Способ паровой каталитической конверсии углеводородов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (И) 579220 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— о (22) 3аявлено 181275(21) 2300425/23-26

2 (51) N. Кл. с 01 в 2/16 с присоединением заявки Ph— (23) Приоритет— (43) Опубликована 051177. Бюллетень Я 41 ("5) Дата опубликования ОНН<аНН 281177

fss gs()crssss l Isles>

66ВВТФ МФИВВТ)?ВВ И6Р

В ДФЯ11 ИТОЦТТТНМ

1 И)Ц)ЫТ))И (ЬЗ) УДК 661. 961. 621 (088. 8) (72) ASTOpb! М.Х. Сосна, A. П. Потанин, В. В. Харламов, B. И. Лурье, изобретения В.A. Toï÷èé, с.м.штефан, В.п.семенов и В.Д.кондращенко

P3) Заявитель (54) СПОСОБ ПАРОВОЙ КАТАЛИТИЧЕСКОИ КОНВЕРСИИ

УГЛУВОДОРОДОВ

Изобретение относится к способу паровой каталитической конверсии углеводородов, который используют в химической и нефтехимической промышленности °

В настоящее время при получении исходных газов для синтеза метанола и аммиака, а также для производства водорода наиболее широко используют способ паровой или паро-углекислотной каталитической конверсии углеводородов в трубчатых печах под давлением с обогревом реакци- нных труб горячими дымовыми газами ) 1) .

Известен способ паровой каталитической конверсии углеводородов под давлением в трубчатых печах на катализаторе при 750-950 С, включающий процесс теплообмена, смешения углеводородов с водяным паром до соотношения пар:газ = 4:1, паровую каталитическую конверсию углеводородов в трубчатых печах под действием тепла от сжигания природного газа в горелках с воздухом, сжатом в компрессоре с промежуточным охлаждением воздуха охлаждающей водой и с использованием энергии сжатых дымовых газов в котлах-утилизаторах и в газовой турб (2J

Недостатками известного способа является невысокая степень конверсии и значительные энергома;-ериальные затраты.

С целью снижения энергозатрат сжи ганне природного газа для обогрева реакционных труб трубчатой печи осуществляют q5 сжатым воздухом, содержащим водяной пар 5-15 об. 4.

Водяной пар вводят в сжатый воздух путем частичного испарения воды, нагретой в промежуточных воздухоохладителях компрессора воздуха.

Применение этого способа позволяет повысить. эффективность теплообмена в трубчатой печи на 25-30% и, следовательно, увеличить степень конверсии углеводородов. Полезно испольэовать энергию, затрачиваемую на сжатие воздуха в первых ступенях компрессора, компенсировать потери на аэродинамическое сопротивление.

Пример. Природный газ с давлением 15 атм подают в подогреватель, в котором природный газ подогревают до 400 С продуктами сгорания топлива.

Затем осуществляют очистку природного газа от серы, после чего его см шивают с потоками водяного пара и двуокиси углерода до соотношения пар

579220

Формула иэ обретения

Составитель В.Кирюшкин

Техред С.Беца Корректор Н.Ковалева

Редактор Л.Курасова

Заказ 4323/23 Тираж 658 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров CCCI> по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 пар: гаэ: СО 3, 3: 1: О, 27, Полученную .й смесь вводят в трубное пространство трубчатой печи, заполненное никельсодержащим катализатором и обогреваемое через стенки реакционных труб продуктами сгорания топлива, подаваемого в межтрубное пространство трубчатой печи.

Конверсию проводят при 870 С, при этом конвертированные газы получаются следующего состава, об.Ъ:

СО 11; CO 17," Н 68, 35; CH 3 5; % +И ) О, 1 5.

Полученные конвертированные газы направляются для охлаждения в котелутилизатор и затем в отделение синтеза метанола. Атмосферный воздух с температурой 20 С сжимают в первой ступени компрессора до давления 46атм (при этом его температура повышается до 200 С) и направляют в промежуточный воздухоохладитель, для охлаждени я 20 воздуха до 45 С перед поступлением

его на вторую ступень сжатия. Сжатый воздух с давлением 12 атм и температурой 200 С направляют в увлажнитель, в котором осуществляют насыщение воэ- 35 духа водяными парами до 10 об.Ъ. Испарение воды происходит, в основном, благодаря теплу горячей воды (150 С), поступающей а увлажнитель из промежуточного воэдухоохладителя, и частично З0 благодаря теплу сжатого воздуха, так как температура увлажненного воздуха снижается до 170 С.

Неиспарившуюся воду из увлажнителя с температурой 65 С насосом подают в водяной теплообменник, в котором ее о охлаждают до 30 С, и затем — в промежуточный воздухоохладитель. Сжатый воздух, насыщенный водяными парами, с давлением 12 атм и температурой

170 С подают в межтрубное пространство трубчатой печи для сжигания природного газа, где происходит интенсивный тепЛообмен между дымовыми газами, обла- дающими at.ñîêой степенью, черноты, ко- торая способствует повышению эффективности радиционного теплообмена, и реакционными трубами, в которых происходит паро-углекислотная конверсия природного газа. о

Дымовые газы с температурой 1000 С после трубчатой печи направляют в ко гел-утилизатор, в котором их охлаждают до 800 С. После этого дымовые газы с добавлением 10,5 атм направляют в газовую турбину, где в результате расширения газов вырабатывают механичес кую энергию для привода компресаора воздуха и электрического генератора, Из газовой турбины дымовые газы с температурой 400 С направляют в котелутилизатор для получения водяного пара

Предлагаемый способ позволит сократить поверхность теплообмена трубчатой печи на 10-15%, получить дополнительную выработку электроэнергии газовыми турбинами в количестве 300 кВт метанола.

Способ паровой к аталитической конверсии углеводородов при 750-950 С в трубчатых печах, обогреваемых сжиганием природного газа в горелках со сжатым воздухом, о т л и ч а ю щ и Р с я тем, что, с целью снижения энергозатрат, сжигание природного газа для обогрева трубчатой печи осуществляют со сжатым воздухом, содержащим водяной пар в количестве 5-15об.Ъ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Справочник аэотчика, Химия, 1967, т. l. с ° 71, 118-121.

2. Авторское свидетельство СССР

М 119174, кл. С 01 В 1/18, )7.07.58.