專利名稱：氨合成氣體和動(dòng)力的聯(lián)合生產(chǎn)的方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過(guò)烴原料的一級(jí)和二級(jí)蒸汽轉(zhuǎn)化生產(chǎn)合成氣體和產(chǎn)生動(dòng)力的方法，其中從高壓下的二級(jí)蒸汽轉(zhuǎn)化中被收回的部分合成氣體在氣體渦輪機(jī)中膨脹以產(chǎn)生動(dòng)力，并且膨脹的合成氣體在一級(jí)蒸汽轉(zhuǎn)化步驟中用作燃料。
由烴原料先后經(jīng)過(guò)一級(jí)和二級(jí)蒸汽轉(zhuǎn)化來(lái)制備合成氣體是公知的技術(shù)。慣用的制備方法是先后在一明火管式蒸汽轉(zhuǎn)化器和一個(gè)具有頂部燃燒區(qū)和底部催化劑區(qū)的絕熱燃燒反應(yīng)器中進(jìn)行。在燃燒區(qū)，烴原料被空氣或含氧氣的大氣部分氧化。來(lái)自燃燒區(qū)的部分氧化排放物隨后在反應(yīng)器底部以固定床方式放置的蒸汽轉(zhuǎn)化催化劑存在情況下被蒸汽轉(zhuǎn)化。在絕熱轉(zhuǎn)化器中典型的操作條件為850℃,2～4MPa，蒸汽與碳的比率大于1，視所需的氣體產(chǎn)品而定。
絕熱蒸汽轉(zhuǎn)化存在的一個(gè)問(wèn)題是在烴的亞化學(xué)計(jì)量燃燒中形成煙灰。尤其是通入絕熱轉(zhuǎn)化器的氣體的蒸汽與碳的比率低時(shí)，在燃燒區(qū)會(huì)明顯地形成煙灰。
在許多工業(yè)應(yīng)用中都要求通入的氣體的蒸汽與碳的比率低。這樣，生產(chǎn)氫和一氧化碳合成氣體時(shí)，蒸汽與碳的比率小于1有利于在氣體產(chǎn)品中獲得最佳的氫氣和一氧化碳的比率。
過(guò)去，曾為減少在絕熱轉(zhuǎn)化中在蒸汽與碳的比率低的情況下煙灰的形成做過(guò)一些嘗試，包括特殊的燃燒器的設(shè)計(jì)和操作條件的控制。
歐洲專利申請(qǐng)(申請(qǐng)?zhí)枮?9102386)公開了一種無(wú)煙絕熱催化蒸汽轉(zhuǎn)化方法，該方法是根據(jù)被轉(zhuǎn)化原料的絕熱氣體溫度和蒸汽與碳的比率，將操作壓力控制在一定范圍，以避免煙灰的形成。
進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)在蒸汽與碳的比率很低的情況下，操作壓力高于3.5MPa便可以實(shí)現(xiàn)無(wú)煙灰轉(zhuǎn)化。
在絕熱蒸汽轉(zhuǎn)化過(guò)程中高壓操作的缺點(diǎn)是為壓縮通入的氣體需要昂貴的費(fèi)用。在隨后的工藝設(shè)備中，一般要求使用較低壓力的合成氣體。
現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)，當(dāng)從處于高壓的轉(zhuǎn)化器中被收回的部分合成氣體在氣體渦輪機(jī)中釋壓以產(chǎn)生動(dòng)力，并且膨脹的氣體在明火管式蒸汽轉(zhuǎn)化器中用作燃料時(shí)，用于將通入的氣體壓縮入自熱轉(zhuǎn)化器的大量能量將被重新獲得。
因此，本發(fā)明提供一種合成氣體和動(dòng)力的聯(lián)合生產(chǎn)方法，包括烴原料的一級(jí)和二級(jí)蒸汽轉(zhuǎn)化步驟，其中，從高壓下的二級(jí)蒸汽轉(zhuǎn)化中收回的部分合成氣體在氣體渦輪機(jī)中膨脹以產(chǎn)生動(dòng)力，并且膨脹的合成氣體在一級(jí)蒸汽轉(zhuǎn)化步驟中用作燃料。
本發(fā)明的一個(gè)特定的實(shí)施例如附

圖1所示。
在圖1所示的方法中，首先，烴原料氣體1和蒸汽在管式蒸汽轉(zhuǎn)化器10中被蒸汽轉(zhuǎn)化。蒸汽轉(zhuǎn)化器10含有一外部被燃燒器15中燃燒的燃料加熱的常規(guī)的蒸汽轉(zhuǎn)化催化劑12的固定床。
本發(fā)明的一個(gè)重要特征是用于加熱蒸汽轉(zhuǎn)化催化劑的燃料是通過(guò)在下面進(jìn)一步描述的方法獲得的合成氣體的部分氣流5。
來(lái)自催化劑床12經(jīng)一級(jí)蒸汽轉(zhuǎn)化的氣流2被收回并和氧化劑流3一起被引入二級(jí)轉(zhuǎn)化器16。在二級(jí)轉(zhuǎn)化器16中，經(jīng)一級(jí)蒸汽轉(zhuǎn)化的氣流2通過(guò)已知的二級(jí)蒸汽轉(zhuǎn)化方法被進(jìn)一步蒸汽轉(zhuǎn)化。反應(yīng)器16的操作條件和使用的催化劑是常規(guī)的并歸納于下表中。來(lái)自反應(yīng)器16經(jīng)蒸汽轉(zhuǎn)化的氨合成氣體4被收回并將其中的一部分送入產(chǎn)品線路6，余下的氣流經(jīng)過(guò)氣體渦輪機(jī)18，在那里氣體膨脹而產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)的軸動(dòng)力。來(lái)自氣體渦輪機(jī)18的膨脹合成氣體5然后在燃燒器15中燃燒，為一級(jí)轉(zhuǎn)化器10供熱。
上述方法中的工藝條件和不同氣流的組成歸納于下表。
表
氣體渦輪機(jī)的功率15.8MW從上表可以看出當(dāng)生成的合成氣體在氣體渦輪機(jī)中體積膨脹約20％時(shí)，通過(guò)上述方法便可產(chǎn)生15.8MW的動(dòng)力。
權(quán)利要求
1．合成氣體和動(dòng)力的聯(lián)合生產(chǎn)方法，包括烴原料的一級(jí)和二級(jí)蒸汽轉(zhuǎn)化步驟，其中從高壓下的二級(jí)蒸汽轉(zhuǎn)化中被收回的部分合成氣體在氣體渦輪機(jī)中膨脹以產(chǎn)生動(dòng)力，并且膨脹的合成氣體在一級(jí)蒸汽轉(zhuǎn)化步驟中用作燃料。
2．合成氣體和動(dòng)力的聯(lián)合生產(chǎn)設(shè)備，包括在與二級(jí)蒸汽轉(zhuǎn)化器連接的燃料加熱的一級(jí)蒸汽轉(zhuǎn)化器；一個(gè)與二級(jí)蒸汽轉(zhuǎn)化器出口線路連接的氣體渦輪機(jī)，用于將通過(guò)二級(jí)蒸汽轉(zhuǎn)化器出口線路收回的至少部分生成的合成氣體膨脹；用于使膨脹的合成氣體通入至位于一級(jí)蒸汽轉(zhuǎn)化器中燃燒器的線路。
全文摘要
合成氣體和動(dòng)力的聯(lián)合生產(chǎn)方法,包括烴原料的一級(jí)和二級(jí)蒸汽轉(zhuǎn)化步驟,其中,從高壓下的二級(jí)蒸汽轉(zhuǎn)化中收回的部分合成氣體在氣體渦輪機(jī)中膨脹,以產(chǎn)生動(dòng)力,并且膨脹的氣體在一級(jí)蒸汽轉(zhuǎn)化步驟中用作燃料。
文檔編號(hào)C01B3/38GK1232783SQ9910629
公開日1999年10月27日 申請(qǐng)日期1999年4月15日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月16日
發(fā)明者H·S·安德森 申請(qǐng)人:赫多特普索化工設(shè)備公司