устройству и способу согласно изобретению может быть оптимизирована выработка пара из отходящего тепла упомянутых процессов, и отсюда может быть получена механическая энергия.

Claims (11)

1. Способ равномерной выработки пара из отходящего тепла дегидрирования алканов, при котором:
- в одной или более реакционных трубах, в которых проводят эндотермическую реакцию при протекании реагирующей газовой смеси, размещен неподвижный слой катализатора,
- реакционную трубу или трубы нагревают снаружи путем сжигания горючего газа в нагреваемом пространстве, через которое проложены реакционные трубы для проведения эндотермической реакции,
- реакцию в реакционной трубе или трубах проводят циклически в пределах ограниченного промежутка времени, причем период времени, не используемый для реакции, используют для регенерирования катализатора путем пропускания газа, содержащего кислород или водяной пар, или смеси таких газов, и
- поток дымовых газов, образующийся вследствие нагревания реакционных труб, выводят из нагреваемого пространства и используют его путем пропускания через парогенератор для выработки пара,
отличающийся тем, что в потоке дымовых газов после нагреваемых реакционных труб расположена по меньшей мере одна вспомогательная горелка, при помощи которой вырабатывают поток дымовых газов, который не вступает в контакт с нагреваемыми реакционными трубами и посредством которого увеличивается поток дымовых газов на поверхностях теплообмена парогенератора во время регенерирования.
2. Способ равномерной выработки пара из отходящего тепла дегидрирования алканов по п.1, отличающийся тем, что при помощи вспомогательной горелки или горелок повышают температуру потока дымовых газов на поверхностях теплообмена парогенератора во время регенерирования.
3. Способ равномерной выработки пара из отходящего тепла дегидрирования алканов по любому из пп.1-2, отличающийся тем, что вспомогательные горелки снабжены регулирующим устройством, а дымоход, нагреваемый при помощи вспомогательных горелок, снабжен устройством для измерения температуры, так что вспомогательные горелки можно регулировать в зависимости от температуры в дымоходе.
4. Способ равномерной выработки пара из отходящего тепла дегидрирования алканов по п.1, отличающийся тем, что вспомогательные горелки снабжены регулирующим устройством, а парогенераторы, которые нагревают при помощи вспомогательных горелок, снабжены устройством для измерения расхода пара, так что вспомогательными горелками можно управлять в зависимости от расхода вырабатываемого пара.
5. Способ равномерной выработки пара из отходящего тепла дегидрирования алканов по п.1, отличающийся тем, что эндотермическим процессом с регенерируемым катализатором является дегидрирование алканов, посредством которого алканы превращают в олефины с выделением водорода.
6. Способ равномерной выработки пара из отходящего тепла дегидрирования алканов по п.1, отличающийся тем, что эндотермическим процессом с регенерируемым катализатором является дегидрирование алканов, посредством которого алканы превращают в олефины с выделением водорода, а водород на последующей отдельной стадии процесса подвергают окислению, при котором происходит дальнейшее дегидрирование еще не прореагировавших алканов.
7. Устройство для равномерной выработки пара из отходящего тепла дегидрирования алканов, включающее:
- реактор с нагреваемым пространством для проведения эндотермической реакции и содержащимися в нем реакционными трубами, выполненными с возможностью заполнения катализатором,
- вход для реакционного газа и выход для произведенного газа в реакционных трубах,
- одну или более основных горелок, которые не находятся в контакте с катализатором или реакционным газом и нагревают снаружи реакционные трубы в нагреваемом пространстве,
- дымоход в конце нагреваемого пространства и расположенные в нем один или более парогенераторов,
отличающееся тем, что на выходе дымохода в потоке дымовых газов после нагреваемых реакционных труб и перед прохождением через парогенератор или парогенераторы расположены одна или более вспомогательных горелок.
8. Устройство для равномерной выработки пара из отходящего тепла дегидрирования алканов или парового риформинга по п.7, отличающееся тем, что вспомогательная горелка или горелки снабжены соответствующим воспламеняющим устройством.
9. Устройство для равномерной выработки пара из отходящего тепла дегидрирования алканов или парового риформинга по п.7, отличающееся тем, что вспомогательная горелка или горелки снабжены регулирующим устройством, при помощи которого можно регулировать производительность вспомогательной горелки или горелок.
10. Устройство для равномерной выработки пара из отходящего тепла дегидрирования алканов или парового риформинга по любому из пп.7-9, отличающееся тем, что дымоход снабжен измерительным устройством, при помощи которого можно измерять температуру дымовых газов в дымоходе, так что в зависимости от этого можно регулировать производительность вспомогательной горелки или горелок.
11. Устройство для равномерной выработки пара из отходящего тепла дегидрирования алканов по любому из пп.7-9, отличающееся тем, что парогенераторы, которые нагревают при помощи вспомогательной горелки или горелок, снабжены устройством для измерения расхода пара, так что в зависимости от этого можно регулировать производительность вспомогательной горелки или горелок.
RU2011140430/05A 2009-03-13 2010-03-01 Способ и устройство для равномерной выработки пара из отходящего тепла дегидрирования предельных углеводородов RU2518971C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009012663A DE102009012663B3 (de) 2009-03-13 2009-03-13 Verfahren und Vorrichtung zur gleichmäßigen Dampferzeugung aus der Abwärme einer Alkandehydrierung
DE102009012663.5 2009-03-13
PCT/EP2010/001238 WO2010102734A1 (de) 2009-03-13 2010-03-01 Verfahren und vorrichtung zur gleichmässigen dampferzeugung aus der abwärme einer alkandehydrierung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011140430A RU2011140430A (ru) 2013-04-20
RU2518971C2 true RU2518971C2 (ru) 2014-06-10

Family

ID=42338328

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011140430/05A RU2518971C2 (ru) 2009-03-13 2010-03-01 Способ и устройство для равномерной выработки пара из отходящего тепла дегидрирования предельных углеводородов

Country Status (18)

Country Link
US (1) US20120060824A1 (ru)
EP (1) EP2406000B1 (ru)
JP (1) JP5619785B2 (ru)
KR (1) KR101583854B1 (ru)
CN (1) CN102348500B (ru)
AR (1) AR076102A1 (ru)
BR (1) BRPI1006356A2 (ru)
CA (1) CA2754378C (ru)
CO (1) CO6440574A2 (ru)
DE (1) DE102009012663B3 (ru)
DK (1) DK2406000T3 (ru)
EG (1) EG27042A (ru)
ES (1) ES2392152T3 (ru)
MX (1) MX2011009544A (ru)
MY (1) MY160486A (ru)
RU (1) RU2518971C2 (ru)
WO (1) WO2010102734A1 (ru)
ZA (1) ZA201107076B (ru)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013135390A1 (de) * 2012-03-16 2013-09-19 TRISCHLER, Christian Katalysator, verfahren zu dessen herstellung und verwendung des katalysators in einem verfahren und in einer vorrichtung zur herstellung von olefinen
EP3371137B1 (en) 2015-11-04 2021-08-04 ExxonMobil Chemical Patents Inc. Fired tube conversion system and process
US9926242B2 (en) 2015-11-04 2018-03-27 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Integrated gas turbine and conversion system process
EP3371142A4 (en) 2015-11-04 2018-10-24 ExxonMobil Chemical Patents Inc. Processes and systems for converting hydrocarbons to cyclopentadiene
JPWO2018088316A1 (ja) * 2016-11-11 2019-10-03 ダウ・東レ株式会社 硬化性シリコーン組成物およびそれを用いた光半導体装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0179322A2 (de) * 1984-10-25 1986-04-30 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zum Regenerieren eines Katalysators
EP1419992A2 (en) * 2002-11-15 2004-05-19 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Synthetic gas manufacturing plant and synthetic gas manufacturing method
RU2283173C2 (ru) * 1999-05-28 2006-09-10 Хальдор Топсеэ А/С Реактор для проведения неадиабатического процесса
RU2296003C2 (ru) * 2001-07-11 2007-03-27 КОМПАКТДЖТЛ ПиЭлСи Каталитический реактор

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2104094A (en) * 1981-08-18 1983-03-02 Davy Mckee Ag Dehydrogenation process
FR2511671A1 (fr) * 1981-08-18 1983-02-25 Davy Mckee Ag Procede de deshydrogenation
US5249551A (en) * 1991-04-09 1993-10-05 Kirkpatrick William J Steam generation system mass and feedwater control system
ES2078688T3 (es) * 1991-05-06 1995-12-16 Inst Francais Du Petrole Procedimiento y dispositivo de deshidrogenacion de hidrocarburos alifaticos en hidrocarburos olefinicos.
JPH04364135A (ja) * 1991-06-11 1992-12-16 Asahi Chem Ind Co Ltd アルケニル芳香族化合物の製造方法
CN1128854C (zh) * 1996-12-16 2003-11-26 环球油品公司 用分离并气提催化剂的综合设备对烃进行流化床催化裂化
GB2359764A (en) * 2000-03-01 2001-09-05 Geoffrey Gerald Weedon An endothermic tube reactor
US6781024B2 (en) * 2000-11-22 2004-08-24 Fina Technology, Inc. Dehydrogenation process
US6878362B2 (en) * 2002-04-05 2005-04-12 General Electric Company Fuel processor apparatus and method based on autothermal cyclic reforming
DE10251135B4 (de) * 2002-10-31 2006-07-27 Uhde Gmbh Verfahren zur katalytischen Dehydrierung von leichten Paraffinen zu Olefinen
DE102006017908A1 (de) * 2006-04-18 2007-10-25 Basf Ag Verfahren und Vorrichtung zur kontrollierten Regeneration eines Katalysators und Reaktors
EP2173469B1 (en) * 2007-07-05 2014-06-18 Saudi Basic Industries Corporation Process for performing an endothermic reaction

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0179322A2 (de) * 1984-10-25 1986-04-30 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zum Regenerieren eines Katalysators
RU2283173C2 (ru) * 1999-05-28 2006-09-10 Хальдор Топсеэ А/С Реактор для проведения неадиабатического процесса
RU2296003C2 (ru) * 2001-07-11 2007-03-27 КОМПАКТДЖТЛ ПиЭлСи Каталитический реактор
EP1419992A2 (en) * 2002-11-15 2004-05-19 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Synthetic gas manufacturing plant and synthetic gas manufacturing method

Also Published As

Publication number Publication date
ES2392152T3 (es) 2012-12-05
RU2011140430A (ru) 2013-04-20
WO2010102734A4 (de) 2010-11-18
WO2010102734A1 (de) 2010-09-16
ZA201107076B (en) 2012-12-27
WO2010102734A9 (de) 2011-03-31
CO6440574A2 (es) 2012-05-15
US20120060824A1 (en) 2012-03-15
MX2011009544A (es) 2011-09-28
CN102348500A (zh) 2012-02-08
CA2754378A1 (en) 2010-09-16
EG27042A (en) 2015-04-15
EP2406000B1 (de) 2012-09-19
MY160486A (en) 2017-03-15
DE102009012663B3 (de) 2010-09-16
DK2406000T3 (da) 2013-01-07
EP2406000A1 (de) 2012-01-18
AR076102A1 (es) 2011-05-18
KR20120003884A (ko) 2012-01-11
CN102348500B (zh) 2013-12-18
JP2012520352A (ja) 2012-09-06
CA2754378C (en) 2016-07-19
JP5619785B2 (ja) 2014-11-05
BRPI1006356A2 (pt) 2018-02-14
KR101583854B1 (ko) 2016-01-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2518971C2 (ru) Способ и устройство для равномерной выработки пара из отходящего тепла дегидрирования предельных углеводородов
CA2557265A1 (en) Compact steam reformer
EP2212243A2 (en) Hydrogen generating apparatus using steam reforming reaction
JP2012533583A (ja) 製品組成が均質化であるアルカンを脱水素化する方法及び装置
JP5905933B2 (ja) 廃熱回収装置および廃熱回収方法
JP3437684B2 (ja) 燃料電池発電装置用の燃料改質器およびその運転方法
JP2011057480A (ja) 水素生成装置
TWI663325B (zh) 熱、氫生成裝置
TW202317467A (zh) 用於氫製造的裝置
JPH10134838A (ja) 燃料電池用改質器及びその制御方法
JP5534866B2 (ja) 水素生成装置およびその起動方法並びに燃料電池システムおよびその起動方法
JPS5849587B2 (ja) パラレルフロ−型改質炉
JP7291664B2 (ja) 炭化水素製造装置、および、炭化水素製造方法
CN101883734A (zh) 通过蒸汽转化制备合成气的方法
JP2010275164A (ja) 水素生成装置
JP2007186572A (ja) 重質油の改質装置、重質油改質装置を備えたガスタービン、重質油改質装置を備えたガスタービンプラント、及び重質油の改質方法
JP6678299B2 (ja) 水素生成装置
RU2234458C1 (ru) Процесс риформинга природного газа в производстве аммиака
RU2006107313A (ru) Способ паровой конверсии природного газа в синтез-газ и устройство для его реализации
RU2006120221A (ru) Способ использования энергоэффективности паровой каталитической конверсии природного газа в синтез-газ и устройство для его реализации
WO2000076654A1 (en) Fixed bed reactor for gas involving exothermic catalytic reactions and process therefor
JP2011144053A (ja) 燃料改質器
JP2005048640A (ja) ガスタービンシステム
JP2011153040A (ja) ガス循環式水素製造装置

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180302