Способ паровой конверсии углеводородов

 

Изобретение относится к химической и нефтехимической промышленности. Цель - снижение вредных выбросов и увеличение срока службы реакционных труб и катализатора . Способ паровой каталитической конверсии углеводородов осуществляют в реакционных трубах трубчатой печи за счет обогрева их дымовыми газами от сжигания топлива в потолочных горелках и последующего каскадного сжигания топлива в туннельных горелках. Сжигание топлива в потолочных горелках ведут при коэффициенте избытка воздуха ,65-0,98. По сравнению со способом-прототипом срок службы реакционных труб увеличивается в 1,25 раза, катализатора в 1.5 раза, а содержание окислов азота в дымовых газах сокращается в 6 раз. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з С 01 В 3/16

Ъ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4708010/26 (22) 20,06.89 (46) 30.05.92. Бюл. N 20 (71) Пермское производственное объединение "Пермнефтеоргсинтез" им. XXI II съезда

КПСС (72) А.ИЛу1алышев (53) 661,961.361(088,8) (56) Патент СССР N- 359839, кл. С 01 G 11/28, 10.07,67. (54) СПОСОБ ПАРОВОЙ КОНВЕРСИИ УГЛЕВОДОРОДОВ (57) Изобретение относится к химической и нефтехимической промышленности. Цель— снижение вредных выбросов и увеличение

Изобретение относится к химической промышленности и нефтехимической и может быть использовано в производстве аммиака, метанола и высших спиртов.

Цель изобретения — снижение вредных выбросов и увеличение срока службы реакционных труб и катализатора.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу каскадное сжигание топлива с танковыми и продувочными газами, содержащими аммиак, осуществляют,при коэффициенте избытка воздуха а= 0,65-0,98 на потолочных горелках при закрытых регистрах вторичного воздуха, затем одновременной работой туннельных горелок и горелок на пароперегреве, способом сохранения и равномерного распределения тепла в радиантной части печи ffO всей высоте реакционных труб, снижением,, «Ы,, 1736917 А1 срока службы реакционных труб и катализатора, Способ паровой каталитической конверсии углеводородов осуществляют в реакционных трубах трубчатой печи за счет обогрева их дымовыми газами от сжигания топлива в потолочных горелках и последующего каскадного сжигания топлива в туннельных горелках. Сжигание топлива в потолочных горелках ведут при коэффициенте избытка воздуха а = 0,65 — 0,98. По сравнению со способом-прототипом срок службы реакционных труб увеличивается в

1,25 раза, катализатора в 1.5 раза, а содержание окислов азота s дымовых газах сокращается - в 6 раз, 1 табл. содержания вредных выбросов в.атмосферу — окислов азота, повышением активности катализатора по высоте реакционных труб, равномерным нагревом реакционных труб и (Ъ снижением температуры реакционной смеси до 720 — 769 С.

Пример 1. Смесь углеводородного газа и водяного пара подают в реакционные трубы, заполненные катализатором. На катализаторе при 7400С имеет место эндотермический процесс паровой конверсии углеводородов. Подвод тепла для эндотер- а мической реакции осуществляется в резуль-. тате сжигания нагретого природного газа с воздухом в горелках до рабочей температуры металла реакционных труб 890 С. . При нагрузке трубчатой печи(100 g нагрузка по технологическому газу 40 тыс нм /ч по

3 пару l20 т/ч, расход топлива 20 тыс им /ч) 1736917 сжигание топлива в радиальной части печи и последующее каскадное сжигание топлива в туннелях и конвекционной части печи и блоке теплообменной аппаратуры для нагрева и подготовки сырья к высокотемпературным реакциям ведут с коэффициентом избытка воздуха й= 0,82, при этом сжигании в дымовых газах вредные выбоосы в атмосферу составляют 80 — 120 мгlм окислов азота. Это обуславливает равномерное распределение тепла по высоте реакционных труб, паровая конверсия углеводородов идет до остаточного содержания метана 911 об., срок службы катализатора 6 лет, срок службы реакционных труб 112000 ч, Пример 2, Смесь углеводородного газа и водяного пара подают в.реакционные трубы, заполненные катализатором. На катализаторе при 769 С имеет место эндотермический процесс паровой конверсии углеводородом. Подвод тепла для эндотермической реакции осуществляют в результате снижения нагретого природного газа с воздухом в горелках до рабочей температуры металла реакционных труб, равной

890" С.

При пуске и до полной нагрузки трубчатой печи (100 ) нагрузка по технологическому газу 40 тыс нм /ч, Ilo пару 120 т/ч, расхода топлива 21 тыс нм /ч) сжигание з топлива в радиантной части печи и последующее каскадное сжигание топлива в туннелях и конвекционной части печи и блоке теплообменной аппаратуры для нагрева и подготовки сырья к высокотемпературным реакциям ведут с коэффициентом избытка воздуха a = 0,98, дополнительно прикрывают регистры вторичного воздуха потолочных горелок печи, при этом сжигании вредные выбросы в атмосферу в дымовых газах составляют 80-120 мг/м окислов азоз та, Это обуславливает равномерное распределение тепла по высоте реакционных труб, паровая конверсия углеводородов идет до остаточного содержания метана 9-11 об., срок службы катализатора 6 лет, срок службы реакционных труб l 12000 ч.

П р и и е р 3. Смесь углеводородного газа и водяного пара подают в реакционные трубы, заполненные катализатором. На катализаторе при 720 С имеет место эндотермический процесс паровой конверсии углеводородов. Подвод тепла для эндотермической реакции осуществляют в. результате сжигания нагретого природного газа с воздухом в горелках до рабочей температуры металла реакционных труб, равной

890 С.

При полной нагрузке трубчатой печи (100% нагоузка по технологическому газу

40 тыс нм /ч. по пару 120 т/ч, расход топлива 20 тыс нм /ч) сжигание топлива в раз диантной части печи и последующее сжигание топлива в туннелях и конвенционной части печи и блоке теплообменной аппаратуры для нагрева и подготовки сырья к высокотемпературным реакциям ведут с коэффициентом избытка воздуха a =, 0,65, дополнительно прикрывают регистры вторичного воздуха потолочных горелок, при этом сжигании в дымовых газах вредные выбросы в атмосферу составляют 80 — 120

15 мгlм окислов азота, Это обуславливает равномерное распределение тепла по высоте реакционных труб, паровая конверсия углеводородов идет до остаточного содержания метана 9 — 11 об,, срок службы

20 катализатора 6 лет, срок службы реакционных труб 112000 ч.

Пример 4. Смесь углеводородного газа и водяного пара подают в реакционные трубы, заполненные катализатором. На ка25 тализаторе при 770 С имеет место эндотермический процесс с паровой конверсии углеводородов. Подвод тепла для эндотермической реакции осуществляют в результате сжигания нагретого природного газа с

30 воздухом в горелках до рабочей температуры металла реакционных труб, равной

895 С.

При пуске и до полной нагрузки трубчатой печи (100% нагрузка по технологическо35 му газу 400 тыс нм /ч, по пару 120 т/ч, расход топлива 21 тыс нм /ч) сжигание топлива в радиантной части печи и последующее сжигание топлива в туннелях и конвекционной части печи и блоке тепло40 обменной аппаратуры для нагрева и подготовки сырья к высокотемпературным реакциям ведет с коэффициентом избытка воздуха a = 1,00, при этом сжигании в дымовых газах вредные выбросы в атмосферу

45 составляют 500 — 700 мг/м окислов азота, Это обуславливает неравномерное распределение тепла по высоте реакционных труб, паровая конверсия углеводородов идет до остаточного содержания метана 5-8 об., 50 срок службы катализатора 4-5 лет, срок службы реакционных труб 96000 ч.

Пример 5. Смесь углеводородного газа и водяного пара подают в реакционные трубы, заполненные катализатором, На ка55 тализаторе при 719 С имеет место эндотермический процесс паровой конверсии углеводородов, Подвод тепла для эндотермической реакции осуществляют в результате сжигания нагретого природного газа с

1736917

Способ

Показатели

П е лагаемый

П ототип

Температура металла реакционных труб, С

Температура смеси пароуглеводородного потока на выходе из реакционных труб печи, С

Коэффициент избытка воздуха при снижении топлива, и

Содержание метана из реакционных труб печи,об, %

Содержание окислов азота в дымовых га зах, мг/м

Расход топлива, тыс нм /ч

Срок службы реакционных труб, ч

С ок сл жбы катализато а, го

930

890

750-900

1,3 — 2,5

720-769,0,65 — 0,98

9 — 11

9 — 11

500-800

90000

80-120

112000

6 .

Составитель А. Лобановская

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Э. Лончакова

Редактор М, Бандура

Заказ 1866 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 воздухом в горелках до рабочей температуры металла реакционных труб 885 С.

При нагрузке трубчатой печи (100 нагрузка потехнологическому газу400тыс нм /ч по з пару 120 тыс/ч, расход топлива 19 тыс нм /ч) сжигание топлива в радиантной части печи и последующее каскадное сжигание топлива в туннелях и конвенционной части печи и блоке теплообменной температуры для нагрева и подготовки сырья к высокотемпературным реакциям ведут с коэффициентом избытка воздуха а= 0,63, при этом сжигании в дымовых газах вредные выбросы в атмосферу составляют 120 — 150 мг/м окислов з азота. Это обуславливает неравномерное распределение тепла по высоте реакционных труб, паровая конверсия углеводородов идет до остаточного содержания метана 12—

14 об., срок службы катализатора 6 лет, срок службы реакционных труб 112000 ч.

Примеры 4 и 5 проводят аналогично примерам 1-3 и показывают выход за предлагаемые параметры.

В таблице приведены основные параметры осуществления известного и предлагаемого способов при работе трубчатой печи с сохранением и равномерным расп ределением тепла, уменьшением вредных выбросов в атмосферу, содержащих окислы

S азота 80 — 120 мг/м в дымовых гаММ„:увеличением срока службы реакционных" труб и катализаторов, Из таблицы следует, что по сравнению с прототипом срок службы реакционных

10 труб увеличивается в1,25 раза, катализатора — в 1,5 раза, а содержание окислов азота в дымовых газах сокращается в-6 раз.

Формула изобретения

Способ паровой конверсии углеводоро15 дов, осуществляемой в реакционных трубах трубчатой печи эа счет тепла дымовых газов, получаемых от сжигания топлива в потолочных горелках и последующего сжигания топлива в туннельных горелках, о т л и ч а20 ю щ и и с s тем, что, с целью снижения вредных выбросов и увеличения срока службы реакционных труб и катализатора. сжигание топлива в потолочных горелках ведут при коэффициенте избытка воздуха

25 а= 0,65-0,98.