SE446623B - Forfarande for framstellning av en vete- och kveverik gas - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 446 623 1 den amerikanska patentskriften 4 127 389 anges att värmeväxlingsapparaten kan utnyttjas för utförande av den primära reformeringen genom användning av värmet från de gaser som komer från den sekundära reformeringen som värmekälla. p Genom den kända tekniska litteraturen är således känt att en yärmeväxlare med cuberna 1 tubknippet fyllda med en katalysator kan användas för utförande av den primära reformeringen genom utnyttjande av värmet från de gaser som komer från den sekundära reformeringen.

Det är emellertid i detta sammanhang viktigt att påpeka att, när värmeväxlarreaktorn används i stället för den konventionella reformeringsugnen, temperaturen i det sekundära reformeringssteget måste öka avsevärt och detta kan ske endast genom bränning av en större gasvolym med en större luftvolym, varför eventuellt ett kväve: väte-förhållande kan föreligga, som ligger mycket över det förhållande som krävs för ett av de huvudsyften för vilka reformeringsgasen för närvarande framställs, dvs för_framställning av en gas avpassad för syntes av ammoniak.

A andra sidan är det just av detta skäl som enligt den amerikanska patentskriften 4 162 290 reformeringssteget utförs parallellt i värmeväxlarreaktorn och i den konven- tionellaeugnen.

Fördelningen av utgângsmaterialet i enlighet med det i den amerikanska patentskriften 4 162 290 avslöjade förfarandet dels till värmeväxlarreaktorn och dels till den konventionella ugnen bidrar till att göra förfarandet avsevärt komplicerat genom att det krävs extra apparatur jämte komplicerade regleringsanordningar för fördelning av kolväteflödet men utan att man väsentligt mildrar driftbetingelserna i den konventionella ugnen.

Nämnda komplikationer vid det i den amerikanska patentskriften 4 162 290 beskrivna förfarandet utgör ett hinder för dess praktiska tillämpning.

Det har nu visat sig att ovan nämnda komplikationer och olägenheter med de inom tekniken kända förfarandena, vilka komplikationer och olägenheter är ansvariga'för 0 an 10 15 20 25 30 35 3 446 623 en avsevärt högre kostnad vid reformeringen, kan alla eli- mineras genom att man anordnar värmeväxlarreaktorn i serie 1 förhållande till ugnen och utför de lämpliga omvandlingar- na i fråga av det kolvätehaltiga utgângsmaterialet i ugnen, i värmeväxlaren likom i det sekundära reformeringssteget.

Det i ingressen definierade förfarandet utmärkes av att man genomför ångreformeringen i två efter varandra kopplade steg, varvid 20-50% av den förvärmda naturgasen eller gasbensinen omvandlas i det första steget och den i detta steg erhållna gasen lämnar detta med en temperatur av 650- 7so° och den därvid erhållna gasen lämnar det andra steget med en C och i det andra steget omsättningen bringas till 70% temperatur av 750°C. Ytterligare särdrag framgår av de osjälv- ständiga kraven. _ Förfarandet enligt föreliggande uppfinning utförs genom att man matar naturgasen eller gasbensinen vid hög temperatur till en ångreformering, som utgörs av två serie- kopplade steg, vilka utför partiella omvandlingar av natur- gasen eller gasbensinen, såsom beskrivs närmare nedan, och därefter från det andra ångreformeringssteget till ett luftreformeringssteg (sekundär reformering), som ar- betar vid en sådan temperatur att värmet hos de gaser som avgår från sistnämnda steg utnyttjas för drift_av det andra ângreformeringssteget. Ånga kan även, såsom är uppen- bart, fördelas mellan de två seriekopplade ångreformerings- stegen, även om i regel den helt införs i det första ste- get.

Förfarandet enligt föreliggande uppfinning består närmare bestämt av följande steg: a) De med en reformeringskatalysator fyllda tuberna, anordnade i strâlningssektionen av en ugn, matas med ånga och naturgas eller gasbensin, varvid molförhàllandet ånga: kol är 2-5 och varvid utgångsmaterialen eventuellt har förvärmts till en temperatur av 400-650°Cï b) En omvandling av 20-50% av den inmatade naturgasen eller gasbensinen fås att äga rum, varvid utloppstempera~ turen är 6500-7500 C; c) De partiellt omvandlade gaserna avdras från tuberna i ugnens strålningssektion; 10 15 20 25 30 35 446 623 4 d) De från c) avdragna gaserna införs därefter i de med katalysator fyllda tuberna i en värmeväxlarreaktor, där omvandlingen bringas till 70% medan utloppstemperaturen a regleras till mellan 750°C och 850°C; _* e) Gaserna från värmeväxlarreaktorn avdras och införs i den sekundära reformeringsreaktorn, vid vars utlopp temperaturen hålls mellan 920° C och 10500 C genom förbrän- ning med luft; f) Gaserna från den sekundära reformeringsreaktorn avdras och får strömma genom sidan av höljet till värme- växlarreaktorn på ett sådant sätt att man uppnår samma temperatur som i d) ovan; ' g)_ Den reformerade gasen avdras från höljet av värme- växlarreaktorn.

Det torde inses att man genom att arbeta i enlighet med föreliggande uppfinning avsevärt kan öka drifttrycket. jämfört med vad som är möjligt vid de konventionella för- farandena; närmare bestämt utförs förfarandet enligt före- liggande uppfinning under tryck av 50-80 atm och fötreträdes- vid vid tryck av 60-70 atm. ' Uppfinningen åskadliggörs närmare med hänvisning till bifogade ritning.

Naturgasen och ångan inmatas via ledningen 1, där- efter förvärms de i konventionszonen i ugnen 6 och införs via ledningen 7 i tuberna 8 (endast en tub visas), vilka är fyllda med en reformeringskatalysator.

Inloppstemperaturen på gas- och ângblandningen, som inkommer i tuberna, är 520°C, medan utloppstemperaturen är 73o°c.

Bränslegasen inmatas i ugnen via ledningen 9.

Den gas som lämnar 8 och reformeras till 44% matas via ledningen 12 till värmeväxlarreaktorn 10, där den strömmar genom de katalysatorfyllda tuberna. Värmeväxlar- reaktorn 10 matas via höljets sida med de varma gaser som kommer från den sekundära reformeringsenheten ll via led- ningen 4; nämnda gaser har en temperatur av 974°C.

De gaser som lämnar tuberna i värmeväxlarreaktorn har en temperatur av 824°C och matas via ledningen 3 till den sekundära reformeringsapparaten ll, 1 vilken luft in- 446 623 5 förs via ledningen 5 vid en temperatur av 550°C.

Den reformerade gasen avdras genom höljet i värme- växlarreaktorn via ledningen 12 med en temperatur av 758°C.

Materialbalansen för förfarandet enligt uppfinningen återges nedan med de reaktanttemperaturer och produkter som angivits ovan. ióez oærsm.. _. ...Qmez .. .nmïëw när: . :även ...Qnaz . 93%? »H33 . inez. . møwßnfi. åmš. manen.. »Qnez . .. 23+ .ånga .. xßfim. wßfiß 3338 månen. _ ämnen mwßflflfl. åwwfi. _ own 36 m3 Sao. .o . 36. m . 3.0 w . ~< .flwmfifl . . mooon.. SJ u? noJ ewa. .EJ o? z Nwåfl mwvå.. Quid.. 0.32... wwåw. (22. .wwrâ men.. ~8 . nerna .Sån , wei. 3.3 9.:» _33. . . 3 .. 213 _. . mmßß .nmwë mfiå 3:3 . nwflwr . .3...< S3 ._ . w: . . ..._10 .. S 2:. .mo . . 3.? m3. . . 3: .u . _ _ moå .än . . . . . m: nu r . . 2.6 .N23 _ nano 3:0 .m2 .ww_m... v89 . qmxuw .__ .Smwflm weir. 82k.. . . <3 .

W på .å _ hmwwfl w . 5 .å w .å sz. . . _. . n . w m . n . ..«- W nxnez unødomeon .v .m _ .w . ..._ . nu wøfim. 446 623 Det kan även påpekas att, om man förfar i enlighet med föreliggande uppfinning, man kan använda en reforme- ringsugn, som har reducerad storlek och har förbättrad tillförlitlighet efter driftbetingelserna är mindre dras- 5 tiska.

Det är även värt att notera att förbrukningen av strâlningsvärme till reformeringsugnen reduceras med ca 35% och dessutom bör man beakta de besparingar i kompressions- arbete som möjliggörs av det faktum att förfarandet enligt 10 uppfinningen ger en syntesgas vid ett tryck, som är avse- värt högre än det som uppnås vid konventionella metoder.

F)

Claims (3)

446 623 1 PATENTKRAV

1. Förfarande för framställning av en väte- och kväverik gas av naturgas eller gasbensin genom angreformerlng i tva steg och därpå följande luftreformering, varvid naturgasen eller gasbensinen förvärmes till 400-65000, uppvärmning sker i det första angreformeringssteget medelst stralningsvärme och l det andra angreformeringssteget genom indirekt vär- meväxling med fran luftreformeringsteget erhallen gas, som uttages med en temperatur av 920-1Û50°C, k ä n n e t e c k n a t därav, att man genomför angreformeringen i tva efter varandra kopplade steg, varvid 20-5096 av den förvärmda naturgasen eller gasbensinen omvandlas i det första steget och den i detta steg erhållna gasen lämnar detta med en temperatur av 650-750°C och i det andra steget omsättningen bringas till 70% och den därvid erhållna gasen lämnar det andra steget med en temperatur av 750°C.

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att det första steget av angreformeringen utföres i tuber fyllda med en katalysator, vilka är anordnade i ett omrâde av en ugn, där värmeöverföring sker genom strålning.

3. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att det andra angreformeringssteget utföres i en tubknippevärmeväxlare med tuberna fyllda med katalysator, vilken värmeväxlare upphettas av effluent från luftreformeringen, vilken effluent far strömma genom värmeväxlarens man- tel.