Автотермический реактор для получения синтезгаза

 

Изобретение относится к конструкции автоматического реактора и позволяет повысить эффективность процесса. Автотермический реактор содержит корпус вертикального тиаа с теплообменной камерой, расположенной над слоем катализатора вторичного риформинга и камерой сгорания. При этом в теплообменной камере размещены реакционнее трубы с катализатором внутри. 2 з,п.ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 01 J 8/04, С 01 В 3/38

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 3856865/26 (22) 29.01,85 (31) 574921 (32) 30.01,84. (33) US (46) 15.02.92. Бюл. hL 6 (71) Флуор Корпорейшн (US) (72) Джерри Ли Льюис (53) 66.023(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 114433338833, . кКл . В 01 J8/02,,1960, Изобретение касается конструкции реактора для получения синтез-газа.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса.

На чертеже представлен автотермический реактор, вертикальный разрез, Реактор содержит. корпус I, теплообменную камеру 2, патрубок 3 для ввода смеси водяного пара с исходным углеводородным газом, реакционные трубы4, закрепленные в трубных решетках 5 и 6.

В реакционных трубах расположен первый неподвижный слой катализатора 7. Этим катализатором может быть любой пригодный для риформинга катализатор, например никель. Стенка корпуса 1 имеет изнутри футеровку 8, например, из армирующей керамики, которая сводит к минимуму теплоперенос через кожух. Реактор содержит устройство для направления потока, выполненное в виде конического отражателя 9 с трубой 10, сообщающегося с реакционными трубами непосредственно около трубной решетки 6, обеспечивая проход прореагиро,, 5U „„171 3420 А3 (54) АВТОТЕРМИЧЕСКИЙ РЕАКТОР ДЛЯ

ПОЛУЧЕНИЯ СИНТЕЗ-ГАЗА (57) Изобретение относится к конструкции автоматического реактора и позволяет повысить эффективность процесса, Автотермический реактор содержит корпус вертикального типа с теплообменной камерой, расположенной над слоем катализатора вторичного риформинга и камерой сгорания. При этом в теплообменной камере размещены реакционные трубы с катализатором внутри, 2 з,п.ф-лы, 1 ил, вавших, частично реформированных газов из реакционных труб 4 в камеру 11 сгорания, которая находится в нижней части реактора. Хотя представленный отражатель 9 имеет форму конуса, могут использоваться и другие конфигурации отражателя.

В нижней части реактора предусмотрен второй впускной патрубок для ввода кислорода или обогащенного кислородом воздуха в камеру сгорания. Рядом с концом, верти кально проходящей трубы 10 установлена перегородка 12 для отделения камеры 1 1 сгорания оттеплообменной камеры 2. В перегородке 12 предусмотрены отверстия 13, через которые проходит продукт реакции. образующийся при сгорании, и входит во вторую зону 14 катализатора. Продукт. образующийся при сгорании, может проходить через данную зону катализатора и подвергаться дополнительному или вторичному риформингу с образованием необходимого синтез-газа. В этом случае катализатором риформинга может быть лю1713420

50 бой общеизвестный катализатор, выбранный специалистом в данной области.

По мере того как образующийся синтезгаз проходит из второй зоны катализатора вверх, он посредством отражателей 15 потока направляется к наружной стороне реакционных труб 4 так, что обеспечивается непосредственное контактирование между реакционными трубами и горячим потоком продукта. Это, в свою очередь, обеспечивает эффективную утилизацию экзотермической теплоты сгорания для эндотермической реакции, протекающей внутри реа кцион н ых труб 4.

В непосредственной близости от впускного патрубка 3 предусмотрен выпускной патрубок 16, через который удаляется синтез-газ для очистки и дальнейшей обработки с целью получения аммиака (или какого-либо другого продукта в зависимости от типа реакционного процесса).

Реактор включает лазы 17 и 18, служащие для технического обслуживания и профилактического ремонта, Реактор может быть снабжен дополнительными впускными и выпускными патрубками для распределения потока, ввода дополнительного топочного газа или водяного пара в камеру сгорания.

Реактор работает следующим образом, Исходный углеводородный газ вводится в корпус 1 реактора через впускной патрубок 3 при температуре 482 — 704 С. Смесь проходит через отверстия в трубной решетке 5 и через реакционные трубы 4, выходит из реакционных труб через конический отражатель 9, и роходит через трубу 10 и выходит в нижнюю часть реактора и в реакционную камеру 11 при температуре

593 — 760 С, Кислород или обогащенный кислородом воздух при температуре в пределах от комнатной до 38 С вводится в камеру сгорания через впускной патрубок 19 для осуществления процесса горения. Продукт, полученный в результате сгорания, имеет температуру 1374 — 1926 С и проходит вверх через отверстия 13 в перегородке 12 и вторую зону 14 катализатора, в результате чего происходит вторичный риформинг, Смесь образующегося при вторичном риформинге синтез-газа имеет температуру

815 — 1149 С и направляется вверх, приходя в непосредственный контакт с реакционными трубами 4, в результате чего,осуществляется теплообмен, обеспечивающий нагрев смеси водяного пара с исходным углеводородным газом внутри труб 4, Температура охлажденной смеси синтез-газа составляет.

538-704 С, Реакционные трубы 4 в трубных решетках 5 и 6 подвешены внутри реактора к его стенке на подвесках 20. Это позволяет использовать тонкостенные трубы, которые менее дорогостоящи и имеют лучшие характеристики теплопереноса, чем трубы большого сечения. Поскольку тонкостенные трубы обладают более высокой прочностью на растяжение, чем на сжатие, то их монтируют внутри реакционного сосуда путем подвешивания, в противном случае они могут деформироваться или даже разрушиться.

Формула изобретения

1. Автотермический реактор для получения синтез-газа, содержащий теплообменную камеру, патрубок для ввода водяного пара и исходного газа в теплообменную камеру, реакционные трубы, заполненные катализатором и установленные в теплообменной камере для выполнения первой стадии риформинга, устройство для направления потока, выполненное в виде конического отражателя с трубкой, в нижней части которой расположена перегородка для направления потока из реакционных труб в камеру сгорания, имеющую патрубок для поступающего газа, патрубок вывода синтез-газа, расположенный в верхней части теплообменной камеры, и футеровку, о тл и чаю щийсятем, что, с целью повышения эффективности процесса, камера сгорания расположена под перегородкой, имеющей отверстия для выхода продуктов сгорания, причем на перегородке, расположенной между камерой сгорания и теплообменной камерой, установлен второй слой катализатора для выполнения второй стадии риформинга.

2. Реактор по п. 1, отл и ч а ю щи и с я тем, что футеровка размещена изнутри реактора.

3. Реактор по пп. 1 и 2, отл и ча ю щ ийс я тем, что реакционные трубы установлены на подвесках.

Составитель Н. Кацовская

Редактор А. Маковская Техред М.Моргентал Корректор О. Кундрик

Заказ 54о Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул,Гагарина, 101